搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

偏晶合金液-液相分离的格子玻尔兹曼方法模拟

周丰茂 孙东科 朱鸣芳

偏晶合金液-液相分离的格子玻尔兹曼方法模拟

周丰茂, 孙东科, 朱鸣芳
PDF
导出引用
  • 本文建立了一个模拟在弥散相液滴的扩散长大、碰撞凝并和Ostwald熟化等因素的作用下偏晶合金液-液相分离过程的二维格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 模型.该模型结合了Shan-Chen的两相流模型和Qin的介观粒子相互作用势模型的优点,并在LB演化方程中引入了反映相变的源项.应用该模型模拟研究了偏晶合金液-液相分离过程中单液滴的生长、两液滴的合并和多液滴的生长规律.结果表明在两液相区中第二相单个液滴的生长是一个通过扩散从非平衡态到平衡态过渡的过程.两液滴合并
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50671025),江苏省自然科学基金(批准号:BK2006105)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20070286021) 资助的课题.
    [1]

    [1]Li H L, Zhao J Z 2008 Appl. Phy. Lett. 92 241902

    [2]

    [2]Huang Q, Luo X H, Li Y Y 2005 Adv. Space Res. 36 86

    [3]

    [3]Ratke L, Dieffenbach S 1995 Mater. Sci. Eng. R 15 263

    [4]

    [4]Fan Z, Ji S, Zhang J 2001 Mater. Sci. Technol. 17 837

    [5]

    [5]Zhai W, Wang N, Wei B B 2007 Acta Phys. Sin. 56 2353 (in Chinese) [翟薇、 王楠、 魏柄波 2007 物理学报 56 2353]

    [6]

    [6]Zhao J Z, Hu Z Q, Ratke L 2004 Acta Metall. Sin. 40 27 (in Chinese) [赵九洲、 胡壮麒、 Ratke L 2004 金属学报 40 27]

    [7]

    [7]Cui H B, Guo J J, Su Y Q, et al 2007 Acta Metall. Sin. 43 907 (in Chinese) [崔红保、 郭景杰、 苏彦庆等 2007 金属学报 43 907]

    [8]

    [8]Chen S, Doolen G D 1998 Annu. Rev. Fluid Mech. 30 329

    [9]

    [9]Raabe D 2004 Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 12 R13

    [10]

    ]Wang H L, Chai Z H, G Z L 2009 Chin. J. Comput. Phys. 26 389 (in Chinese) [王华龙、 柴振华、 郭照立 2009 计算物理 26 389]

    [11]

    ]Chai Z H, Guo Z L, Shi B C 2007 J. Appl. Phys. 101 104913

    [12]

    ]Xu Y S, Li H B, Fang H P, Huang G X 2004 Acta Phys. Sin. 53 773 (in Chinese) [许友生、 李华兵、 方海平、 黄国翔 2004 物理学报 53 773]

    [13]

    ]Feng S D, Zhong L H, Gao S T, Dong P 2007 Acta Phys. Sin. 56 1238 (in Chinese) [冯士德、 钟霖浩、 高守亭、 Dong Ping 2007 物理学报 56 1238]

    [14]

    ]Sun D K, Zhu M F, Pan S Y, Raabe D 2009 Acta Mater. 57 1755

    [15]

    ]Sun D K, Zhu M F, Yang C R, Pan S Y, Dai T 2009 Acta Phys. Sin. 58 S285 (in Chinese) [孙东科、 朱鸣芳、 杨朝蓉、潘诗琰、 戴挺 2009 物理学报 58 S285]

    [16]

    ]Wagner A J, Giraud L, Scott C E 2000 Comput. Phys. Commun. 129 227

    [17]

    ]Yang Z L, Dinh T N, Nourgaliev R R, Sehgal B R 2001 Int. J. Therm. Sci. 204 143

    [18]

    ]Shan X , Chen H 1993 Phys. Rev. E 47 1815

    [19]

    ]Shan X, Chen H 1994 Phys. Rev. E 49 2941

    [20]

    ]Qin R S 2006 Phys. Rev. E 73 066703

    [21]

    ]Nishizawa T (written), Hao S M (translated) 2006 Thermodynamics of Microstructure (1st ed) (Beijing: Chemical Industry Press) p106 (in Chinese) [西泽泰二 著,郝士明 译 2006 微观组织热力学(第一版) (北京:化学工业出版社) 第106页]

    [22]

    ]Eggers J, Lister J R, Stone H A 1999 J. Fluid. Mech. 401 293

  • [1]

