結晶器冶金過程模擬（簡體書）

《結晶器冶金過程模擬》闡述了動量、熱量和質量傳輸基本規律在結晶器冶金學中的應用。從物理學基本理論出發，建立了湍流輸運的通用微分方程組，給出了冶金傳輸控制方程組的起源和前提條件，系統地介紹了控制體積法原理和關鍵求解過程，並結合結晶器內傳輸行為特點，介紹了結晶器內鋼液流動、凝固和溶質偏析、渣金界面行為、夾雜物的形核和長大，電磁制動技術、元胞自動機等理論和實驗研究結果。
《結晶器冶金過程模擬》可作為有關院校冶金專業研究生的教材，也可以作為連續鑄鋼領域的教師和工程技術人員的參考書。

雷洪，1973年生，湖北武漢人。1995年、1998年和2001年分別獲得東北大學鋼鐵冶金專業學士、碩士和博士學位。2001～2003年赴清華大學工程力學系做博士後研究，2003～2004年赴法國裡昂中央理工大學流體力學和聲學實驗室做博士後研究，2004～2005年赴美國俄亥俄州立大學材料科學與工程系做訪問學者。2006年回東北大學任副教授，2011年晉升為教授。現任中國電工技術學會電熱專業委員會委員、中國電工技術學會高級會員和日本鋼鐵學會會員。主要研究領域為高質量鋼的精煉和連鑄理論與工藝、夾雜物、電磁流體力學、冶金傳輸原理和反應工程學。講授“熱工基礎”、“工程熱物理實用數值技術”、“高等流體力學”等課程。發表學術論文100余篇，撰寫專著《結晶器冶金學》。 張紅偉，1970年生，遼寧沈陽人。1992年、1995年和2001年分別獲得東北大學熱能工程專業學士、碩士和博士學位。2001年留東北大學任教，2002～2004年在東北大學冶金工程博士後流動站做博士後研究，2005年任副教授。2008～2009年赴法國巴黎礦業大學材料成型中心做訪問學者。現任日本鋼鐵學會會員。主要研究領域為合金凝固過程流動、傳熱、傳質，宏觀／微觀偏析，凝固路徑的熱力學計算，凝固組織預測及控制。講授“熱工基礎”、“工程熱物理實用數值技術”、“高等流體力學”等課程。發表學術論文50余篇，參編專著《超細晶鋼——鋼的組織細化理論與控制技術》。

1 緒論
1.1 鋼鐵工業的發展
1.2 連鑄技術的發展及現狀
1.3 結晶器冶金學的形成
1.4 結晶器冶金過程研究方法
參考文獻

2 結晶器內流體流動分析基礎
2.1 歐拉方法和拉格朗日方法
2.2 雷諾輸運方程
2.3 連續性方程
2.4 雷諾第二輸運方程
2.5 黏性流體力學
2.5.1 牛頓內摩擦定律
2.5.2 流體微團運動分析
2.5.3 面積力和應力張量
2.5.4 廣義牛頓內摩擦定律
2.5.5 牛頓流體的動量方程
2.5.6 牛頓流體的能量方程
2.5.7 不可壓縮流體的連續性方程
2.5.8 不可壓縮流體的動量方程
2.5.9 不可壓縮流體的能量方程
2.6 湍流的描述
2.6.1 湍流的基本特徵
2.6.2 湍流的數值模擬方法
2.7 湍流基本方程
2.7.1 時均值和脈動值
2.7.2 時均連續性方程
2.7.3 時均動量方程
2.7.4 時均能量方程
2.8 湍流動量模型
2.8.1 渦黏模型及其演變
2.8.2 二階矩模型
2.8.3 雷諾時均法缺陷
2.9 湍流能量模型
2.10 大渦模擬
2.11 湍流流動通用微分方程
參考文獻

3 控制體積法
3.1 計算流體力學常用數值方法
3.1.1 有限差分方法
3.1.2 有限元法
3.1.3 控制體積法
3.2 計算區域的剖分
3.3 導數的差分表達
3.4 偏微分方程在控制體上的積分
3.5 擴散項的離散
3.6 對流項的離散
3.6.1 中心差分格式
3.6.2 一階迎風格式
3.6.3 虛假擴散和其他格式
3.7 源項的線性化
3.8 壓力和速度的耦合計算
3.9 交錯網格
3.10 SIMPLE算法
3.10.1 速度校正方程
3.10.2 壓力校正方程
3.10.3 計算步驟
3.10.4 SIMPLE系列算法比較
3.11 邊界條件
3.12離散代數方程組的求解
3.12.1 TDMA算法
3.12.2 Gauss-Siedel方法
3.12.3 逐次亞松弛
3.13收斂法則

4 結晶器內鋼液流動數值模擬
5 結晶器鋼液流動的水力學模擬和卷渣模型
6 電磁制動下結晶器內鋼液流動的數值模擬
7 夾雜物行為的數值模擬
8 合金凝固宏觀傳輸過程的數值模擬
9 合金凝固路徑
10 合金凝固組織預測的元胞自動機模型
附錄