D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1995.s1.014 第17卷增刊 北京科技大学学报 Vol.17 1995年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1995 铝电解槽熔体中 电磁力场的计算机仿真 曾水平蔡祺风梅炽刘业翔 中南工业大学有色冶金系长沙410083 精要介绍了电解槽内电流分布、磁场和电磁力的计算模型和计算程序.结合我国自焙阳极上插棒式铝 电解槽的实践计算了铝液中的电磁力，给出了电流分布、磁场及电磁力场图，为铝电解槽的设计和炉膛 内形的优化提供了参考. 关键词电场，磁场，电磁力，计算机仿真 Computer Simulation of the Electric Magnetic Force Field in Alumina Reduction Cell Zeng Shuiping Cai Qifeng Mei Zhi Liu Yieriang (Central South University of Technology Chang Sha 410083) ABSTRACT Constructed the mathematical models and computer softwares to calculate the current density, magnetic flux and electric magnetic force fields.By use of these softwares,the distributions of current desity, magnetic flux and electric magnetic force about 80kA vs.soderberg cell were computed and simulated.Some suggestions about the cell ledge were given out based on the calculated results. KEY WORDS electro-magnetic force,electic field,magnetic field,computer simulation 从文献[1~5]报道来看，国外在热电磁流的综合研究方面取得了进展，国内从80年代 始，也进行了研究1，有些计算机模型已达到国外同类水平. 近来对电解槽内电流分布和磁场的研究采用大型有限元法3]，在一定的边界条件下求解 电磁场与控制方程，从而进一步计算槽内电流分布和磁感应强度，最终算出力场和流场.从 理论上说，这种方法在有严格的边界条件且计算机容量和速度允许时是可行的，但正是由于 这方面的限制加上数学处理中的某些偶然因素，给此法的实际应用带来难以克服的困难，一 些研究结果也非令人满意.本文采用有限差分法的基本原理和电磁学中的基本定律相结合，导 ·1995一04一25收搞第 卷 增刊 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 反 铝 电解槽熔体 中 电磁力场 的计算机仿真 曾水平 蔡棋风 梅 炽 刘业 翔 中南工业 大学 有色冶 金 系 长 沙 摘要 介 绍 了 电解槽 内 电流分 布 、 磁场和 电磁 力的计 算模 型 和 计算 程序 结合我 国 自焙 阳极上插棒 式 铝 电解槽 的实践计算 了铝液 中的 电磁 力 ， 给 出了 电流分布 、 磁场及 电磁 力场图 ， 为铝 电解槽 的设计和 炉 膛 内形 的优化提供 了参考 关键词 电场 ， 磁场 ， 电磁 力 ， 计 算机仿真 功汰 汀 瓜 众 扮 故 二 只 闭 ， ， ， 浏 · · 一 ， ， ， 从 文献 一 〕 报道 来看 ， 国外 在 热 电磁 流 的综 合研 究方 面 取得 了进 展 国 内从 年 代 始 ， 也进 行 了研 究川 ， 有 些计 算机 模 型 已 达 到 国外 同类 水 平 近 来对 电解槽 内电流 分 布 和 磁场 的研 究 采 用大 型 有 限 元法比 〕 ， 在 一 定 的边 界 条 件 下 求解 电磁 场 与控 制方 程 ， 从 而进 一 步计 算槽 内 电流 分 布 和 磁感 应 强度 ， 最 终算 出力 场 和 流 场 从 理 论上 说 ， 这 种 方 法 在有 严 格 的边 界 条件且 计算机 容量 和 速 度 允 许 时是 可行 的 ， 但正 是 由于 这 方 面 的限制 加上 数学 处理 中的某些 偶 然 因 素 ， 给此 法 的 实 际应 用 带来难 以 克 服的 困难 ， 一 些 研 究结 果 也 非令 人 满 意 本 文 采 用有 限 差分 法 的基 本原理 和 电磁 学 中的基本 定律 相 结 合 ， 导 一 一 收 稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1995．s1．014