    [1]Li H L, Zhao J Z 2008 Appl. Phy. Lett. 92 241902

    [2]

    [2]Huang Q, Luo X H, Li Y Y 2005 Adv. Space Res. 36 86

    [3]

    [3]Ratke L, Dieffenbach S 1995 Mater. Sci. Eng. R 15 263

    [4]

    [4]Fan Z, Ji S, Zhang J 2001 Mater. Sci. Technol. 17 837

    [5]

    [5]Zhai W, Wang N, Wei B B 2007 Acta Phys. Sin. 56 2353 (in Chinese) [翟薇、 王楠、 魏柄波 2007 物理学报 56 2353]

    [6]

    [6]Zhao J Z, Hu Z Q, Ratke L 2004 Acta Metall. Sin. 40 27 (in Chinese) [赵九洲、 胡壮麒、 Ratke L 2004 金属学报 40 27]

    [7]

    [7]Cui H B, Guo J J, Su Y Q, et al 2007 Acta Metall. Sin. 43 907 (in Chinese) [崔红保、 郭景杰、 苏彦庆等 2007 金属学报 43 907]

    [8]

    [8]Chen S, Doolen G D 1998 Annu. Rev. Fluid Mech. 30 329

    [9]

    [9]Raabe D 2004 Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 12 R13

    [10]

    ]Wang H L, Chai Z H, G Z L 2009 Chin. J. Comput. Phys. 26 389 (in Chinese) [王华龙、 柴振华、 郭照立 2009 计算物理 26 389]

    [11]

    ]Chai Z H, Guo Z L, Shi B C 2007 J. Appl. Phys. 101 104913

    [12]

    ]Xu Y S, Li H B, Fang H P, Huang G X 2004 Acta Phys. Sin. 53 773 (in Chinese) [许友生、 李华兵、 方海平、 黄国翔 2004 物理学报 53 773]

    [13]

    ]Feng S D, Zhong L H, Gao S T, Dong P 2007 Acta Phys. Sin. 56 1238 (in Chinese) [冯士德、 钟霖浩、 高守亭、 Dong Ping 2007 物理学报 56 1238]

    [14]

    ]Sun D K, Zhu M F, Pan S Y, Raabe D 2009 Acta Mater. 57 1755

    [15]

    ]Sun D K, Zhu M F, Yang C R, Pan S Y, Dai T 2009 Acta Phys. Sin. 58 S285 (in Chinese) [孙东科、 朱鸣芳、 杨朝蓉、潘诗琰、 戴挺 2009 物理学报 58 S285]

    [16]

    ]Wagner A J, Giraud L, Scott C E 2000 Comput. Phys. Commun. 129 227

    [17]

    ]Yang Z L, Dinh T N, Nourgaliev R R, Sehgal B R 2001 Int. J. Therm. Sci. 204 143

    [18]

    ]Shan X , Chen H 1993 Phys. Rev. E 47 1815

    [19]

    ]Shan X, Chen H 1994 Phys. Rev. E 49 2941

    [20]

    ]Qin R S 2006 Phys. Rev. E 73 066703

    [21]

    ]Nishizawa T (written), Hao S M (translated) 2006 Thermodynamics of Microstructure (1st ed) (Beijing: Chemical Industry Press) p106 (in Chinese) [西泽泰二 著,郝士明 译 2006 微观组织热力学(第一版) (北京:化学工业出版社) 第106页]

    [22]

