一种基于Boltzmann方程的碳基复合材料氧化烧蚀微观界面的追踪方法

• 作者: 张丹 张伟刚 张方舟 朱子镝 李爱军 袁经超
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 碳基复合材料 氧化烧蚀 Boltzmann方程 界面追踪 非均相反应
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 469-475
• 页数: 7页
• 分类号: TQ127.1+1
• 字数: 4367字
• 语种: 中文

摘要

针对碳基复合材料的非均相特点,构建环境-纤维—中间相-基体多相单胞烧蚀模型,应用非平衡统计物理学的Bolt-zmann方程,求解该扩散—表面非均相氧化反应体系中各相的空间演化过程,实现对介尺度下烧蚀界面的精确追踪.本文先对两相单胞模型进行了求解,获得了与解析解一致的结果,验证了模型.再对三相单胞模型的烧蚀过程进行了数值模拟.结果表明,氧化烧蚀界面的形貌主要取决于相邻两相之间的状态;气相浓度的线性化假设在远离界面处具有合理性,但在界面附近气相浓度呈非线性分布.由于扩散的限制,纤维与基体之间的界面相在氧化烧蚀过程中存在最大烧蚀深度.通过数值模拟给出了烧蚀深度与舍伍德数、纤维半径和反应速率比之间的函数关系,提出的界面追踪算法在求解过程中表现出了很好的稳定性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张伟刚	中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室	52	330	11.0	15.0
2	李爱军	上海大学材料科学与工程学院	23	73	5.0	7.0
3	张丹	上海大学机电工程与自动化学院	9	36	3.0	6.0
4	袁经超	上海大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
5	朱子镝	上海大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
6	张方舟	上海大学材料科学与工程学院	2	3	1.0	1.0