کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6931572 867629 2015 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Three dimensional thermal-solute phase field simulation of binary alloy solidification
ترجمه فارسی عنوان
شبیهسازی میدان سه بعدی فاز حرارتی حلقوی آلیاژ دوتایی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
با استفاده از پالایش مخروط تطبیقی، گام به گام ضمنی، یک حل کننده چند گرید غیر خطی و محاسبات موازی برای حل یک مقیاس چندگانه، وابسته به زمان، سه بعدی، مجموعه غیر خطی از معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی برای سه متغیر میدان اسکالر، استفاده می کنیم. مدل ریاضی نشان دهنده خنثی سازی غیر ایزوترمال آلیاژ فلزی به یک ذوب است که عمدتا در نقطه ی انجماد آن در محدوده ی ذرات خنک می شود. نیروهای مولکولی فیزیکی در این مقیاس به وسیله مشخصات میدان انرژی گرفته می شوند. سرعت زمان تغییر دما، غلظت آلیاژ و پارامتر سفارش برای کنترل وضعیت مواد (مایع یا جامد) با پارامترهای انتشار و مشتقات متنوع عملکرد انرژی کنترل می شود. این مشکل فیزیکی برای دانشمندان مواد برای توسعه آلیاژهای جامد فلزی مهم است و تا کنون این مشکل حرارتی به طور کامل متصل شده در سه بعد شبیه سازی نشده است به دلیل ماهیت تقاضای محاسباتی آن. با ترکیب تکنیک های عددی پیشرفته، این مشکل اکنون در این قسمت به نمایش در می آید و با استفاده از منابع محاسباتی نسبتا مقرون به صرفه قابل مشاهده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
شبیهسازی میدان سه بعدی فاز حرارتی حلقوی آلیاژ دوتایی
چکیده انگلیسی
We employ adaptive mesh refinement, implicit time stepping, a nonlinear multigrid solver and parallel computation to solve a multi-scale, time dependent, three dimensional, nonlinear set of coupled partial differential equations for three scalar field variables. The mathematical model represents the non-isothermal solidification of a metal alloy into a melt substantially cooled below its freezing point at the microscale. Underlying physical molecular forces are captured at this scale by a specification of the energy field. The time rate of change of the temperature, alloy concentration and an order parameter to govern the state of the material (liquid or solid) are controlled by the diffusion parameters and variational derivatives of the energy functional. The physical problem is important to material scientists for the development of solid metal alloys and, hitherto, this fully coupled thermal problem has not been simulated in three dimensions, due to its computationally demanding nature. By bringing together state of the art numerical techniques this problem is now shown here to be tractable at appropriate resolution with relatively moderate computational resources.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 287, 15 April 2015, Pages 130-150
نویسندگان
, , , , ,