| 摘要 | 第1-10页 |
| ABSTRACT | 第10-12页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| ·选题目的和意义 | 第12-13页 |
| ·研究目的 | 第12页 |
| ·研究意义 | 第12-13页 |
| ·凝固过程数值模拟的研究与发展 | 第13-20页 |
| ·凝固过程数值模拟的研究方法 | 第13-17页 |
| ·凝固过程数值模拟的研究发展现状 | 第17-20页 |
| ·定向凝固过程的数值模拟 | 第20-23页 |
| ·本文研究的主要内容 | 第23-24页 |
| 第2章 相场模型 | 第24-35页 |
| ·两种界面模型 | 第24-26页 |
| ·尖锐界面模型 | 第24-25页 |
| ·扩散界面模型 | 第25-26页 |
| ·相场模型的原理 | 第26-29页 |
| ·基本原理 | 第26-27页 |
| ·基于熵函数的相场模型 | 第27-28页 |
| ·基于自由能泛函的相场模型 | 第28-29页 |
| ·相场模型的建立 | 第29-34页 |
| ·纯物质相场模型的建立 | 第29页 |
| ·二元合金相场模型的建立 | 第29-32页 |
| ·各向异性的引入 | 第32-33页 |
| ·相场参数的选择 | 第33-34页 |
| ·本章小结 | 第34-35页 |
| 第3章 相场模型的数值求解及结果的可视化 | 第35-45页 |
| ·数值计算方法简介 | 第35-37页 |
| ·有限差分法 | 第35-36页 |
| ·有限元法 | 第36页 |
| ·直接差分法 | 第36页 |
| ·边界单元法 | 第36-37页 |
| ·控制方程显式差分求解 | 第37-41页 |
| ·纯物质相场模型控制方程的显式解法 | 第37-39页 |
| ·二元合金相场模型控制方程的显式解法 | 第39-40页 |
| ·方程求解的稳定性条件 | 第40-41页 |
| ·程序的实现 | 第41-42页 |
| ·总体模块设计 | 第41页 |
| ·扰动的设置 | 第41页 |
| ·初始条件与边界条件的设定 | 第41-42页 |
| ·物性参数与相场参数 | 第42页 |
| ·计算结果的可视化 | 第42-44页 |
| ·本章小结 | 第44-45页 |
| 第4章 纯物质枝晶生长的相场模拟 | 第45-55页 |
| ·纯物质枝晶生长的相场形貌和温度场 | 第45-46页 |
| ·晶粒生长形态的分类 | 第45页 |
| ·过冷纯金属熔体中枝晶生长的相场形貌和温度场 | 第45-46页 |
| ·相关参数对枝晶形貌的影响 | 第46-51页 |
| ·相场和温度场的耦合系数对枝晶形貌的影响 | 第46-48页 |
| ·热扩散系数对枝晶形貌的影响 | 第48-49页 |
| ·界面原子运动的时间参数对枝晶形貌的影响 | 第49-51页 |
| ·界面动力学系数对枝晶尖端半径和尖端生长速度的影响 | 第51-54页 |
| ·影响界面动力学系数取值的因素 | 第51-52页 |
| ·界面动力学系数对枝晶尖端生长速度和尖端半径的影响 | 第52-54页 |
| ·本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 二元合金定向凝固过程的相场模拟 | 第55-62页 |
| ·温度冻结近似 | 第55页 |
| ·定向凝固微观组织的演化过程 | 第55-56页 |
| ·扰动强度对界面形态的影响 | 第56-58页 |
| ·各向异性对界面形态及溶质偏析的影响 | 第58-59页 |
| ·界面能对界面形态及溶质偏析的影响 | 第59-60页 |
| ·界面厚度对界面形态及溶质偏析的影响 | 第60-61页 |
| ·本章小结 | 第61-62页 |
| 第6章 模拟结果实验验证 | 第62-66页 |
| ·实验材料与设备 | 第62-64页 |
| ·实验材料 | 第62页 |
| ·实验设备 | 第62-64页 |
| ·实验方法 | 第64页 |
| ·实验方案 | 第64页 |
| ·金相试样制备 | 第64页 |
| ·二元合金定向凝固胞晶/枝晶形貌分析 | 第64-65页 |
| ·本章小结 | 第65-66页 |
| 结论 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 | 第74页 |