Al-Cu合金連續(xù)冷卻凝固微觀組織的相場法數(shù)值模擬.pdf

1、沈陽理工大學碩士學位論文AICu合金連續(xù)冷卻凝固微觀組織的相場法數(shù)值模擬摘要本文是以相場方法模擬凝固過程中的枝晶生長為目的，根據(jù)Kim等人提出的相場模型，將相場與濃度場藕合，采用連續(xù)降溫并補償潛熱的方法，對AlCu二元合金連續(xù)冷卻過程中的枝晶生長進行了二維數(shù)值模擬。在模擬過程中，利用薄界面厚度條件獲得了有關相場參數(shù)，采用均勻網(wǎng)格的顯式有限差分方法對控制方程進行離散求解。針對控制方程的差分表達式采用Fortran90語言編寫了主程序，并利

2、用Matlab語言作后處理程序。計算了AICu合金凝固過程中不同時刻相場和濃度場，研究了濃度擾動、各向異性系數(shù)、初始固相形狀、過冷度等參數(shù)對枝晶形貌的影響，并分析了微觀偏析數(shù)值及縮松產(chǎn)生的位置和原因。通過計算固相率的增加，得到因潛熱釋放而升高的溫度，并對溫降進行補償，使計算更接近真實情況。只在濃度變化大于0.001%的區(qū)域進行數(shù)值計算，從而縮短了計算時間。模擬結果顯示，初始固相形狀對枝晶形貌及其生長沒有明顯影響，擾動、各向異性系數(shù)和過冷