具体描述
内容简介
本书介绍以钢包吹氩为基础的钢水精炼过程的数学物理模拟研究，主要
内容包括理论分析，实验室研究，现场测定和数学模拟方法及结果；介绍了吹
气搅拌金属熔池中气体射流的穿透、气泡形成、气泡泵现象、渣钢界面卷混的
理论和实验研究结果；以全浮力模型为基础，对气体搅拌熔池中的流动、传热
和混合过程进行了数学物理模拟。本书还对物理模型和数学模型的建立、程序
编制和计算方法作了介绍。本书可供冶金专业本科生、研究生、教师和工程技
术人员参考。
作者简介
作者简介
萧泽强，1934年生，
湖南长沙人，1953年武
昌钢铁学校冶炼专科毕
业，1961年东北工学院
炼钢专业本科毕业后留
校工作，曾任东北大学
博士生导师，冶金传输
原理及反应工程研究室
主任。现任东北大学教
授，中南工业大学博士
生导师。1973年赴阿尔
巴尼亚地拉那大学任教
一年。1978～1980年以
访问学者身份在瑞典皇
家工学院从事喷射冶金
技术和理论研究，1988
～1995年先后担任该院
过程冶金系研究生教育
和科研客座顾问。主要
研究领域为氧气转炉炼
钢、钢的喷吹精炼、连
续浇铸和冶金反应工程
学基础。80年代以来，
在国内外学术刊物上发
表论文近百篇。
作者简介
朱苗勇，1965年生，
浙江绍兴人。1988年东北
工学院钢铁冶炼专业本科
毕业，分别于1991年、
1994年在东北大学冶金传
输原理及反应工程研究室
获硕士和博士学位。现任
东北大学钢铁冶金系副教
授，中国金属学会冶金反
应工程学学术委员会委员。
在攻读学位和从事博士后
研究中，曾三次应邀赴日
本新日铁公司承担课题研
究。1998年受瑞典皇家工
学院理论冶金系邀请，赴
瑞从事合作科研。研究方
向为：CFD应用基础炉
外精炼和连续铸钢。已在
国内外学术刊物和重要会
议上发表论文30余篇。
目录信息
1绪论
1.1现代冶金工艺、理论和研究方法的发展
1.2数学物理模拟研究方法的作用
1.3数学模拟研究技术的发展和现状
1.4钢水精炼过程研究的目的和意义
参考文献
2浸入式气流喷吹熔池的主要特征
2.1气体射流的特性
2.1.1亚音速自由射流和限制射流的特性
2.1.2气体射流的穿透深度
2.1.3浸入式水平气体射流的轨迹
2.1.4浸入式水平气粉射流的轨迹
2.2熔池中气泡的行为
2.2.1气泡形核生成
2.2.2气泡孔口生成
2.2.3液体中气泡的形状
2.2.4液体中单个气泡的运动
2.2.5两相区中气泡群的行为
2.2.6孔口气泡流和连续流
2.3气泡泵起现象的全浮力模型
2.3.1钢包底吹氩循环流场的基本结构
2.3.2喷吹钢包中流体流动现象的实验研究
2.3.3全浮力模型的数学描述
2.3.4全浮力模型的应用和讨论
2.4喷吹气体对熔池的搅拌功分析
参考文献
3钢水精炼过程数值模拟计算程序的设计原理及构成
3.1钢水精炼反应器内湍流流动的数学描述
3.1.1湍流流动的数学描述
3.1.2湍流模型
3.1.3壁函数
3.2描述钢水精炼传输过程的基本方程
3.3流场的计算方法
3.3.1流场计算的困难和方法
3.3.2交错网格
3.4二维柱坐标系下基本方程的离散化
3.4.1差分方程的通式
3.4.2动量方程的离散化方程
3.4.3压力校正方程
3.4.4压力方程
3.4.5差分方程的求解
3.4.6SIMPLE和SIMPLER算法
3.5三维适体坐标系下的离散化
3.5.1适体坐标的特点与选择
3.5.2积分微元体与速度矢量的定义
3.5.3离散化方法
3.5.4动量方程中速度分量的修正
3.5.5SIMPLE算法和差分方程的求解
3.6壁函数的设定
3.7边界条件
3.8TPS2D计算程序概况
3.8.1计算程序框图
3.8.2计算程序中的变量及符号说明
3.8.3计算网格生成子程序
3.8.4计算有效粘度子程序
