基于改进元胞自动机方法的强制对流作用下三维枝晶生长的数值模拟

作者：石玉峰; 许庆彦; 柳百成

来源：稀有金属材料与工程, 2013, (04): 700-705.

• 改进的元胞自动机
• 强制对流
• 三维枝晶生长 MCA
• forced convection
• 3-D dendritic growth

建立了一种改进的元胞自动机模型来模拟熔体对流条件下的二元合金三维枝晶的生长。模型中考虑了界面能各向异性和溶质扩散对固/液界面推移的影响,在同一套网格中耦合求解质量传输和液相流动方程,从而可以模拟溶质扩散和熔体对流之间的相互作用。使用该模型模拟了一定过冷度条件下,强制对流对Al-7%Si(质量分数,下同)合金三维枝晶生长形貌的影响。模拟结果表明,熔体强制对流导致迎流侧尖端溶质富集层减薄,枝晶生长出现了迎流生长现象。将模拟得到的溶质过饱和度与Oseen-Ivantsov解析解进行对比,当流速较大时两者吻合较好。同时模拟了三维和二维强制对流作用下枝晶生长形貌的演化,由于三维条件下对流使得熔体能够绕过...

• 单位
  清华大学