CN111950137A - 用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金行业领域，具体涉及用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法及系统；所述系统包括：夹杂物初始状态数据保存模块，流场数据调用模块，夹杂物受力计算模块，夹杂物运动轨迹计算模块，计算结果存储模块和控制模块；利用夹杂物初始状态数据，循环经流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运动轨迹计算模块进行计算，模拟出固体夹杂物在钢液中的运动轨迹。

Description

用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法及系统

技术领域

本发明属于冶金行业领域，具体涉及用于固体夹杂物在钢液中运 动轨迹的模拟方法及系统。

背景技术

钢液中夹杂物按照来源可以分为外来夹杂物和内生夹杂物。外来 夹杂物是由于耐火材料或炉渣等在冶炼过程中滞留在钢中造成的。内 生夹杂物是钢液脱氧造成的。大量研究表明，钢中夹杂物对钢材质量 有很大的危害。另一方面，在钢液浇注过程中，夹杂物会沉积在耐火 材料壁面造成结瘤，影响生产顺行。而夹杂物去除一般是利用液态钢 水良好的流动性和夹杂物与钢液之间密度差来去除夹杂物。因此，探 究夹杂物在钢液中的运动可以揭示夹杂物在钢液流场中的传输机制， 通过优化反应器结构促进夹杂物去除和减轻夹杂物沉积，以提高钢的 洁净度和保证生产顺行。因此，钢液中夹杂物的运动研究一直是热点。

目前，夹杂物在钢液中的运动研究采用数值模拟或物理模拟方 法。钢液温度在1600℃以上，现有技术手段很难作到直接观察夹杂 物在钢液中的运动。数值模拟利用相应流动数学模型求解流动控制方 程，获得钢液流场信息，再通过拉格朗日法求解夹杂物运动轨迹，但 数值方法对计算所采用的流动数学模型和计算域离散方法依赖性较 强，采用不同的数学模型和不同的离散方法会得到不同的夹杂物运动 轨迹结果。物理模拟则利用流动相似准则，一般采用室温下为液体的 介质模拟钢液，使用石蜡或其他材料模拟夹杂物，该方法可直观地看 到夹杂物的运动轨迹，但该方法不适用模拟粒径为微米级别的夹杂物运动，而钢液中有相当一部分的夹杂物粒径在微米级别。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于固体夹杂物在钢液中 运动轨迹的模拟方法及系统，为了实现上述目的，本发明是通过以下 技术方案实现的：

一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟系统，所述系统包 括：

夹杂物初始状态数据保存模块，用于保存夹杂物初始状态数据；

流场数据调用模块，用于提取所述夹杂物初始状态数据和计算夹 杂物的流场数据；

夹杂物受力计算模块，用于提取所述流场数据和计算夹杂物受力 数据；

夹杂物运动轨迹计算模块，用于提取所述夹杂物受力数据和计算 夹杂物空间坐标数据(即计算夹杂物下一时刻的空间坐标)；

计算结果存储模块，用于保存最终计算得到的夹杂物空间坐标； 和

控制模块，用于设置计算步长、提取计算结果存储模块中的夹杂 物空间坐标和控制系统中其他模块的通信；

所述夹杂物初始状态数据保存模块与流场数据调用模块通信连 接；

所述流场数据调用模块与夹杂物受力计算模块通信连接；

所述夹杂物受力计算模块与夹杂物运动轨迹计算模块通信连接；

所述夹杂物运动轨迹计算模块分别与流场数据调用模块、计算结 果存储模块通信连接；

所述控制模块分别与夹杂物初始状态数据保存模块、流场数据调 用模块、夹杂物受力计算模块、夹杂物运动轨迹计算模块和计算结果 存储模块通信连接。

进一步地，使用MATLAB编写各个模块指令，以m文件的形式 保存在工作目录中，或者以其他编程语言编写各个模块指令。

进一步地，所述流场数据也保存在所述工作目录中。

本发明的另一目的在于提供一种用于固体夹杂物在钢液中运动 轨迹的模拟方法，所述模拟方法采用上述所述系统可以计算得出夹杂 物在钢液中的运动轨迹，所述运动轨迹包括各个时刻下夹杂物空间三 维坐标，各个时刻下夹杂物在流场中的三维速度。

