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石玉峰

作品数:9 被引量:55H指数:6
供职机构:清华大学材料学院更多>>
发文基金:国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
相关领域:金属学及工艺理学一般工业技术更多>>

文献类型

  • 9篇中文期刊文章

领域

  • 5篇金属学及工艺
  • 4篇理学
  • 3篇一般工业技术

主题

  • 6篇数值模拟
  • 6篇值模拟
  • 4篇元胞
  • 4篇元胞自动机
  • 4篇枝晶
  • 4篇自动机
  • 3篇定向凝固
  • 3篇枝晶生长
  • 3篇凝固
  • 2篇合金
  • 1篇定向凝固过程
  • 1篇形核
  • 1篇元胞自动机模...
  • 1篇振荡不稳定性
  • 1篇三元合金
  • 1篇凝固过程
  • 1篇铸件
  • 1篇铸造铝硅合金
  • 1篇自动机模型
  • 1篇铝硅

机构

  • 9篇清华大学

作者

  • 9篇柳百成
  • 9篇石玉峰
  • 9篇许庆彦
  • 1篇陈瑞
  • 1篇龚铭
  • 1篇李忠林

传媒

  • 2篇金属学报
  • 2篇物理学报
  • 2篇Transa...
  • 1篇稀有金属材料...
  • 1篇铸造
  • 1篇中国有色金属...

