شبیه سازی جریان گالیوم در یک قالب حلقوی در حضور میدان مغناطیسی به منظور بهبود فرآیند ریخته گری

وجود جریان جابجایی آزاد درون محفظه ای که از یک مذاب در حال انجماد پر شده است باعث پدیدار شدن یک ساختار غیر همگن و درشت دانه در محصول نهایی می گردد. با اعمال میدان مغناطیسی مناسب بر مذاب درون محفظه، جریان جابجایی آزاد کاهش یافته و یک ساختار ریز دانه و همگن در محصول نهایی بوجود می آید. در این تحقیق، با استفاده از روش حجم محدود، به بررسی عددی تاثیر اعمال یک میدان مغناطیسی بر جریان جابجایی آزاد و میدان دما در حالت دائم و آرام درون یک حلقه طویل، که گالیم مذاب در فضای بین دو استوانه افقی هم محور قرار دارد پرداخته شده است. دیواره های خارجی و داخلی حلقه به ترتیب دارای دمای سرد و گرم هستند. اثر قدرت میدان مغناطیسی بر میدان جریان و میدان دما، تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف دیگری نظیر عدد رایلی، زاویه اعمال میدان مغناطیسی و نسبت شعاع های داخلی و خارجی حلقه بر میدان جریان و میدان دما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با مایل کردن میدان معناطیسی نسبت به افق مقدار عدد ناسلت افزایش یافت که این افزایش در بازه ای خاص از اعداد هارتمن محسوس تر است. همچنین با افزایش عدد رایلی روند تغییر عدد ناسلت برحسب قدرت میدان مغناطیسی تغییری نمی کند.