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需求背景

铸造模流分析是利用计算机模拟技术，对金属液在模具型腔中的流动、传热和凝固过程进行数值模拟和分析。其目的在于预测铸件在形成过程中的各种状态参数，如填充时间、压力分布、温度分布等，从而评估模具设计的合理性和工艺参数的优化空间，以提高铸件质量和生产效率。

随着计算机硬件和软件的飞速发展，数值模拟技术得以广泛应用。计算机强大的计算能力和图形处理能力，使得铸造模流分析能够更加准确、快速地模拟金属液在模具中的动态行为。铸造工艺涉及多个复杂因素，如金属液的流动性、模具的几何形状、冷却条件等。这些因素相互作用，使得铸件质量难以通过传统方法精确控制。因此，需要借助模流分析技术来预测和解决潜在问题。

需解决的主要技术难题

1.铸造过程涉及流动、传热、传质等多个相互耦合的物理过程，这些过程往往具有高度的非线性和时变性。因此，在建立铸造模流分析的物理模型时，需要对这些过程进行高度抽象和近似化处理，这可能导致模型无法完全准确地描述真实的铸造过程

2.具中的细小结构、复杂曲面和薄壁区域等都需要进行精细的网格划分，以确保计算结果的准确性。然而，这也会大大增加计算量和计算时间。此外，网格划分过程中还需要考虑网格的连续性、光滑性和正交性等因素，以确保计算结果的稳定性和可靠性

3.铸造模流分析中的材料参数包括材料的密度、黏度、热导率、比热容等，这些参数的准确性对计算结果的准确性具有重要影响。然而，在实际应用中，由于材料性质的复杂性和多样性，很难准确获取这些参数的值

4.在铸造过程中，金属液与模具之间的热交换、金属液与空气之间的热交换等都会对铸造结果产生影响。因此，在铸造模流分析中需要准确设置这些边界条件。然而，由于实际铸造过程中边界条件的变化往往具有复杂性和不确定性，很难准确模拟这些边界条件的变化情况

期望实现的主要技术目标

1.通过高精度的数值模拟软件，预测熔体在浇注过程中的流动状况，包括流场分布、流速变化等

2.基于流动预测结果，分析浇注系统各部件尺寸、位置的合理性，优化注液口、冷铁口等重要结构，确保金属液能够顺畅、平稳地充满模具型腔

3.模流分析能够预测并避免冲砂、夹渣、缩孔、卷气等铸造缺陷的产生，从而提高铸件的表面质量和内部质量

4.通过模拟金属液的凝固过程，预测凝固时间和凝固结构，优化工艺参数，如浇注温度、冷却速度等，以减少热裂、缩松等缺陷的发生

5.通过模流分析，可以优化模具设计和铸造工艺，减少试制次数和调试时间，从而缩短生产周期

6.优化后的浇注系统和凝固过程能够减少废品率和材料消耗，降低生产成本

处理进度