进一步地，所述模拟方法包括以下步骤：

S1，将所述夹杂物初始状态数据保存在夹杂物初始状态数据保存 模块中，设置计算步数；

S2，所述控制模块监控步数，根据设置的计算步数，循环经过流 场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运动轨迹计算模块计 算，将每次计算得到的夹杂物空间坐标保存在所述计算结果存储模块 中，直至计算达到设置的计算步数，所述控制模块发出停止计算指令， 夹杂物运动轨迹计算模块将计算结果传输并保存在所述计算结果存 储模块中；所述流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运 动轨迹计算模块之间进行数据传递；

S3，使用绘图软件将计算结果存储模块中夹杂物空间坐标数据转 化为运动轨迹。

进一步地，所述计算结果包括每次计算的夹杂物空间坐标。

进一步地，步骤S2中循环计算过程如下：

所述夹杂物初始状态数据保存模块将夹杂物初始状态数据传递 给流场数据调用模块；

所述流场数据调用模块计算得到流场数据信息后传递给夹杂物 受力计算模块；

所述夹杂物受力计算模块计算得到夹杂物受力数据后传递给夹 杂物运动轨迹计算模块；

所述夹杂物运动轨迹计算模块计算得到夹杂物空间坐标数据后 分别传递给流场数据调用模块以进行循环计算和计算结果存储模块 保存。

进一步地，所述流场数据信息包括：夹杂物的粒径、质量、密度、 流场速度和夹杂物上一时刻的速度。

进一步地，所述夹杂物受力数据包括：夹杂物上一时刻的速度和 加速度。

进一步地，所述夹杂物空间坐标数据包括：夹杂物下一时刻坐标、 夹杂物下一时刻速度、夹杂物三维空间坐标、夹杂物三维速度分量和 时间。

进一步地，所述流场数据调用模块的计算方式为：夹杂物初始状 态数据传入流场数据调用模块，夹杂物初始状态数据中夹杂物在流场 中的初始空间坐标与流场数据调用模块中存储的流场数据空间坐标 进行比对，选取与当前夹杂物坐标最接近的流场中的空间坐标作为夹 杂物的流场空间坐标，再将该流场空间坐标所对应的流场三维速度分 量输出。

进一步地，所述夹杂物受力计算模块根据以下公式计算夹杂物在 钢液流场中的加速度：

①根据夹杂物的密度、夹杂物的直径、钢液动力粘度系数、钢液 流速和夹杂物速度计算得到夹杂物雷诺数，如下式(1)所示：

其中，Re_s为夹杂物雷诺数；ρ_s为夹杂物密度，单位Kg·m^-3；d_s为夹杂物直径，单位m；u为钢液流速，单位m·s^-1；u_s为夹杂物速 度，单位m·s^-1；

②根据夹杂物的密度、夹杂物的直径和重力加速度常数计算得到 夹杂物重力，如下式(2)所示：

其中，F_mg为夹杂物重力，单位N；g为重力加速度常数，9.8m·s^-2；

③根据钢液密度、夹杂物的直径和重力加速度常数计算得到夹杂 物浮力，如下式(3)所示：

其中，F_B为夹杂物浮力，单位N；ρ_f为钢液密度，单位Kg·m^-3；

④根据①中计算得到的夹杂物雷诺数，结合夹杂物密度和夹杂物 直径计算得到夹杂物曳力，如下式(5)和(6)所示：

其中，C_D为系数；F_D为夹杂物曳力，单位N；μ为钢液动力粘 度系数，单位Pa·s；

⑤根据钢液流速、夹杂物速度、夹杂物直径、夹杂物密度和计算 步长计算得到夹杂物虚拟质量力，如下式(7)、(8)和(9)所示；

其中，F_V为夹杂物虚拟质量力，单位N；A_V和C_V为系数；t 为计算步长，单位s；

⑥对②～⑤计算得到的夹杂物重力、夹杂物浮力、夹杂物曳力、 夹杂物虚拟质量力进行求和，得到夹杂物在钢液流场受力总和，如下 式(10)所示：

∑F＝F_mg+F_B+F_D+F_v 式(10)

