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Al-4%Cu凝固过程枝晶生长的数值模拟
晶体生长形貌
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晶体生长过程是一个高度非线性的、多场多尺度的复杂问题,涉及热传导、对流、辐射与相变,空间尺度与时间尺度跨度范围大。例如,熔体与气相的传热、传质,湍流,热辐射相互耦合作用,会显著影响晶体的缺陷形成;熔体与气相中存在急剧扩散、粘性、辐射、热边界层(有时还伴随着复杂的缺陷边界层),空间尺度跨度大;晶体生长的时间尺度一般慢于热传导时间尺度两个数量级,慢于对流传热时间尺度六个数量级,时间尺度跨度大。FEMAG软件通过建立先进的、考虑多种耦合效应的传热、湍流等全局有限元模型(准稳态模型、逆向动态、直接动态模型),基于非结构化网格而开发的Navier-Stokes求解器,结合Newton-Raphson迭代法,可以准确、高效地求解晶体生长过程中的多尺度复杂问题。
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