强制对流和自然对流作用下枝晶生长的数值模拟[EB/OL]
北京：中国科技论文在线
） 摘要： 本文建立了一个基于格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 的二维模型, 对强制对流和自然对流作用下合金凝固过程中的枝晶生长行为进行了模拟研究
与传统的基于求解Navier-Stokes (NS) 方程计算流场的方法不同, 本模型采用基于分子动理论的LBM对凝固过程中的传输现象进行数值计算
用三组粒子分布函数分别建立了计算流场、由对流和扩散所控制的浓度场和温度场的LBM演化方程
通过求解LBM演化方程获得固/液界面前沿的浓度和温度分布
然后, 基于Zhu和Stefanescu (ZS) 提出的溶质平衡方法计算枝晶生长的驱动力
为了对模型进行验证, 将模拟的在强制和自然对流作用下枝晶上游尖端的稳态生长特征分别与Oseen-Ivantsov 解析解和修正的Lipton-Glicksman-Kurz (LGK) 模型的预测结果进行了比较
模拟结果和理论预测结果获得了良好的吻合
此外, 将本模型与基于NS方程求解流场的ZS-NS模型的模拟结果进行了对比, 发现两个数值模型模拟的固相分数演变曲线相接近
表明用LBM计算的三传现象收敛于传统的传输模型
同时还发现, 与ZS-NS模型相比, 本模型具有更好的数值稳定性和更高的计算效率
关键词： 微观组织模拟
） Abstract： Keywords： microstructure modeling;dendritic growth;convection;lattice Boltzmann method 下载PDF阅读器 PDF全文下载： 初稿 （ 150 ） 作者简介： 通信联系人： 【收录情况】 中国科技论文在线： 孙东科
