編號(hào)：NMJS08806
篇名：重力驅(qū)動(dòng)的自然對(duì)流下hcp金屬枝晶生長(zhǎng)的相場(chǎng)-格子玻爾茲曼方法研究
作者：吳孟武 田冰輝 張昂 郭志鵬 熊守美
關(guān)鍵詞： 枝晶生長(zhǎng) 相場(chǎng) 對(duì)流 hcp金屬 溶質(zhì)羽流
機(jī)構(gòu)： 武漢理工大學(xué)現(xiàn)代汽車零部件技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶大學(xué)國(guó)家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心 清華大學(xué)材料學(xué)院
摘要： 開發(fā)了一種耦合并行-自適應(yīng)網(wǎng)格劃分算法的相場(chǎng)-格子玻爾茲曼方法來(lái)模擬hcp金屬的等軸和柱狀枝晶生長(zhǎng),重點(diǎn)討論了重力驅(qū)動(dòng)的自然對(duì)流以及自然對(duì)流與強(qiáng)制對(duì)流耦合對(duì)枝晶生長(zhǎng)的影響。模擬結(jié)果表明,二維情況下的hcp金屬枝晶在重力驅(qū)動(dòng)的自然對(duì)流下呈現(xiàn)非對(duì)稱生長(zhǎng),同時(shí)揭示了溶質(zhì)偏析和溶質(zhì)羽流的演化過(guò)程。研究得出,溶質(zhì)羽流的形成是由枝晶的溶質(zhì)阻塞和熔體流動(dòng)時(shí)溶質(zhì)傳輸之間的競(jìng)爭(zhēng)決定的。引入適當(dāng)?shù)膹?qiáng)制對(duì)流可以消除溶質(zhì)羽流的形成并抑制枝晶尖端溶質(zhì)濃度的局部波動(dòng)。研究還發(fā)現(xiàn),重力驅(qū)動(dòng)的自然對(duì)流豐富了hcp金屬3D枝晶形貌的多樣性。
