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摘要
通过实验观测了Al-Si合金的凝固组织，测量了枝晶组织的二次枝晶臂间距并分析了温度对凝固组织的影响。在相场模型中引入重力引起的自然对流以预测实验条件下Al-Si合金凝固组织的演变。模拟结果与实验结果吻合良好，验证了本文中提出的模拟方法的可靠性。基于本文中的耦合模型，开展了一系列溶质含量不同的合金柱状晶和等轴晶组织生长的二维和三维模拟，发现溶质含量对凝固组织的演变几乎没有影响。溶质膨胀系数对枝晶尖端移动速度有显著影响，本文中采用的算法极大地加快计算效率，因此通过大规模的数值模拟研究难以直接通过实验观测到的Al-Si合金凝固组织的演变过程成为可能。
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