兰州理工大学学报
蘭州理工大學學報
란주리공대학학보
JOURNAL OF LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
2014年
2期
18-22
,共5页
王智平%王喜君%冯力%朱昶胜%路阳
王智平%王喜君%馮力%硃昶勝%路暘
왕지평%왕희군%풍력%주창성%로양
相场%枝晶生长%Lattice Boltzmann方法
相場%枝晶生長%Lattice Boltzmann方法
상장%지정생장%Lattice Boltzmann방법
phase-field%dendritic growth%Lattice Boltzmann method
将二元合金枝晶生长的相场模型与模拟流场的Lattice Boltzmann(LBM)模型相藕合,建立模拟在强迫对流状态下枝晶生长的二维相场-LBM模型(PF-LBM),模拟Al-4.5％Cu(质量分数)二元合金在强迫对流环境下凝固过程中技晶生长,实现过冷熔体流动场与相场耦合.结果表明:计算流场的LBM算法对树枝晶生长模拟效率高,数值稳定性好.在纯溶质扩散时,枝晶周围的溶质分布均匀,各方向枝晶尖端生长速度一样,枝晶的生长形貌呈现对称.有强迫对流情况时,熔体的流动改变了技晶周围的溶质分布,上游的溶质被冲刷到下游,致使上游成分过冷度大,下游成分过冷度小,枝晶的尖端生长在迎游方向的速度大于纯扩散时的速度,而在下游方向枝晶生长受到抑制,形成与纯溶质扩散时不一样的非对称的枝晶生长形貌.
將二元閤金枝晶生長的相場模型與模擬流場的Lattice Boltzmann(LBM)模型相藕閤,建立模擬在彊迫對流狀態下枝晶生長的二維相場-LBM模型(PF-LBM),模擬Al-4.5％Cu(質量分數)二元閤金在彊迫對流環境下凝固過程中技晶生長,實現過冷鎔體流動場與相場耦閤.結果錶明:計算流場的LBM算法對樹枝晶生長模擬效率高,數值穩定性好.在純溶質擴散時,枝晶週圍的溶質分佈均勻,各方嚮枝晶尖耑生長速度一樣,枝晶的生長形貌呈現對稱.有彊迫對流情況時,鎔體的流動改變瞭技晶週圍的溶質分佈,上遊的溶質被遲刷到下遊,緻使上遊成分過冷度大,下遊成分過冷度小,枝晶的尖耑生長在迎遊方嚮的速度大于純擴散時的速度,而在下遊方嚮枝晶生長受到抑製,形成與純溶質擴散時不一樣的非對稱的枝晶生長形貌.
장이원합금지정생장적상장모형여모의류장적Lattice Boltzmann(LBM)모형상우합,건립모의재강박대류상태하지정생장적이유상장-LBM모형(PF-LBM),모의Al-4.5％Cu(질량분수)이원합금재강박대류배경하응고과정중기정생장,실현과랭용체류동장여상장우합.결과표명:계산류장적LBM산법대수지정생장모의효솔고,수치은정성호.재순용질확산시,지정주위적용질분포균균,각방향지정첨단생장속도일양,지정적생장형모정현대칭.유강박대류정황시,용체적류동개변료기정주위적용질분포,상유적용질피충쇄도하유,치사상유성분과랭도대,하유성분과랭도소,지정적첨단생장재영유방향적속도대우순확산시적속도,이재하유방향지정생장수도억제,형성여순용질확산시불일양적비대칭적지정생장형모.
