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过冷熔体中枝晶生长的相场法数值模拟

于艳梅 杨根仓 赵达文 吕衣礼 A. KARMA C. BECKERMANN

过冷熔体中枝晶生长的相场法数值模拟

于艳梅, 杨根仓, 赵达文, 吕衣礼, A. KARMA, C. BECKERMANN
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  • 利用相场法模拟了过冷纯金属熔体中的枝晶生长过程,研究了各向导性、界面动力学、热扩散和界面能对枝晶生长的影响.结果表明,热噪声可以促发侧向分支的形成,但不影响枝晶尖端的稳态行为;随着各向异性的增加,枝晶尖端生长速度增加,尖端半径减小;当界面动力学系数减小及在界面动力学系数小于1的条件下热扩散系数减小时,枝晶尖端生长速度随之减小,而尖端半径相应增大;界面能趋于增大枝晶尺度并保持界面在扰动下的稳定,界面能越大,形成侧向分支的趋势越小
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:59971037);西北工业大学博士论文创新基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2001-06-01
  • 修回日期:  2001-07-03
  • 刊出日期:  2001-06-05

过冷熔体中枝晶生长的相场法数值模拟

  • 1. (1)Department of Mechanical Engineering,the University of Iowa.Iowa City,IA 52242,USA; (2)Department of Physics and Center for Interdisciplinary Research on Complex Systems,Northeastern University,Boston,Massachusetts 02115,USA; (3)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:59971037)

    西北工业大学博士论文创新基金资助的课题.

摘要: 利用相场法模拟了过冷纯金属熔体中的枝晶生长过程,研究了各向导性、界面动力学、热扩散和界面能对枝晶生长的影响.结果表明,热噪声可以促发侧向分支的形成,但不影响枝晶尖端的稳态行为;随着各向异性的增加,枝晶尖端生长速度增加,尖端半径减小;当界面动力学系数减小及在界面动力学系数小于1的条件下热扩散系数减小时,枝晶尖端生长速度随之减小,而尖端半径相应增大;界面能趋于增大枝晶尺度并保持界面在扰动下的稳定,界面能越大,形成侧向分支的趋势越小

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