Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I

Получена скалярная система интегральных уравнений, описывающая в цилиндрической системе координат трехмерное распределение вихревых токов в системе непрерывно литая заготовка (НЛЗ) круглого сечения—кристаллизатор при электромагнитном перемешивании в вертикальной машине НЛЗ. Исходной является векторн...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Электронное моделирование
Date:2014
Main Authors: Евдокимов, В.Ф., Петрушенко, Е.И.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України 2014
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101062
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I / В.Ф. Евдокимов, Е.И. Петрушенко // Электронное моделирование. — 2014 — Т. 36, № 5. — С. 67-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859552314971389952
author Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
author_facet Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
citation_txt Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I / В.Ф. Евдокимов, Е.И. Петрушенко // Электронное моделирование. — 2014 — Т. 36, № 5. — С. 67-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Электронное моделирование
description Получена скалярная система интегральных уравнений, описывающая в цилиндрической системе координат трехмерное распределение вихревых токов в системе непрерывно литая заготовка (НЛЗ) круглого сечения—кристаллизатор при электромагнитном перемешивании в вертикальной машине НЛЗ. Исходной является векторная система интегральных уравнений. Рассмотрена вспомогательная задача, когда влияние вихревых токов в кристаллизаторе не учитывается. Отримано скалярну систему інтегральних рівнянь, яка описує в циліндричній системі координат тривимірний розподіл вихрових струмів в системі безперервно лита заготовка (БЛЗ) круглого перерізу—кристалізатор при електромагнітному перемішуванні у вертикальній машині БЛЗ. Вихідною є векторна система інтегральних рівнянь. Розглянуто допоміжну задачу, коли вплив вихрових струмів в кристалізаторі не враховано. The scalar set of integral equations has been obtained which describes in cylindrical system of coordinates the three-dimensional distribution of eddy flows in the system continuous casting (CC) of round cross-section—mould under electromagnetic stirring in vertical CC. It is based on the vector set of integral equations. An auxiliary problem is considered in Part I of the paper: scalar integral equations describing three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section. The effect of eddy flows is not taken in the account.
first_indexed 2025-11-26T06:17:03Z
format Article
fulltext ÓÄÊ 681.3:519.711.3:517.958:621.313:669 Â.Ô. Åâäîêèìîâ, ÷ë.-êîð. ÍÀÍ Óêðàèíû, Å.È. Ïåòðóøåíêî, êàíä. òåõí. íàóê Èí-ò ïðîáëåì ìîäåëèðîâàíèÿ â ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû (Óêðàèíà, 03164, Êèåâ, óë. Ãåíåðàëà Íàóìîâà, 15, å-mail: dep_7@ voliacable .com) Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ â íåïðåðûâíî ëèòîé çàãîòîâêå êðóãëîãî ñå÷åíèÿ ïðè ýëåêòðîìàãíèòíîì ïåðåìåøèâàíèè â âåðòèêàëüíîé ÌÍËÇ. I Ïîëó÷åíà ñêàëÿðíàÿ ñèñòåìà èíòåãðàëüíûõ óðàâíåíèé, îïèñûâàþùàÿ â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò òðåõìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå âèõðåâûõ òîêîâ â ñèñòåìå íåïðåðûâíî ëèòàÿ çàãîòîâêà (ÍËÇ) êðóãëîãî ñå÷åíèÿ—êðèñòàëëèçàòîð ïðè ýëåêòðîìàãíèòíîì ïåðå- ìåøèâàíèè â âåðòèêàëüíîé ìàøèíå ÍËÇ. Èñõîäíîé ÿâëÿåòñÿ âåêòîðíàÿ ñèñòåìà èíòå- ãðàëüíûõ óðàâíåíèé. Ðàññìîòðåíà âñïîìîãàòåëüíàÿ çàäà÷à, êîãäà âëèÿíèå âèõðåâûõ òîêîâ â êðèñòàëëèçàòîðå íå ó÷èòûâàåòñÿ. Îòðèìàíî ñêàëÿðíó ñèñòåìó ³íòåãðàëüíèõ ð³âíÿíü, ÿêà îïèñóº â öèë³íäðè÷í³é ñèñòåì³ êîîðäèíàò òðèâèì³ðíèé ðîçïîä³ë âèõðîâèõ ñòðóì³â â ñèñòåì³ áåçïåðåðâíî ëèòà çàãîòîâêà (ÁËÇ) êðóãëîãî ïåðåð³çó—êðèñòàë³çàòîð ïðè åëåêòðîìàãí³òíîìó ïåðåì³øóâàíí³ ó âåðòè- êàëüí³é ìàøèí³ ÁËÇ. Âèõ³äíîþ º âåêòîðíà ñèñòåìà ³íòåãðàëüíèõ ð³âíÿíü. Ðîçãëÿíóòî äîïîì³æíó çàäà÷ó, êîëè âïëèâ âèõðîâèõ ñòðóì³â â êðèñòàë³çàòîð³ íå âðàõîâàíî. Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü, òðåõìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå, âèõðåâûå òîêè, íåïðåðûâíî ëèòàÿ çàãîòîâêà, êðóãëîå ñå÷åíèå, ýëåêòðîìàãíèòíîå ïåðåìåøèâàíèå. Ïðè ýëåêòðîìàãíèòíîì ïåðåìåøèâàíèè òðåõìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå âèõ- ðåâûõ òîêîâ â íåïðåðûâíî ëèòûõ çàãîòîâêàõ (ÍËÇ) êàê êâàäðàòíîãî, òàê è êðóãëîãî ñå÷åíèÿ [1, ðèñ. 1] îïèñûâàþòñÿ âåêòîðíîé ñèñòåìîé èíòå- ãðàëüíûõ óðàâíåíèé (ÂÑÈÓ) [2]. Îäíàêî, ïðåîáðàçîâàíèå ÂÑÈÓ ê ñêàëÿð- íîé ÑÈÓ (ÑêÑÈÓ) â ñëó÷àÿõ êâàäðàòíîãî è êðóãëîãî ñå÷åíèÿ îñóùåñòâ- ëÿåòñÿ ïî-ðàçíîìó: â ïåðâîì ñëó÷àå èñïîëüçóåòñÿ äåêàðòîâà ñèñòåìà êîîð- äèíàò, âî âòîðîì — öèëèíäðè÷åñêàÿ ñèñòåìà êîîðäèíàò. ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 67 ������������� � � �� ��� ��� ����� ����� � Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî, 2014 Âåêòîðíàÿ ÑÈÓ, îïèñûâàþùàÿ òðåõìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå âèõðå- âûõ òîêîâ â óåäèíåííîé ÍËÇ, íàõîäÿùåéñÿ â ìàãíèòíîì ïîëå èíäóê- òîðà, â îáìîòêàõ êîòîðîãî ïðîòåêàþò èçìåíÿþùèåñÿ âî âðåìåíè òî- êè. Ïóñòü â îäíîðîäíîé â ìàãíèòíîì îòíîøåíèè ñðåäå ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå âîçáóæäàåòñÿ êâàçèñòàöèîíàðíûìè òîêàìè â îáìîòêàõ. Âåêòîð ïëîò- íîñòè ýòèõ òîêîâ îáîçíà÷èì �0, à îáúåì, çàíèìàåìûé èìè, — Vo.  çàãî- òîâêå, ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé ìàññèâíîå ïðîâîäÿùåå òåëî îáúåìîì Vc, èíäóêòèðóþòñÿ âèõðåâûå òîêè ïëîòíîñòüþ �. Óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà äëÿ êâàçèñòàöèîíàðíîãî ïîëÿ â ïðîâîäÿùåé ñðåäå ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèé B A� rot , div A �0, E A t � � � � � �grad (1) ìîæíî ñâåñòè ê óðàâíåíèÿì �A � � �0 , (2) �� �0. (3)  îäíîðîäíîé ñðåäå ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (2) èìååò âèä A Q t M t r d M t r d V QM M V QM M( , ) ( , ) ( , ) � � � � � � � � �0 0 4 4 c . (4) Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âõîäÿùèõ â (4) âèõðåâûõ òîêîâ, ïëîòíîñòü � êîòîðûõ íåèçâåñòíà, íåîáõîäèìî âîñïîëüçîâàòüñÿ ñîîòíîøåíèåì (1). Ïîäñòàâëÿÿ (4) â (1), ïîëó÷àåì � �� �� � �� � � �( , ) ( ) ( , ) ( , )Q t Q M t t r d M t t r V QM M V Qc c � �� � 1 1 M Md � �� 1 grad , Q V� c, (5) ãäå � � �0 4/ . (6) Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñêàëÿðíîãî ïîòåíöèàëà � â îáúåìå ïðîâîäíèêà íåîá- õîäèìî ðåøèòü çàäà÷ó Íåéìàíà äëÿ óðàâíåíèÿ (3) ïðè ãðàíè÷íîì óñëîâèè �� � � �n A tS n Sc c � � , (7) ãäå An— ïðîåêöèÿ âåêòîðà ~ À íà íîðìàëü nQ ê ïîâåðõíîñòè ïðîâîäíèêà Sc â òî÷êå Q. Ïîëîæèòåëüíîå íàïðàâëåíèå íîðìàëè nQ ïðèíÿòî ñîîòâåòñòâåííî îáúåìó ïðîâîäíèêà Vc â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî. Óñëîâèå (7) ÿâëÿåòñÿ Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 68 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 ñëåäñòâèåì óñëîâèÿ �n= 0 íà Scè ñîîòíîøåíèÿ (1). Ñ ïîìîùüþ ïîòåíöèàëà ïðîñòîãî ñëîÿ ïëîòíîñòüþ � íà ïîâåðõíîñòè Sc, � � � ( , ) ( , ) Q t M t r ds S QM M� � 1 4 c , (8) ýòà çàäà÷à ñâîäèòñÿ ê èíòåãðàëüíîìó óðàâíåíèþ Ôðåäãîëüìà âòîðîãî ðîäà � � � � � ( , ) ( , ) cos ( ) ( , ) Q t M t n r r ds A Q t t S Q QM QM M n � �� 1 2 2 