【技术实现步骤摘要】
一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法
本专利技术涉及一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的模型及其数值模拟方法，属于计算机软件
技术介绍
枝晶生长是合金凝固过程中极为常见的现象，广泛出现在自然界和工业界，该过程形成的微观组织对凝固件的物理性能有着决定性影响。此外，熔体流动时常伴随着枝晶生长的过程出现，对温度分布和微观形态演变都有较大影响。揭示熔体流动下的枝晶生长过程的形貌演化机制，对于控制铸件的物理性能有着指导作用，具有很高的科学和实用价值。传统的研究方法分为实验研究法、理论研究法和数值模拟法，而其中数值模拟具有效率高、与实际联系紧密，且更为经济的优点。目前元胞自动机方法、相场方法、前沿追踪方法、焓方法等和基于纳维-斯托克斯方程组的计算流体力学方法的耦合模型已经取得了一些成就，但是由于在求解纳维-斯托克斯方程组时计算量很大、方法复杂，导致计算效率和数值稳定性不高。此外，枝晶生长过程中的固液界面边界条件较为复杂难以设置，熔体流动和热量输运的微观机制难以有效描述，这些缺陷阻碍了这些方法取得进一...
【技术保护点】
1.一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法，其特征在于：包括强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的模型以及该模型在计算机中进行数值模拟的实现方法，所述强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的模型包括熔体流动、热量输运和自由枝晶生长三个控制方程组。/n
【技术特征摘要】
1.一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法，其特征在于：包括强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的模型以及该模型在计算机中进行数值模拟的实现方法，所述强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的模型包括熔体流动、热量输运和自由枝晶生长三个控制方程组。
2.根据权利要求1所述的一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法，其特征在于：所述自由枝晶生长的控制方程组将描述各向异性枝晶生长的相场方程，用格子玻尔兹曼方法离散成描述各向异性枝晶生长的格子玻尔兹曼相场方程，控制方程如下：
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3.根据权利要求1所述的一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法，其特征在于：所述自由枝晶生长的控制方程组通过改变各向异性函数来描述四重或六重各向异性晶体的生长过程，通过一个描述各向异性的向量引入界面能效应在枝晶生长过程中的影响。
4.根据权利要求1所述的一种模拟强制对流作用下纯物质自由枝晶生长的数值方法，其特征在于：所述自由枝晶生长的控制方程组用相场分布函数和序参量将宏观和微观联系在一起，其具体表现为，序参量等于相...
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