年份

  • 1篇2014
  • 1篇2013
  • 4篇2012
  • 3篇2011
9 条 记 录,以下是 1-9
排序方式:
不同择优生长取向角枝晶生长的数值模拟被引量:1
2012年
通过耦合溶质扩散方程,并考虑成分过冷和曲率过冷对界面平衡溶质成分的影响,建立改进的元胞自动机模型来模拟溶质扩散控制的立方晶系合金的枝晶生长过程。模型在计算固液界面生长速率时考虑立方晶系枝晶择优生长取向100的影响,同时采用斜中心差分格式对界面生长速率方程进行离散,从而能够模拟择优生长取向与坐标轴成不同夹角的枝晶生长形貌演变。为验证模型的可靠性,模拟NH4Cl-H2O系透明合金单个等轴枝晶以及不同择优生长取向角的多个等轴枝晶和柱状枝晶的形貌演化,模拟结果与实验结果吻合较好。
石玉峰许庆彦柳百成
关键词:枝晶生长数值模拟
Simulation and experimental validation of three-dimensional dendrite growth被引量:1
2012年
A three-dimensional (3-D) modified cellular automaton (MCA) method was developed for simulating the dendrite morphology of cubic system alloys. Two-dimensional (2-D) equations of growth velocities of the dendrite tip, interface curvature and anisotropy of the surface energy were extended to 3-D system in the model. Therefore, the model was able to describe the morphology evolution of 3-D dendrites. Then, the model was applied to simulate the mechanism of spacing adjustment for 3-D columnar dendrite growth, and the competitive growth of columnar dendrites with different preferred growth orientations under constant temperature gradient and pulling velocity. Directional solidification experiments of NH4Cl-H2O transparent alloy were performed. It was found that the simulated results compared well with the experimental results. Therefore, the model was reliable for simulating the 3-D dendrite growth of cubic system alloys.
石玉峰许庆彦柳百成
Effect of cooling rate on solidification parameters and microstructure of A1-7Si-0.3Mg-0.15Fe alloy被引量:9
2014年
The effects of cooling rate on the solidification parameters and microstructure of Al-7Si-0.3Mg-0.15 Fe alloy during solidification process were studied.To obtain different cooling rates,the step casting with five different thicknesses was used and the cooling rates and solidification parameters were determined by computer-aided thermal analysis method.The results show that at higher cooling rates,the primary α(Al) dendrite nucleation temperature,eutectic reaction temperature and solidus temperature shift to lower temperatures.Besides,with increasing cooling rate from 0.19 ℃/s up to 6.25 ℃/s,the secondary dendritic arm spacing decreases from 68 μm to 20 μm,and the primary dendritic volume fraction declines by approximately 5%.In addition,it reduces the length of Fe-bearing phase from 28 μm to 18 μm with a better uniform distribution.It is also found that high cooling rates make for modifying eutectic silicon into fibrous branched morphology,and decreasing block or lamella shape eutectic silicon.
陈瑞石玉峰许庆彦柳百成
关键词:MICROSTRUCTURE
对流作用下枝晶形貌演化的数值模拟和实验研究被引量:9
2011年
合金凝固过程中存在于枝晶尖端液相区的强制对流和自然对流均能改变溶质扩散层厚度,从而会对枝晶形貌产生较大影响.在元胞自动机模型基础上,耦合液体流动方程、热传导方程和溶质对流扩散方程,建立了新的计算微观组织演化的数值模型,并利用该模型研究了强制对流和自然对流对枝晶生长的影响.三维数值模拟结果再现了强制对流作用下等轴枝晶的生长过程,揭示了强制对流对枝晶生长速率和尖端半径的影响特点.同时利用该模型模拟了NH4Cl-H2O溶液定向凝固过程中自然对流对柱状晶生长的影响,并采用相应的实验进行验证.模拟结果与实验结果符合良好,从而证明该模型是可靠的,可推广到实际合金系中.
石玉峰许庆彦柳百成
关键词:元胞自动机定向凝固
定向凝固共晶生长的元胞自动机数值模拟被引量:7
2012年
本文在已有的二元初生相元胞自动机(CA)方法的基础上,针对二元共晶凝固过程提出了改进的元胞自动机(MCA)模型.该模型考虑成分过冷和曲率过冷对界面形态的影响,通过界面溶质浓度守恒来获得共晶α相和β相生长速率,模拟了层片的湮灭、分叉与稳态生长.为了验证模型的可靠性,对常见的CBr_4-C_2Cl_6共晶透明合金进行了模拟,研究了抽拉速率对共晶层片间距大小的影响,模拟结果与文献中的实验结果吻合良好;同时模拟了共晶层片间距调整过程的形貌演化以及层片振荡不稳定性现象.本文将MCA模型扩展到三维定向凝固过程中,研究了共晶形态的层棒状转变机制.
石玉峰许庆彦柳百成
关键词:振荡不稳定性
基于CA方法的铝合金铸件微观组织的数值模拟被引量:6
2011年
目前数值模拟技术已经成为预测铝硅合金铸件的凝固行为以及微观组织形成演化过程的重要工具。通过建立元胞自动机模型,在其中耦合FT-STAR软件计算的温度场和试验获得的形核参数,模拟了某型号铝硅合金铸件重力铸造条件下枝晶形核以及不同择优取向枝晶的生长过程。使用该模型预测了该铸件凝固过程关键点的晶粒度和二次枝晶臂,与试验结果吻合良好。
石玉峰许庆彦李忠林柳百成吴勤芳吴伟强杨洪伟
关键词:铸造铝硅合金形核数值模拟
定向凝固过程中NH_4Cl-H_2O枝晶生长的数值模拟被引量:17
2011年
建立了一种改进的元胞自动机模型(MCA),通过考虑成分过冷、曲率过冷、择优取向系数、温度梯度和抽拉速度等因素,模拟了不同温度梯度方向、不同择优取向及不同抽拉速度对柱状晶形态的影响.模拟结果较好地刻画了温度梯度和生长方向夹角的变化对一次枝晶臂间距的影响,不同择优生长取向的柱状晶竞争生长过程以及柱状晶尖端分叉机制.为了验证模型的可靠性,使用NH_4Cl-H_2O透明合金进行了定向凝固实验,实验结果和模拟结果吻合较好.
石玉峰许庆彦龚铭柳百成
关键词:元胞自动机定向凝固数值模拟
基于改进元胞自动机模型的三元合金枝晶生长的数值模拟被引量:10
2012年
在二元合金元胞自动机模型的基础上,通过耦合多元合金热力学相平衡求解器PanEngine,建立了三元合金改进的元胞自动机模型,可模拟初生相枝晶的生长过程.模型考虑了曲率过冷和成分过冷对界面平衡溶质成分的影响,通过不同组元的无量纲溶质过饱和度方程和界面溶质守恒方程之间的耦合来求解界面生长速率,并通过PanEngine计算界面处的液相线温度.采用本模型模拟了Al-7%Si-xMg三元合金自由枝晶的生长形态,结果表明Mg含量的增加会抑制枝晶一次臂的生长和二次臂的产生.同时模拟了不同抽拉速度下Al-7%Si-0.5%Mg合金柱状枝晶的竞争生长过程,随着抽拉速度的增大,柱状枝晶一次枝晶臂间距逐渐减小,与Hunt理论模型符合较好.
石玉峰许庆彦柳百成
关键词:三元合金枝晶生长
基于改进元胞自动机方法的强制对流作用下三维枝晶生长的数值模拟被引量:6
2013年
建立了一种改进的元胞自动机模型来模拟熔体对流条件下的二元合金三维枝晶的生长。模型中考虑了界面能各向异性和溶质扩散对固/液界面推移的影响,在同一套网格中耦合求解质量传输和液相流动方程,从而可以模拟溶质扩散和熔体对流之间的相互作用。使用该模型模拟了一定过冷度条件下,强制对流对Al-7%Si(质量分数,下同)合金三维枝晶生长形貌的影响。模拟结果表明,熔体强制对流导致迎流侧尖端溶质富集层减薄,枝晶生长出现了迎流生长现象。将模拟得到的溶质过饱和度与Oseen-Ivantsov解析解进行对比,当流速较大时两者吻合较好。同时模拟了三维和二维强制对流作用下枝晶生长形貌的演化,由于三维条件下对流使得熔体能够绕过垂直于对流方向的一次枝晶臂主干将溶质带到背流侧,而二维条件下只能绕过垂直方向一次臂的尖端,因此三维MCA模型能更准确地反映强制对流对枝晶生长的影响。
石玉峰许庆彦柳百成
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