高温熔体－气泡两相流及泡沫金属发泡过程的泡沫演化动力学研究

通过理论分析、实验测试和数值模拟三大手段，对空气发泡法制备泡沫金属工艺中的热物理问题进行系统和深入的研究。将发泡熔池内有气体喷射和机械搅拌同时作用的高温金属熔体－气泡两相流过程与金属泡沫的析液和演化过程这两个阶段衔接起来，用多尺度方法进行理论分析和多维数值模拟研究。建立包括金属熔体中吹气、搅拌，气泡形成和收集、泡沫的析液、生长及凝固等主要环节的完整的数学模型。同时进行熔体－气泡两相流的水模拟实验和真实泡沫铝发泡实验，并对样品进行MRI影像测试分析。掌握熔体吹气发泡和泡沫演化的微观机理，总结出宏观的特点与规律；并通过创新性成果，形成高温金属熔体-气泡湍流两相流理论和泡沫金属成型过程的泡沫演化动力学的新知识。提出对泡沫金属的胞元尺寸和分布均匀度进行优化控制的有效途径，为空气发泡法生产泡沫铝材提供可靠的科学依据和预测模型