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
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101062
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
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
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_short Интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной МНЛЗ I
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_sort интегральная модель трехмерного распределения вихревых токов в непрерывно литой заготовке круглого сечения при электромагнитном перемешивании в вертикальной мнлз i
author Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
author_facet Евдокимов, В.Ф.
Петрушенко, Е.И.
topic Применение методов и средств моделирования
topic_facet Применение методов и средств моделирования
publishDate 2014
language Russian
container_title Электронное моделирование
publisher Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
format Article
title_alt Integral model of three-dimensional distribution of eddy flows in continuous casting of round cross-section under electromagnetic stirring in vertical MCC.
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.
issn 0204-3572
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101062
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.
work_keys_str_mv AT evdokimovvf integralʹnaâmodelʹtrehmernogoraspredeleniâvihrevyhtokovvnepreryvnolitoizagotovkekruglogosečeniâpriélektromagnitnomperemešivaniivvertikalʹnoimnlzi
AT petrušenkoei integralʹnaâmodelʹtrehmernogoraspredeleniâvihrevyhtokovvnepreryvnolitoizagotovkekruglogosečeniâpriélektromagnitnomperemešivaniivvertikalʹnoimnlzi
AT evdokimovvf integralmodelofthreedimensionaldistributionofeddyflowsincontinuouscastingofroundcrosssectionunderelectromagneticstirringinverticalmcc
AT petrušenkoei integralmodelofthreedimensionaldistributionofeddyflowsincontinuouscastingofroundcrosssectionunderelectromagneticstirringinverticalmcc
first_indexed 2025-11-26T06:17:03Z
last_indexed 2025-11-26T06:17:03Z
_version_ 1850615043685613568
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