炼钢中的计算流体力学应用及发展

##1. 前言 炼钢装置内的高温熔体多相流的运动状态密切地影响高品质钢的洁净化、均匀化和精细化。该高温熔体多相流为非稳态湍流,同时耦合传热、传质、相变、反应、电磁力、多相流等诸多过程形成了十分复杂的非稳态、非线性、非平衡多物理场,很难通过现场测试对其内部的各种物理量进行在线测量。在确保流动和凝固过程相似的情况下,开展物理实验与数值模拟,已成为阐述各类冶金缺陷形成机理的重要手段。然而,与传统流体力学问题相比,冶金高温熔体多相流的突出特点是物性变化大、本构关系式复杂、相界面影响因素多及边界物理量梯度大等,且炼钢装置内的多物理场存在连续相大界面变形、离散相颗粒输运以及连续相-离散相转变等复杂多变的多尺度界面结构,以及多尺度的湍流涡结构,这些都给高温熔体多相流模型化研究带来极大困难。