| 强制对流作用下溶质枝晶生长的CA-LBM模拟 |
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| 引用本文： | 赵红蕾,孙东科,潘诗琰,戴挺,朱鸣芳. 强制对流作用下溶质枝晶生长的CA-LBM模拟[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2009, 39(2) |
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| 作者姓名： | 赵红蕾 孙东科 潘诗琰 戴挺 朱鸣芳 |
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| 作者单位： | 东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金，江苏省自然科学基金，教育部高等学校博士学科点专项科研基金 |
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| 摘 要： | 应用一个二维的元胞自动机(cellular automata, CA)-格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 耦合模型,对合金等温凝固过程中溶质枝晶在强制对流作用下的生长规律进行了模拟研究.该耦合模型采用CA方法模拟枝晶生长,同时采用基于分子动理论的LBM模拟枝晶生长过程中的流场和浓度场.应用该模型模拟分析了过冷度和成分等因素对Al-Cu合金在纯扩散和对流作用下单枝晶的生长规律的影响.结果表明,在纯扩散条件下,模拟的枝晶稳态生长尖端速度、半径、Peclet数和过冷度的关系与Lipton-Glicksman-Kurz (LGK)模型的预测结果吻合良好.对流作用下枝晶的生长形貌呈现出了不对称性,枝晶的生长在上游方向得到促进,而在下游方向受到抑制.合金成分和初始过冷度等因素会对枝晶形貌和生长动力学产生影响.
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| 关 键 词： | 数值模拟 枝晶生长 流场 浓度场 格子玻尔兹曼方法 元胞自动机 |
CA-LBM modeling of solutal dendritic growth with forced convection |
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| Zhao Honglei,Sun Dongke,Pan Shiyan,Dai Ting,Zhu Mingfang. CA-LBM modeling of solutal dendritic growth with forced convection[J]. Journal of Southeast University(Natural Science Edition), 2009, 39(2) |
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| Authors: | Zhao Honglei Sun Dongke Pan Shiyan Dai Ting Zhu Mingfang |
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| Affiliation: | Jiangsu Key Laboratory for Advanced Metallic Materials;Southeast University;Nanjing 211189;China |
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| Abstract: | A two-dimensional(2D) cellular automaton-lattice Boltzmann(CA-LBM) model was employed to simulate the dendritic growth in the presence of forced convection during isothermal solidification of binary alloys.In the model,the dendritic growth is simulated by a CA approach,and the flow field and the concentration field are numerically solved using the LBM based on the gas kinetic theory. The model was applied to simulate the single dendritic growth of Al-Cu alloys in the cases of pure diffusion and melt convect... |
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| Keywords: | numerical simulation dendritic growth flow field concentration field lattice Boltzmann method cellular automation |
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