[发明专利]一种结晶器内钢液流动的预测方法

权利要求书

1.一种结晶器内钢液流动的预测方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：收集待研究钢材的物性参数、各成分所占比重数据；所述物性参数包括钢液粘度；

步骤2：根据收集的物性参数数据及LBM模型，计算结晶器内的钢液流动状态：基于LBM模型将钢液流动过程分解成碰撞和迁移两个部分，基于D2Q9模型和BGK模型计算钢液流动的控制方程；对节点的动量分布函数值进行迁移，并在迁移之后施加边界条件，得到各节点的流体速度；

步骤3：对步骤2编写程序代码，设定边界条件及控制条件，运行程序，输出各节点的流体速度，将输出转化为图像形式，得到结晶器内的钢液流动状态；所述边界条件包括钢液入口边界条件、钢液出口边界条件、结晶器壁面边界条件，所述钢液入口边界条件为速度场采用已知速度边界条件，所述钢液出口边界条件为开放性边界条件，所述结晶器壁面边界条件为封闭边界条件；所述控制条件包括温度、钢液的初始速度、水口插入深度。

2.根据权利要求1所述的结晶器内钢液流动的预测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

基于LBM模型将钢液流动过程分解成碰撞和迁移两个部分，基于D2Q9模型和BGK模型计算钢液流动的控制方程为钢液流动过程中的节点碰撞方程：

其中，x为节点的位置坐标，t表示时刻，Δx为格子在x方向的长度，Δt为时间步长，ω为松弛频率，τ为松弛时间，f_k()为节点的动量分布函数，下标k表示不同的方向，为平衡分布函数：

式(2)中，w_k为权重因子，ρ(x,t)为t时刻LBM模型中格子的密度，Δy为格子在y方向的长度，μ为节点的流体速度，μ＝ui+vj，u、v分别为钢液的横向速度、纵向速度，i、j分别表示x、y方向的单位向量；

对节点的动量分布函数值进行迁移，并在迁移之后施加边界条件，得到各节点的流体速度为