⑦进一步地，根据夹杂物密度、夹杂物直径和⑥中计算得到的夹 杂物在钢液流场受力总和计算得到夹杂物的加速度，如下式(11)和 (12)所示：

其中，m为夹杂物质量，单位kg；a为夹杂物加速度，单位m·s^-2。

进一步地，所述夹杂物运动轨迹计算模块，依据以下公式计算出 夹杂物的运动位移、下一时刻的速度和下一时刻的空间坐标，并保存 在计算结果存储模块：

根据夹杂物受力计算模块计算得到的夹杂物加速度，结合上一时 刻夹杂物速度、计算步长、上一时刻夹杂物坐标计算得到夹杂物的运 动位移，如下式(13)、(14)和(15)所示：

x₂＝x₁+x 式(14)

v＝v₀+at 式(15)

其中，x₂为下一时刻夹杂物空间坐标；x₁为上一时刻夹杂物空间 坐标；x为夹杂物运动位移；v₀为上一时刻夹杂物速度，单位m·s^-1； v为下一时刻夹杂物速度，单位m·s^-1。

进一步地，所述夹杂物运动轨迹计算模块将下一时刻夹杂物的速 度和空间坐标传递给流场数据调用模块进行循环计算，直至达到计算 步数。

进一步地，所述流场数据包括流场空间三维坐标和该坐标对应的 三维速度分量。

进一步地，所述夹杂物初始状态数据包括夹杂物密度、夹杂物粒 径、夹杂物在流场中的初始空间坐标、夹杂物速度、计算步长、流体 密度和流体粘度。

进一步地，所述流场数据信息以xlsx文件形式保存在流场数据 调用模块的MATLAB软件工作目录中。

进一步地，所述夹杂物运动轨迹计算模块根据夹杂物受力情况、 夹杂物密度、夹杂物粒径和计算步长，计算得到夹杂物在该计算步长 下的运动位移和计算步长后夹杂物在空间中的坐标。

进一步地，所述夹杂物在空间中的坐标信息再传递给所述流场数 据调用模块，并经所述流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹 杂物运动轨迹计算模块计算，直至达到设置计算步数。

进一步地，计算步长不大于10^-6s。

进一步地，各个模块之间的数据交换由MATLAB或其他编程语 言的指令实现。

进一步地，所述夹杂物初始状态数据和流场数据可以保存为其他 文件类型。

本发明用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法及系统至 少具有如下有益技术效果：

(1)采用本发明的方法可以获得夹杂物在钢液流场中的运动轨 迹，利用该运动轨迹信息可以作为优化钢液流场以促进夹杂物上浮和 提高钢液洁净度的理论指导依据。

(2)本发明的系统应用广泛，可以适用于精炼工序，连铸工序 中各种冶金反应器内夹杂物的运动研究和冶金反应器优化。

(3)本发明所采用的模拟方法为显式模拟方法，计算结果不存 在发散或无解的情况，计算可靠性高。

附图说明

图1为本发明实施例中的夹杂物运动轨迹计算系统逻辑框图。

图2为本发明实施例中的夹杂物运动轨迹模拟方法逻辑框图。

图3为本发明实施例中的夹杂物运动轨迹计算结果实例。

附图标记说明：1-夹杂物初始状态数据保存模块，2-流场数据调 用模块，3-夹杂物受力计算模块，4-夹杂物运动轨迹计算模块，5-计 算结果存储模块，6-控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 实施例及说明书附图，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此 处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围 上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发 明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特 定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可 以完全理解本发明。

