用元胞自动机与宏观传输模型耦合方法模拟凝固组织

摘要

用元胞自动机(cellular automaton,CA)方法模拟凝固组织,采用有限差分方法(FDM)模拟凝固过程中的热传导、溶质扩散及动量传输等宏观传输过程,将二者耦合(CA-FDM)模拟了钢锭凝固过程中晶粒的形核与生长过程,预测了表面柱状晶的长度、取向及柱状晶-等轴晶的转变,模拟结果表明,形核率与生长速度的比值是决定组织形态(包括晶粒形貌、柱状晶-等轴晶转变)的重要因素,合理地控制两者的比值可以获得优良的微观组织,为使这种方法实用化,以增加可模拟元胞的数目,在开发程序时使用了虚拟内存分配技术。