自由枝晶生长相场模型的自适应有限元法模拟

• 作者: 康秀红 李殿中 陈云
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 自由枝晶生长 相场 自适应有限元法
• 年，卷（期）: 2009,（1）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、热学和力学性质
• 页码范围: 390-398
• 页数: 9页
• 分类号: O3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.01.060

摘要

采用自适应有限元方法求解了相场模型的控制方程,利用自适应有限元法在求解效率和精度上的优势,模拟了计算域较大,界面层厚度较薄的情况下镍过冷熔体中单个完整等轴晶的演化过程,使相场模型模拟结果更接近于真实物理模型,并探讨了二次枝晶臂的演化机理.模拟结果表明,二次枝晶臂的演化主要由热扩散控制,并受随机扰动影响,在四个象限内呈现出不对称生长.同时,受枝晶臂生长时排出的潜热积聚作用,同一侧的枝晶臂对新的二次枝晶臂的产生有促进作用.此外,二次枝晶臂出现合并、缩颈熔断、轴向熔化和径向熔化等四种粗化方式.