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《上海交通大学》 2007年
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基于自适应有限元方法的三元合金晶体生长相场模拟

薛贤杰  
【摘要】: 相场模型是近年来出现的最重要的凝固微观组织定量模拟方法。由于凝固问题涉及从(10?9~10?3)多个尺度的物理过程,相场模型数值求解的计算量非常巨大,进而限制了其在凝固微观组织模拟中的应用。因此,如何降低求解计算量和存储量,模拟大尺度的微观组织是当前相场模拟所面临的主要问题。 因此,本文在建立一套可靠、高效的相场模型自适应有限元求解方法的基础上,对多组分的Cu-Ni-Cr晶体生长过程进行了模拟,并且深入探讨过冷度、界面能各向异性和动力学各向异性等诸多因素对晶体生长的影响。本文的主要内容为: 1)基于热力学熵函数,详细推导了多组分多相合金的相场模型。 2)用自适应有限元方法数值模拟了Cu-Ni-Cr合金的晶体生长过程。 3)探讨了各向异性系数,界面能,过冷温度和初始晶核等因素对凝固过程的影响。
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