A coupled real-time thermo-mechanical solidification model of steel for crack prediction
Project goals
The project is concerned with the development of a coupled thermal-mechanical model for computer simulations of the continuous steel casting. The model will include the solution of solidification, mechanical stress and heat and mass transfer phenomena in a solidifying strand containing concurrently solid and liquid phases. A main advantage of the model will be its ability for real-time simulations. The computational performance of the model will be attained by means of massive parallelization of the source code. The graphics processing units and the CUDA environment will be employed for the execution of the parallel code. The functionality of the model will be validated by means of experimentally determined data. The model and data acquired experimentally will be used for the identification of thermal-mechanical criteria. Such criteria applied to thermal-mechanical states of a strand will enable a prediction of crack formations.
Keywords
heat transferstress-strainthermal stresssolidification of steelcrack formationrealtime
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-20802S
Alternative language
Project name in Czech
Spojený tepelně-mechanický model tuhnutí oceli pro predikci vzniku trhlin v reálném čase
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na vývoj spojeného tepelně-mechanického modelu pro simulace plynule odlévaných ocelových předlitků. Model bude zahrnovat řešení solidifikace, mechanického napětí a přenosu tepla a hmoty v tuhnoucím ocelovém předlitku obsahující současně taveninu a pevnou fázi. Hlavní předností modelu bude jeho schopnost provádět výpočty v reálném čase. Výpočtové výkonnosti modelu bude dosaženo využítím masivní paralelizace kódu a jeho provádění na vysoce výkonných grafických kartách. Činnost modelu bude ověřena pomocí dat získaných z experimentálních měření. Model spolu s experimentálními daty bude následně použit pro návrh tepelně-mechanických kritérií, které budou umožňovat predikci vzniku trhlin a vad na základě informací o tepelně-napjatostním stavu předlitku.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project creates coupled real-time thermo-mechanical solidification model of steel for crack prediction. It is computationally efficient, so that it can be used in real time to control continuous casting, or for rapid optimization with simulation as part of the evaluation of the target function. Its usage contributes to reduction of carbon dioxide emissions. The goals of the project were met.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 30, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
4,868 thou. CZK
Public financial support
4,862 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 868 CZK thou.
Public support
4 862 CZK thou.
99%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2021