[发明专利]模拟铝铸件中的氧化物的方法

权利要求书

1.模拟铝铸件中的铝氧化物缺陷的方法，包括:

确定铝熔体中的多个铝颗粒的自由表面积；

存储每个铝颗粒的自由表面积；

跟踪冲模充模过程中的自由表面积变化；

基于充模过程中的自由表面积变化计算夹带的或表面的氧化物膜的总面积；

确定产生的双层氧化膜的总面积，其中对于所述多个颗粒中的每一个，通过存储以大于135度的角度相遇的流体前沿之间的接触面积并对所有颗粒面积求和来计算双层氧化膜的总面积；

确定产生的流痕的总面积，其中通过存储在低于液相线的温度下产生的双层氧化膜的面积来计算流痕的总面积；

确定产生的冷隔的总面积，其中通过存储在低于凝固范围的中值温度的温度下产生的双层氧化膜的面积来计算所述冷隔的总面积；以及

确定所述铝熔体在多个位置上的速度；

其中使用以下算法来确定铝熔体的速度：

，

其中，、、分别是沿x、y和z方向的速度（m/s）；P是压力（Pa）；是铝密度（g/cm³）；t是时间（s）；、、分别是沿x、y和z方向的小增量（mm）；F是力（N）；是剪切应力（Pa）以及g是重力（m/s²）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用以下算法追踪来自由表面积：

，

其中，、、分别是沿x、y和z方向的速度（m/s）；是铝密度（g/cm³）；t是时间（s）；、、分别是沿x、y和z方向的小增量（mm）；以及F是力（N）。

3.模拟铝铸件中的铝氧化物缺陷的方法，包括:

确定铝熔体中的多个铝颗粒的自由表面积；

存储每个铝颗粒的自由表面积；

跟踪冲模充模过程中的自由表面积变化；

基于充模过程中的自由表面积变化计算夹带的或表面的氧化物膜的总面积；

确定产生的双层氧化膜的总面积，其中对于所述多个颗粒中的每一个，通过存储以大于135度的角度相遇的流体前沿之间的接触面积并对所有颗粒面积求和来计算双层氧化膜的总面积；以及

确定所述铝熔体在多个位置上的速度，其中使用以下算法来确定铝熔体的速度：

；

使用以下算法来追踪自由表面积：；和

使用以下算法来确保质量守恒：，

其中，、、分别是沿x、y和z方向的速度（m/s）；P是压力（Pa）；是铝密度（g/cm³）；t是时间（s）；、、分别是沿x、y和z方向的小增量（mm）；F是力（N）；是剪切应力（Pa）以及g是重力（m/s²）。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过以下算法来描述离散的夹带的氧化物颗粒的运动：

，

其中，是颗粒体积（mm³）；和分别是液态铝密度和颗粒密度（g/cm³）； 和分别是液体和颗粒速度（m/s）；P是压力（Pa）；g是重力加速度矢量（m/s²）； 是颗粒半径（mm）；是阻力系数（无量纲）；t是时间（s）；是动态粘度（cm²s^-1）；以及s是多维时间（s）。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过计算机用程序化在其内的所述算法来执行所述方法。