金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究

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金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究

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毕业论文范文题目：金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究，论文范文关键词：金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究
金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：相场法是凝固微观组织模拟的有效方法，本文利用相场法微观组织数值模拟技术，基于自由能泛函相继推导了纯金属相场模型、二元单相合金的等温凝固相场模型和非等温凝固相场模型。相场模型中考虑了界面的各向异性，并引入了诱发侧向分支的扰动项。使用有限差分均匀网格剖分技术将推导出的相场模型进行离散。采用显式差分算法(Euler算法)对相场模型中的相场控制方程和溶质（文章此处忽略..）场控制方程进行离散。为了避免时间步长的限制，提高计算效率，采用交替方向隐式差分算法(ADI算法)对温度场控制方程进行离散。采用VisualFortran6.0为编程语言在WindowsXP下编制了二元单相合金枝晶生长的模拟计算程序，对丁二腈—5at％水合金的凝固微观组织的形成过程进行了数值模拟，并利用ArrayVisualizer软件实现了模拟结果的可（略..）视化。定量研究了各向异性系数γ、热扰动强度α和空间剖分步长Δx对枝晶生长行为的影响。结果表明，各向异性系数γ为0或者取值较小时，等轴枝晶形貌就不会产生。各向异性系数γ取值过大则会引发枝晶变异。当各向异性系数γ的取值在0.02～0.05之间时，模拟结果与实际情况比较吻合；对不同热扰动强度α下的枝晶演变过程进行模拟，结果表明1％的热扰动强度能更好的促进枝晶侧向分（略..）支的生长；空间步长Δx对于模拟结果的影响较为显著，当空间剖分步长Δx的取值在0.2W～0.8W之间时，模拟结果与实验结果比较接近。在合理选择以上关键参数的基础上，分别对等温凝固条件下和非等温凝固条件下的丁二腈—5at％水合金的凝固过程进行了数值模拟，直观再现了枝晶生长过程中侧向分支的竞争生长、熟化过程和溶质偏析。着重研究了在非等温凝固条件下，过冷度Δθ（略..）以及反溶质截流项(?)_(at)对过冷合金熔体凝固过程的影响。结果表明，低过冷度下，等轴晶周围厚的热扩散层抑制了其侧向分支的生长，呈现无侧向分支的形貌，而在高过冷度下薄的热扩散层有利于侧向分支的生长，等轴晶呈现束状侧向分支的形貌；加入反溶质截留项(?)_(at)后，就相当于人为的增大了实际界面厚

以上为本篇毕业论文范文金属凝固过程微观组织形成的相场法模拟研究的介绍部分。

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