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摘要

合金凝固过程中存在于枝晶尖端液相区的强制对流和自然对流均能改变溶质扩散层厚度,从而会对枝晶形貌产生较大影响.在元胞自动机模型基础上,耦合液体流动方程、热传导方程和溶质对流扩散方程,建立了新的计算微观组织演化的数值模型,并利用该模型研究了强制对流和自然对流对枝晶生长的影响.三维数值模拟结果再现了强制对流作用下等轴枝晶的生长过程,揭示了强制对流对枝晶生长速率和尖端半径的影响特点.同时利用该模型模拟了NH4Cl-H2O溶液定向凝固过程中自然对流对柱状晶生长的影响,并采用相应的实验进行验证.模拟结果与实验结果符合良好,从而证明该模型是可靠的,可推广到实际合金系中.

关键词:

Abstract

The existence of forced and natural melt convections in the liquid in front of dendritic tip will Change the thickness of diffusion layer, which can significantly influence the dendrite morphology. Using the cellular automaton method and considering the influences of melt convection and heat transfer on microstructure evolution, a new numerical model is established by coupling the Navier-Stokes equations, the heat transfer equation and the solute convection and diffusion equation. The influences of forced and natural melt convection on dendrite morphology evolution are investigated by this model. The three-dimensional simulations reproduce the equiaxed dendrite growth, and reveal the influence of convection on dendritic growth rate and tip radius. The effect of natural convection on columnar dendrite growth during directional solidification of NH4Cl-H2O solution is simulated via the model. Experimental validation of this solidification process is performed and compared with simulation results. The simulation results accord well with experimental measurements. Hence, the model is reliable and can be extended to the prediction of the behavior of dendrite growth in real alloys.

Keywords:

作者及机构信息

1.

基金项目:国家重点基础研究发展计划(批准号:2005CB724105, 2011CB706801)、国家自然科学基金(批准号:10477010, 51171089)和国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA04Z141)资助的课题.

Authors and contacts

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参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
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[50]
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施引文献

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]

[1]	方辉, 薛桦, 汤倩玉, 张庆宇, 潘诗琰, 朱鸣芳.温度梯度区域熔化作用下熔池迁移的元胞自动机模拟. 必威体育下载 , 2019, 68(4): 048102.doi:10.7498/aps.68.20181587
[2]	梁经韵, 张莉莉, 栾悉道, 郭金林, 老松杨, 谢毓湘.多路段元胞自动机交通流模型. 必威体育下载 , 2017, 66(19): 194501.doi:10.7498/aps.66.194501
[3]	蒋晗, 陈明文, 王涛, 王自东.各向异性界面动力学与各向异性表面张力的相互作用对定向凝固过程中深胞晶生长的影响. 必威体育下载 , 2017, 66(10): 106801.doi:10.7498/aps.66.106801
[4]	贾琳, 王理林, 申洁楠, 张忠明, 李俊杰, 王锦程, 王志军.聚乙烯醇水溶液二维定向凝固的微观组织演化. 必威体育下载 , 2017, 66(19): 196402.doi:10.7498/aps.66.196402
[5]	林茂杰, 常健, 吴宇昊, 徐山森, 魏炳波.电磁悬浮条件下液态Fe50Cu50合金的对流和凝固规律研究. 必威体育下载 , 2017, 66(13): 136401.doi:10.7498/aps.66.136401
[6]	魏雷, 林鑫, 王猛, 黄卫东.激光立体成形中熔池凝固微观组织的元胞自动机模拟. 必威体育下载 , 2015, 64(1): 018103.doi:10.7498/aps.64.018103
[7]	陈明文, 陈弈臣, 张文龙, 刘秀敏, 王自东.各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶生长的影响. 必威体育下载 , 2014, 63(3): 038101.doi:10.7498/aps.63.038101
[8]	陈瑞, 许庆彦, 柳百成.基于元胞自动机方法的定向凝固枝晶竞争生长数值模拟. 必威体育下载 , 2014, 63(18): 188102.doi:10.7498/aps.63.188102
[9]	永贵, 黄海军, 许岩.菱形网格的行人疏散元胞自动机模型. 必威体育下载 , 2013, 62(1): 010506.doi:10.7498/aps.62.010506
[10]	王贤斌, 林鑫, 王理林, 宇红雷, 王猛, 黄卫东.液相对流对定向凝固胞/枝晶间距的影响. 必威体育下载 , 2013, 62(7): 078102.doi:10.7498/aps.62.078102
[11]	孙东科, 朱鸣芳, 杨朝蓉, 潘诗琰, 戴挺.强制对流和自然对流作用下枝晶生长的数值模拟. 必威体育下载 , 2009, 58(13): 285-S291.doi:10.7498/aps.58.285
[12]	王建元, 陈长乐, 翟薇, 金克新.切向流动作用下SCN-3wt% H2O枝晶定向生长过程研究. 必威体育下载 , 2009, 58(9): 6554-6559.doi:10.7498/aps.58.6554
[13]	黄锋, 邸洪双, 王广山.用元胞自动机方法模拟镁合金薄带双辊铸轧过程凝固组织. 必威体育下载 , 2009, 58(13): 313-S318.doi:10.7498/aps.58.313
[14]	单博炜, 林鑫, 魏雷, 黄卫东.纯物质枝晶凝固的元胞自动机模型. 必威体育下载 , 2009, 58(2): 1132-1138.doi:10.7498/aps.58.1132
[15]	龙文元, 吕冬兰, 夏春, 潘美满, 蔡启舟, 陈立亮.强迫对流影响二元合金非等温凝固枝晶生长的相场法模拟. 必威体育下载 , 2009, 58(11): 7802-7808.doi:10.7498/aps.58.7802
[16]	花伟, 林柏梁.考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型. 必威体育下载 , 2005, 54(6): 2595-2599.doi:10.7498/aps.54.2595
[17]	牟勇飚, 钟诚文.基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型. 必威体育下载 , 2005, 54(12): 5597-5601.doi:10.7498/aps.54.5597
[18]	李梅娥, 杨根仓, 周尧和.二元合金高速定向凝固过程的相场法数值模拟. 必威体育下载 , 2005, 54(1): 454-459.doi:10.7498/aps.54.454
[19]	林　鑫, 李　涛, 王琳琳, 苏云鹏, 黄卫东.单相合金凝固过程时间相关的界面稳定性(I)理论分析. 必威体育下载 , 2004, 53(11): 3971-3977.doi:10.7498/aps.53.3971
[20]	黄卫东, 林　鑫, 李　涛, 王琳琳, Y. Inatomi.单相合金凝固过程时间相关的界面稳定性(Ⅱ)实验对比. 必威体育下载 , 2004, 53(11): 3978-3983.doi:10.7498/aps.53.3978

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