实施例1

参考图1，在本实施例中，提出一种用于固体夹杂物在钢液中运 动轨迹的模拟系统，所述系统包括：

夹杂物初始状态数据保存模块，用于保存夹杂物初始状态数据；

流场数据调用模块，用于提取所述夹杂物初始状态数据和计算夹 杂物的流场数据；

夹杂物受力计算模块，用于提取所述流场数据和计算夹杂物受力 数据；

夹杂物运动轨迹计算模块，用于提取所述夹杂物受力数据、计算 夹杂物空间坐标数据；

计算结果存储模块，用于保存最终计算得到的夹杂物空间坐标； 和

控制模块，用于设置计算步长、提取计算结果存储模块中的夹杂 物空间坐标和控制系统中其他模块的通信；

所述夹杂物初始状态数据保存模块与流场数据调用模块通信连 接；

所述流场数据调用模块与夹杂物受力计算模块通信连接；

所述夹杂物受力计算模块与夹杂物运动轨迹计算模块通信连接；

所述夹杂物运动轨迹计算模块分别与流场数据调用模块、计算结 果存储模块通信连接；

所述控制模块分别与夹杂物初始状态数据保存模块、流场数据调 用模块、夹杂物受力计算模块、夹杂物运动轨迹计算模块和计算结果 存储模块通信连接。

在本实施例中，使用MATLAB编写各个模块指令，以m文件的 形式保存在工作目录。

在其他实施例中，以其他编程语言编写各个模块指令。

在本实施例中，所述流场数据也保存在所述工作目录中。

实施例2

参考图2，在本实施例中，提供一种用于固体夹杂物在钢液中运 动轨迹的模拟方法，所述模拟方法采用上述所述系统可以计算得出夹 杂物在钢液中的运动轨迹，所述运动轨迹包括各个时刻下夹杂物空间 三维坐标，各个时刻下夹杂物在流场中的三维速度。

在本实施例中，所述模拟方法包括以下步骤：

S1，将所述夹杂物初始状态数据保存在夹杂物初始状态数据保存 模块中，设置计算步数；

S2，所述控制模块监控步数，根据设置的计算步数，循环经过流 场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运动轨迹计算模块计 算，将每次计算得到的夹杂物空间坐标保存在所述计算结果存储模块 中，直至计算达到设置的计算步数，所述控制模块发出停止计算指令； 夹杂物运动轨迹计算模块将计算结果传输并保存在所述计算结果存 储模块中；所述流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运 动轨迹计算模块之间进行数据传递；

S3，使用绘图软件将计算结果存储模块中夹杂物空间坐标数据转 化为运动轨迹。

在本实施例中，步骤S2中循环计算过程如下：

所述夹杂物初始状态数据保存模块将夹杂物初始状态数据传递 给流场数据调用模块；

所述流场数据调用模块计算得到流场数据信息后传递给夹杂物 受力计算模块；

所述夹杂物受力计算模块计算得到夹杂物受力数据后传递给夹 杂物运动轨迹计算模块；

所述夹杂物运动轨迹计算模块计算得到夹杂物空间坐标数据后 分别传递给流场数据调用模块以进行循环计算和计算结果存储模块 保存。

在本实施例和其他实施例中，所述流场数据信息包括：夹杂物的 粒径、质量、密度、流场速度和夹杂物上一时刻的速度。

在本实施例和其他实施例中，所述夹杂物受力数据包括：夹杂物 上一时刻的速度和加速度。

在本实施例和其他实施例中，所述夹杂物空间坐标数据包括：夹 杂物下一时刻坐标、夹杂物下一时刻速度、夹杂物三维空间坐标、夹 杂物三维速度分量和时间。

在本实施例和其他实施例中，所述流场数据调用模块的计算方式 为：夹杂物初始状态数据传入流场数据调用模块，夹杂物初始状态数 据中夹杂物在流场中的初始空间坐标与流场数据调用模块中存储的 流场数据空间坐标进行比对，得到距离该夹杂物空间坐标最近的流场 空间坐标，再将该流场空间坐标所对应的流场三维速度分量输出。

在本实施例和其他实施例中，所述夹杂物受力计算模块根据以下 公式计算夹杂物在钢液流场中的加速度：

①根据夹杂物的密度、夹杂物的直径、钢液动力粘度系数、钢液 流速和夹杂物速度计算得到夹杂物雷诺数，如下式(1)所示：

其中，Re_s为夹杂物雷诺数；ρ_s为夹杂物密度，单位Kg·m^-3；d_s为夹杂物直径，单位m；u为钢液流速，单位m·s^-1；u_s为夹杂物速 度，单位m·s^-1；

