超声波处理铝基纳米复合材料

铝基金属基复合材料因优良性能在多领域广泛应用，但常用的微米级颗粒会降低材料延展性。金属基纳米复合材料受关注，然而纳米陶瓷颗粒在液态金属中均匀分散困难。在通过数值模拟，确定超声处理时实现铝合金脱气精炼和纳米颗粒均匀分散所需的参数。
流体流动模型中，各相采用欧拉处理，离散相视为颗粒相，通过连续性方程和动量平衡,粒子追踪模型通过积分颗粒受力平衡方程预测轨迹，考虑多种作用力，采用随机跟踪法考虑湍流影响。
超声探头表面设为速度入口，铝液与空气界面设为压力出口，其他边界设为壁面，离散相边界类型设为反射。碳化硅纳米颗粒以0.014kg/s的质量流量在第1秒内注入，颗粒直径分布遵循Rosin-Rammler表达式，采用单向耦合忽略离散相对流体湍流的影响 。

颗粒能较好分散，但炉中心流体流速大的区域颗粒较少。注入位置在流速足够时不影响最终分布；超声探头置于炉底时，重力方向改变导致流型变化，颗粒分布不同；流体流速越大，颗粒分散越快，但流速均匀性对颗粒最终分布至关重要。
颗粒在液池中分散良好，除炉中心区域；注入位置和超声探头位置影响颗粒分布；流体流速及其均匀性对颗粒分散有重要作用 。

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