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纯物质过冷熔体中自由枝晶生长相场模型的自适应有限元法模拟
  • ISSN号:1673-5196
  • 期刊名称:兰州理工大学学报
  • 时间:2014.8.15
  • 页码:18-23
  • 分类:TG244[金属学及工艺—铸造] O242[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学计算机与通信学院,甘肃兰州730050, [2]兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州730050
  • 相关基金:国家自然科学基金(51161011,11364024); 甘肃省科技支撑计划(1204GKCA065)
  • 相关项目:多元多相合金凝固过程微观组织相场模型及试验研究
中文摘要:

基于自适应有限元方法,通过求解表征纯物质相场模型的非线性抛物型方程,研究镍过冷熔体中不同起伏情况下单个完整等轴枝晶的演化过程.模拟结果表明:采用自适应有限元方法求解相场模型时结果更接近真实物理模型,在计算终止时整个计算域节点数仅为2.79×10^5个,远小于采用相同网格间距普通方法的1.6×10^6个,较大不同计算域对枝晶尖端速度的平衡值影响不大;随着起伏强度的增大,枝晶尖端获得更高的温度梯度,等温线波动更大,一次枝晶臂表面失稳,二次枝晶臂向过冷溶液中凸起的趋势越强,二次枝晶臂越发达.

英文摘要:

Based on adaptive finite element method, the pure substance phase-field model characterized by the non-linear parabolic partial differential equations were solved. A single complete isometric crystal evolution process in nickel supercooled melt was investigated under different fluctuation intensity. The simulation result showed that the phase field model employing adaptive finite element method was closer to the actual physical model. The number of system grid nodes were just 2. 79 ×10^5, which was far less than 1.6 ×10^6 when the common method was used. When the computation domain was larger enough, the domain size had little influence on the dendrite tip speed. With the increase of fluctuation intensity, the dendrite tips would obtain a higher temperature gradient that made the surface of primary crystalline arms lose and isothermal curves would fluctuate dramatically surface stability and the secondary arms become developed, protruding into the suppercooled melt.

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期刊信息
  • 《兰州理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:甘肃省教委
  • 主办单位:兰州理工大学
  • 主编:李有堂
  • 地址:甘肃省兰州市兰工坪路287号
  • 邮编:730050
  • 邮箱:journal@lut.cn
  • 电话:0931-2756301
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5196
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1081/T
  • 邮发代号:54-72
  • 获奖情况:
  • 甘肃高等校优秀学术期刊,全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀科技期刊评...,第二届国家期刊奖百种重点期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6651