在本研究中，我們采用溷合連體模式為數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，加入能量守恒及動(dòng)量守恒之觀念，再配合VOF數(shù)值分析技術(shù)，建立澆鑄過程中之流體流動(dòng)、熱傳及凝固現(xiàn)象模擬之架構(gòu)。其結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)、雙相流、熱傳學(xué)及凝固熱傳和界面處理技術(shù)，來探討金屬模鑄造制程中，鋼液在不同的冒口邊界條件、澆鑄速度及冒口方桉設(shè)計(jì)下，其凝固模式的變化，以改善鑄件最后凝固位置，預(yù)防縮孔的產(chǎn)生。在連續(xù)鑄造過程中，探討注嘴角度設(shè)計(jì)、澆鑄速度及鑄嘴浸入的深度對(duì)鑄模中鋼液流動(dòng)模式、自由液面波動(dòng)情形與捲渣的影響。

由模擬的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在金屬模鑄造過程中，冒口頂端之鋼液假設(shè)為與外界空氣接觸時(shí)，其最后凝固區(qū)會(huì)發(fā)生在于鑄件中央的位置，因此鑄件之中心處可能發(fā)生縮孔的現(xiàn)象。若假設(shè)冒口頂端之鋼液與外界絕熱時(shí)，可看出最后凝固區(qū)有往冒口處移動(dòng)的現(xiàn)象，此對(duì)縮孔有進(jìn)一步的改善。當(dāng)加了發(fā)熱劑后可使鋼液最后凝固區(qū)移至冒口處，使縮孔不會(huì)發(fā)生在鑄件內(nèi)部。在不同的冒口設(shè)計(jì)方面，使用縮短且加寬冒口并減少冒口體積之方桉設(shè)計(jì)，可有效地將最后凝固位置移向冒口的范圍內(nèi)，可避免縮孔發(fā)生在鑄模內(nèi)的情況。

在連續(xù)鑄造過程中，由模擬的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，澆鑄速度為1.2 m/min，注嘴浸入深度0.26m，注嘴出口角度+15°時(shí)可得到最佳結(jié)果