②根据夹杂物的密度、夹杂物的直径和重力加速度常数计算得到 夹杂物重力，如下式(2)所示：

其中，F_mg为夹杂物重力，单位N；g为重力加速度常数，9.8m·s^-2；

③根据钢液密度、夹杂物的直径和重力加速度常数计算得到夹杂 物浮力，如下式(3)所示：

其中，F_B为夹杂物浮力，单位N；ρ_f为钢液密度，单位Kg·m^-3；

④根据①中计算得到的夹杂物雷诺数，结合夹杂物密度和夹杂物 直径计算得到夹杂物曳力，如下式(5)和(6)所示：

其中，C_D为系数；F_D为夹杂物曳力，单位N；μ为钢液动力粘 度系数，单位Pa·s；

⑤根据钢液流速、夹杂物速度、夹杂物直径、夹杂物密度和计算 步长计算得到夹杂物虚拟质量力，如下式(7)、(8)和(9)所示；

其中，F_V为夹杂物虚拟质量力，单位N；A_V和C_V为系数；t 为计算步长，单位s；

⑥对②～⑤计算得到的夹杂物重力、夹杂物浮力、夹杂物曳力、 夹杂物虚拟质量力进行求和，得到夹杂物在钢液流场受力总和，如下 式(10)所示：

∑F＝F_mg+F_B+F_D+F_v 式(10)

⑦进一步地，根据夹杂物密度、夹杂物直径和⑥中计算得到的夹 杂物在钢液流场受力总和计算得到夹杂物的加速度，如下式(11)和 (12)所示：

其中，m为夹杂物质量，单位kg；a为夹杂物加速度，单位m·s^-2。

在本实施例和其他实施例中，所述夹杂物运动轨迹计算模块，依 据以下公式计算出夹杂物的运动位移、下一时刻的速度和下一时刻的 空间坐标，并保存在计算结果存储模块：

根据夹杂物受力计算模块计算得到的夹杂物加速度，结合上一时 刻夹杂物速度、计算步长、上一时刻夹杂物坐标计算得到夹杂物的运 动位移，如下式(13)、(14)和(15)所示：

x₂＝x₁+x 式(14)

v＝v₀+at 式(15)

其中，x₂为下一时刻夹杂物空间坐标；x₁为上一时刻夹杂物空间 坐标；x为夹杂物运动位移；v₀为上一时刻夹杂物速度，单位m·s^-1； v为下一时刻夹杂物速度，单位m·s^-1。在本实施例和其他实施例中， 所述夹杂物运动轨迹计算模块将下一时刻夹杂物的速度和空间坐标 传递给流场数据调用模块进行循环计算，直至达到计算步数。

在本实施例中，流场数据为粒子图像测速设备测量的1:1比例浸 入式水口水模型中的流场速度，其中法向代表垂直于浸入式水口壁面 方向，流动方向为浸入式水口内流场速度。夹杂物初始状态数据为： 夹杂物粒径为1μm、5μm、夹杂物密度3970Kg/m³、计算步长10^-6s、 流体密度7020Kg/m³、流体动力粘度系数0.0067Pa·s、计算步数700 步，夹杂物在流动方向初始坐标为0，夹杂物在法向初始坐标为0.0005 m；根据本实施例所述模拟方法计算固体夹杂物在钢液中运动轨迹。 计算得到的结果如图3所示。由图3可知，计算结果表明初始坐标和运 动时间相同下，与直径为5μm的夹杂物相比，直径为1μm的夹杂物运 动轨迹更靠近壁面，沉积在壁面的可能性更大。

以上对本申请实施例所提供的一种用于固体夹杂物在钢液中运 动轨迹的模拟方法及系统进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用 于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技 术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。 本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一 个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的 方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明 书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故 应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范 围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基 本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方 式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本 申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意 在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不 仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包 括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由 语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品 或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对 象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表 示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外， 本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述， 应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实 施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所 述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改 动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围， 则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟系统，其特征在于，所述系统包括：

