الملخص

في هذه الورقة سيتم عرض نتائج المحاكاة للتدفق المضطرب لانسياب مصهور الحديد في الوعاء البيني الوسيط (Tundish) بأستخدام النموذج الرياضي المعروف بنمذجة الدوامات الكبيرة للأنسياب المضطرب (Large Eddy simulation of turbulent flow - LES). في هذه المحاكاة تم حل معادلات نافيير- ستوكس (Navier-Stocks equation) الخاصة بالموائع القابلة للانطغاط باستخدام التحليل العددي. تم تطوير طريقة التحليل العددي الضمني الثنائي في الزمن (Implicit Dual Time stepping scheme) اللازمة لحل المعادلات الحاكمة بحيث اشتملت على المصفوفة الشرطية (Preconditioning matrix) من جهة وطريقة التسلسل الهرمي متعدد المستويات (Multigrid Method) لتعجيل الحل من جهة أخرى. تم التحقق من صحة طريقة الحل من خلال تطبيقها على التدفق المضطرب في الأنابيب عند رقم رينولدز (محسوب عند سرعة احتكاك u) يساوي 1280 ومقارنة النتائج مع البيانات التجريبية المنشورة. بعد ذلك أجريت محاكة للتدفق المضطرب لانسياب مصهور الحديد في الوعاء البيني الوسيط (Tundish) لمعرفة خصائص الانسياب ومقارنتها بالبيانات التجريبية. اظهرت نتائج المحاكة توافق جيد وإلى حد كبير مع البيانات التجريبية.

ABSTRACT

Large-eddy simulations (LES) of a continuous tundish with turbo-stoppers flows are presented. The numerical computations are performed by solving the conservation equations for compressible fluids. An implicit dual time stepping scheme combined with low Mach number preconditioning and a multigrid accelerating technique is developed for LES computations. The method is validated by comparing data of turbulent pipe flow at Re=1280 at different Mach numbers with experimental findings from the literature. Finally, the characteristics of the turbulent flow in a one-strand tundish with turbo-stoppers is analyzed and discussed. The comparison of LES findings of the implicit method with experimental data from literature showed very good agreement for the mean velocity profiles and the turbulence intensity distributions in the tundish.