Spatial perturbations in the solidification process due to mold delaminations

The solidification process involving small periodical perturbations due to the system of mold delaminations is considered. Imperfections at the mold wall are modelled by non-ideal thermal contact conditions. It leads to the small perturbation in the solid-liquid interface and in the temperature distribution in the solid phase. With the help of approximate technique, known as the heat-balance integral method, the problem is reduced to the sequence of ordinary differential equations in amplitudes of the Fourier series of the solidification front. The shape of solid-liquid interfaces is shown.

W pracy rozpatruje się zagadnienie dwuwymiarowego niestacjonarnego przepływu ciepła w półprzestrzeni ze zmianami fazowymi. Uwzględniono zaburzenia przestrzenne wywołane delaminacjami pomiędzy falą stałą a ścianką formy. Imperfekcje mają rozkład periodyczny i powodują małe periodyczne zaburzenia zarówno w polu temperatury jak i w ruchomej powierzchni rozgraniczającej fazy stałą i ciekłą. W oparciu o przybliżoną metodę znaną jako metodę całek bilansu ciepła, zagadnienie nie sprowadza się do ciągu równań różniczkowych zwyczajnych dla makro-grubości krzepnącej warstwy oraz amplitud zaburzeń frontu krzepnięcia. Rozwiązania analityczne otrzymano pominąwszy kwadraty pewnych małych wielkości. Na wykresach przedstawiono zmiany zaburzeń w czasie dla różnych wartości wyjściowych parametrow.