鑄造熔煉過程模擬與爐料優(yōu)化配比技術

前言
上篇鑄造熔煉過程模擬仿真技術及應用
第1章熔煉工藝模擬仿真技術概述2
1.1鑄造熔煉工藝簡介2
1.1.1沖天爐熔煉2
1.1.2感應電爐熔煉5
1.1.3沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉6
1.2鑄造熔煉計算機技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢7
1.2.1鑄造沖天爐熔煉模擬與控制7
1.2.2鑄造感應電爐熔煉模擬8
第2章沖天爐熔煉成分預測數(shù)學
建模11
2.1熔煉過程的物質變化11
2.2熔煉成分的數(shù)學建模13
2.2.1熔煉體系的相與組分13
2.2.2多相多組分體系的數(shù)學建模14
第3章沖天爐熔煉成分預測熱力學
建模18
3.1多相多組分體系成分預測的常見
算法18
3.1.1熱力學平衡18
3.1.2平衡常數(shù)法18
3.1.3小自由能法20
3.2熔煉熱力學建模21
3.2.1熱力學建模的假設條件與要求21
3.2.2基于小自由能法的熱力學
建模22
3.3組元化學勢計算22
3.3.1組元標準摩爾吉布斯函數(shù)的
計算22
3.3.2組元偏摩爾吉布斯函數(shù)的計算25
第4章沖天爐熔煉成分預測參數(shù)
約束處理29
4.1主要熔煉參數(shù)29
4.1.1熔煉參數(shù)及其選擇29
4.1.2其他表征熔煉過程狀態(tài)的參數(shù)30
4.2熔煉參數(shù)控制的建模31
4.2.1熔煉參數(shù)的控制特點31
4.2.2熔煉參數(shù)的建模要求31
4.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡在參數(shù)控制中的應用32
4.3基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的熔煉參數(shù)處理
方案32
4.3.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡簡介32
4.3.2熔煉參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡建模34
4.3.3間接約束法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型
算例36
第5章沖天爐熔煉成分預測系統(tǒng)
開發(fā)42
5.1熱力學模型的優(yōu)化求解方法42
5.1.1求解算法的選擇42
5.1.2遺傳算法簡介42
5.1.3遺傳算法求解方法44
5.2沖天爐成分預測系統(tǒng)的實現(xiàn)46
5.2.1成分預測系統(tǒng)內容46
5.2.2成分預測系統(tǒng)的系統(tǒng)實現(xiàn)47
5.3數(shù)值算例與分析48
5.3.1數(shù)值算例內容48
5.3.2數(shù)值算例結果與分析50
5.3.3預測精度分析與下一步工作
方案53
第6章感應電爐熔煉數(shù)學建模54
6.1感應電爐熔煉物理模型與基本假設54
6.1.1物理模型54
6.1.2基本假設55
6.2感應電爐熔煉電磁場數(shù)學建模55
6.2.1理論基礎55
6.2.2求解區(qū)域和邊界定義57
6.2.3求解方法57
6.2.4電磁場控制方程58
6.2.5復矢量磁位和復標量電位描述
方程組59
6.3感應電爐熔煉多物理場耦合數(shù)學
建模61
6.3.1假設條件61
6.3.2傳熱與流動耦合數(shù)學建模62
6.3.3流動與傳質耦合數(shù)學建模63
第7章感應電爐熔煉數(shù)值模擬求解
技術65
7.1混合交錯網(wǎng)格模型建立65
7.1.1基本網(wǎng)格結構65
7.1.2交錯網(wǎng)格和標識方法66
7.1.3節(jié)點值匹配算法66
7.2電磁場控制方程有限差分數(shù)值求解68
7.2.1渦流區(qū)求解68
7.2.2非渦流區(qū)求解70
7.2.3求解邊界條件及收斂條件70
7.3傳熱與流動耦合控制方程有限差分
數(shù)值求解74
7.3.1有限差分離散74
7.3.2收斂條件75
7.4流動與傳質耦合控制方程有限體積
數(shù)值求解75
7.4.1洛倫茲力的數(shù)值求解75
7.4.2有限體積離散76
7.4.3流動場高效數(shù)值求解技術78
7.4.4傳熱與傳質耦合求解技術80
7.5數(shù)值求解計算流程85
第8章感應電爐熔煉模擬算例與
分析87
8.1模型網(wǎng)格與計算參數(shù)87
8.2電磁場模擬結果與分析88
8.2.1磁場分布數(shù)值結果88
8.2.2電磁參數(shù)對磁場分布的影響90
8.3電磁傳熱耦合行為模擬結果與分析92
8.4傳質行為數(shù)值模擬結果與分析95
8.4.1網(wǎng)格步長對數(shù)值結果的精度
影響95
8.4.2宏觀偏析數(shù)值模擬結果分析96
8.5傳熱與流動行為耦合模擬結果與
分析100下篇計算機爐料優(yōu)化配比技術及應用
第9章計算機爐料優(yōu)化配比數(shù)學
建模104
9.1計算機爐料配比技術發(fā)展現(xiàn)狀及
趨勢104
9.1.1爐料配比工藝簡介104
9.1.2工業(yè)配料問題研究概況104
9.1.3約束優(yōu)化算法的研究概況106
9.2計算機爐料優(yōu)化配比建模108
9.2.1目標函數(shù)108
9.2.2約束條件108
9.2.3優(yōu)化配比數(shù)學模型109
第10章計算機爐料優(yōu)化配比求解
方法111
10.1約束優(yōu)化算法111
10.1.1精確算法111
10.1.2近似算法112
10.2化求解方法113
10.3次優(yōu)解求解方法115
10.3.1約束松弛求解方案115
10.3.2遺傳算法求解方案116
10.4手動試錯法117
第11章計算機爐料配比系統(tǒng)的
設計與實現(xiàn)119
11.1系統(tǒng)總體設計119
11.1.1需求分析119
11.1.2總體設計120
11.2系統(tǒng)功能實現(xiàn)120
11.2.1數(shù)據(jù)庫管理模塊的實現(xiàn)120
11.2.2自動爐料配比模塊的實現(xiàn)124
11.2.3手動爐料配比模塊的實現(xiàn)124
11.2.4爐前爐料配比模塊的實現(xiàn)128
第12章計算機爐料配比系統(tǒng)應用
功能131
12.1軟件安裝131
12.2功能概述133
第13章計算機爐料配比系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫136
13.1爐料數(shù)據(jù)庫136
13.1.1爐料分類136
13.1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫136
13.1.3用戶數(shù)據(jù)庫141
13.2燒損率與燒損量方案142
13.2.1燒損率與燒損量142
13.2.2燒損率方案設定143
13.2.3燒損量方案設定143
13.3雜質元素145
13.3.1雜質元素的總體含量145
13.3.2雜質元素的設定與統(tǒng)計145
第14章計算機爐料配比系統(tǒng)主要
功能146
14.1爐料配比146
14.1.1爐料配比界面與基本內容146
14.1.2爐料配比基本步驟147
14.2自動爐料配比154
14.2.1解方程組法154
14.2.2窮舉法與小成本法156
14.3手動爐料配比161
14.3.1手動配比的基本思路161
14.3.2手動配比的步驟161
14.4爐前配比164
14.4.1爐前配比的基本思路1