Pt-Al-Cr体系的相图集成建模与计算

Pt基高温合金是一类力学性能和抗氧化性优异的高温合金,开发相关的热力学数据库是进行该类合金设计的必要前提。本文系统整理和评估了Pt-Al-Cr体系热力学数据、相图的实验数据和第一性原理计算数据,计算了Pt-Al、Pt-Cr和Al-Cr的混合焓和形成焓等热力学性质,计算得到的相图和热力学性质与实验数据和第一性原理计算数据吻合较好。在此基础上,结合相图计算方法(CALPHAD)通过热力学外推优化建立Pt-Al-Cr三元体系的成分-温度相图模型。使用该模型计算Pt-Al-Cr体系液相面投影图和873.15、1073.15、1273.15 K的等温截面图,热力学计算结果与实验数据吻合较好。

一种结合Roe格式的高精度半拉氏方法

针对守恒形式的欧拉方程组,构造了一种结合Roe格式的守恒型有限体积形式的半拉氏方法.通过发展一种基于Roe特征速度的拉氏质点回溯方法,由此来计算半点的流量并作为边界通量的近似,使得这种半拉氏方法在时空离散上达到二阶精度,并且保证了守恒性.其中回溯点处物理量采用本质无振荡格式(ENO)方法进行插值重构得到,不需要增加人工黏性且避免了有限体积多矩半拉氏方法中限制器选择的问题,又能够达到时空的高阶精度.方法简便,易于实现,兼具拉氏方法和欧拉方法的优点.一维和二维数值算例表明,此方法对激波和接触间断都取得了满意的模拟效果,可用于可压缩复杂流动问题的计算.

基于CALPHAD的高温高压相图建模

高温高压相图在物理化学、矿物学、地球科学和极端条件下的材料科学中都具有重要的地位和应用价值,相图计算方法(alculation of phase diagram,CALPHAD)是建立温度-压强热力学相图和热力学数据库的主要方法,可以计算材料体系的相平衡、组成相的相分数和相成分、热力学性质,一定程度上解决单一实验建立高温高压相图的困难。本文对基于CALPHAD的高温高压相图建模方法进行了详细介绍,并总结其当前面临的问题和下一步研究方向,为极端条件下材料设计和性能评估奠定基础。