基于介观尺度的铸锭凝固过程宏观偏析的数值模拟研究

目录

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.1.1 课题的研究背景

1.1.2 课题的研究意义

1.2 介观尺度的组织模拟与传输过程研究

1.2.1 介观尺度下的组织模拟研究

1.2.2 传输过程研究

1.3 铸锭宏观偏析的研究进展

1.3.1 宏观偏析模型在国外的研究进展

1.3.2 宏观偏析模型在国内的研究进展

1.4 研究目的、研究内容和研究方法、研究路线

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容和研究方法

1.4.3 研究路线

1.5 本章小结

第二章 铸锭宏观偏析数值模型的构建

2.1 前言

2.2 宏观传输过程的格子Boltzmann模型

2.2.1 格子Boltzmann方法的基本模型

2.2.2 流场传输过程的LBM模型

2.2.3 温度场传输过程的LBM模型

2.2.4 浓度场传输过程的LBM模型

2.2.5 边界条件处理

2.3 介观组织模拟的元胞自动机模型

2.3.1 形核模型

2.3.2 生长及捕获模型

2.3.3 潜热释放和溶质再分配

2.4 CA-LBM耦合模型的构建

2.5 本章小结

第三章 模型验证

3.1 LBM传输模型的验证

3.1.1 Poiseuille流动

3.1.2 圆柱绕流

3.1.3 Rayleigh-Bénard自然对流

3.1.4 溶质扩散验证

3.2 CA-LBM耦合模型的验证

3.3 本章小结

第四章 全域铸锭宏观偏析的数值模拟研究

4.1 前言

4.2 二维Fe-C合金穿晶组织凝固过程研究

4.2.1 自然对流作用下的穿晶组织凝固过程研究

4.2.2 自然对流对穿晶组织宏观偏析的影响

4.2.3 浇注温度对穿晶组织宏观偏析的影响

4.2.4 传热系数对穿晶组织宏观偏析的影响

4.3 二维Fe-C合金CET凝固过程研究

4.3.1 自然对流作用下CET凝固过程研究

4.3.2 传热系数对CET凝固过程的影响

4.3.3 自然对流强度对CET凝固过程的影响

4.3.4 模拟结果验证

4.4 二维Fe-C合金全域等轴晶凝固过程研究

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

5.3 本文创新点

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