数值计算离不开对计算域的离散,将基本方程所涉及的区域在空间上和时间上进行离散化处理(对空间域的离散又常称网格划分),使之形成一系列的微小单元或节点;在所有的单元(节点)和边界单元(节点)上建立由基本方程及定解条件转换而来的数值计算方程组;选用适当的计算方法求解此方程组,获取各种数据结果。
根据基本方程建立相应的数值计算方程时,可以有不同方法,从而产生不同的求解方法及计算格式。常用的数值计算方法有:有限差分法(Finite Difference Method,FDM)、有限元法(Finite Element Method,FEM)和边界元法(Boundary Element Method,BEM)等。目前,模拟软件使用的数值方法以有限差分法(及在其基础上发展的相关方法)和有限元法居多。有限差分法以差分代替微分来处理各类微分方程,概念清晰直观,易于计算,内存资源占用少,计算速度快,且网格划分比较容易,能够实现全自动网格划分,但在边界上存在锯齿形。有限元法是基于古典变分法而发展起来的一种计算方法,可作不规则网格剖分,能用比FDM更少的网格来再现复杂物体形状。但是计算过程较为复杂,物理概念不如有限差分法明确。相对而言网格划分也较难,不易自动划分网格。实际上,各种网格划分方法及相应的计算算法各有优缺点,没有哪种网格拥有绝对的本质上的优势。(www.daowen.com)
经过冶金学家、计算机专家、铸造专家的多年努力,上述的知识内容均已经编成软件系统,形成铸造工作者可以方便使用的工具。操作软件时,使用者对上述基本方程及其算法只要了解其原理即可,不需要作太多深入了解。软件作为工具,可以帮助使用者从繁琐的计算中脱离出来,把有限的精力集中到工艺的创新设计中,优化出高工艺出品率、低废品率的铸造工艺方法。所以使用者需要熟悉压铸工艺,能够顺利完成压铸参数的设定;通过观测模拟结果,发现存在的问题;对工艺参数、浇冒口等进行修改、优化,尽快得到满意的结果。
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