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摘要
开发了一种耦合并行-自适应网格划分算法的相场-格子玻尔兹曼方法来模拟hcp金属的等轴和柱状枝晶生长,重点讨论了重力驱动的自然对流以及自然对流与强制对流耦合对枝晶生长的影响。模拟结果表明,二维情况下的hcp金属枝晶在重力驱动的自然对流下呈现非对称生长,同时揭示了溶质偏析和溶质羽流的演化过程。研究得出,溶质羽流的形成是由枝晶的溶质阻塞和熔体流动时溶质传输之间的竞争决定的。引入适当的强制对流可以消除溶质羽流的形成并抑制枝晶尖端溶质浓度的局部波动。研究还发现,重力驱动的自然对流丰富了hcp金属3D枝晶形貌的多样性。
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