Numerische und experimentelle Untersuchung der stationären und instationären Strömungen in Stranggießverteilern

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Die Stahlqualität beim Stranggießen (Reinheitsgrad, Oberflächenfehler, etc.) wird durch die Strömung im Stranggießverteiler stark beeinflusst. Der Schwerpunkt experimenteller Untersuchungen liegt dabei auf der Betrachtung von Wasserströmungen in verkleinerten Modellen und der qualitativen Strömungsvisualisierung mittels Lichtschnittverfahren bzw. der Erfassung von Verweilzeiten. Die quantitative Messung von Strömungsgeschwindigkeiten ist aufwendiger und wird üblicherweise mit LDA (Punktmessverfahren) durchgeführt. Mit der vorgeschlagenen Particle Image Velocimetry PIV (Ganzfeldmessverfahren) können sowohl stationäre als auch instationäre Geschwindigkeitsfelder erfasst werden. Insbesondere bei instationären Strömungen im Tundish, wie z.B. beim Pfannenwechsel, verschlechtert sich die Produktqualität. Zur numerischen Simulation der statistisch stationären und instationären Tundishströmung wird die Grobstruktursimulation (Large Eddy Simulation LES) eingesetzt. Dieser Ansatz bietet gegenüber der statistischen CFD-Simulation den Vorteil, dass auch momentane räumliche Verteilungen der Strömung berechnet und mit den PIV-Resultaten verglichen werden können. Aufbauend auf den Ergebnissen der physikalischen und numerischen Modellierung mittels PIV bzw. LES sind statistische Thermo-Fluid-Simulationen vorgesehen.