Symulacja numeryczna krzepnięcia odlewu osiowo-symetrycznego wypełnianego od dołu z dolewaniem do nadlewu

W pracy sformułowano model matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia odlewu o kształcie cylindrycznym z uwzględnieniem procesu syfonowego wypełniania wnęki formy ciekłym metalem z dolewaniem do nadlewu. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych i dynamicznych. Pola prędkości otrzymano z rozwiązania równań Naviera-Stokesa i równania ciągłości, natomiast pola temperatury z rozwiązania równania przewodnictwa ciepła z członem konwekcyjnym. Postawione zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych. Oceniano wpływ parametrów i sposobu zalewania metalu na kinetykę narastania fazy stałej w procesie krzepnięcia odlewu. Dążono do otrzymania odlewu bez wad pochodzenia skurczowego.

---

In the paper, a mathematical and a numerical model of the solidification of a cylindrical shaped casting, in which it is taken into account the process of filling the mould cavity with molten metal from the mould bottom and its adding to the top of a riser head, has been proposed. In the mathematical model interdependence between thermal and dynamical phenomena has been also considered. The velocity fields were obtained by solving the Navier-Stokes equations and the continuity equation, while the thermal fields were obtained by solving the equation of heat conductivity containing the convection term. The problem was solved by the finite element method. The influences of pouring parameters and cases of metal mould pouring on the solidification kinetics of the casting were estimated. One aims in the paper to obtain a casting without shrinkage defect.