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强制对流作用下溶质枝晶生长的CA-LBM模拟  
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【英文篇名】 CA-LBM modeling of solutal dendritic growth with forced convection
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【作者】 赵红蕾; 孙东科; 潘诗琰; 戴挺; 朱鸣芳;
【英文作者】 Zhao Honglei Sun Dongke Pan Shiyan Dai Ting Zhu Mingfang(Jiangsu Key Laboratory for Advanced Metallic Materials; Southeast University; Nanjing 211189; China);
【作者单位】 东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室;
【文献出处】 东南大学学报(自然科学版) , Journal of Southeast University(Natural Science Edition), 编辑部邮箱 2009年 02期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 数值模拟; 枝晶生长; 流场; 浓度场; 格子玻尔兹曼方法; 元胞自动机;
【英文关键词】 numerical simulation; dendritic growth; flow field; concentration field; lattice Boltzmann method; cellular automation;
【摘要】 应用一个二维的元胞自动机(cellular automata,CA)-格子玻尔兹曼方法(lattice Boltz-mann method,LBM)耦合模型,对合金等温凝固过程中溶质枝晶在强制对流作用下的生长规律进行了模拟研究.该耦合模型采用CA方法模拟枝晶生长,同时采用基于分子动理论的LBM模拟枝晶生长过程中的流场和浓度场.应用该模型模拟分析了过冷度和成分等因素对Al-Cu合金在纯扩散和对流作用下单枝晶的生长规律的影响.结果表明,在纯扩散条件下,模拟的枝晶稳态生长尖端速度、半径、Peclet数和过冷度的关系与Lipton-Glicksman-Kurz(LGK)模型的预测结果吻合良好.对流作用下枝晶的生长形貌呈现出了不对称性,枝晶的生长在上游方向得到促进,而在下游方向受到抑制.合金成分和初始过冷度等因素会对枝晶形貌和生长动力学产生影响.
【英文摘要】 A two-dimensional(2D) cellular automaton-lattice Boltzmann(CA-LBM) model was employed to simulate the dendritic growth in the presence of forced convection during isothermal solidification of binary alloys.In the model,the dendritic growth is simulated by a CA approach,and the flow field and the concentration field are numerically solved using the LBM based on the gas kinetic theory. The model was applied to simulate the single dendritic growth of Al-Cu alloys in the cases of pure diffusion and melt convect...
【基金】 国家自然科学基金资助项目(50671025); 江苏省自然科学基金资助项目(BK2006105); 教育部博士点基金资助项目(20070286021)
【更新日期】 2009-05-13
【分类号】 TG111.4
【正文快照】 在金属材料中,枝晶组织是铸造成型过程最常见的凝固显微组织,它的形貌及其亚结构尺寸将对材料的最终性能产生重要影响.掌握和控制凝固过程中的枝晶生长是获得理想产品的关键.流场是影响枝晶生长形貌的重要因素之一.金属液的对流会对浓度场的分布产生影响,从而使枝晶的生长呈现?

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