二元合金定向凝固晶粒生长的三维相场模拟研究
| 摘要 | 第8-9页 |
| ABSTRACT | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 课题意义 | 第11-12页 |
| 1.2 微观组织的模拟方法 | 第12-16页 |
| 1.2.1 决定论法 | 第12-13页 |
| 1.2.2 随机论方法 | 第13-14页 |
| 1.2.3 相场法 | 第14-16页 |
| 1.3 相场模型发展概述 | 第16-18页 |
| 1.3.1 纯物质相场模型 | 第16页 |
| 1.3.2 二元单相合金凝固相场模型 | 第16-17页 |
| 1.3.3 二元合金的多相场模型 | 第17页 |
| 1.3.4 固态相变相场模型 | 第17-18页 |
| 1.4 定向凝固相场法模拟研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4.1 国外研究现状 | 第18-19页 |
| 1.4.2 国内研究现状 | 第19-20页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第20-21页 |
| 第2章 液态金属结晶的基础理论 | 第21-28页 |
| 2.1 液态金属结晶的驱动力 | 第21-22页 |
| 2.2 液态金属的形核理论 | 第22-23页 |
| 2.3 固-液界面结构 | 第23页 |
| 2.4 晶体的生长方式 | 第23-24页 |
| 2.5 固-液界面前沿的成分变化 | 第24-26页 |
| 2.5.1 固-液界面前沿的温度分布 | 第24-25页 |
| 2.5.2 结晶过程中溶质分布 | 第25-26页 |
| 2.5.3 固-液界面前沿熔体中的过冷状态 | 第26页 |
| 2.6 固-液界面的稳定性 | 第26-27页 |
| 2.7 本章小结 | 第27-28页 |
| 第3章 定向凝固三维相场模型与数值计算方法 | 第28-44页 |
| 3.1 相场模型的基础理论 | 第28-29页 |
| 3.1.1 朗道理论 | 第28页 |
| 3.1.2 金兹堡-朗道理论 | 第28-29页 |
| 3.2 界面模型 | 第29-30页 |
| 3.3 相场模型的建立 | 第30-37页 |
| 3.3.1 相场控制方程 | 第30-31页 |
| 3.3.2 二元合金相场模型 | 第31-35页 |
| 3.3.3 界面能各向异性函数方程 | 第35-37页 |
| 3.4 相场模型的可行性验证 | 第37-38页 |
| 3.5 相场模型的数值求解 | 第38-41页 |
| 3.5.1 数值求解的方法 | 第38-39页 |
| 3.5.2 方程的离散 | 第39-41页 |
| 3.6 程序实现及可视化处理 | 第41-43页 |
| 3.6.1 模拟结果可视化 | 第41-42页 |
| 3.6.2 模拟程序的编制 | 第42-43页 |
| 3.7 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 二元合金定向凝固晶粒生长的相场模拟 | 第44-52页 |
| 4.1 数值计算 | 第44-45页 |
| 4.1.1 合金材料的物性参数 | 第44页 |
| 4.1.2 初始条件和边界条件 | 第44-45页 |
| 4.2 模拟结果分析 | 第45-49页 |
| 4.2.1 固-液界面的形态演化 | 第45-46页 |
| 4.2.2 胞晶的粗化过程 | 第46-47页 |
| 4.2.3 过冷度对界面形态的影响 | 第47-49页 |
| 4.3 不同取向晶粒的竞争生长 | 第49-51页 |
| 4.3.1 不同取向晶粒生长的模拟结果 | 第49-50页 |
| 4.3.2 不同角度大小晶粒生长的模拟结果 | 第50-51页 |
| 4.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 第5章 扩大计算区域的一种新方法 | 第52-57页 |
| 5.1 数值计算 | 第52-53页 |
| 5.1.1 网格划分与计算模型 | 第52-53页 |
| 5.1.2 数值计算 | 第53页 |
| 5.2 数值计算结果与讨论 | 第53-56页 |
| 5.2.1 模拟结果 | 第53-55页 |
| 5.2.2 对比分析 | 第55页 |
| 5.2.3 大区域模拟结果 | 第55-56页 |
| 5.3 本章小结 | 第56-57页 |
| 结论 | 第57-59页 |
| 参考文献 | 第59-64页 |
| 致谢 | 第64-65页 |
| 附录 攻读硕士期间所发表的论文 | 第65页 |