2 c , Q S� c. (9) Ïîäñòàâèâ â óðàâíåíèå (5) ïîòåíöèàë � (8), à â óðàâíåíèå (9) — ïîòåíöèàë A Q t( , ) (4), ïîëó÷èì � �� �� � � ( , ) ( ) ( , ) ( , ) Q t Q M t t r d M t r r V QM M S QM Qc c c � � 1 1 0 M Mds 3 � � � � V QM M M t t r d î î�� � ( , ) 1 , Q V� c, (10) � � � � �� ( , ) ( , ) cos ( ) ( , Q t M t n r r ds M t S Q QM QM M V nQ � � 1 2 2 2 c c ) � t r d QM M 1 � � � �2 10� �� � V nQ QM M M t t r d î ( , ) , Q S� c. (11) Ñ ïîìîùüþ ÂÑÈÓ (10) è (11) ïðè çàäàííûõ íà÷àëüíûõ óñëîâèÿõ � ( , )Q O , Q V� c, �î ( , )Q O , Q V� î, (12) ìîæíî ðàññ÷èòàòü âèõðåâûå òîêè â ìàññèâíîì ïðîâîäíèêå ñëîæíîé ôîð- ìû â íåñòàöèîíàðíûõ ðåæèìàõ. Äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ÂÑÈÓ (10),(11) ê ÑêÑÈÓ ïîòðåáóþòñÿ âûðàæåíèÿ îðòîâ e M�( ), e M�( )÷åðåç îðòû e Q�( ), e Q�( ) [3, ðèñ. 2] : e M e Q e QM Q M Q� � �� � � �( ) ( ) cos ( ) ( ) sin ( )� � � , (13) e M e Q e QM Q M Q� � �� � � �( ) ( ) sin ( ) ( ) cos ( )� � � � . (14) Íåòðóäíî ïîêàçàòü, ÷òî âåêòîð rQM ìîæíî âûðàçèòü ÷åðåç îðòû e Q�( ), e Q�( ), ez: r e Q r e Q r e Q rQM QM QM z QM zQ Q Q� � � � � ( ) ( ) ( ) , Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 69 rQM M M Q Q Q� � � � �� � �cos ( ) , rQM M M Q Q� � � �� �sin ( ) , r z zQM z M Q Q � �( ) , r r r rQM QM QM QM zQ Q Q2 2 2 2� �( ) ( ) ( ) � � � � � �� � � � � �M Q M Q M Q M Qz z2 2 22 cos ( ) ( ) , r z zQM M Q M Q M Q M Q� � � � � � �2 2 22 � � �cos ( ) ( ) . Ïðåîáðàçîâàíèå âåêòîðíîãî èíòåãðàëüíîãî óðàâíåíèÿ (ÂÈÓ)(10) äëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ â óåäèíåííîé çàãîòîâêå êðóãëîãî ñå÷åíèÿ ê ÑêÑÈÓ â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò. Ïðåîáðàçóåì ÂÈÓ (10) ê ÑêÑÈÓ â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò. Äëÿ ýòîãî âåêòîðû � ( , )Q t , � ( , )M t , �0 0( , )M t , âõîäÿùèå â (10), çàïèøåì â öèëèíäðè- ÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò: � � � �� � � �( , ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , )Q t Q t e Q Q t e Q Q t eQ Q Z Z� , � � � �� � � �( , ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , )M t M t e M M t e M M t eM M Z z� , (15) � � � �� � � �î î î î î î î î îî î î ( , ) ( , ) ( ) ( , ) ( )M t M t e M M t e MM M ZM� ( , )M t ezî . Äëÿ òîãî ÷òîáû âûðàçèòü âåêòîðû (15) ÷åðåç îðòû e Q�( ), e Q�( ), ez, èñïîëüçóåì âûðàæåíèÿ îðòîâ e M�( ), e M�( ) ÷åðåç îðòû e Q�( ), e Q�( ) (13), (14): � � � �� � � �( , ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , )M t M t e M M t e M M t eM M Z z� � �� � � � �� � �M M Q M QM t e Q e Q( , ) [ ( ) cos ( ) ( ) sin ( )]� � �� � � � �� � �M M Q M QM t e Q e Q( , ) [ ( ) sin ( ) ( ) cos ( )]� � � � e M t e Q M t e Q M t e M tZ Z Q Q Z Z� � � �� � � �( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) ( , ) , (16) ãäå � � � � � � �� � �Q M M Q M M QM t M t M t( , ) ( , ) cos ( ) ( , ) sin ( )� � � � , � � � � � � �� � �Q M M Q M M QM t M t M t( , ) ( , ) sin ( ) ( , ) cos ( )� � � . (17) Àíàëîãè÷íî ïðåîáðàçóåì âûðàæåíèå äëÿ �o( , )M t0 : � � � �� � � �î î î î î î î î îî î î ( , ) ( , ) ( ) ( , ) ( )M t M t e M M t e MM M ZM� ( , )M t ezî � � e Q M t e Q M t e M tQ Q Z Z� � � �� � �( ) ( , ) ( ) ( , ) ( , )î î î î î î , (18) Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 70 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 ãäå � �î îQ M t( , ) � � � � �� � � � � �� �î î î îî î î îM M Q M M QM t M t( , ) cos ( ) ( , ) sin ( ), � �o oQ M t( , ) � � � �� � � � � �� �o o o oo o o oM M Q M M QM t M t( , ) sin ( ) ( , ) cos ( ). (19) Ïîäñòàâèì â (10) âûðàæåíèÿ (15), (16), (18): � � � �� � � � �Q Q ZQ ZQ t e Q Q t e Q Q t