对流条件下的晶体生长数值模拟

摘要

以Al-Cu合金为研究对象,建立以元胞自动机和格子Boltzmann为基础的耦合模型,模拟晶粒在强迫对流环境中的枝晶生长演变过程.并以此为基础考察流动速度对晶体周围温度场和浓度场的影响、速度大小对枝晶生长形貌的影响以及处理任意择优角度下的晶体生长情况.模拟结果显示:速度场将会对温度场和浓度场出现非常明显的冲刷效果;速度的大小将会明显地改变枝晶形貌中上游和下游的主枝晶臂和二次枝晶臂的发育情况;在非特定的择优角度下,仍出现非常明显的流动速度对上下游温度场、浓度场和枝晶生长形貌的影响.