Simulação Numérica do Acoplamento Eletromagnético–Térmico–Fluído para o Comportamento de Deformação da Liga de Titânio–Alumínio sob Levitação Eletromagnética

A levitação eletromagnética (EML) é um bom método para o processamento a altas temperaturas de materiais reativos, como ligas de titânio–alumínio (Ti–Al). Neste estudo, os processos de oscilação e deformação de espécimes da liga Ti-48Al-2Cr em diferentes correntes de alta frequência durante o processo de EML foram simulados utilizando o Método dos Elementos Finitos e métodos Arbitrários de Lagrange–Euler (ALE). Os dados de oscilação, tempo de estabilização, deformação e distribuição dos campos eletromagnético–térmico–fluído foram finalmente obtidos. A precisão dos resultados da simulação foi verificada por experimentos de EML. Os resultados mostram o seguinte: a força e a distribuição do campo magnético induzido dentro da gota fundida são determinadas pela corrente de alta frequência; sob o efeito de acoplamento do campo eletromagnético, campo térmico e campo fluido, o aumento da temperatura do aquecimento eletromagnético é rápido, e acompanhado por uma forte agitação, resultando em uma distribuição uniforme da temperatura interna e uma pequena diferença de temperatura. Sob a ação conjunta da gravidade e da força de Lorentz, as gotas fundidas estão primeiro dentro de uma oscilação amortecida e, em seguida, tendem a se estabilizar com o tempo, mantendo finalmente a forma de “quase romboide”.