浸入式水口內(nèi)壁特征對(duì)邊界層流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和氧化鋁夾雜物運(yùn)動(dòng)行為的影響

華承健，王 敏?，張孟昀，鄭瑞軒，包燕平

1) 北京科技大學(xué)鋼鐵冶金新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083 2) 北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京 100083

浸入式水口內(nèi)壁隨著澆注過(guò)程與鋼液的反應(yīng)侵蝕和氧化鋁夾雜物的沉積結(jié)瘤，其形貌會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變[1-3]，壁面形貌會(huì)直接影響壁面邊界層流場(chǎng)結(jié)構(gòu)[4-6]，從而影響邊界層流體中固體顆粒的輸送和傳遞行為[7-8].鋁脫氧鋼浸入式水口結(jié)瘤物主要為脫氧產(chǎn)物— —氧化鋁夾雜物[9-10].因此，浸入式水口內(nèi)壁邊界層流場(chǎng)結(jié)構(gòu)直接影響氧化鋁夾雜物在邊界層內(nèi)的傳輸行為，與浸入式水口澆注過(guò)程的結(jié)瘤行為直接相關(guān).

近年來(lái)，學(xué)者對(duì)平板壁面形貌對(duì)邊界層流場(chǎng)影響開(kāi)展了相關(guān)研究[11-15]，結(jié)果表明：邊界層流場(chǎng)內(nèi)存在周期性的擬序結(jié)構(gòu)，這種擬序結(jié)構(gòu)的猝發(fā)是邊界層內(nèi)湍流動(dòng)能和摩擦阻力的主要來(lái)源，邊界層流場(chǎng)中的上拋、下掃事件就是典型的擬序結(jié)構(gòu)，不同表面形貌特征的設(shè)計(jì)是平板流體流動(dòng)減阻的重要思路.浸入式水口內(nèi)鋼液的流動(dòng)行為以及夾雜物在鋼液中傳輸及在近壁面的碰撞和聚集是一個(gè)典型的邊界層流場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征解析問(wèn)題.浸入式水口內(nèi)宏觀流場(chǎng)中同樣存在周期性的擬序結(jié)構(gòu)，這種擬序結(jié)構(gòu)與結(jié)晶器液面波動(dòng)有直接關(guān)系[16-19].圍繞浸入式水口內(nèi)夾雜物的運(yùn)動(dòng)行為，目前的研究多聚焦在宏觀流場(chǎng)結(jié)構(gòu)尺度的模擬，對(duì)浸入式水口內(nèi)邊界層微觀流場(chǎng)結(jié)構(gòu)研究較少，而邊界層區(qū)域流動(dòng)特征是影……