Abstract
本文利用Weighting Function Scheme(W.F.S)對具有液–固相變化且在跨越不同材料間含有接觸熱阻的雙輪軋鑄法作數值模擬, 以尋求就實際軋鑄過程中所產生的現象作合理的解釋, 並藉此模擬所得的結果, 作為雙輪軋鑄時合宜參數條件及限制之參考。W.F.S 在應用上相當普遍, 除了具有精度高、穩定性佳及省時等特性, 而且使用上亦不受守□型式 (conservative form)之限制。最近的發展, 更使 W.F.S能很有效地處理熱學性質不連續的問題, 並在權重係數中引入了等效熱阻的觀念, 因此, 配合單區法模式可以處理液–固相變化及接觸熱阻的問題。我們在推導問題的統御方程式時, 把合金與軋輪以同一個統御方程式來代表。因此整個計算區域可以用單區法處理, 而具有液–固相變化的合金, 其潛熱項獨立出來成為熱源項, 我們再利用依照焓值定義的合金液態分率來決定熱源項的大小。至於接觸界面上的接觸熱阻大小, 不採用均勻分佈的假設, 而是由固化狀態來決定其接觸熱阻的大小。本文的數值預測可以得到合金軋鑄速度與合金出口溫度具有遲滯環的特性, 因此可以解釋雙輪軋鑄法具有臨界速度的限制, 而數值預測結果與實驗值在定性上相當吻合。另外, 合金入口溫度、溶質濃度等參數的變化對合金出口溫度之影響也得到令人滿意的結果。所以, 利用W.F.S配合Strongly Implicit Solver(SIS solver) 來解具有相變化及接觸熱阻的問題, 是一套很有效率的方法。