改进的细胞自动机模型模拟合金枝晶生长

本文探讨了"一种改进的细胞自动机模型在固态化过程中模拟枝晶生长"（AModified Cellular Automaton Model for the Simulation of Dendritic Growth in Solidification），由李青松教授提出。该研究旨在开发一个新型的数值模型来模拟合金固态化过程中枝晶微结构的演化。细胞自动机模型（mCA）在此应用中扮演关键角色，它能够精确计算溶质在固相和液相中的重新分布，包括枝晶尖端曲率以及生长的各向异性效应。 在mCA模型中，热力学、曲率和溶质扩散等因素都被纳入考虑，这使得模型能够精细地模拟从枝晶尖端长度尺度到微观结构形成的整个过程。作者特别选择了铝-7%硅合金作为研究对象，通过模拟其定向和等轴晶生长，探讨了冷却速率对枝晶形态的影响以及生长各向异性。此外，模型还深入研究了不同枝晶晶体的竞争性生长和选择过程，这对于理解合金微观结构形成机制具有重要意义。 关键词：枝晶生长、固态化、概率模型、溶质扩散、曲率效应、数值模拟、热力学影响。这一研究不仅有助于提高对金属合金凝固过程的理解，也为设计优化合金材料的微观结构提供了理论基础。通过使用mCA模型，研究人员可以预测并控制不同的工艺条件如何影响最终产品的性能，从而在工业制造中实现更高效和精确的控制。