Abstract A large eddy simulation (LES) model has been developed to simulate the transient fluid flow, heat transfer and solidification processes in various vertical-bending continuous casting casters with 0 to 5 m of vertical length. The LES with dynamic sub-grid model is used to calculate the transient turbulent flow inside the liquid pool. The enthalpy-porosity approach is used to simulate the heat transfer and solidification of steel in the caster. A criterion is developed using the user-defined functions to model the motion and entrapment of inclusion in the caster based on the Lagrangian approach. The 1/4 and 1/2 inclusion band defects located in a steel plate are found by the UT method, and the distribution of inclusions is intermittent and asymmetric. The transient and asymmetric flow pattern has been obtained in a one-third-scale vertical-bending type water model of mold. The asymmetric flow inside the liquid pool is identified a periodical behavior. The oscillating motion of asymmetric flow inside the mold is induced by the turbulence, rather than the curve shape of the caster. The maximum impact depths of the lower recirculation flow for various casters are almost around 2.8 m below the top surface of the mold. The time for inclusion removal from top surface can be divided into three periods: 3.5–6.5 s, 6.5–30 s, and 30 s after injection. The vertical length has a less effect on the removal ratio of inclusions from the top surface, but determines the entrapment positions of inclusions.

中文翻译：

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竖向长度对竖弯连铸机不对称流动和夹杂物输送的影响

摘要 建立了大涡模拟（LES）模型来模拟垂直长度为 0 至 5 m 的各种立弯连铸连铸机的瞬态流体流动、传热和凝固过程。具有动态子网格模型的 LES 用于计算液池内部的瞬态湍流。焓-孔隙率方法用于模拟钢在连铸机中的传热和凝固。基于拉格朗日方法，使用用户定义的函数开发了一个标准，以模拟连铸机中夹杂物的运动和夹带。UT法发现位于钢板中的1/4和1/2夹杂带缺陷，夹杂物分布断断续续，不对称。在模具的三分之一比例的垂直弯曲型水模型中获得了瞬态和非对称流型。液体池内的不对称流动被认为是一种周期性行为。结晶器内部不对称流动的振荡运动是由湍流引起的，而不是由连铸机的曲线形状引起的。各种脚轮的下部再循环流的最大冲击深度几乎在模具顶面以下 2.8 m 左右。从顶面去除夹杂物的时间可分为三个时期：注射后3.5-6.5 s、6.5-30 s和30 s。垂直长度对夹杂物从顶面去除率的影响较小，但决定了夹杂物的截留位置。液体池内的不对称流动被认为是一种周期性行为。结晶器内部不对称流动的振荡运动是由湍流引起的，而不是由连铸机的曲线形状引起的。各种脚轮的下部再循环流的最大冲击深度几乎在模具顶面以下 2.8 m 左右。从顶面去除夹杂物的时间可分为三个时期：注射后3.5-6.5 s、6.5-30 s和30 s。垂直长度对夹杂物从顶面去除率的影响较小，但决定了夹杂物的截留位置。液体池内的不对称流动被认为是一种周期性行为。结晶器内部不对称流动的振荡运动是由湍流引起的，而不是由连铸机的曲线形状引起的。各种脚轮的下部再循环流的最大冲击深度几乎在模具顶面以下 2.8 m 左右。从顶面去除夹杂物的时间可分为三个时期：注射后3.5-6.5 s、6.5-30 s和30 s。垂直长度对夹杂物从顶面去除率的影响较小，但决定了夹杂物的截留位置。各种脚轮的下部再循环流的最大冲击深度几乎在模具顶面以下 2.8 m 左右。从顶面去除夹杂物的时间可分为三个时期：注射后3.5-6.5 s、6.5-30 s和30 s。垂直长度对夹杂物从顶面去除率的影响较小，但决定了夹杂物的截留位置。各种脚轮的下部再循环流的最大冲击深度几乎在模具顶面以下 2.8 m 左右。从顶面去除夹杂物的时间可分为三个时期：注射后3.5-6.5 s、6.5-30 s和30 s。垂直长度对夹杂物从顶面去除率的影响较小，但决定了夹杂物的截留位置。