e Q Q ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( ) c � V Q Q ZQ ZM t e Q M t e Q M t e M t c � � � � � � � � �[ ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) ( )] 1 r dv QM M �� 1 0 3 � � � � � S QM Q QM Q Z QM ZQ QM MM t e Q r e Q r e r r ds c ( , ) ( ) ( ) � � � � � �� � � �[ ( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) (o o o o o oQ Q ZQ ZM t e Q M t e Q M t e M o î )] � t r d QM M V 1 � . (20) Ïðèðàâíèâàÿ âûðàæåíèÿ ïðè îäíîèìåííûõ îðòàõ ñïðàâà è ñëåâà â (20), ïîëó÷àåì òðè ñêàëÿðíûõ èíòåãðàëüíûõ óðàâíåíèÿ. Ïåðâîå èç íèõ, ïîëó- ÷àåìîå ïðèðàâíèâàíèåì âûðàæåíèÿ ïðè îðòàõ e Q�( ), èìååò âèä � � � �� �� �� �Q V Q QM M S Q t Q M t r dv M t r( , ) ( ) ( , ) ( , ) c c c � � 1 1 0 QM Q QM M r ds � 3 � � � � V Q QM M M t t r d î î î�� � � ( , ) 1 , Q V� c. (21) Ïîäñòàâèâ â (21) âìåñòî ��Q Q t( , ), ��Q M t( , ), � �î îQ M t( , ) èõ âûðàæåíèÿ (15), (17), (19), ïîëó÷èì � �� � � � � � � �c c c c Q V M M Q QM M Q t Q M t t r dv ( , ) ( ) [ ( , ) cos ( )] � � 1 � � � � � V M M Q QM M S M t t r dv M t r ñ ñ ñ ñ � � � � � ��[ ( , ) sin ( )] ( , ) 1 1 0 QM Q QM M r ds � 3 � Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 71 � � � � � � V M M Q M MM t M t î î î î îî î î î� � � � � � �� �[ ( , ) cos( ) ( , ) sin( Q QM Mt r d )] � 1 , Q V� c. (22) Ïðèðàâíèâàÿ âûðàæåíèÿ ïðè îðòàõ e Q�( ), ïîëó÷àåì âòîðîå ñêàëÿðíîå èí- òåãðàëüíîå óðàâíåíèå: � �� �� �� �� �Q V Q QM M S Q t Q M t r dv M t r( , ) ( ) ( , ) ( , ) c c c � � 1 1 0 QM Q QM M r ds � 3 � � � � V Q QM M M t t r d î î î�� � � ( , ) 1 , Q V� c. (23) Ïîäñòàâèâ â (23) âìåñòî ��Q Q t( , ), ��Q M t( , ), � �î oQ M t( , ) èõ âûðàæåíèÿ (15), (17), (19), ïîëó÷èì � � � � � � �� � �c c c Q Q Q Q Q QQ t Q t Q ( , ) sin ( ) ( , ) cos ( ) ( ) � � � � � V M M Q M M QM t M t t r c c c� � � � � � � � � �[ ( , ) sin ( ) ( , ) cos ( )] 1 QM Mdv �� 1 0 3 � � S QM Q QM MM t r r ds c c ( , ) � � � � � V M M Q M MM t M t o o o o oo o c o� � � � � � �� �[ ( , ) sin ( ) ( , ) cos ( Q QM Mt r d )] , � 1 Q V� c. (24) Ïðèðàâíèâàÿ âûðàæåíèÿ ïðè îðòàõ eZ , ïîëó÷àåì òðåòüå ñêàëÿðíîå èíòåãðàëüíîå óðàâíåíèå: � � � �� � �ZQ V ZQ QM M S Q t Q M t t r d M t r( , ) ( ) ( , ) ( , ) c c c � � 1 1 0 QM ZQ QM M r ds 3 � � � � V ZQ QM M M t t r d î î î�� � ( , ) 1 , Q V� c. (25) Òàêèì îáðàçîì, ÂÈÓ (10) ïðåîáðàçîâàíî ê ÑêÑÈÓ (22), (24), (25). Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 72 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 Ãåîìåòðè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîâåðõíîñòè ñëèòêà. Ñëèòîê, ôîðìà êîòîðîãî ïîêàçàíà íà ðèñ. 1 â ðàáîòå [3], ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òîð ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ. Ïîâåðõíîñòü òîðà Sñ ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ êàíî- íè÷åñêèõ ó÷àñòêîâ, S S S S Sc � 1 2 3 4� � � , èç êîòîðûõ S1 è S3— êîëüöà, S2è S4— áîêîâûå ïîâåðõíîñòè öèëèíäðà. Ïðèâåäåì èíòåðâàëû èçìåíåíèÿ öèëèíäðè÷åñêèõ êîîðäèíàò �Q, �Q, zQ òî÷êè Q è âûðàæåíèå íîðìàëè nQ ÷åðåç îðòû öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìû êîîðäèíàò â òî÷êå Q â ïðåäåëàõ êàæäîãî èç ó÷àñòêîâ S1 i �1 4,..., : Q S R R z Z n n eQ Q Q Q z1 1 2 4 1 11 1 1 1 0 2� � � � � � � � �: , ,� � �� , Q S R Z z Z n n e QQ Q Q Q2 2 2 1 3 2 22 2 2 2 0 2� � � � � � � � �: , , ( )� � �� � , Q S R R z Z n n eQ Q Q Q z3 3 2 4 3 33 3 3 3 0 2� � � � � � � �: , ,� � �� , Q S R Z z Z n n e QQ Q Q Q4 4 4 1 3 4 44 4 4 4 0 2� � � � � � � �: , , ( )� � �� � . Ïðåîáðàçîâàíèå ñêàëÿðíîãî ÈÓ(11) äëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ â óåäèíåííîé çàãîòîâêå êðóãëîãî