가끔 모래안의 모래 점결제의 열분해에의해 생성된 가스로부터 발생하는 가스 결함은 사형 주조 부품에서 발견된다. 계산 모델은 코어 내가스의 생성과 이송의 예측을 가능케 한다. 가스는 불량한 코어 배출 상황및 커다란 온도구배에 따른 코어지역을 통한 이송등을 고려하기위해 압축성으로 간주된다. 이 모델은 실제 몰드형상 및 코어 배출위치를 감안하며 임의의 코어 표면 상위치로부터 용탕내로 유입되는 가스의 양을 예측하는데 이용될 수 있다.

코어는 프로그램 내에서 다공이 없는 고체물질로 간주되므로 용탕이 내부로 유입될 수 없다. 코어가스 모델은 코어 물체를 마치 가스가 생성되어 하기와 같이 기술된 특별 경계 조건을 사용하는 경계에서 유출입할 수있는 다공질 물질로 간주한다.

생성된 코어가스는 이상기체로 간주되고 기체상수 Rcg 를 가지는 고정된 구성을 갖는다. 가스상수는 고정 체적 기구로부터 모아져서 가스압력이 측정되는 실험으로부터 추론될 수 있다. 측정된 전체 얻어진 표준체적 Vstd 과 점결제의 초기질량, mb 로부터 가스상수는 다음과 같다.

(53){R_{\rm{cg}}} = \frac{p_{\rm{std}}}{T_{\rm{std}}}\frac{V_{\rm{std}}}{m_b}

코어 가스의 미시적 속도, \vec u_{cg}, 는 다공질 유동 방정식에 의해 지배된다:

(54){\phi }{\vec u_{\rm{cg}}} = - \frac{K}{{\mu}_{\rm{cg}} }\nabla {p_{\rm{cg}}}

여기서

  • φ 는 코어 다공도
  • K 는 모래 투과도
  • µcg 는 코어가스 점도이며
  • pcg 는 코어가스 압력

거시적 관성항은 일반적인 코어가스 유동에서 작다고 알려져 있으므로 식 (10.54)에 포함되어 있지않다. 투과도 K 는 다음에 따라 항력계수 Fd 로 표현되어 있다.

(55){K = \frac{{\phi } {\mu }_{\rm{cg }} } {{\rho }_{\rm{cg}} F_ {\rm{d}}}}

그리고 항력계수 Fd 는 1차 Darcy 항과 2차 Forchheimer 항을 갖는다:

(56){F_ {\rm{d}} } = a\frac{{{\mu _{\rm{cg}}}}}{{{\rho _{\rm{cg}}}}}\frac{{{{(1 - \phi )}^2}}}{{{\phi ^2}}} + b\frac{{1 - \phi }}{\phi }{\vec u_{\rm{cg}}},

여기서:

  • \rho _{\rm{cg}} 는 코어가스 밀도이며
  • a, b 는 모래 특정의 선형 및2차 유동 손실계수이다.

코어가스의 밀도는 질량 이송방정식에 의해 지배된다:

(57)\frac{{\partial {\rho _{\rm{cg}}}}}{{\partial t}} + \nabla \cdot \left( {{\rho _{\rm{cg}}}{{\vec u}_{\rm{cg}}}} \right) = - \frac{{d{\rho _b}}}{{dt}}

여기서 ρcg ρb 는 미시적 코어가스 밀도 및 거시적 코어 점결제 밀도이다. 코어가스는 압축성이므로 심지어 가스 소스가 없더라도 코어가 가열될 때 코어내의 초기 공기의 열팽창 및 유동이 있을 수 있다.

코어가스 밀도는 더구나 이상기체 법칙에 의해 지배된다:

(58){p_{\rm{cg}}} = {R_{\rm{cg}}}{\rho _{\rm{cg}}}T

여기서 가스의 온도는 지역 코어의 온도와 같다고 가정된다. 이는 가스에 비해 고체 코어재질의 더 많은 열량때문에 합당한 근사이다.

코어와 가스의 온도가 같고 코어의 온도 T 는 이미 열전달 해석에 의해 계산이 되었으므로 이상기체 법칙이 식(10.57) 에 의해 정의된 밀도를 가지는 가스압력을 계산하는데 이용될 수 있다. 고체 점결제의 가스로의 전환은 Arrhenius 식에 의해 기술되며,

(59)\frac{{d{\rho _b}}}{{dt}} = - {\rho _b}{C_b}\exp \left( { - \frac{{{E_b}}}{{RT}}} \right),

여기서:

  • ρb 는 고체점결제밀도
  • Cb 는 경험적으로 얻어지는 반응율상수
  • Eb 는 성분결합에너지이며
  • R 은 일반가스상수이고
  • T 는 온도이다.

가스소스는 계산요소의 이산화크기에 따른 비물리적인 진동 거동을 나타낼 수 있다. 이를 완화하기 위해 단순한 세부분할 기법이 각 계산셀 내에서 이용된다. 고체점결제 밀도는 분할셀 교점에서 저장되며 분할셀 온도는 주 망의 교점으로부터 온도장의 선형 보간에 의해 얻어진다.

코어가스 모델은 몰드 충진모델과 동시에 사용되기 때문에 코어내 가스유동이 계산시간 단계 크기(외재적 이류 근사를위한Courant안정조건에 의해) 를 충진에 필요한 크기보다 작게 제한할 만큼 빠를 수가 있기 때문에 더 긴 계산시간을 초래한다. 이런 것에 대비하여 코어가스 모델에는 보조-시간-단계 기법이 포함되어있다. 이는 모델이 코어외부 표면의 경계조건을 통하여 금속충진과 결합되어 있기 때문에 가능하다(하기참조). 코어내 가스유동이 계산시간 단계크기가 충진의 크기보다 작다고 판명되면 코어가스계산의 시간단계크기는 하나의 안정적인 값으로 감소되고 모델은 금속 내에 고정된 열과 유동조건으로 대여섯 개의 분할시간 단계에서 해석된다. 분할시간 단계의 크기는 주 시간 단계 크기를 정수로 나눈 분수이므로 가스계산은 가스해를 옳은 시간까지 전진시키기위해 이 정수만큼의 시간 단계들에 대해 반복된다.

코어재질 경계에서 코어가스의 유출입이 있을 수 있다. 이 교환은 코어가스 모델의 경계조건으로 간주된다. 코어경계를 통한 가스의 통로는 코어 외부에 무엇이 있느냐에 달려있다. 예를 들어, 코어표면이 공기에 노출되어 있으면 가스는 압력 차이에 따르는 방향으로 경계를 통해 흐를 수 있다.

코어표면에 액체 금속이 있을 때 코어의 압력이 액체의 압력보다 크면 가스가 나올 수 있으나 금속은 코어 내로 들어갈 수 없다. 금속이 이미 코어표면에서 응고하면 가스는 그 표면을 통과할 수가 없다.

다른 경계조건이 즉, 코어표면이 그 몰드의 또다른 고체부분과 접촉할 경우 같은 코어 프린트 표면에서 발생한다. 이런 표면 위치에서 (가스)배출이 될 수 있도록 몰드 내에 채널이 만들어지지 않는 한 가스는 정상적으로 흐르지 않는다. 코어가스모델은 프린트표면에서 배출할 수있는 선택을 할 수가 있다.