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定向凝固共晶生长的元胞自动机数值模拟
  • ISSN号：0412-1961
  • 期刊名称：金属学报
  • 时间：2012.1.11
  • 页码：41-48
  • 分类：TG146[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构：[1]清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084
  • 相关基金：Projects（2005CB724105,201ICB706801）supportedbytheNionalBasicResearchProgramofChina;Projects（10477010,51171089）supportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina;Project（2007AA042141）supportedbytheHigll-TechResearchandDevelopmentProgramofChina;Projects（2009ZX04006·041-04,2011ZX04014-052）supportedbytheImportantNationalScience＆TechnologySpecific
  • 相关项目：定向凝固单晶涡轮叶片的再结晶数值模拟
作者： 石玉峰|许庆彦|柳百成|
关键词： 改进的元胞自动机, 三维枝晶形貌, 枝晶生长, 定向凝固, NH4Cl-H2O系透明合金, modified cellular automation, 3-D dendrite morphology, dendrite growth, directional solidification, NH4Cl-H2O transparent alloy
中文摘要：

建立了用于模拟立方晶系合金三维枝晶生长的改进元胞自动机模型。该模型将枝晶尖端生长速率、界面曲率和界面能各向异性的二维方程扩展到三维直角坐标系，从而能够描述三维枝晶生长形貌演化。应用本模型模拟在确定温度梯度和抽拉速度条件下三维柱状晶生长过程的一次臂间距调整机制和不同择优取向柱状晶之间的竞争生长。使用NH4Cl-H2O透明合金进行凝固实验，模拟结果和实验结果吻合较好。

英文摘要：

A three-dimensional （3-D） modified cellular automaton （MCA） method was developed for simulating the dendrite morphology of cubic system alloys. Two-dimensional （2-D） equations of growth velocities of the dendrite tip, interface curvature and anisotropy of the surface energy were extended to 3-D system in the model. Therefore, the model was able to describe the morphology evolution of 3-D dendrites. Then, the model was applied to simulate the mechanism of spacing adjustment for 3-D columnar dendrite growth, and the competitive growth of columnar dendrites with different preferred growth orientations under constant temperature gradient and pulling velocity. Directional solidification experiments of NH4Cl-H2O transparent alloy were performed. It was found that the simulated results compared well with the experimental results. Therefore, the model was reliable for simulating the 3-D dendrite growth of cubic system alloys.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编：柯俊
  • 地址：沈阳文化路72号
  • 邮编：110016
  • 邮箱：shxiao@imr.ac.cn
  • 电话：024-23971286
  • 国际标准刊号：ISSN：0412-1961
  • 国内统一刊号：ISSN：21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
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