ñå÷åíèÿ â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò. Çàïèøåì (11) â âèäå ÑêÑÈÓ íà êîíàíè÷åñêèõ ïîäîá- ëàñòÿõ ïîâåðõíîñòè ñëèòêà: � � � �( , ) ( , ) cos ( ) Q t M t n r r ds j S Q Q M Q M M Vj i i i � � � � 1 2 2 1 4 2 c �� � nQ Q M M i i M t t r d ( , ) 1 � � � �2 10� �� � V nQ Q M M i i M t t r d î ( , ) , Q Si i� , i �1 4,..., . (26) ßäðà ÑêÑÈÓ (26) âû÷èñëèì ïî ôîðìóëàì, ïðèâåäåííûì â òàáë. 1 è 2 â ðàáîòå [3] . Ïðåîáðàçóåì èíòåãðàëû, âõîäÿùèå â óðàâíåíèå (26) : V nQ Q M M i i M t t r d ñ � �� � ( , ) 1 , Q Si i� , i �1 4,..., , (27) V nQ Q M M i i M t t r d î � �� � 0 1( , ) , Q Si i� , i �1 4,..., . (28) Çàïèøåì èíòåãðàë (27) â ðàçâåðíóòîì âèäå: V nQ Q M M V Q Q M M i i i i M t t r d n M t t r d ñ ñ � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , ))1 1 � � � V Q i Q M M n e Q M t t r di Qi i ñ � � � � �( , ( ) ( , )) 1 Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 73 � V Q i Q M M n e Q M t t r di Qi i ñ � � � � �( , ( ) ( , )) 1 � V Q Z i Z Q M M n e Q M t t r di i ñ � � � ( , ( ) ( , )) 1 , Q Si i� , i �1 4,..., . (29) Ïóñòü i = 1. Òîãäà n eQ Z1 � � . Ïîäñòàâèâ nQ1 â âûðàæåíèå (29), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M M t t r d n M t t r d ñ ñ � �� �� � � � � 1 1 1 1 1 1( , ) ( , ( , )) � � � V Q Q M M n e Q M t t r d Q ñ � � � � �( , ( ) ( , )) 1 1 1 1 1 � V Q Q M M n e Q M t t r dQ ñ � � � � �( , ( ) ( , )) 1 1 1 1 1 � �� � V Q Z Z Q M M V Z n e Q M t t r d M t ñ ñ � � � � � � ( , ( ) ( , )) ( ( , )) 1 1 1 1 t r d Q M M 1 1 . Ïóñòü i = 2. Òîãäà n e QQ2 2� � �( ). Ïîäñòàâèâ nQ2 â âûðàæåíèå (29), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M M t t r d n M t t r d ñ ñ � �� �� � � � � 2 2 2 2 1 1( , ) ( , ( , )) � � � V Q Q M M c Q n e Q M t t r d � � � � �( , ( ) ( , )) 2 2 2 2 1 � V Q Q M M n e Q M t t r dQ c � � � � �( , ( ) ( , )) 2 2 2 2 1 � �� � V Q Z Z Q M M V n e Q M t t r d M t Q c c � � � �� � �( , ( ) ( , )) ( , ) 2 2 22 1 t r d Q M M 1 2 � � � � � � V M M Q M M QM t M t t r c � � � � � � � � � �[ ( , ) cos ( ) ( , ) sin ( )] 2 2 1 Q M Md 2 . Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 74 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 Åñëè i = 3, òî n eQ Z3 � . Ïîäñòàâèâ nQ3 â âûðàæåíèå (29), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M M t t r d n M t t r d c c � �� �� � � � � 3 3 3 3 1 1( , ) ( , ( , )) � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ c � � � � �( , ( ) ( , )) 3 3 3 3 1 � V Q Q M M n e Q M t t r dQ c � � � � �( , ( ) ( , )) 3 3 3 3 1 � �� � V Q Z Z Q M M V Z n e Q M t t r d M t c c � � � � � � ( , ( ) ( , )) ( ( , )) 3 3 3 1 t r d Q M M 1 3 . Åñëè i = 4 , òî n e QQ4 4� �( ). Ïîäñòàâèâ nQ4 â âûðàæåíèå (29), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M M t t r d n M t t r d c c � �� �� � � � � 4 4 4 4 1 1( , ) ( , ( , )) � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ c � � � � �( , ( ) ( , )) 4 4 4 4 1 � V Q Q M M n e Q M t t r dQ c � � � � �( , ( ) ( , )) 4 4 4 4 1 �� � V Q Z Z Q M M V n e Q M t t r d M t t Q c c � � � �� � �( , ( ) ( , )) ( , ) 4 4 44 1 1 4 r d Q M M � � � � � � V M M Q M M QM t M t t r c � � � � � � � � � �[ ( , ) cos ( ) ( , ) sin ( )] 4 4 1 Q M Md 4 . Ïðåîáðàçóåì èíòåãðàë (28). Äëÿ ýòîãî çàïèøåì åãî â ðàçâåðíóòîì âèäå: V nQ Q M M V Q Q M i i i i M t t r d n M t t r d 0 0 0 01 1 � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , )) M � Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 75 � � V Q Q M M n e Q M t t r di Qi i 0 1 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � V Q i Q M M n e Q M t t r di Qi i 0 0 