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3D simulation of interdendritic flow through a Al-18wt.%Cu structure captured with X-ray microtomography

Domitner, J und Hölzl, C und Kharicha, A und Wu, M und Ludwig, A und Köhler, M und Ratke, L (2011) 3D simulation of interdendritic flow through a Al-18wt.%Cu structure captured with X-ray microtomography. In: IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 27 (012016). IOP Publishing Ltd., UK. ICASP 3, 7.-10. June 2011, Rolduc, Netherlands. ISSN 1757-899X

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Offizielle URL: http://iopscience.iop.org/1757-899X/27/1/012016

Kurzfassung

A central parameter to describe the formation of porosity and macrosegregation during casting processes is the permeability of the dendritic mushy zone. To determine this specific feature for a binary Al-18wt.%Cu alloy, flow simulations based on the Lattice Boltzmann (LB) method were performed. The LB method allows an efficient solving of fluid flow problems dealing with complex shapes within an acceptable period of time. The 3D structure required as input for the simulations was captured with X-ray microtomography, which enables the generation of representative geometries for permeability investigations. Removing the eutectic phase from the measured dataset generated a remaining network of solid primary dendrites. In the simulations, a pressure gradient was applied to force the liquid through the free interdendritic channels. The permeability of the structure was then calculated from the resulting flow velocity pattern using Darcy’s law. To examine the influence of different boundary conditions on the results obtained, several simulations were conducted.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Paper, Poster)
Titel:3D simulation of interdendritic flow through a Al-18wt.%Cu structure captured with X-ray microtomography
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Domitner, JUniversity of Leoben
Hölzl, CMaterails Res. Center Leoben
Kharicha, AUniversity of Leoben
Wu, MUniversity of Leoben
Ludwig, AUniversity of Leoben
Köhler, MNICHT SPEZIFIZIERT
Ratke, LNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2011
Erschienen in:IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:27
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Ratke, LorenzDLR
Zimmermann, GerhardAccess eV, Aachen
Verlag:IOP Publishing Ltd., UK
ISSN:1757-899X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:permeability, mushy zone, dendritic network, tomography, fludi flow
Veranstaltungstitel:ICASP 3
Veranstaltungsort:Rolduc, Netherlands
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:7.-10. June 2011
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Materialwissenschaftliche Forschung
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Prof. Lorenz Ratke
Hinterlegt am:31 Jan 2012 15:03
Letzte Änderung:12 Dez 2013 21:36

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