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定向凝固过程中枝晶侧向分枝生长行为与强制调控规律

郭春文 李俊杰 马渊 王锦程

定向凝固过程中枝晶侧向分枝生长行为与强制调控规律

郭春文, 李俊杰, 马渊, 王锦程
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  • 采用相场法数值模拟研究了定向凝固过程中随机噪声条件下枝晶侧向分枝生成行为与强制扰动条件下侧向分枝调控规律. 模拟结果表明: 随机噪声条件下, 侧向分枝整体上并无规则性, 但产生频率存在一定分布范围, 且在一定时间段内会出现生成频率一致且具有极强相关性的一组侧向分枝, 即波包; 不同波包之间不具有相关性, 但不同波包内部的侧枝生成频率基本相同, 且与侧枝整体频谱曲线峰值位置处的频率基本相当; 强制周期扰动条件下, 当扰动频率处于侧向分枝整体生成频率范围内时, 可激发枝晶产生规则侧向分枝, 且扰动频率与波包内侧枝生成频率一致时侧向分枝最发达. 研究结果可为向定向凝固枝晶形态的调控提供理论指导.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51371151, 51101124)和国家重点基础研究计划(批准号: 2011CB610401)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-29
  • 修回日期:  2015-03-18
  • 刊出日期:  2015-07-05

定向凝固过程中枝晶侧向分枝生长行为与强制调控规律

  • 1. 西北工业大学, 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51371151, 51101124)和国家重点基础研究计划(批准号: 2011CB610401)资助的课题.

摘要: 采用相场法数值模拟研究了定向凝固过程中随机噪声条件下枝晶侧向分枝生成行为与强制扰动条件下侧向分枝调控规律. 模拟结果表明: 随机噪声条件下, 侧向分枝整体上并无规则性, 但产生频率存在一定分布范围, 且在一定时间段内会出现生成频率一致且具有极强相关性的一组侧向分枝, 即波包; 不同波包之间不具有相关性, 但不同波包内部的侧枝生成频率基本相同, 且与侧枝整体频谱曲线峰值位置处的频率基本相当; 强制周期扰动条件下, 当扰动频率处于侧向分枝整体生成频率范围内时, 可激发枝晶产生规则侧向分枝, 且扰动频率与波包内侧枝生成频率一致时侧向分枝最发达. 研究结果可为向定向凝固枝晶形态的调控提供理论指导.

English Abstract

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