| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-9页 |
| 主要符号表 | 第9-10页 |
| 1 绪论 | 第10-19页 |
| ·研究背景及意义 | 第10-11页 |
| ·凝固过程数值模拟的研究及发展概况 | 第11-18页 |
| ·确定性方法(Deterministic Method) | 第12-13页 |
| ·随机性方法(Stochastic Method) | 第13-15页 |
| ·相场(Phase Field)法 | 第15-17页 |
| ·各种方法的比较和选择 | 第17-18页 |
| ·本文研究的主要内容和目标 | 第18-19页 |
| 2 相场模型的研究及控制方程的推导 | 第19-32页 |
| ·基本界面模型 | 第19-21页 |
| ·尖锐界面模型 | 第19-20页 |
| ·弥散界面模型 | 第20-21页 |
| ·相场模型的原理 | 第21-23页 |
| ·基于熵函数的相场模型 | 第22页 |
| ·基于自由能函数的相场模型 | 第22-23页 |
| ·纯金属相场模型及控制方程的推导 | 第23-24页 |
| ·合金的相场模型及控制方程 | 第24-27页 |
| ·二元合金的相场模型及控制方程 | 第24-26页 |
| ·多元合金的相场模型及控制方程 | 第26-27页 |
| ·各向异性和扰动对枝晶生长的影响 | 第27-29页 |
| ·各向异性对枝晶生长的影响 | 第27-29页 |
| ·扰动对枝晶生长的影响 | 第29页 |
| ·本工作所采用模型及引入扰动的选择 | 第29-30页 |
| ·模型的选择 | 第29-30页 |
| ·扰动的选择 | 第30页 |
| ·本章小结 | 第30-32页 |
| 3 相场模型的数值求解及结果的可视化 | 第32-45页 |
| ·数值计算方法的选择 | 第32-33页 |
| ·有限差分法简介 | 第32-33页 |
| ·有限元法简介 | 第33页 |
| ·方法的比较和选择 | 第33页 |
| ·计算区域的离散 | 第33-34页 |
| ·二元等温合金控制方程的离散 | 第34-37页 |
| ·相场控制方程的离散 | 第34-36页 |
| ·溶质方程的离散 | 第36-37页 |
| ·模型和材料相关参数及条件的确定 | 第37-40页 |
| ·相场参数的确定 | 第37-39页 |
| ·材料物性参数的确定 | 第39页 |
| ·数值计算的稳定性 | 第39-40页 |
| ·初始条件及边界条件 | 第40页 |
| ·主程序的编制与调试以及模拟结果的可视化 | 第40-44页 |
| ·总体模块的设计 | 第40-42页 |
| ·模拟结果的可视化 | 第42-44页 |
| ·本章小结 | 第44-45页 |
| 4 Fe-0.5mol%C合金枝晶生长的模拟及结果分析 | 第45-63页 |
| ·晶粒长大过程的分析 | 第45-48页 |
| ·晶粒长大过程形貌的分析 | 第45-46页 |
| ·晶粒长大过程的溶质分布情况 | 第46-48页 |
| ·过冷度对枝晶生长的影响 | 第48-50页 |
| ·过冷度对枝晶形貌的影响 | 第48-49页 |
| ·过冷度对枝晶溶质分布的影响 | 第49-50页 |
| ·各向异性强度对枝晶生长的影响 | 第50-55页 |
| ·各向异性强度对晶粒长大过程中形貌的影响 | 第50-51页 |
| ·各向异性强度对晶粒长大过程中溶质分布的影响 | 第51-53页 |
| ·各向异性强度对枝晶形貌的影响 | 第53-54页 |
| ·各向异性强度对枝晶溶质分布的影响 | 第54-55页 |
| ·扰动强度对枝晶生长的影响 | 第55-58页 |
| ·扰动强度对枝晶形貌的影响 | 第55-57页 |
| ·扰动强度对枝晶溶质分布的影响 | 第57-58页 |
| ·综合考虑各向异性强度和扰动强度对枝晶生长的影响 | 第58-60页 |
| ·枝晶纵向溶质分布情况 | 第60-62页 |
| ·枝晶纵向溶质分布情况 | 第60页 |
| ·枝晶生长演化中主轴中心纵向溶质分布情况 | 第60-61页 |
| ·枝晶生长演化中单个节点的溶质分布情况 | 第61-62页 |
| ·本章小结 | 第62-63页 |
| 5 Fe-C合金凝固过程中枝晶生长的研究 | 第63-71页 |
| ·实验材料与设备 | 第63-64页 |
| ·实验材料 | 第63页 |
| ·实验设备 | 第63-64页 |
| ·实验方法 | 第64-65页 |
| ·实验方案 | 第64-65页 |
| ·试样的制备 | 第65页 |
| ·金相组织观察 | 第65页 |
| ·实验结果与分析 | 第65-69页 |
| ·实验晶核长大过程 | 第66-67页 |
| ·Fe-1.69%C合金枝晶形貌分析 | 第67-68页 |
| ·枝晶模拟结果与实验所得枝晶形貌的比较 | 第68-69页 |
| ·存在问题的说明 | 第69页 |
| ·本章小结 | 第69-71页 |
| 6 结论 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-78页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79-81页 |
