| 摘要 | 第1-11页 |
| Abstract | 第11-14页 |
| 插图索引 | 第14-16页 |
| 附表索引 | 第16-17页 |
| 第1章 绪论 | 第17-43页 |
| ·课题的背景与意义 | 第17-23页 |
| ·课题的背景与目的 | 第17-19页 |
| ·铸造过程模拟的发展概况 | 第19-23页 |
| ·微观组织模拟的研究现状 | 第23-39页 |
| ·微观组织模拟常用的方法 | 第23-29页 |
| ·材料微观模拟尺度的划分 | 第23-25页 |
| ·确定性方法 | 第25-26页 |
| ·概率方法 | 第26-29页 |
| ·相场法及其特点 | 第29页 |
| ·相场法模拟的研究现状 | 第29-34页 |
| ·国外相场法模拟的研究现状 | 第30-33页 |
| ·国内相场法模拟的研究现状 | 第33-34页 |
| ·相场法模拟中计算方法研究概述 | 第34-39页 |
| ·有限差分法 | 第34-35页 |
| ·自适应有限元法 | 第35-36页 |
| ·多重网格法 | 第36-37页 |
| ·MFDDMC法 | 第37-39页 |
| ·相场法面临的问题和将来发展的趋势 | 第39-41页 |
| ·本文的主要研究工作 | 第41-43页 |
| 第2章 凝固理论基础及相场模型 | 第43-72页 |
| ·引言 | 第43-45页 |
| ·相变的基本类型 | 第43-44页 |
| ·凝固中的形核过程 | 第44-45页 |
| ·液态金属结构及其相变热力学 | 第45-52页 |
| ·液态金属 | 第45-46页 |
| ·固-液界面的微观结构 | 第46-47页 |
| ·液-固相转变热力学 | 第47-49页 |
| ·液-固相转变的驱动力 | 第49-50页 |
| ·液态金属凝固过程中的起伏 | 第50-52页 |
| ·朗道理论与金兹堡-朗道理论 | 第52-57页 |
| ·朗道理论的基本表述 | 第52-53页 |
| ·金兹堡-朗道理论 | 第53-54页 |
| ·相场法模拟的基本原理 | 第54-57页 |
| ·界面模型 | 第57-60页 |
| ·尖锐界面模型 | 第57-59页 |
| ·扩散界面模型 | 第59-60页 |
| ·相场的基础模型 | 第60-62页 |
| ·相场模型的基本原理 | 第60-61页 |
| ·基于自由能泛函的相场控制方程 | 第61页 |
| ·基于熵泛函的相场控制方程 | 第61-62页 |
| ·各向异性 | 第62-66页 |
| ·模拟中相场方程的离散处理 | 第66-68页 |
| ·空间离散 | 第66-67页 |
| ·时间离散 | 第67-68页 |
| ·稳定条件 | 第68页 |
| ·计算机模拟环境与模拟结果可视化 | 第68-71页 |
| ·小结 | 第71-72页 |
| 第3章 二元合金等温凝固枝晶生长的相场法模拟 | 第72-88页 |
| ·二元合金相场模型 | 第72-75页 |
| ·相场控制方程 | 第73-74页 |
| ·溶质场控制方程 | 第74-75页 |
| ·扰动 | 第75页 |
| ·动态区域加速算法的提出与实现 | 第75-77页 |
| ·模拟结果与讨论 | 第77-86页 |
| ·Al-Cu二元合金单个晶粒生长的模拟结果 | 第77-81页 |
| ·Al-Cu二元合金多个晶粒生长的模拟结果 | 第81-86页 |
| ·枝晶形貌 | 第82-85页 |
| ·枝晶的溶质分布 | 第85-86页 |
| ·小结 | 第86-88页 |
| 第4章 多元合金等温凝固枝晶生长的相场法模拟 | 第88-101页 |
| ·多元合金相场模型 | 第88-91页 |
| ·稀释溶液近似法的相场控制方程 | 第88-90页 |
| ·规则溶液法的相场控制方程 | 第90-91页 |
| ·参数的确定与模拟计算 | 第91-93页 |
| ·参数的确定 | 第91-92页 |
| ·界面扰动、初始条件和边界条件 | 第92-93页 |
| ·数值计算方法 | 第93页 |
| ·模拟结果与讨论 | 第93-99页 |
| ·Al-Cu-Mg合金的枝晶形貌 | 第93-96页 |
| ·Al-Cu-Mg合金的枝晶溶质分布 | 第96-97页 |
| ·Al-Cu合金与Al-Cu-Mg合金模拟结果的对比 | 第97-99页 |
| ·小结 | 第99-101页 |
| 第5章 非等温凝固过程枝晶生长的相场法模拟 | 第101-113页 |
| ·耦合温度场的相场模型与模拟计算 | 第101-103页 |
| ·耦合温度场的相场模型 | 第101页 |
| ·参数的确定 | 第101-102页 |
| ·数值模拟方法 | 第102-103页 |
| ·二元合金的数值模拟方法 | 第102-103页 |
| ·多元合金的数值模拟方法 | 第103页 |
| ·耦合温度场的模拟结果与分析 | 第103-111页 |
| ·Al-Cu二元合金的模拟结果与分析 | 第103-105页 |
| ·Al-Cu-Mg多元合金的模拟结果与分析 | 第105-111页 |
| ·没有外部温度场的模拟结果与分析 | 第105-107页 |
| ·有外部温度场的模拟结果与分析 | 第107-111页 |
| ·小结 | 第111-113页 |
| 第6章 二元共晶凝固过程的相场法模拟 | 第113-125页 |
| ·共晶凝固的相场模型 | 第113-120页 |
| ·相场控制方程 | 第114-115页 |
| ·溶质场控制方程 | 第115-116页 |
| ·相场模型中的各向异性方程 | 第116-118页 |
| ·相场模型中的热力学推导和参数 | 第118-120页 |
| ·共晶凝固的模拟计算 | 第120-121页 |
| ·模拟结果与讨论 | 第121-124页 |
| ·小结 | 第124-125页 |
| 结论 | 第125-128页 |
| 参考文献 | 第128-139页 |
| 致谢 | 第139-140页 |
| 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录) | 第140页 |