华承健等：浸人式水口内壁特征对边界层流场结构和氧化铝夹杂物运动行为的影响 933· 0.505 0.62(a (b) 0.500 0.60 -Clog wall 0.495 -Porous refractory wall 0.58 Smooth wall 0.490 0.54 0.480 Clog wall -Porous refractory wall 0.475 0.52 Smooth wall 0.470 0.50 0.465 00.030.060.090.120.150.18 00.060.120.180.240.300.360.42 Transport distance in Y-axis direction/mm Transport distance in Y-axis direction/mm 图9粒径1m的夹杂物在边界层流场不同事件中的运动轨迹.(a)下扫事件：(b)上抛事件 Fig.9 Transport path of alumina inclusions with 1 um diameter in the boundary layer under different events:(a)the sweep event;(b)the ejection event (a) (b) Ejection event Ejection event Sweep event Ejection event Alumina incluions Sweep event Sweep event 图10边界层内氧化铝夹杂物运动机理示意图.()近光滑壁面：(b)多孔耐火材料壁面和结瘤壁面 Fig.10 Schematic of the alumina inclusion transport in the boundary layer:(a)smooth wall;(b)porous refractory and clogged wall 物在同一事件中的运动轨迹相近；边界层流场中 on formation of clogging deposits.ISIn,019,59(5):749 的上抛和下扫事件对夹杂物运动轨迹有直接影 [2]Deng Z Y,Zhu M Y,Zhou Y L,et al.Attachment of alumina on 响，粒径1m氧化铝夹杂物在下扫事件中更容易 the wall of submerged entry nozzle during continuous casting of 沉积在壁面；边界层流场中的下扫事件直接导致 Al-killed steel.Metall Mater Trans B,2016,47(3):2015 [3] Ni P Y,Jonsson LTI,Ersson M,et al.Transport and deposition of 氧化铝夹杂物朝向壁面运动. non-metallic inclusions in steel flows-a comparison of different (4)多孔耐火材料壁面和结瘤壁面的法向湍 model predictions to pilot plant experiment data.Sreel Resm 流输运更强，氧化铝夹杂物在法向运动幅度更大， 2017,88(12):1700155 多孔壁面和结瘤壁面边界层流场下扫事件平面占 [4]Lee S J,Lee S H.Flow field analysis of a turbulent boundary layer 比与光滑壁面相比呈现增加趋势，分别为29.62% over a riblet surface.Exp Fluids,2001,30(2):153 和39.77%，其在上抛事件的平面占比与光滑壁面 [5] Walsh M,Lindemann A.Optimization and application of riblets 相比呈现减小趋势，分别为5.09%和9.24%：壁面 for turbulent drag reduction /22nd Aerospace Sciences Meeting. 形貌为多孔耐火材料壁面和结瘤壁面时，下扫事 Reno,1984:1 [6] Chang Y F,Jiang N.Experimental study on coherent structure 件发生的概率分别增加至27.4%和28.24%，这将 passive control and drag reduction in turbulent boundary layer with 会加速氧化铝夹杂物在多孔耐火材料壁面和结瘤 grooved surface.JAerosp Power,2008,23(5):788 壁面沉积进程 (常跃峰，姜楠.沟槽壁湍流多尺度相干结构实验研究.航空动 力学报，2008,23(5)：788) 参考文献 [7]Minier J P,Pozorski J.Particles in Wall-Bounded Turbulent [1]Lee J H,Kang M H,Kim S K,et al.Influence of Al/Ti ratio in Ti- Flows:Deposition.Re-Suspension and Agglomeration.Cham: ULC steel and refractory components of submerged entry nozzle Springer International Publishing,2017物在同一事件中的运动轨迹相近；边界层流场中 的上抛和下扫事件对夹杂物运动轨迹有直接影 响，粒径 1 μm 氧化铝夹杂物在下扫事件中更容易 沉积在壁面；边界层流场中的下扫事件直接导致 氧化铝夹杂物朝向壁面运动. （4）多孔耐火材料壁面和结瘤壁面的法向湍 流输运更强，氧化铝夹杂物在法向运动幅度更大. 多孔壁面和结瘤壁面边界层流场下扫事件平面占 比与光滑壁面相比呈现增加趋势，分别为 29.62% 和 39.77%，其在上抛事件的平面占比与光滑壁面 相比呈现减小趋势，分别为 5.09% 和 9.24%；壁面 形貌为多孔耐火材料壁面和结瘤壁面时，下扫事 件发生的概率分别增加至 27.4% 和 28.24%，这将 会加速氧化铝夹杂物在多孔耐火材料壁面和结瘤 壁面沉积进程. 参    考    文    献 Lee J H, Kang M H, Kim S K, et al. Influence of Al/Ti ratio in Ti− ULC  steel  and  refractory  components  of  submerged  entry  nozzle [1] on formation of clogging deposits. ISIJ Int, 2019, 59（5）: 749 Deng Z Y, Zhu M Y, Zhou Y L, et al. Attachment of alumina on the  wall  of  submerged  entry  nozzle  during  continuous  casting  of Al-killed steel. Metall Mater Trans B, 2016, 47（3）: 2015 [2] Ni P Y, Jonsson L T I, Ersson M, et al. Transport and deposition of non-metallic  inclusions  in  steel  flows-  a  comparison  of  different model  predictions  to  pilot  plant  experiment  data. Steel Res Int, 2017, 88（12）: 1700155 [3] Lee S J, Lee S H. Flow field analysis of a turbulent boundary layer over a riblet surface. Exp Fluids, 2001, 30（2）: 153 [4] Walsh  M,  Lindemann  A.  Optimization  and  application  of  riblets for turbulent drag reduction // 22nd Aerospace Sciences Meeting. Reno, 1984: 1 [5] Chang  Y  F,  Jiang  N.  Experimental  study  on  coherent  structure passive control and drag reduction in turbulent boundary layer with grooved surface. J Aerosp Power, 2008, 23（5）: 788 （常跃峰, 姜楠. 沟槽壁湍流多尺度相干结构实验研究. 航空动 力学报, 2008, 23（5）：788） [6] Minier  J  P,  Pozorski  J. Particles in Wall-Bounded Turbulent Flows: Deposition, Re-Suspension and Agglomeration.  Cham: Springer International Publishing, 2017 [7] 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.465 0.470 0.475 0.480 0.485 0.490 0.495 0.500 0.505 (a) (b) 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30 0.36 0.42 Clog wall Porous refractory wall Smooth wall Transport distance in Y-axis direction/mm Transport distance in Y-axis direction/mm X/mm X/mm Clog wall Porous refractory wall Smooth wall 图 9    粒径 1 μm 的夹杂物在边界层流场不同事件中的运动轨迹. （a）下扫事件；（b）上抛事件 Fig.9    Transport path of alumina inclusions with 1 μm diameter in the boundary layer under different events: (a) the sweep event; (b) the ejection event (a) Ejection event Sweep event Flow direction Smooth wall (b) Ejection event Ejection event Sweep event Sweep event Alumina incluions Flow direction Porous refractory or clog wall 图 10    边界层内氧化铝夹杂物运动机理示意图. （a）近光滑壁面；（b）多孔耐火材料壁面和结瘤壁面 Fig.10    Schematic of the alumina inclusion transport in the boundary layer: (a) smooth wall；(b) porous refractory and clogged wall 华承健等： 浸入式水口内壁特征对边界层流场结构和氧化铝夹杂物运动行为的影响 · 933 ·