基于界面非等溶质枝晶模型及平均体积法的雾化液滴凝固建模

发布时间：2020-10-20 20:33

　　 采取等温、等溶质固/液界面假设,人们已经建立了众多的枝晶生长模型。然而,沿着固/液界面,界面曲率和法向速度实际上不是常数。这将导致沿着固/液界面界面曲率过冷和溶质偏析的变化。这意味着界面将是非等温、非等溶质的。因此,本论文的主要工作是在非等温、非等溶质界面情况下建立过冷合金熔体快速凝固的非平界面系列模型,包括溶质截留模型、传输动力学模型、过冷合金熔体的枝晶凝固模型。与现有模型的比较分析证实了如下结论。考虑在非等温特性的界面与等温界面的模型的不同之处。采用纯金属凝固模型,提出了一种非等温自由树枝生长模型,进行比较分析更好的与实验数据相耦合。之后考虑了非等温、非等溶质特性的界面将比相应的等温、等溶质界面具有更高的模型预测(沿着界面,包括枝晶尖端),建立一个非等温固/液界面二元合金自由枝晶生长模型。进一步完善非等温非等溶质凝固模型。在非等温非等溶质界面情况下,沿着界面将存在额外的侧向热扩散。这一效应将导致之前的模型对尖端温度的预测过低。非等温非等溶质界面边界条件下的液相溶质扩散。最后考虑在体平均条件下,考虑气雾化合金液滴的凝固冷却行为,结合两种非等温和非等温非等溶质模型进行建模。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TG111.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景
    1.2 过冷熔体非平衡凝固理论概述
        1.2.1 非平衡凝固传输动力学
        1.2.2 非平衡界面动力学
        1.2.3 非平衡枝晶凝固模型
    1.3 存在问题
    1.4 论文的主要研究内容和意义
第2章 非等温下的纯金属自由生长建模
    2.1 非等温模型描述
    2.2 数值模拟结果分析和讨论
    2.3 本章小结
第3章 非等温下的合金自由生长建模
    3.1 模型描述
    3.2 应用到镍硼合金
    3.3 本章小结
第4章 气雾合金液滴的凝固行为
    4.1 体积平均法则
    4.2 合金液滴生长过程中的温度控制方程
    4.3 合金液滴下落的动力学模型
    4.4 合金液滴生长过程中的溶质控制方程
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

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本文编号：2849127