MODELADO DEL PUSHING DE PARTICULAS EN LA SOLIDIFICACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS

AGALIOTIS, E. M.; MARIO ROBERTO ROSENBERGER; ARES, A.E.; SCHVEZOV, C. E.

Posadas, Misiones.

Jornada; Jornadas del Departamento de Matematica de la fceqyn; 2012

Departamento de Matemática de la Fceqyn

Se analiza la interacción entre una interfase de solidificación y una partícula esférica, ver figura 1.a, considerando un equilibrio dinámico entre las fuerzas de arrastre y las de repulsión, utilizando elementos finitos. Ambas fuerzas son calculadas por separado y luego combinadas para obtener el valor de equilibrio. La fuerza de arrastre sobre la partícula se calculó resolviendo la ecuación de Navier Stokes, utilizando elementos finitos, en función de la velocidad de solidificación, el radio de la partícula y la separación partícula-interfase. La fuerza de repulsión se calculó utilizando la ecuación de Lifshitz van der Waals (figura 1.b), integrando numéricamente en función de la forma y la separación de la interfase. El modelo es aplicado a materiales que solidifican conteniendo partículas metálicas con conductividades térmicas iguales, menores y mayores que la matriz, que resultan en interfases de solidificación planas, convexas y cóncavas respectivamente. El fenómeno de repulsión se analiza considerando diferentes velocidades de solidificación y tamaño de partículas. Se comparan las fuerzas de arrastre obtenidas a partir de las interfases planas, convexas y cóncavas. La forma de las interfases convexas y cóncavas se obtiene a partir de las simulaciones del campo térmico. Los resultados muestran que una interfase cóncava genera fuerzas de arrastre, hasta un orden de magnitud mayor que una interfase plana a una misma separación partícula-interfase, mientras que una interfase convexa genera menores fuerzas de arrastre que una interfase plana