基于有限元的電解槽仿真系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、稀土被人們譽為新材料的寶庫，熔鹽電解是稀土金屬制備的常用方法，但熔鹽電解效率很低，本文針對這一問題提出了對電解槽施加電磁攪拌，促進電解質流動，從而提高電解效率。而熔鹽電解制備稀土金屬的實驗難度大，不易操作，需要功能完善的軟件系統(tǒng)來滿足電磁攪拌條件下電解槽的電磁場仿真需求。
　　本文以此為研究背景，針對電解槽電磁場的仿真需求，開發(fā)了基于有限元的電解槽仿真系統(tǒng)。本文基于開源軟件Gmsh利用其Delaunay四邊形算法實現(xiàn)了網格劃分，并

2、利用該仿真系統(tǒng)實現(xiàn)了兩個網格優(yōu)化算法:質心優(yōu)化算法和節(jié)點編號優(yōu)化算法;建立了稀土電解槽和電磁攪拌器的電磁場數(shù)學模型，利用開源求解器GetDP完成了仿真計算;本文還通過在VS2010開發(fā)環(huán)境中使用C++語言及MFC框架，利用軟件接口技術，設計并實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)的人機交互界面;建立了SQLite數(shù)據(jù)庫用于保存材料和載荷參數(shù)，最終完成了仿真系統(tǒng)的開發(fā)。該仿真系統(tǒng)用于對電磁攪拌條件下的稀土金屬電解槽的電磁場進行仿真，完成了從前處理到計算到后處理的

3、整個仿真過程。通過仿真，計算了電解槽電流密度、磁感應強度和電磁力的大小。用戶利用本文開發(fā)的仿真系統(tǒng)，只需在人機交互界面中輸入參數(shù)，系統(tǒng)即能自動調用Gmsh，執(zhí)行腳本命令，進行Delaunay網格劃分和實現(xiàn)優(yōu)化算法，利用GetDP求解器進行有限元計算，利用SQLite數(shù)據(jù)庫進行參數(shù)存儲，最后將所得的結果文件返回到界面。
　　本文開發(fā)的仿真系統(tǒng)功能完善，操作簡便，可以讓沒有有限元基礎知識的軟件工程設計人員也能很好地借助本系統(tǒng)進行電磁攪