Lost Foam Model / 로스트폼 모델

로스트폼 주조과정에서 폼은 몰드 공간을 차지하고 금속의 유동에 저항을 미친다.
모멘텀은 로스트폼 주조과정에서 단지 작은 영향을 미친다.

폼은 강도를 잃을만큼 충분히 열을 받지 않는 한, 금속의 흐름을 방해하는 형태의 물체로 표현된다. 이런 의미에서 금속의 폼으로의 이동은 금속의 압력이나 관성에의 해서라기보다 열전달 방식에 의해 조절된다.

금속이 폼이 있는 유한 체적내로 진입할 때, 한 시간 증분 동안에 금속에서 폼으로 전달되는 열이 계산된다. 이 양은 금속의 온도에 도달하고 분해되는 폼의 체적을 계산하는데 이용된다. 분해된 폼의 양을 계산할 때 폼의 용융과 기화 잠열을 포함하는 것이 필요하다. 폼에 전달된 에너지는 금속으로부터 제거된다. 폼에서의 열전도는 무시된다.

금속은 각 유한체적내에서 제거된 폼의 체적 양과 동일한 양의 싱크 작용에 의해 전진하게 된다. 싱크는 금속표면에서 속도 성분의 견지에서 지정되는데 이는 금속내의 압력이 충분히 높은 한 폼으로 계속 이동하게 한다.

금속 전면 평균속도,  u는  추정될  수 있는데

   (10.209)

여기서

  HOBS1 금속/ 열전달 계수이며,

  RCOBS 밀도와 비열의 곱이다.

 

기화된 폼으로부터 발생한 기체유동의 직접적 모델링은고려되지 않고 있다. 가스의 중요성은 폼 형태에 따라 다른 피막 침투성이 주조의 성능에 미치는 영향을 통해 잘 알려져 있다. 침투성이 불충분한 경우 가스 가 모이게되면 실제로 금속을 몰드 외부로 불어 내 보낼수도 있다. 피막 침투성 효과는 금속/폼의 열전달계수의 변화를 통해 현재모델에 근사적으로 포함되어있다. 이러한 근거는 열전달율은 가스 지역의 두께에 비례해야 한다는 것이다.  낮은 침투성 피막은 가스를 증가시키고 열전달을 감소시킨다.

중력효과는 변수 CGFOB 를 이용하여 금속/폼 열전달계수의 계산에 고려될 수 있다. 폼의 분해물은 보통 금속보다 가벼우므로 이들은 밑으로 전진하는 금속에 의해 변위될 수 있으며 위로 움직이는 금속의 전면 부위에 축적된다. 그러므로, 반대의 경우일 때보다 금속이 폼위에 존재할 때 더 작은 경계면 틈을 예상할 수가 있다. 이 효과는 금속/폼의 열전달계수를 금속/폼의 전면에 수직인 중력성분 GHT 의 함수로 함으로써 기술된다.

   (10.210)

   (10.211)

ROUGH 폼의 물체에 대한 사용자정의 조도이다. 조도변수는 금속/ 경계(0.1cm 합리적인 값이다)에서 표면 불균일성에 의한 특정 길이 규모를 기술한다. 식에 의하면 금속과 폼사이의 열전달은 금속이 폼보다 위에 있는 곳에서 커서 금속이 위로 올라가기 보다 밑으로 전진하기에 쉽다. CGFOB 대한 권장값은 0.5이다.

일반 충진형태를 결정하고 금속전선의 집중(겹침)으로 인해 발생하는 결함의 가능한 근원을 찾아내는데 사용될 수있는 특별히 단순화된 충진모델이 IFLFOAM=2, 이용 가능하다. 그러나 모델은 온도나 속도분포, 표면결함 또는 응고에 대한 정보를 주지는 않는다.

더 나은 압력 반복 수렴을위해 RCSQLCGS 단위에서 10-6 정도의 값 또는0.1/(최대예상유체압력) 차수의 값을 지정하여 작은 정도의 제한된 압축성을 사용하는 것이 권장된다.