建立了一种改进的元胞自动机模型来模拟熔体对流条件下的二元合金三维枝晶的生长.模型中考虑了界面能各向异性和溶质扩散对固/液界面推移的影响,在同一套网格中耦合求解质量传输和液相流动方程,从而可以模拟溶质扩散和熔体对流之间的相互作用.使用该模型模拟了一定过冷度条件下,强制对流对A1-7％Si(质量分数,下同)合金三维枝晶生长形貌的影响.模拟结果表明,熔体强制对流导致迎流侧尖端溶质富集层减薄,枝晶生长出现了迎流生长现象.将模拟得到的溶质过饱和度与Oseen-Ivantsov解析解进行对比,当流速较大时两者吻合较好.同时模拟了三维和二维强制对流作用下枝晶生长形貌的演化,由于三维条件下对流使得熔体能够绕过垂直于对流方向的一次枝晶臂主干将溶质带到背流侧,而二维条件下只能绕过垂直方向一次臂的尖端,因此三维MCA模型能更准确地反映强制对流对枝晶生长的影响.
参考文献
| [1] | Shin Y H;Hong C P .[J].ISIJ International,2002,42(04):359. |
| [2] | 郭大勇,杨院生.三元合金凝固过程枝晶生长数值模拟[J].铸造,2006(06):601-603,607. |
| [3] | Li D M;Li R;Zhang P W .[J].ApplMath Model,2007,31:971. |
| [4] | Zhu, MF;Dai, T;Lee, SY;Hong, CP .Modeling of solutal dendritic growth with melt convection[J].Computers & Mathematics with Applications,2008(7):1620-1628. |
| [5] | 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[J].物理学报,2009(z1):285-291. |
| [6] | Yuan L;Lee P D .[J].Modelling & Simulation in Materials Science and Engineering,2010,18:55008. |
| [7] | Nastac L .[J].Acta Materialia,1999,47:4253. |
| [8] | 石玉峰,许庆彦,龚铭,柳百成.定向凝固过程中NH4Cl-H2O枝晶生长的数值模拟[J].金属学报,2011(05):620-627. |
| [9] | Napolitano R E;Liu S;Trivedi R .[J].Interface Science,2002,10:217. |
| [10] | Napolitano R E;Liu S .[J].Physical Review B:Condensed Matter,2004,70:214103. |
| [11] | Jeong J H;Dantzig J A;Goldenfeld N .[J].Metallurgical and Materials Transactions A:Physical Metallurgy and Materials Science,2003,34:459. |
| [12] | 赵代平,荆涛,柳百成.相场方法模拟铝合金三维枝晶生长[J].物理学报,2003(07):1737-1742. |
| [13] | Pan S Y;Zhu M F .[J].Acta Materialia,2010,58:340. |
| [14] | Dore X.;Combeau H. .MODELLING OF MICROSEGREGATION IN TERNARY ALLOYS: APPLICATION TO THE SOLIDIFICATION OF M-Mg-Si[J].Acta materialia,2000(15):3951-3962. |
| [15] | Bouissou Ph;Pelcé P .[J].Physical Review A,1989,40:6673. |
| [16] | Chen C C;Tsai Y L;Lan C W .[J].Int JHeat Mass Transf,2009,52:1158. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%