    ]Eggers J, Lister J R, Stone H A 1999 J. Fluid. Mech. 401 293

  • [1] 齐玉, 曲昌荣, 王丽, 方腾. Fe50Cu50合金熔体相分离过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2014, 63(4): 046401. doi: 10.7498/aps.63.46401
    [2] 徐锦锋, 代富平, 魏炳波. 急冷条件下Cu-Pb偏晶合金的相分离研究. 物理学报, 2007, 56(7): 3996-4003. doi: 10.7498/aps.56.3996
    [3] 孙东科, 项楠, 陈科, 倪中华. 格子玻尔兹曼方法模拟弯流道中粒子的惯性迁移行为. 物理学报, 2013, 62(2): 024703. doi: 10.7498/aps.62.024703
    [4] 陈海楠, 孙东科, 戴挺, 朱鸣芳. 凝固前沿和气泡相互作用的大密度比格子玻尔兹曼方法模拟. 物理学报, 2013, 62(12): 120502. doi: 10.7498/aps.62.120502
    [5] 胡梦丹, 张庆宇, 孙东科, 朱鸣芳. 纳米结构超疏水表面冷凝现象的三维格子玻尔兹曼方法模拟. 物理学报, 2019, 68(3): 030501. doi: 10.7498/aps.68.20181665
    [6] 冯黛丽, 冯妍卉, 石珺. 介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟. 物理学报, 2016, 65(24): 244401. doi: 10.7498/aps.65.244401
    [7] 吴伟, 孙东科, 戴挺, 朱鸣芳. 枝晶生长和气泡形成的数值模拟. 物理学报, 2012, 61(15): 150501. doi: 10.7498/aps.61.150501
    [8] 孙东科, 朱鸣芳, 杨朝蓉, 潘诗琰, 戴挺. 强制对流和自然对流作用下枝晶生长的数值模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 285-S291. doi: 10.7498/aps.58.285
    [9] 殷涵玉, 鲁晓宇. 深过冷Cu60Sn30Pb10偏晶合金的快速凝固. 物理学报, 2008, 57(7): 4341-4346. doi: 10.7498/aps.57.4341
    [10] 王建元, 陈长乐, 翟薇, 金克新. 切向流动对偏晶合金定向生长机理的影响. 物理学报, 2010, 59(10): 7424-7430. doi: 10.7498/aps.59.7424
    [11] 王江, 钟云波, 任维丽, 雷作胜, 任忠鸣, 徐匡迪. 强磁场复合交变电流作用下Zn-30wt%Bi偏晶合金的凝固. 物理学报, 2009, 58(2): 893-900. doi: 10.7498/aps.58.893
    [12] 闫娜, 王伟丽, 代富平, 魏炳波. 三元Co-Cu-Pb偏晶合金的快速凝固组织形成规律研究. 物理学报, 2011, 60(3): 036402. doi: 10.7498/aps.60.036402
    [13] 王江, 钟云波, 汪超, 王志强, 任忠鸣, 徐匡迪. 电磁复合场制备匀质Zn-Bi偏晶合金的物理模拟. 物理学报, 2011, 60(7): 076101. doi: 10.7498/aps.60.076101
    [14] 郑天祥, 钟云波, 孙宗乾, 王江, 吴秋芳, 冯美龙, 任忠鸣. 电磁复合场对Zn-10 wt%Bi过偏晶合金凝固组织的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 238501. doi: 10.7498/aps.61.238501
    [15] 张贝豪, 郑林. 倾斜多孔介质方腔内纳米流体自然对流的格子Boltzmann方法模拟. 物理学报, 2020, 69(16): 164401. doi: 10.7498/aps.69.20200308
    [16] 张鹏程, 方文玉, 鲍磊, 康文斌. 蛋白质“液-液相分离”的理论和计算方法进展. 物理学报, 2020, 69(13): 138701. doi: 10.7498/aps.69.20200438
    [17] 何郁波, 唐先华, 林晓艳. 基于格子玻尔兹曼方法的一类FitzHugh-Nagumo系统仿真研究. 物理学报, 2016, 65(15): 154701. doi: 10.7498/aps.65.154701
    [18] 许友生, 李华兵, 方海平, 黄国翔. 用格子玻尔兹曼方法研究流动-反应耦合的非线性渗流问题. 物理学报, 2004, 53(3): 773-777. doi: 10.7498/aps.53.773
    [19] 吴宇昊, 王伟丽, 魏炳波. 液态三元Fe-Sn-Si/Ge偏晶合金相分离过程的实验和模拟研究. 物理学报, 2016, 65(10): 106402. doi: 10.7498/aps.65.106402
    [20] 翟 薇, 王 楠, 魏炳波. 偏晶溶液相分离过程的实时观测研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2353-2358. doi: 10.7498/aps.56.2353
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  4365
  • PDF下载量:  725
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-07-29
  • 修回日期:  2009-09-07
  • 刊出日期:  2010-05-15

偏晶合金液-液相分离的格子玻尔兹曼方法模拟

  • 1. 东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京 211189
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50671025),江苏省自然科学基金(批准号:BK2006105)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20070286021) 资助的课题.

摘要: 本文建立了一个模拟在弥散相液滴的扩散长大、碰撞凝并和Ostwald熟化等因素的作用下偏晶合金液-液相分离过程的二维格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 模型.该模型结合了Shan-Chen的两相流模型和Qin的介观粒子相互作用势模型的优点,并在LB演化方程中引入了反映相变的源项.应用该模型模拟研究了偏晶合金液-液相分离过程中单液滴的生长、两液滴的合并和多液滴的生长规律.结果表明在两液相区中第二相单个液滴的生长是一个通过扩散从非平衡态到平衡态过渡的过程.两液滴合并

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回