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《基于lbm算法的強(qiáng)迫對流合金枝晶生長相場法模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第４０卷第２期蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào)Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．２２０１４年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ．２０１４文章編號：１６７３－５１９６（２０１４）０２－００１８－０５基于ＬＢＭ算法的強(qiáng)迫對流合金枝晶生長相場法模擬王智平１，２，王喜君１，馮力１，朱昶勝１，３，路陽１（１．蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州７３００５０；２．蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬及復(fù)合材料工程研究中心，甘肅蘭州７３００５０；３．蘭州理工大學(xué)ＣＡＤ中心，甘肅蘭州７３００５０）摘要：將二元合金枝晶生長的相場模型與模擬流場的ＬａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ（ＬＢＭ
2、）模型相藕合，建立模擬在強(qiáng)迫對流狀態(tài)下枝晶生長的二維相場－ＬＢＭ模型（ＰＦ－ＬＢＭ），模擬Ａｌ－４．５％Ｃｕ（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）二元合金在強(qiáng)迫對流環(huán)境下凝固過程中枝晶生長，實(shí)現(xiàn)過冷熔體流動場與相場耦合．結(jié)果表明：計(jì)算流場的ＬＢＭ算法對樹枝晶生長模擬效率高，數(shù)值穩(wěn)定性好．在純?nèi)苜|(zhì)擴(kuò)散時(shí)，枝晶周圍的溶質(zhì)分布均勻，各方向枝晶尖端生長速度一樣，枝晶的生長形貌呈現(xiàn)對稱．有強(qiáng)迫對流情況時(shí)，熔體的流動改變了枝晶周圍的溶質(zhì)分布，上游的溶質(zhì)被沖刷到下游，致使上游成分過冷度大，下游成分過冷度小，枝晶的尖端生長在迎游方向的速度大于純擴(kuò)散時(shí)的速度，而在下游方向枝晶生長受到抑制，形成與純?nèi)苜|(zhì)擴(kuò)散時(shí)不一樣的非對稱的枝晶生長形貌
3、．關(guān)鍵詞：相場；枝晶生長；ＬａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎ方法中圖分類號：ＴＧ２４８；ＴＧ２４４文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ＡＰｈａｓｅ－ｆｉｅｌｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｙｄｅｎｄｒｉｔｉｃｇｒｏｗｔｈｂａｓｅｄｏｎＬＢＭａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｆｏｒｃｅｆｌｏｗ１，２，ＷＡＮＧＸｉ－ｊｕｎ１，ＦＥＮＧＬｉ１，ＺＨＵＣｈａｎｇ－ｓｈｅｎｇ１，３，ＬＵＹａｎｇ１ＷＡＮＧＺｈｉ－ｐｉｎｇ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧａｎｓｕＡｄｖａｎｃｅｄＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０；２．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅ
4、ｒｏｆＧａｎｓｕＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０；３．ＣＡＤＣｅｎｔｅｒ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＬａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎＭｅｔｈｏｄ（ＬＢＭ）ｗａｓｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈａｐｈａｓｅ－ｆｉｅｌｄｍｏｄｅｌｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｄｅｎ－ｄｒｉｔｅｇｒｏｗｔｈｏｆＡｌ－４．５％Ｃｕ（ｍａｓｓｐｅｒｃｅｎｔ）ｂｉｎａｒｙａｌｌｏｙｗｉｔｈｆｌｕｉｄｆｌｏｗｄｕｒｉｎｇｓｏｌｉｄ
5、ｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｂｙ，ｐｈａｓｅｆｉｅｌｄ－ＬＢＭｍｏｄｅｌ（ＰＦ－ＬＢＭ）ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｉｃｇｒｏｗｔｈｏｆｕｎｄｅｒｃｏｏｌｅｄｍｅｌｔｉｎａｆｏｒｃｅｄｌａｍｉｎａｒｆｌｏｗｓｔａｔｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｈａｖｅｈｉｇｈｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｇｏｏｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｄｅｎｄｒｉｔｉｃｇｒｏｗｔｈｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅＬＢＭ．Ｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｅｓｈａｐｅｓａｒｅｓｙｍ－ｍｅｔｒｉｃａｌｗｈｅｎｔｈｅｐｕｒ
6、ｅｓｏｌｕｔｅｄｉｆｆｕｓｅｄ，ｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｅｓｅｖｅｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅａｒｏｕｎｄｔｈｅｓｏｌｕｔｅ，ａｎｄｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｅｔｉｐｇｒｏｗｔｈｒａｔｅｉｓｔｈｅｓａｍｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍｅｌｔｆｌｏｗｃｈａｎｇｅｓｏｌｕｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｏｕｎｄｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｅｗｈｅｎｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｗｉｔｈｆｏｒｃｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｏｌｕｔｅｉｓｗａｓｈｅｄｆｒｏｍｕｐｓｔｒｅａｍｔｏｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇａｎｌａｒｇｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｕｎｄｅｒｃｏｏｌｉｎｇｉｎｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍａｎｄａｎｓｍａｌｌ
7、ｕｎｄｅｒｃｏｏｌｉｎｇｉｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｇｒｏｗｔｈｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｕｐｓｔｒｅａｍｄｅｎｄｒｉｔｉｃｔｉｐｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｐｕｒｅｓｏｌｕｔｅｄｉｆｆｕｓｅ，ｂｕｔｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｄｅｎｄｒｉｔｉｃｔｉｐｉｓｉｎｈｉｂｉｔｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｅｓｈａｐｅｓａｒｅｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌａｓｓａｍｅａｓｔｈａｔｗ
