Model krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w pionowej próbie lejności

W pracy zaproponowano modele matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w cylindrycznym kanale próby lejności. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych, dyfuzyjnych i przepływowych. W modelu założono, że istnieją fazy: ciekła, przejściowa i stała. Dyfuzja masy i rozprowadzanie domieszki mają miejsce tylko w fazie ciekłej i przejściowej. Sprzężenie zjawisk cieplnych i dyfuzyjnych uwzględniono zmianą od stężenia temperatury likwidusu. Parametry termofizyczne stopu (AlCu4), przyjęte do obliczeń, uzależniono od temperatury. Zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych w sformułowaniu Petrova-Galerkina.

---

Mathematical and numerical models of the solidification process of two-component alloy in a cylindrical channel of fluidity test have been proposed in the paper. In the mathematical model the interdependence between thermal, diffusion and fluid flow phenomena has been taken into consideration. Taking into account solidification of a two-component material, the liquid phase, mushy zone and the solid phase have been assumed. Diffusion of a mass and solute distribution has taken place only into the liquid phase and in the mushy zone. Coupling of thermal and diffusion phenomena has been taken into consideration by change of the liquidus temperature, with respect to solute concentration, on a growing front of solid. The changes in the thermophysical parameters of alloy (AlCu4), with respect to the temperature, has been taken into account. The problem has been solved by the finite element method in Petrov-Galerkin formulation.