二、連鑄建模程序

正如《理論指南》中“連鑄的動量方程和拉速”中所述，您可以在凝固/融化化計算中包括拉速來模擬連鑄。在ANSYS fluent中建立連鑄模型有三種方法

?指定恒定或可變的拉速。要使用此方法(默認(rèn)值)，請不要啟用Compute Pull velocity選項。如果使用這種方法，則需要在初始化解決方案之后為拉速修補常量值或自定義字段函數(shù)

Solution →? Initialization → Patch..

有關(guān)修補值的詳細(xì)信息，請參閱選定單元格中的修補值。注意，對于整個區(qū)域內(nèi)的拉速進行patch值是可以接受的，因為只有當(dāng)液體分?jǐn)?shù)小于1時，才會使用patch值

根據(jù)指定的速度邊界條件，讓ANSYS Fluent計算計算過程中的拉拔速度(等式2在上一個專欄中)。

要使用這種方法，請啟用Compute Pull velocity選項。該方法計算量大，僅當(dāng)拉速與液固界面位置密切相關(guān)時才推薦使用。

如果您使用ANSYS Fluent計算拉拔速度，那么除了在setup Procedure中給出的輸入或setup過程外，就沒有其他的輸入或setup過程了。

?讓ANSYS Fluent只計算一次拉力速度，然后在剩下的計算中使用這些值。為了使用這種方法，使用ANSYS Fluent進行一次迭代，計算拉速，然后關(guān)閉計算拉速選項，繼續(xù)計算。在余下的計算中，ANSYS Fluent將使用第一次迭代時的拉速計算值。

三、熱浮力和溶質(zhì)浮力模型

當(dāng)存在熱浮力和溶質(zhì)浮力的影響時，由于重力對介質(zhì)變密度的影響，可以在區(qū)域內(nèi)誘導(dǎo)流動。在多組分凝固問題中，密度的變化是由溫度變化和液固界面附近的組分濃度梯度引起的，在ANSYS fluent中可以利用熱浮力和溶質(zhì)浮力選項模擬凝固和熔化時的浮力流動。

有關(guān)凝固和熔化問題中浮力誘導(dǎo)流動背后的理論的更多信息，請參見理論指南中的熱浮力和溶質(zhì)浮力。

凝固/融化化問題的設(shè)置程序在設(shè)置程序中描述。要包括熱浮力和溶質(zhì)浮力效應(yīng)，請執(zhí)行以下步驟

1、 啟用“凝固和融化”對話框中的“包括熱浮力”和“包括溶質(zhì)浮力”選項（圖1：“凝固和熔化”對話框）。

注：包含熱浮力和包含溶質(zhì)浮力選項僅在凝固模擬為物種遷移時可用

2、如自然對流和浮力驅(qū)動流所述，定義模擬熱浮力的操作條件和特性

3、若要對溶質(zhì)浮力建模，請在“創(chuàng)建/編輯材質(zhì)”對話框中為除混合物中最后一種之外的所有物種的溶質(zhì)膨脹系數(shù)指定一個值

注：默認(rèn)情況下，溶質(zhì)的共晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)用作計算溶質(zhì)浮力時溶質(zhì)的參考物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此，不需要額外的輸入。然而，在某些應(yīng)用中，并不總是希望使用參考質(zhì)量分?jǐn)?shù)的默認(rèn)值。在這種情況下，可通過文本用戶界面輸入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)值，如下所示

四、解決程序

在解決流體流動和傳熱耦合問題之前，您可能需要修補初始溫度或解決穩(wěn)態(tài)傳導(dǎo)問題作為初始條件，然后可以將耦合問題求解為穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)。然而，由于這些問題的非線性性質(zhì)，在大多數(shù)情況下，瞬態(tài)求解方法是首選的。

您可以在解決方案控制任務(wù)頁中指定應(yīng)用于液體分?jǐn)?shù)方程的亞松弛因子

Solution →? Controls

在“松弛因子”下的“液體分?jǐn)?shù)更新”字段中指定所需的值。這將在以下公式中設(shè)置的值，用于將液體分?jǐn)?shù)從一次迭代（n）更新到下一次迭代（n+1）

在許多情況下，不需要更改的默認(rèn)值。但是如果存在收斂困難，則減小該值可以提高解的收斂性。在穩(wěn)態(tài)計算、連鑄模擬、涉及多組分凝固的模擬以及使用大量糊狀區(qū)常數(shù)的模擬中，可能會出現(xiàn)收斂困難。

五、后處理

對于凝固/熔化計算，可以根據(jù)模擬中啟用的其他模型生成下列項目的圖形圖或字母數(shù)字報告。這些數(shù)量在凝固/熔化中可用…顯示在后處理對話框中的變量選擇下拉列表的類別

? Liquid Fraction

? Contact Resistivity

? Pull Velocity (X,Y,Z,Axial,Radial, and Swirl components)

? Liquidus Temperature

? Solidus Temperature

液體組分和接觸電阻率溶液變量可用于所有凝固/熔化模擬。只有在模擬中包括拉速（計算的或指定的）時，拉速分量才可用。液相線溫度和固相線溫度只有在建立物種模型進行多組分凝固/熔化模擬時才可用。

圖3：連續(xù)晶體生長的液相部分輪廓顯示了連續(xù)晶體生長模擬中液相部分的填充輪廓。