夹杂物初始状态数据保存模块，用于保存夹杂物初始状态数据；

流场数据调用模块，用于提取所述夹杂物初始状态数据和计算夹杂物的流场数据；

夹杂物受力计算模块，用于提取所述流场数据和计算夹杂物受力数据；

夹杂物运动轨迹计算模块，用于提取所述夹杂物受力数据和计算夹杂物空间坐标数据；

计算结果存储模块，用于保存最终计算得到的夹杂物空间坐标；和，

控制模块，用于设置计算步长、提取计算结果存储模块中的夹杂物空间坐标和控制系统中其他模块的通信；

所述夹杂物初始状态数据保存模块与流场数据调用模块通信连接；

所述流场数据调用模块与夹杂物受力计算模块通信连接；

所述夹杂物受力计算模块与夹杂物运动轨迹计算模块通信连接；

所述夹杂物运动轨迹计算模块分别与流场数据调用模块、计算结果存储模块通信连接；

所述控制模块分别与夹杂物初始状态数据保存模块、流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块、夹杂物运动轨迹计算模块和计算结果存储模块通信连接。

2.一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，所述模拟方法采用如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟方法包括以下步骤：

S1，将所述夹杂物初始状态数据保存在夹杂物初始状态数据保存模块中，设置计算步数；

S2，所述控制模块监控计算步数，根据设置的计算步数，循环经过流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运动轨迹计算模块计算，将每次计算得到的夹杂物空间坐标保存在所述计算结果存储模块中，直至计算达到设置的计算步数，所述控制模块发出停止计算指令；

S3，使用绘图软件将计算结果存储模块中夹杂物空间坐标数据转化为运动轨迹。

3.根据权利2要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，S2中循环计算过程如下：

所述夹杂物初始状态数据保存模块将夹杂物初始状态数据传递给流场数据调用模块；

所述流场数据调用模块计算得到流场数据信息后传递给夹杂物受力计算模块；

所述夹杂物受力计算模块计算得到夹杂物受力数据后传递给夹杂物运动轨迹计算模块；

所述夹杂物运动轨迹计算模块计算得到夹杂物空间坐标数据后分别传递给流场数据调用模块以进行循环计算和计算结果存储模块保存。

4.根据权利2要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，所述夹杂物初始状态数据包括夹杂物密度、夹杂物粒径、夹杂物在流场中的初始空间坐标、夹杂物速度、计算步长、流体密度和流体粘度。

5.根据权利3要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，所述流场数据信息以xlsx文件形式保存在流场数据调用模块的MATLAB软件工作目录中。

6.根据权利3要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，所述流场数据调用模块的计算方式为：夹杂物初始状态数据传入流场数据调用模块，夹杂物初始状态数据中夹杂物在流场中的初始空间坐标与流场数据调用模块中存储的流场数据空间坐标进行比对，选取与当前夹杂物坐标最接近的流场中的空间坐标作为夹杂物的流场空间坐标，再将该流场空间坐标所对应的流场三维速度分量输出。

7.根据权利3要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟系统，其特征在于，所述夹杂物受力计算模块根据夹杂物密度、夹杂物粒径、夹杂物速度、夹杂物所处位置流场速度、流场密度和流场粘度，计算得到夹杂物的受力情况。

8.根据权利3要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，所述夹杂物运动轨迹计算模块根据夹杂物受力情况、夹杂物密度、夹杂物速度、夹杂物粒径和计算步长，计算得到夹杂物在该计算步长下的运动位移和计算步长后夹杂物在空间中的坐标。

9.根据权利8要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，所述夹杂物在空间中的坐标信息再传递给所述流场数据调用模块，并经所述流场数据调用模块、夹杂物受力计算模块和夹杂物运动轨迹计算模块循环计算，直至达到设置计算步数。

10.根据权利2要求所述的一种用于固体夹杂物在钢液中运动轨迹的模拟方法，其特征在于，各个模块之间的数据交换由MATLAB指令实现。

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