1� � � � �( , ( ) ( , )) � V Q Z i Z Q M M n e Q M t t r di i 0 0 1� � � ( , ( ) ( , )) , Q Si i� , i �1 4,..., . (30) Ïóñòü i = 1 . Òîãäà n eQ Z1 � � . Ïîäñòàâèâ nQ1 â âûðàæåíèå (30), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M t t r d n M t t r d 0 1 1 0 1 1 0 01 1 � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , )) M � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 1 1 1 1 0 1� � � � �( , ( ) ( , )) � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 1 1 1 1 0 1� � � � �( , ( ) ( , )) � �� � V Q Z Z Q M M V Z n e Q M t t r d M t 0 1 1 0 1 0 01� � � � �( , ( ) ( , )) ( ( , )) � t r d Q M M 1 1 . Ïóñòü i = 2. Òîãäà n e QQ2 2� � �( ). Ïîäñòàâèâ nQ2 â âûðàæåíèå (30), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M t t r d n M t t r d 0 2 2 0 2 2 0 01 1 � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , )) M � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 2 2 2 2 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 2 2 2 2 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � �� � V Q Z Z Q M M V n e Q M t t r d M t Q 0 2 2 0 22 0 01� � � �� �( , ( ) ( , )) ( , ) � t r d Q M M 1 2 � Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 76 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 � � � � � � V M M Q M M QM t M t 0 0 0 2 0 00� � � � � � �� ��[ ( , ) cos ( ) ( , ) sin ( 2 2 1)] � t r d Q M M . Åñëè i = 3, òî n eQ Z3 � . Ïîäñòàâèâ nQ3 â âûðàæåíèå (30) , ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M t t r d n M t t r d 0 3 3 0 3 3 0 01 1 � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , )) M � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 3 3 3 3 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 3 3 3 3 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � �� � V Q Z Z Q M M V Z n e Q M t t r d M t 0 3 3 0 3 0 01� � � � �( , ( ) ( , )) ( ( , )) � t r d Q M M 1 3 . Åñëè i = 4 , òî n e QQ4 4� �( ). Ïîäñòàâèâ nQ4 â âûðàæåíèå (30), ïîëó÷èì V nQ Q M M V Q Q M M t t r d n M t t r d 0 4 4 0 4 4 0 01 1 � �� �� � � � � ( , ) ( , ( , )) M � � � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 4 4 4 4 1� � � � ��( , ( ) ( , )) � V Q Q M M n e Q M t t r dQ 0 4 4 4 4 1� � � � ��( , ( ) ( , )) �� � V Q Z Z Q M M V n e Q M t t r d M t Q 0 4 4 0 44 0 1� � � ����( , ( ) ( , )) ( , ) � t r d Q M M 1 4 � � � � � � V M M Q M M QM t M t 0 0 0 4 0 0 40 0� � � � � � �� �[ ( , ) cos ( ) ( , ) sin ( )] � t r d Q M M 1 4 . Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 77 Âûâîäû Ðåøåíà âñïîìîãàòåëüíàÿ çàäà÷à î ðàñïðåäåëåíèè âèõðåâûõ òîêîâ â óåäè- íåííîé ÍËÇ êðóãëîãî ñå÷åíèÿ (òîð ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ). Ïîëó÷åíà ÑêÑÈÓ (22), (24)—(26), îïèñûâàþùàÿ â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò òðåõìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå âèõðåâûõ òîêîâ â óêàçàííîé çàãîòîâêå. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Åâäîêèìîâ Â.Ô., Ïåòðóøåíêî Å.È. Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ â íåïðåðûâíî ëèòîé çàãîòîâêå êâàäðàòíîãî ñå÷åíèÿ ïðè ýëåêòðî- ìàãíèòíîì ïåðåìåøèâàíèè â âåðòèêàëüíîé ÌÍËÇ.² // Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. — 2013. — 35, ¹ 6 — Ñ. 49—62. 2. Åâäîêèìîâ Â.Ô., Ïåòðóøåíêî Å.È. Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ â íåïðåðûâíî ëèòîé çàãîòîâêå êâàäðàòíîãî ñå÷åíèÿ ïðè ýëåêòðî- ìàãíèòíîì ïåðåìåøèâàíèè â âåðòèêàëüíîé ÌÍËÇ.II//Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. — 2014. — 36, ¹ 1. — Ñ. 81—95. 3. Åâäîêèìîâ Â.Ô., Êó÷àåâ À.À., Ïåòðóøåíêî Å.È., Êó÷àåâ Â.