3.8.5赋常数和初值子程序
3.8.6动量方程（u分量）计算子程序
3.8.7动量方程（v分量）计算子程序
3.8.8速度校正子程序
3.8.9ε方程子程序
3.8.10k方程子程序
3.8.11计算ε和k方程系数的子程序
3.8.12计算对流扩散项系数（乘方格式）的子程序
3.8.13压力校正方程子程序
3.8.14计算压力方程的子程序
3.8.15计算压力和压力校正方程系数的子程序
3.8.16 输出结果处理子程序
参考文献
4物理模型的建立及测量技术
4.1物理模型的建立方法
4.1.1几何相似
4.1.2动力相似
4.2两相区气泡特性的测定方法
4.3物理模型中流速的测定方法
4.4物理模型中混合特性的测定
4.5物理模型中温度分布的测定
4.6实际钢包中钢水速度的测定
参考文献
5底吹氩精炼钢包内流动和混合过程的数学物理模拟
5.1概述
5.2气液两相区结构
5.2.1两相区结构模型
5.2.2两相区结构模型对流场计算结果的影响
5.3吹氩钢包内钢水流动的基本规律
5.3.1循环流
5.3.2表面水平流
5.3.3钢包下部流层流动
5.4喷吹钢包内三维流动的数值模拟
5.4.1控制方程
5.4.2三维数学模型的验证
5.4.3单喷嘴喷吹钢包内流动场的数学物理模拟
5.4.4多喷嘴喷吹钢包内流动场的数学物理模拟
5.5喷吹钢包内混合过程
5.5.1混合过程和混合时间
5.5.2以实验数据为基础的混合模型
5.5.3混合过程和混合时间的数理研究方法
5.6喷吹钢包内混合过程的数模分析
5.6.1供气量对混合时间的影响
5.6.2喷嘴布置对混合时间的影响
5.6.3示踪剂加入位置的影响
5.6.4钢包锥度的影响
5.7混合时间的数学表达式
参考文献
6CAS－OB钢包内钢水的流动和传热规律
6.1概述
6.2CAS－OB过程特征分析
6.2.1铝（或硅）氧化放热
6.2.2底吹氩驱动的循环流
6.3CAS－OB过程的数学模拟
6.3.1研究体系和假设
6.3.2基本方程和边界条件
6.4CASOB包内的湍流流动特征
6.4.1CAS－OB钢包内循环流的基本特征
6.4.2CAS－OB钢包内浸渍管深度对流动和湍动能耗散的影响
6.5CAS－OB包内温度动态分布
参考文献
7水平喷吹精炼反应器内流动和混合过程的模拟
7.1概述
7.2水平气体射流在液体中的特征
7.3数学模拟
7.3.1流体流动
7.3.2示踪剂浓度方程
7.3.3射流的处理
7.3.4数值求解
7.4熔池中的流动
7.4.1计算结果的验证
7.4.2水平喷吹熔池中的流动特征
7.4.3水平喷吹与偏心底吹的比较
7.4.4水平喷吹与中心底吹的比较
7.5插入式单孔侧吹喷枪不同喷吹位置的流场和混合时间
参考文献
8喷吹钢包顶渣卷混的数学物理模拟
8.1物理模型观察
8.2渣钢卷混现象的数学分析
8.2.1基本方程
8.2.2初始条件
8.2.3求解
8.3计算结果和分析
8.3.1韦伯数较小（Webc＜6）下的界面行为
8.3.2Webc数值增大后的界面行为
8.4渣钢界面临界卷混条件
8.4.1卷混出现的临界条件
8.4.2喷吹钢包内顶渣出现卷混的工艺条件
8.5喷吹钢包中渣金界面卷混的数值模拟
参考文献
9钢中喂线熔化过程的数学物理模拟
9.1钢中喂铝线工艺概述
9.1.1喂线法在炼钢生产中的应用
9.1.2喂入铝线在钢中升温、熔化的基本特征
9.2钢中喂铝线过程的实验研究
9.2.1热态实验方法和装置
9.2.2热态实验结果
9.3钢中喂入铝线升温熔化过程的数学模拟
9.3.1数学模型
9.3.2初始条件和边界条件
9.3.3数值求解
9.3.4计算结果
9.4数模计算与实验结果比较及研究结果应用
9.4.1数模计算与热态实验结果的比较
9.4.2研究结果的应用
参考文献
译名对照
索引
