【正文】 ype, inclination angle , immersion depth and the stirring process (revolving speed and the stirring time) are simulated by using the software FLUENT14,choosing Multiple Reference Frame. Based on the optimization of the stirring process by the simulation, SiCp/ 20xx posites are fabricated by stir casting. By metallographic observation and analysis, the effects of particle pretreatment and stirring process parameters ( stirring temperature, stirring speed, stirring time) on the distribution of the particles and the defects of the posites are studied. And thus, the stirring process is optimized. The results prove that： Using tristraight impeller， SiC particles are not suspended the impeller is 25% height off the bottom, the flow field of the 吉林大學碩士學位論文 iv top and the bootom both develop well, so the particles are in a better dispersed distribution. As the rotation speed grows , the inner liquid level falls while the outer level rises. Thus a vortex is developed, which grows bigger as the increase of the rotation speed. When the stirring temperature is 640176。 當攪拌轉(zhuǎn)速升高到一定值后，液面以軸線為中心，內(nèi)圈下降，外圈上升，在中心產(chǎn)生一個凹狀漩渦。 在模擬優(yōu)化攪拌槳的基礎(chǔ)之上，本文采用機械攪拌制備 了顆粒增強SiCp/20xx 復(fù)合材料。攪拌槳的選取、攪拌工藝都影響著攪拌槽內(nèi)的流場。 論文級別： □√ 碩士 □博士 學科專業(yè)：材料加工工程 論文題目： 機械攪拌制備 SiCp/20xx 復(fù)合材料及攪拌過程中流場的數(shù)值模擬 作者簽名： 指導教 師簽名： 年 月 日 作者聯(lián)系地址（郵編）：吉林大學南嶺校區(qū)材料科學與工程學院 長春市人民大街 5988 號 130022 作者聯(lián)系電話： 15844001506 摘要 i 論文題目： 機械攪拌制備 SiCp/20xx 復(fù)合材料及攪拌過程中流場的數(shù)值模擬 專 業(yè)：材料加工工程 指導教師：王金國 教授 摘要 顆粒增強金屬基復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能在航天、汽車等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 分 類 號： TB333 單位代碼： 10183 研究生學號： 20xx432095 密 級： 公開 吉 林 大 學 碩士學位論文 機械攪拌制備 SiCp/20xx 復(fù)合材料及 攪拌過程中流場的數(shù)值模擬 Study on the fabrication of SiCp/20xx posites and the simulation of the fluid behavior in the stirred tank 作者姓名： 王啟龍 專 業(yè)： 材料加工工程 研究方向： 金屬基復(fù)合材料 指導教師： 王金國 教授 培養(yǎng)單位： 材料科學與工程學院 20xx 年 5 月 機械攪拌制備 SiCp/20xx 復(fù)合材料及 攪拌過程中流場的數(shù)值模擬 Study on the fabrication of SiCp/20xx posites and the simulation of the fluid behavior in the stirred tank 作者姓名： 王啟龍 專業(yè)名稱： 材料加工工程 指導教師： 王金國 教授 學位類別： 工學碩士 答辯日期： 年 月 日 未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學術(shù)性使用不在此限）。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。在眾多制備方法中，機械攪拌以其簡便性、靈活性和經(jīng)濟性而被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的以實驗為基礎(chǔ)的攪拌槳設(shè)計，不僅設(shè)計周期長，費用高，而且很難直接觀測到熔體內(nèi)的流動情況。通過金相觀察，系統(tǒng) 地 研究了攪拌工藝參數(shù)（攪拌溫度、攪拌速度、攪拌時間）對復(fù)合材料微觀組織、顆粒分布均勻性和部分鑄造缺陷的影響 ， 并優(yōu)化了攪拌工藝參數(shù)。隨著轉(zhuǎn)速的升高，下凹深度不斷增加 。C , stirring speed is 500rpm, stirring time is 10 min, the particles dispersed well and less casting defects are found in the posites. Key words: Stir casting, SiC, MMC, disperse, CFD, DPM 目錄 I 目錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................ 1 選題意義 ....................................................................................... 1 機械攪拌制備顆粒增強金屬基復(fù)合材料的原理 ......................... 3 顆粒進入熔體的熱力學條件 ................................................. 3 顆粒進入熔體的動力學條件 ................................................. 4 機械攪拌制備 SiCp/Al 復(fù)合材料的技術(shù)問題 .............................. 5 SiC 顆粒與鋁基體之間的潤濕性 .......................................... 5 復(fù)合材料中的氣孔 ................................................................. 6 SiC 顆粒與基體之間的界面反應(yīng) .......................................... 7 SiC 顆粒的均勻分布 .............................................................. 8 攪拌槳的設(shè)計 ............................................................................. 10 本文的研究內(nèi)容 ......................................................................... 13 第 2 章 攪拌槽內(nèi)固液兩相體系的混合與數(shù)值模擬 ........................ 15 攪拌槽介紹 ................................................................................. 15 計算流體動力學概況 .................................................................. 16 CFD 的發(fā)展及其優(yōu)劣 .......................................................... 16 CFD 模擬分析軟件 .............................................................. 17 多相流體模型 ............................................................................. 18 VOF 模型 ............................................................................. 18 歐拉模型 .............................................................................. 18 吉林大學碩士學位論文 II 混合模型 .............................................................................. 19 離散相模型 .......................................................................... 19 計算流體力學模擬攪拌轉(zhuǎn)動的方法 .......................................... 21 “黑箱 ‖模型 ......................................................................... 21 動量源模型 .......................................................................... 21 內(nèi)外迭代法 .......................................................................... 22 多重參考坐標系模型 ........................................................... 22 滑移網(wǎng)格法 .......................................................................... 23 數(shù)值求解步驟 ............................................................................. 24 攪拌槽實體模型的建立 ....................................................... 25 網(wǎng)格劃分 .............................................................................. 25 模型及求解參數(shù)的設(shè)置 ....................................................... 27 物料屬性的設(shè)定 ................................................................... 28 邊界條件和初始條件 ........................................................... 28 設(shè)定收斂殘差及時間步長 ................................................... 29 本章小結(jié) ..................................................................................... 30 第 3 章 基于 FLUENT 的攪拌過程中流場的模擬 ........................... 31 攪拌槽結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分 ......................................