针对抑制钢包下渣的二相流汇流旋涡卷渣冲击振动形成机理

抑制钢包下渣技术对钢铁连铸生产具有重要意义。针对振动式抑制钢包下渣技术存在的识别准确率低、适用调试时间长等问题，提出了一种二相流旋涡卷渣冲击振动形成机理研究方法。根据流体相似性原理，结合嵌入式技术，搭建面向卷渣过程检测的水模实验平台，为本项目研究提供实验保证。基于兰金位势涡理论，建立单相自流体由汇流旋涡动力学模型，得到理想条件下的旋涡贯穿临界条件；结合粘性流体稳定性理论，引入轴向扰动参量，研究汇流旋涡形成临界条件下的流体振动特性。在此基础上建立面向钢包卷渣过程的二相流旋涡动力学模型，研究二相流界面相互作用情况及其冲击振动变化过程，得到旋涡卷渣过程与其非线性振动信号之间的本质联系，并求解旋涡冲击条件下的水口套管受迫振动响应，最终建立新的二相流旋涡卷渣冲击振动形成机理及其特性研究理论体系。.本项目能够为旋涡卷渣过程方面的研究提供有益借鉴，为振动式抑制钢包下渣技术提供直接依据，具有较好的科研价值

针对振动式抑制钢包下渣技术(Restraining Ladle Slag Technology, RLST)存在的准确率低、调试时间长等问题，提出了一种二相流旋涡卷渣冲击振动机理及其特征研究方法。根据流体相似性原理，搭建面向卷渣过程检测的水模实验平台，为本项目研究提供实验保证。基于兰金位势涡理论，建立自由汇流旋涡动力学模型，得到理想条件下的旋涡贯穿临界条件；结合粘性流体稳定性理论，引入轴向扰动参量，对旋涡动力学模型进行优化；在此基础上研究二相流界面相互作用情况及其冲击振动变化过程，并得到旋涡冲击条件下的水口套管受迫振动响应。. 针对上述研究内容，申请人在项目资助下取得了一系列研究成果，部分成果已在《IEEE Transactions on Industrial Electronics》(SCI第一分区TOP期刊, IF: 5.2)、《IEEE Transactions on Power Electronics》(SCI第一分区TOP期刊, IF: 4.7)、《IEEE Transactions on Education》(工程教育领域顶级期刊, IF: 1.2)、《International Journal of Advanced Manufacturing Technology》(机械制造领域顶级期刊, IF: 1.1)、《中国科学: 技术科学(中/英文版)》、《物理学报》、《机械工程学报(中/英文版)》等国内外高水平期刊发表论文20篇(SCI 10 篇 / EI 10 篇)，申请发明专利20项(授权14项)。