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一个新的用于元胞自动机模拟微观组织的溶质分配模型及其计算验证被引量：4: 2013年; 在已有的几种溶质再分配计算模型的基础上,建立了一个新的更为合理的溶质再分配模型.该模型充分考虑了枝晶生长过程中可能出现的固/液界面元胞的各种状态及其邻居元胞的各种状态,根据这两者的不同状态,分别建立不同的计算公式展开计算.利用所建立的模型消除了原有的扩散控制的元胞自动机(CA)生长模型存在的在晶界处元胞不凝固的缺陷.接着,为了进一步验证模型的可靠性,在Kurz-Giovanola-Trivedi方法控制的CA生长模型中引入新的溶质再分配计算模型,对Al-4.7 wt%Cu合金铸锭进行了模拟计算,并与实验结果进行了金相组织和成分分布两方面的对比,表明新模型具有较好的精确性.; 李日沈焕弟冯长海潘红冯传宁; 关键词：微观组织模拟

基于体积平均法模拟铸锭凝固过程的可靠性分析被引量：3: 2014年; 采用欧拉方法和体积平均思想,建立了以液相为主相、等轴晶和柱状晶视为两类不同第二相的三相模型,耦合凝固过程质量、动量、能量、溶质的守恒方程和晶粒的传输方程.以Al-4.7 wt.%Cu二元合金铸锭为例,模拟了合金铸锭二维的流场、温度场、溶质场、柱状晶向等轴晶转变过程以及等轴晶的沉积过程,并将模拟的铸锭组织和偏析结果与实验所得结果对比.温度场、流场和组织的模拟结果与理论基本一致,但由于模型没有考虑收缩以及浇注时的强迫对流,导致铸锭外层的偏析模拟值比实测值低,内层的模拟值比实测值高.所以收缩和逆偏析在模拟中是不可忽略的,这也是本文模型的改进方向.另外在所得模拟结果的基础上分析了体积平均法计算铸锭凝固过程的优点和不足之处.; 李日王健周黎明潘红; 关键词：宏观偏析传热传质

Al-4.7%Cu合金铸锭宏观偏析的数值模拟及实验验证: 2014年; 基于凝固理论和欧拉多相流方法,以相体积分数为宏-微观耦合的纽带,建立了宏-微观耦合计算宏观偏析的数学模型,对Al-4.7%Cu合金铸锭进行了相体积分数、温度场、溶质场等方面的模拟计算,预测了铸锭凝固过程中的固-液界面形态和组织演化规律。结果证明,实验结果和模拟结果较吻合。; 周黎明王健潘红郭仁军冯长海; 关键词：多相流体积分数宏观偏析

基于体积平均法的NH_4Cl水溶液凝固行为研究被引量：3: 2015年; 根据合金凝固理论和体积平均多相模型,对NH4Cl-70%H2O凝固过程进行了数值模拟和实验验证.虽然研究者已研究过NH4Cl-70%H2O凝固过程,但是只针对单个现象进行分析,比如通道偏析的形成、对流形式以及晶粒的形成.在前人研究的基础上,本文首次通过数值模拟和实验对比两种手段相结合的方式全面地研究了氯化铵水溶液凝固整个计算域的全部现象,尤其再现了等轴晶在铸锭中的下落漂移现象以及由此引起的对流,并且更深入地探究了偏析的形成原因.通过计算发现等轴晶从型壁处沉降并逐渐向铸型底部积聚,直到体积分数达到一临界值后,柱状晶停止生长,完成柱状晶向等轴晶转化过程.由于溶质再分配,底部晶粒集中的区域形成了负偏析,在尚未凝固的上部区域形成较大范围的正偏析.通过实验验证发现,等轴晶在铸锭中的下落漂移现象和对流形式的预测值与实验值较为一致,从而全面揭示出凝固过程中固相的移动和对流是产生宏观偏析的关键因素.; 李日周黎明潘红王健; 关键词：凝固偏析铸锭氯化铵水溶液数值模拟

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潘红