À. Ìîäåëü òðåõìåðíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñòàòîðà öèëèíäðè÷åñêîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïåðåìåøèâàòåëÿ ñ ó÷å- òîì ðàñïðåäåëåíèÿ òîêîâ íàìàãíè÷åííîñòè ïî ïîâåðõíîñòè ìàãíèòîïðîâîäà. ² // Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. — 2012. — 34 , ¹ 1. — C. 81—92. V.F.Yevdokimov, E.I. Petrushenko INTEGRAL MODEL OF THREE-DIMENSIONAL DISTRIBUTION OF EDDY FLOWS IN CONTINUOUS CASTING OF ROUND CROSS-SECTION UNDER ELECTROMAGNETIC STIRRING IN VERTICAL MCC. I The scalar set of integral equations has been obtained which describes in cylindrical system of co- ordinates the three-dimensional distribution of eddy flows in the system continuous casting (CC) of round cross-section — mould under electromagnetic stirring in vertical CC. It is based on the vector set of integral equations. An auxiliary problem is considered in Part I of the paper: scalar integral equations describing three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section. The effect of eddy flows is not taken in the account. K e y w o r d s: integral model, three-dimensional distribution, eddy flows, continuous casting, round cross-section, electromagnetic stirring. REFERENCES 1. Yevdokimov V.F., Petrushenko E.I. Integral model of three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of square cross-section under electromagnetic stirring in vertical MCC. I // Electronic Modeling. — 2013. — Vol. 35, ¹ 6. — P. 49—62 (in Russian). 2. Yevdokimov V.F., Petrushenko E.I. Integral model of three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of square cross-section under electromagnetic stirring in vertical MCC. II // Electronic Modeling. — 2014. — Vol. 36, ¹ 1. — P. 81—96 (in Russian). Â.Ô. Åâäîêèìîâ, Å.È. Ïåòðóøåíêî 78 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 5 3. Yevdokimov V.F., Kuchaev A.A., Petrushenko E.I., Kuchaev V.A. Model of three-dimensional magnetic field of the stator of cylindrical electromagnetic stirrer with allowance for magne- tization currents distribution on the magnetic circuit surface. I // Electronic Modeling. — 2012. — Vol. 34, ¹ 1. — P. 81—92 (in Russian). Ïîñòóïèëà 28.05.14 ÅÂÄÎÊÈÌΠÂèêòîð Ôåäîðîâè÷, ÷ë.-êîð. ÍÀÍ Óêðàèíû, äèðåêòîð Èí-òà ïðîáëåì ìîäåëè- ðîâàíèÿ â ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû.  1963 ã. îêîí÷èë Õàðüêîâñêèé ïîëèòåõ- íè÷åñêèé èí-ò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — òåîðèÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññîâ è ñèñòåì â ýíåðãåòèêå, òåîðèÿ ôóíêöèîíàëüíî-îðèåíòèðîâàííûõ êîìïüþòåðíûõ ñèñòåì, àíàëèç è ñèí- òåç ïàðàëëåëüíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ìåòîäîâ è ñèñòåì. ÏÅÒÐÓØÅÍÊÎ Åâãåíèé Èâàíîâè÷, êàíä. òåõí. íàóê, ñò. íàó÷. ñîòð., çàâ. îòäåëîì ìîäåëè- ðîâàíèÿ çàäà÷ ýëåêòðîìàãíèòíîé ãèäðîäèíàìèêè Èí-òà ïðîáëåì ìîäåëèðîâàíèÿ â ýíåðãåòèêå èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû.  1960 ã. îêîí÷èë Íîâî÷åðêàññêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èí-ò, à â 1963 ã. — Ðîñòîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — ìîäåëèðîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé. Èíòåãðàëüíàÿ ìîäåëü òðåõìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âèõðåâûõ òîêîâ ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 5 79
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101062
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0204-3572
language Russian
last_indexed 2025-11-26T06:17:03Z
publishDate 2014
publisher Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
record_format dspace
spelling Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
