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1　绪论1

1.1　电磁冶金工艺发展概况1

目录1

1.2　国内外电磁冶金工艺最新研究进展7

1.3　电磁冶金工艺发展前景8

2　电磁冶金原理10

2.1　矢量分析10

2.1.1　标量场的梯度10

2.1.2　矢量场的散度12

2.1.3　矢量场的旋度14

2.1.4　格林公式15

2.1.5　亥姆霍兹定理16

2.2.1　麦克斯韦方程组的微分形式17

2.2　麦克斯韦方程组17

2.2.2　麦克斯韦方程组的积分形式18

2.2.3　电流连续性方程18

2.2.4　静态场19

2.2.5　时变电磁场20

2.3　本构关系20

2.4　电磁场的边界条件22

2.4.1 H的边界条件22

2.4.2 E的边界条件23

2.4.3 B的边界条件23

2.4.4 D的边界条件24

2.4.5　两种常用的特殊情况24

2.5.1　坡印廷定理25

2.5　电磁能流与能量25

2.5.2　坡印廷矢量27

2.5.3　平均能流密度矢量27

2.6　静态场方程27

2.6.1　静态场的方程与边界条件27

2.6.2　静态场能量30

2.6.3　恒定电场31

2.6.4　恒定磁场的基本方程和边界条件34

2.7　正弦电磁场方程37

2.7.1　时谐量的复数表示37

2.7.2　复矢量37

2.7.3　时间平均值38

2.7.4　麦克斯韦方程组的复数形式39

2.8 自由空间中的电磁场定律分析40

2.8.1　场定律中符号的意义41

2.8.2　各电磁场定律的数学物理意义41

2.8.3　积分形式场定律的应用43

2.8.4　微分场定律44

2.9　有物质存在时的宏观场定律分析46

2.9.1　物质极化的宏观模型47

2.9.2　物质磁化的安培电流模型51

2.9.3　物质中的电磁场定律55

2.10　流体流动的控制方程58

2.10.1　基本方程58

2.10.2　控制方程的通用表达式64

2.11.1　电磁流体力学的基本方程68

2.11　电磁流体力学基础68

2.11.2　构造电磁流体力学基本方程时的若干假设71

2.11.3　磁流体力学的边界条件72

3　液态金属电磁处理75

3.1　液态金属电磁输送与定量75

3.1.1　电磁泵的分类及工作原理75

3.1.2　液态金属电磁泵应用80

3.2　液态金属电磁封闭89

3.2.1　直流传导式液态金属电磁封闭阀89

3.2.2　感应式电磁封闭阀91

3.2.3　双辊薄带连铸机浇注系统电磁侧封93

3.3.1　液态金属电磁净化应用背景99

3.3　液态金属电磁净化99

3.3.2　液态金属电磁净化原理与工艺100

4　液态金属电磁成型与凝固108

4.1　电磁铸造108

4.1.1　概述108

4.1.2　电磁铸造的应用109

4.2　电磁连铸110

4.2.1　概述110

4.2.2　电磁连铸原理及工艺特点112

4.2.3　电磁连铸结晶器内磁场分布115

4.2.4　电磁连铸结晶器内弯月面形态120

4.2.5　电磁连铸工艺参数及铸坯质量131

4.3　电磁搅拌143

4.3.1　电磁搅拌概述143

4.3.2　电磁搅拌器的组成与主要形式145

4.3.3　电磁搅拌力的产生原理及其计算154

4.3.4　电磁场在铸坯中的透入深度156

4.3.5　液态金属旋转运动的特点及运动规律159

4.3.6　电磁搅拌对连铸坯凝固过程的影响165

4.4　电磁制动183

4.4.1　电磁制动技术的产生183

4.4.2　电磁制动的原理及主要形式184

4.4.3　电磁制动技术在连铸工艺中的应用188

4.5　电磁离心铸造196

4.5.1　电磁离心铸造工艺的产生196

4.5.2　电磁离心铸造机197

4.5.3　液态金属的运动规律200

4.5.4　电磁离心铸造工艺207

4.5.5　电磁离心铸造对凝固组织及性能的影响208

5　电磁冶金工艺研究方法227

5.1　电磁冶金工艺数值模拟227

5.1.1　有限差分法227

5.1.2　有限元法245

5.1.3　紊流数值模拟253

5.1.4　数值模拟在电磁冶金中的应用262

5.2　电磁冶金工艺物理模拟284

5.2.1　概述284

5.2.2　电磁冶金工艺物理模拟原理285

5.2.3　电磁冶金工艺物理模拟实例288

参考文献300

符号表312