Al-4％Cu合金定向凝固温度梯度变化及界面形态演化规律

研究了Al-4％Cu合金定向凝固界面形态随抽拉速率的演化规律及其转变机制。通过测量自行研制的定向凝固设备的温度梯度,发现温度梯度随抽拉速率的增大而减小,并随炉体温度的升高而增大。研究了Al-4％Cu合金定向凝固的界面演化及生长形态,对比后发现,在胞状生长过程中,竞争淘汰是主要的生长方式;而在高速抽拉过程中,尖端开裂是枝晶的主要生长方式。

定向凝固界面形态演化及其稳定性的相场法研究

采用B-S相场模型研究了二元合金定向凝固过程中抽拉速度和温度梯度两种凝固参数对界面形态演化、溶质分布、溶质截留及界面稳定性的影响.模拟结果再现了随抽拉速度和温度梯度的变化凝固界面形态发生深胞→浅胞→平界面的演化过程,比较了不同抽拉速度和不同温度梯度下一次间距、沟槽深度以及有效溶质分配系数等参数,预测了高抽拉速度和高温度梯度条件下的绝对稳定性,模拟结果与M-S稳定性理论吻合良好.

基于界面追踪法的双液滴流动特性数值模拟

基于界面追踪法(front-tracking method,FTM)建立了重力场中多个气液界面间相互耦合的数值模型。以两个液滴的自由落体运动为研究对象,在不同Reynolds数(Re)、Eotvos数(Eo)和液滴初始中心距的情况下进行数值分析。研究结果表明:当液滴初始中心距较大(Lc/D≥4)时,两个液滴间的相互作用很小,对液滴的变形和运动过程不产生影响,而此时液滴的运动特性由Re和Eo决定;当液滴初始中心距较小(Lc/D=2)时,液滴在下落过程中的变形是不对称的,并且液滴会相互排斥,在大Re和Eo时,这种现象更加明显。