2016-05-30T14:39:39Z
2016-05-30T14:39:39Z
2014
Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I / В.Ф. Евдокимов, Е.И. Петрушенко // Электронное моделирование. — 2014 — Т. 36, № 5. — С. 67-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
0204-3572
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101062
681.3:519.711.3:517.958:621.313:669
Получена скалярная система интегральных уравнений, описывающая в цилиндрической системе координат трехмерное распределение вихревых токов в системе непрерывно литая заготовка (НЛЗ) круглого сечения—кристаллизатор при электромагнитном перемешивании в вертикальной машине НЛЗ. Исходной является векторная система интегральных уравнений. Рассмотрена вспомогательная задача, когда влияние вихревых токов в кристаллизаторе не учитывается.
Отримано скалярну систему інтегральних рівнянь, яка описує в циліндричній системі координат тривимірний розподіл вихрових струмів в системі безперервно лита заготовка (БЛЗ) круглого перерізу—кристалізатор при електромагнітному перемішуванні у вертикальній машині БЛЗ. Вихідною є векторна система інтегральних рівнянь. Розглянуто допоміжну задачу, коли вплив вихрових струмів в кристалізаторі не враховано.
The scalar set of integral equations has been obtained which describes in cylindrical system of coordinates the three-dimensional distribution of eddy flows in the system continuous casting (CC) of round cross-section—mould under electromagnetic stirring in vertical CC. It is based on the vector set of integral equations. An auxiliary problem is considered in Part I of the paper: scalar integral equations describing three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section. The effect of eddy flows is not taken in the account.
ru
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
Электронное моделирование
Применение методов и средств моделирования
Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
Integral model of three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section under electromagnetic stirring in vertical MCC.
Article
published earlier
spellingShingle Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
Применение методов и средств моделирования
title Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
title_alt Integral model of three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section under electromagnetic stirring in vertical MCC.
title_full Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
title_fullStr Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
title_full_unstemmed Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
title_short Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
title_sort интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной мнлз i
topic Применение методов и средств моделирования
topic_facet Применение методов и средств моделирования
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101062
work_keys_str_mv AT evdokimovvf integralʹnaâmodelʹtrehmernogoraspredeleniâvihrevyhtokovvnepreryvnolitoizagotovkekruglogosečeniâpriélektromagnitnomperemešivaniivvertikalʹnoimnlzi
AT petrušenkoei integralʹnaâmodelʹtrehmernogoraspredeleniâvihrevyhtokovvnepreryvnolitoizagotovkekruglogosečeniâpriélektromagnitnomperemešivaniivvertikalʹnoimnlzi
AT evdokimovvf integralmodelofthreedimensionaldistributionofeddyflowsincontinuouscastingofroundcrosssectionunderelectromagneticstirringinverticalmcc
AT petrušenkoei integralmodelofthreedimensionaldistributionofeddyflowsincontinuouscastingofroundcrosssectionunderelectromagneticstirringinverticalmcc