自适应有限元法对合金定向倾斜枝晶生长的相场法模拟

作者：朱昶胜^*; 高宏伟; 马芳兰; 冯力; 雷鹏

来源：兰州理工大学学报, 2021, 47(03): 15-22.

• 相场模拟
• 自适应有限元
• 定向凝固
• Al-Cu(w(Cu)=4%)合金

建立了合金定向倾斜枝晶生长的相场模型,采用非均匀网格的自适应有限元法求解薄界面层厚度条件下的相场模型,研究了Al-Cu(w(Cu)=4%)合金的倾斜枝晶演化过程,定量分析了冷却速率、主晶间距对凝固组织的影响.结果表明:冷却速率、主晶间距和抽拉速度可以控制倾斜枝晶的生长角度,随着冷却速率的增加,枝晶的生长会偏离择优取角向温度梯度方向偏转,反之主晶间距和抽拉速度增大,枝晶的生长角度逐渐从温度梯度方向朝着晶体择优方向偏转.此外,自适应有限元法相较于均匀网格法在CPU的运行时间上降低了一个数量级,并且随着计算域的增大,自适应有限元法的计算效率越高.

• 单位
  兰州理工大学