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的装帧非常精美，封面设计也十分吸引人，一看就知道是经过精心策划的。纸张的质感也很好，触感细腻，印刷清晰，字迹工整，即使长时间阅读也不会感到疲劳。排版布局也相当合理，留白恰到好处，让人阅读起来非常舒适。总而言之，从书的物理形态上来说，这本书已经给了我一个非常好的第一印象，让人迫不及待地想要翻开它，去探索其内在的知识宝藏。我特别喜欢这种厚重而又考究的出版物，它本身就散发着一种知识的力量和沉淀的艺术感。这种对细节的关注，往往预示着内容本身的严谨和深度，让人对作者和出版社的专业性充满信心。我希望这本书的内容也能像它的外表一样令人惊艳，能够给我带来全新的视角和深刻的启迪。
读这本书的书名，我脑海中立刻浮现出许多关于工业生产的画面，那些炽热的钢水，巨大的炼钢炉，还有精密的控制系统。我推测这本书会非常详细地解析钢的精炼过程中的每一个环节，从原材料的准备到最终产品的质量控制，都会有深入的探讨。我尤其好奇作者会如何处理不同精炼工艺（如氧气顶吹转炉、电弧炉、真空脱气等）的数学和物理模型的差异。是不是会有针对不同工艺特点的模型推导和算法设计？我猜测书中很可能包含了大量复杂的公式和图表，用来展示各种物理量（如温度、压力、浓度、速度等）在精炼过程中的时空演变。这种科学的严谨性，恰恰是我最看重的。我希望这本书能帮助我理解这些看似神秘的工业过程背后的科学原理，让我能够更深刻地认识到现代冶金技术的精妙之处。
我一直对冶金领域的一些基础理论研究非常感兴趣，尤其是那些能够将抽象的科学原理与实际工业生产相结合的课题。这本书的标题“钢的精炼过程数学物理模拟”立刻就吸引了我的目光，因为它听起来就涵盖了这两个我都很关注的方面。我设想这本书会深入探讨如何利用数学模型和物理定律来精确地描述和预测钢在高温、高压等复杂环境下发生的各种化学和物理变化。例如，它可能会详细介绍不同精炼方法的动力学方程，热力学平衡的计算，以及流体动力学在熔体搅拌和杂质去除中的作用。我特别期待能够看到一些关于数值计算方法和仿真软件应用的案例分析，比如如何通过有限元方法或计算流体动力学来模拟炉内温度分布、气体扩散和物质传输等过程。如果书中能提供一些实际的模拟结果与实验数据进行对比验证，那就更具说服力了，这能很好地展示理论研究的实际应用价值。
当我看到这本书的名称时，我联想到的是一个庞大而复杂的系统工程，其中涉及到了无数的变量和相互作用。我猜想，这本书的作者一定是一位在这方面有着深厚造诣的专家，他能够将如此复杂的工业过程，用数学和物理的语言进行精确地描绘。我期待书中能够提供一些关于模型建立和验证的详细步骤，例如如何从实验数据中提取模型参数，如何选择合适的数值方法来保证计算的精度和效率，以及如何解释模拟结果并将其应用于实际的工艺优化。我也希望这本书能够包含一些关于不确定性分析和误差评估的内容，因为在真实的工业生产中，总会存在各种不可控的因素。如果这本书能帮助我理解如何通过数学物理模拟来提高钢的产量和质量，同时降低能耗和环境污染，那将是非常有价值的。
我是一名对材料科学理论充满好奇的研究生，这本书的名字听起来非常具有挑战性，但同时也充满了吸引力。我一直在寻找能够帮助我理解更深层次材料加工机制的读物，而“数学物理模拟”这几个字，预示着这本书将不仅仅停留在宏观的描述层面，而是会深入到微观的物理机制和数学表述。我猜测书中会涉及一些高级的偏微分方程，比如描述传热、传质和流体运动的方程组，以及如何利用这些方程进行数值求解。此外，我很好奇书中会对“精炼过程”中的哪些具体物理现象进行模拟，例如气泡在钢水中的上升和破裂、夹杂物的聚集和沉降、以及各种合金元素的扩散和反应等。如果书中能够提供一些前沿的模拟技术和研究方法，那就更好了，这将对我的学术研究大有裨益。
