“
微观动力学赋能先进材料仿真”
核心技术特征
三维 D3Q19 标准晶格模型,兼顾计算速度与精度的完美平衡
高级多松弛时间 (MRT) 碰撞算子,在超高雷诺数和剧烈紊流下保持卓越的数值稳定性
集成大涡模拟 (LES) Smagorinsky 亚格子模型,精确刻画细微湍流流动结构
高保真瞬态自由表面追踪技术 (Free Surface Tracking),深度捕捉铸造过程中的流体飞溅与卷气分布
全温变热物理属性 (温变密度、热容量和导热系数) 的多物理场耦合传热与相变固化求解器
先进界面热阻 (IHTC) 传热边界条件,完美覆盖铸件与砂型、金属型、冷铁、冒口等构件的瞬态热交换物理过程
科学规范与控制方程
带外力项的 MRT 玻尔兹曼演化方程
fi(x+eiΔt, t+Δt)−fi(x, t)=−M−1S[Mfi(x, t)−mieq(x, t)]+FiΔt
在矩空间中实施独立碰撞松弛,结合重力受力项,极大消除了传统单松弛时间 (BGK) 模型对剪切和体积黏度的数值简并。
LES 亚格子湍流黏度方程
τeff=τ0+τt;νt=Cs2Δ2|S|
基于局部应变率张量的二阶不变量动态求解湍流黏度,在计算亚网格尺度耗散时具备极高适应力。
工业应用场景
重力砂型铸造 (Gravity Sand Casting)
精确模拟复杂的浇注系统、内浇口、多流道和型腔。预测充型前沿流动、折返液体汇合及重力充型过程中的温度下降。
重力与金属型高低压铸造 (HPDC / LPDC)
在复杂的型壁、冷铁和砂芯之间捕捉高速金属充流。高保真预测重力充型时的紊流卷气、死角、紊流卷渣缺陷及浇冒口等结构的补缩过程。
固化温度控制 (Thermal Control & Solidification)
全温变物性耦合计算结合潜热释放(Latent Heat)。完美预测凝固路径,计算冷却水道对固化速率的影响,有效避免铸件收缩空洞 (Shrinkage Cavity) 等冶金缺陷。