较大底吹流量下顶底复吹转炉气液两相流数学模拟

##1. 前言 顶底复合吹炼是转炉炼钢主要手段,通常从底部吹入氩气,来有效地搅拌钢液、均匀组成元素,并显著提高反应效率。有必要研究影响凹坑形状和气液流动行为,以实现顶底吹转炉的高效生产。在数值模拟方面,学者们主要采用VOF(volume of fluid)-DPM(discrete phase model)来研究顶底复合吹炼炉中的气液流动[1-3]。用VOF-DPM来描述顶底吹转炉的多相流时,仍然存在一些矛盾的问题。实际转炉冶炼过程中,氩气一般是由直径较大的底吹管吹入熔池,形成较大的气泡尺寸。而 DPM 模型的前提条件是要求气泡尺寸小于单个计算网格尺寸,在描述转炉中大气泡的行为时,会造成某些数值偏差,限制了其描述转炉内较大底吹流量条件或更复杂的气泡运动行为的能力。为了更好地描述气液流动的影响凹坑形状和搅拌行为,结合欧拉-多流体VOF模型的优势[4],本工作采用了欧拉-多流体VOF模型模拟气液两相流行为,并与VOF-DPM进行对比,探究不同数学模型的适用性。