金属枝晶生长的相场法数值模拟

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vivien2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在金属凝固过程中,对枝晶生长过程的数值研究,是当今材料学领域的一个重要分支,其研究结果对有效地控制金属材料的生长过程有一定的实际指导意义。本论文从下面几个方面展开研究。(1)基于Ginzburg-landau相变理论,利用了相场和温度场的控制方程;利用相场序参量φ,来区分固体,液体以及固/液界面;利用显式差分方法,在时间上用一阶向前差分,在空间上用二阶中心差分,对相场和温度场的控制方程进行差分。(2)对相场和温度场,进行了二维数值模拟,得到了二维相场和温度场图像;并进一步,模拟了相场和温度场方程中的控制参数的改变,对枝晶形貌的影响;为了定性的分析枝晶的形貌改变,通过分析计算,对枝晶尖端半径和枝晶尖端速度进行了定性模拟,得到了随时间变化的曲线,发现了随着时间的延长枝晶的尖端半径不断减小,最后趋于稳定的现象,以及枝晶的尖端速度随时间的延长迅速减小,并趋于稳定的现象。(3)通过引入“噪音”的影响,模拟了取不同界面动力学参数时,各向同性的多个枝晶共同定向竞争生长,得到了枝晶在竞争生长中“优胜劣汰”的结论;并进一步模拟了在非Neumann边界条件下,多个枝晶定向生长的枝晶形态结构,发现过冷熔体凝固的固体最终会填满整个模拟区域;为了定性的分析不同界面动力学参数对枝晶生长速度影响,通过数值计算,模拟了随时间变化的固相率。(4)在二维数值模拟的基础上,对过冷熔体的凝固进行了三维数值模拟。为了模拟三维等轴晶的生长,对二维相场和温度场的控制方程进行了改进,并利用显式方法对相场和温度场的控制方程进行差分;模拟了各项同性的单个等轴晶的生长的形态结构,以及各项同性的多个等轴晶共同生长对枝晶的形态结构的影响,并与二维场中多个枝晶共同生长时枝晶的形态结构的变化进行了比较,发现二者的情况基本相同。
其他文献
祀产对于清代徽州宗族非常重要,它是宗族祭祀拜祖活动得以延续的关键。在形式多样的徽州民间合同中,出现了不少祀产合同。它基于族人对合同的尊重和信任而在宗族内部发挥着约束
相对传统累加生成提出反向累加生成的定义 ,给出灰色 GOM( 1,1)模型 ,为灰色模型提供新的生成方法。
改革开放以来,我国经济取得了长足的发展,但是“三农”问题却没有得到很好的解决,依然面临着严峻的形势,其直接后果便是导致了农村经济发展落后、农民收入低、城乡居民收入差
新任警察的岗前培训是新任警察正式走向岗位前必不可少的一轮集训,为培养和输送警务人才、建设和发展警察理论起到重要作用,也为新任警察适应以后的警务工作打下了牢固的基础,同
目的:观察中药活血祛风汤内服配合润愈洗剂洗浴治疗手足慢性湿疹的临床疗效,并对其机理做初步探讨。方法:将60例手足慢性湿疹患者随机分为两组,治疗组30例口服活血祛风汤,配合中药
本论文以《农用地分等定级规程》(国土资源大调查专用)为依据,选择牡丹江市为研究区域,借鉴黑龙江省各地农用地分等定级经验,根据本区域特点,分析分等定级工作中存在的问题与
<正> 王某,59岁,在一所中学当老师,过去工作能力很强,教学方式生动活泼,非常受学生们的欢迎,在家还经常分担部分家务劳动。3年前家人发现王某备课时间比以前延长,以后间接听
随着我国综合国力的进一步提升和世界范围内“汉语热”的持续升温,来华留学人数呈现出日益增长的态势。据教育部留学基金委员会统计,2015年共有202个国家和地区的397635名各类
高中英语传统课堂以讲授为主,忽视了学生为课堂的主体这一根本性原则,因而学生学习兴趣不浓,导致课堂教学效率低下,从而影响学生的学习成绩,更进一步影响了老师教授的信心。
本文运用文献资料法、问卷调查法、数据统计法等研究方法,以跆拳道教练为调查对象,通过对汉武道青少年跆拳道教学方法的基本现状、道馆教练员、教学方法应用、教学效果以及检