对流作用下枝晶生长行为的数值模拟

摘要：

应用一个二维的改进元胞自动机(modified cellular automaton, MCA)-传输耦合模型, 对流场作用下枝晶的非对称生长行为进行了模拟研究. 模型采用MCA技术模拟枝晶的生长, 同时采用一个传输模型对流场和由对流和扩散所控制的质量传输进行数值求解. MCA考虑了热过冷、成分过冷和曲率过冷对枝晶生长的作用, 也考虑了枝晶的择优生长方向和凝固过程中的溶质再分配. 在传输模型中, 采用SIMPLE算法求解动量和质量传输的控制方程. 应用该模型模拟研究了Al-3% Cu(质量分数)合金中单枝晶和多枝晶在不同流动方向的流体作用下的生长规律. 模拟结果表明, 金属液对流对枝晶的生长形貌产生重要的影响.

关键词：组织模拟、元胞自动机(cellular automaton)、枝晶生长、对流、扩散

所属期刊栏目：35

分类号：TG4(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金50371015,50471030;教育部留学回国人员科研启动基金

在线出版日期：2005-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：673-688