Air entrapment during mold filling critically affects porosity and overall casting quality in High Pressure Die Casting. This study assesses the feasibility of applying the vof method within OpenFOAM to simulate compressible, turbulent mold filling in a thin-walled geometry. Three-dimensional simulations with the "compressibleInterFoam" solver were carried out under ambient initial cavity conditions, using both laminar flow and the k-e turbulence model. The free surface dynamics were examined across a range of inlet velocities to evaluate their influence on interface morphology, cavity pressurization, and gas entrapment. To quantify these effects, three evaluation criteria were introduced: the TIFSA as a measure of oxidation risk, the TMVF as an indicator of filling continuity and air entrapment, and the TIVF as a proxy for surface loading. Results show that turbulence modeling accelerates pressurization and limits the persistence of entrapped gas, with velocity governing the balance between smooth filling, turbulent breakup, and exposure duration. Comparison with experimental casting trials, including CT based porosity analysis and photogrammetric surface evaluation, validated that the model captures key defect mechanisms and provides quantitative guidance for process optimization.


翻译:高压压铸过程中,模具填充阶段的气体卷入对孔隙率和铸件整体质量具有关键影响。本研究评估了在OpenFOAM中应用VOF方法模拟薄壁几何结构中可压缩湍流模具填充的可行性。在初始型腔环境条件下,采用"compressibleInterFoam"求解器进行了三维模拟,分别使用了层流模型和k-e湍流模型。通过改变入口速度范围研究了自由表面动力学,以评估其对界面形态、型腔增压和气体卷入的影响。为量化这些效应,引入了三项评估标准:作为氧化风险度量的TIFSA、作为填充连续性与气体卷入指标的TMVF,以及作为表面载荷代理的TIVF。结果表明,湍流建模加速了增压过程并限制了卷入气体的持续存在,而速度则主导了平稳填充、湍流破碎与暴露持续时间之间的平衡。通过与实验铸造试验(包括基于CT的孔隙率分析和摄影测量表面评估)的比较,验证了该模型能够捕捉关键缺陷机制,并为工艺优化提供定量指导。

0
下载
关闭预览

相关内容

【资源推荐】模型压缩与加速相关资源汇总
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员