近期，美國密蘇里大學(xué)理工學(xué)院的學(xué)者對煉鋼過程中熔體在爐內(nèi)的流動進(jìn)行了分析。研究中采用物理建模（水模型）和CFD（計算流體動力學(xué)）模擬來實現(xiàn)熔體流動的可視化。通過擬合聯(lián)合容器的停留時間分布及CFD模擬或者物理實驗得到停留時間分布之間的關(guān)系，采用反向模擬確定其中各個單元反應(yīng)器的體積和其中的熔融指數(shù)。

　　該研究提出了一種通過反向模擬聯(lián)合反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和參數(shù)來分析冶金容器中流體流動的新方法。假設(shè)流體是在由塞流、完美混合器和循環(huán)量等基本流體反應(yīng)器組成的聯(lián)合反應(yīng)器中流動。對這種聯(lián)合反應(yīng)器通過求解質(zhì)量守恒方程，就可得到任意一個停留時間分布（RTDreactor）曲線。然后再通過反向模擬擬合單元反應(yīng)器的體積和其中流體流動的速度與通過CFD模擬或者水模實驗得到停留時間分布的關(guān)系。

　　該研究提出的這種方法的有效性在中間包中得到了證實。通過CFD模擬得到了三種不同的中間包設(shè)計（帶和不帶流量控制設(shè)備和吹氬攪拌）的RTDCFD曲線狀態(tài)。將所提出和現(xiàn)有的方法應(yīng)用于聯(lián)合反應(yīng)器體積和流速的設(shè)計和計算。由于現(xiàn)有的方法無法提供流速值，并且在任意變量組合（反應(yīng)器體積和流量)條件下RTDCFD 和RTDreactor曲線都不相符。因此，基于CFD流體可視化模擬，通過反向模擬提出了不同聯(lián)合反應(yīng)器的尺寸并計算得出反應(yīng)器參數(shù)。各種中間包的設(shè)計已經(jīng)證明所述方法的準(zhǔn)確性。在解決各種液態(tài)金屬加工過程中的熔體流動問題上，該研究提出的聯(lián)合反應(yīng)器是一種行之有效的解決方案。