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龙图腾网恭喜上海交通大学申请的专利一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114021343B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111299180.4，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法是由韩静静;李军;李金富设计研发完成，并于2021-11-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法，可以实现VAR过程电弧等离子区的电磁场、温度场、熔滴的形成过程的数值模拟，探究熔炼电压与金属熔滴形成速率的关系，包括以下步骤：1建立计算电磁场、流体动力学的相关数学模型；2对几何模型进行网格剖分；3输入相关材料属性；4设置相关的边界条件；5设置计算方法，初始化计算条件；6开始迭代计算，跟踪整个计算域金属液相的流动；7计算电流密度、磁感应强度、洛伦兹力、焦耳热等；8计算所需的质量、动量、能量传输等；9通过判断收敛条件，满足收敛条件进入下一个时间步，不满足收敛条件则进入下一个循环，直到得到模拟结果。

本发明授权一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种真空自耗电弧熔炼过程金属熔滴形成的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立计算电磁场、流体动力学的相关数学模型；S2：对几何模型进行网格剖分；S3：输入等离子体、金属液的相关材料属性；S4：设置相关的边界条件，包括电场的边界条件、磁场的边界条件、等离子体与金属液的对流换热系数、等离子体与坩埚的对流换热系数；S5：设置计算方法，初始化计算条件，包括初始温度和各相的初始位置及含量；S6：开始迭代计算，跟踪整个计算域金属液相的流动；S7：通过电磁场的相关方程，计算电流密度、磁感应强度、洛伦兹力、焦耳热；S8：将通过电磁场相关方程计算的电磁力及焦耳热代入流体动力学相关方程，计算质量、动量和能量传输过程；S9：判断收敛条件，满足收敛条件进入下一个时间步，不满足收敛条件则进入下一个循环，直到计算结束；所述步骤S1、S7中，根据以下电磁场控制方程计算电流密度磁感应强度洛伦兹力焦耳热Q，获得了电弧等离子区的温度场、电磁场分布，电流密度及洛伦兹力的方向和大小与实际理论相同，并分析了熔炼电压对电弧等离子体电磁场及温度场的影响： 其中：为电势，为磁矢，σ为电导率,u0为磁导率；所述步骤S8中，根据以下的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程计算等离子体、金属液的质量、动量和能量，成功模拟了自耗电极熔化形成熔滴掉入熔池的连续过程，分析了熔炼电压与金属液滴形成速率的关系：质量守恒方程： 其中：ρq为等离子体密度，ρl为金属液密度，uq为等离子体速度，为金属液速度；动量守恒方程： 其中：fq为等离子体体积分数，fl为金属液体积分数，p为压力，为等离子体的重力，为金属液的重力，为等离子体的洛伦兹力，为金属液的洛伦兹力；能量守恒方程： 其中：kq为等离子体的热导率，kl为金属液的热导率，Dq为等离子体的焦耳热，Ql为液相的焦耳热；熔滴熔速与焦耳热的关系式如下： 其中：为金属液熔速，ε为电效率，hl为焓。

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