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摘要
为了研究六角冰晶生长的微观机理,进行了模拟计算,基于GPU加速,建立二维格子玻尔兹曼-元胞自动机(lattice Boltzmann method-cellular automaton,LBM-CA)模型,对六角冰晶微观演化过程进行模拟研究。模拟过程中采用CA模拟枝晶的生长,采用LBM模拟热传输现象,探究不同初始过冷度、温度梯度、冷却速率对冰晶生长速率、形貌、冰晶尺寸的影响。结果表明:在较小过冷度时,枝晶生长速率随过冷度增大而增大,与过冷度呈近似线性关系,模拟结果与LMK临界稳定性理论吻合;在一定的温度梯度下,正温度梯度方向的枝晶生长受抑制,负温度梯度方向生长受促进;冷却速率越大,冰晶的尺寸越大。
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