Řešení přenosu tepla tuhnoucí ocelové soustavy se změnou fáze při pohybujících se okrajových podmínkách

Abstract

Cílem diplomové práce je vytvoření 2D numerického modelu pohybujícího se řezu s proměnnými okrajovými podmínkami skutečné geometrie plynulého odlévání a chlazení předlitku v prostředí MATLAB. Model se zabývá vysoce nelineárními termofyzikálními podmínkami oceli během tuhnutí a chlazení. V práci je simulovaná nejen nelinearita termofyzikálních podmínek, ale také nelinearita při fázové změně. Fázová změna je modelovaná pomocí metody entalpie, metody zdánlivé kapacity a metody teplotního zotavení. Všechny výsledky práce jsou porovnány z více hledisek, jako např. z hlediska přesnosti, rychlosti výpočtu, nebo vhodnosti časového diskretizačního kroku pro nelineární problémy, a paralelizace.

The master's thesis aim is to develop a 2D numerical slice model with moving boundary conditions of real geometry of caster in MATLAB environment. The model deals with a high non-linearity of the thermo-physical properties of steel during solidification and cooling. Not only the non-linearity of thermo-physical properties, but also the non-linearity during phase change is handled and simulated. Phase change is modeled by enthalpy method, effective heat capacity method and temperature recovery method. In the end, comparison of different approaches from the perspective of accuracy, speed of the computation and suitability of time discretization for non-stationary problems and parallelization is derived.