【金屬結(jié)晶】基于相場方法模擬均勻過冷度場下的金屬晶體結(jié)晶過程附matlab代碼
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金屬結(jié)晶是材料科學(xué)中的重要研究領(lǐng)域之一。相場方法是一種常用的模擬金屬結(jié)晶的方法。本文將介紹基于相場方法模擬均勻過冷度場下的金屬晶體結(jié)晶過程的算法步驟。
建立相場模型
首先,需要建立一個(gè)相場模型。相場模型是描述材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。在相場模型中,每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)相場變量,用來描述該點(diǎn)的相狀態(tài)。在金屬結(jié)晶中,相場變量通常表示晶體的取向和形態(tài)。
設(shè)定初始條件
在模擬金屬結(jié)晶過程前,需要設(shè)定一些初始條件。例如,需要設(shè)定金屬的化學(xué)成分、溫度、過冷度等參數(shù)。這些參數(shù)會(huì)影響金屬晶體結(jié)晶的過程和結(jié)果。
模擬過冷度場
在金屬結(jié)晶過程中,過冷度場是一個(gè)重要的因素。過冷度是指金屬的溫度低于其熔點(diǎn),但還未形成晶體的狀態(tài)。在模擬金屬結(jié)晶過程中,需要先模擬過冷度場,以便后續(xù)的晶體生長模擬。
模擬晶體生長
在模擬晶體生長過程中,需要考慮晶體的取向和形態(tài)。相場模型可以描述晶體的取向和形態(tài),因此可以用來模擬晶體生長的過程。在晶體生長過程中,晶體會(huì)沿著能量最低的方向生長。因此,在模擬晶體生長時(shí),需要考慮晶體的能量。
可視化結(jié)果
最后,需要將模擬結(jié)果可視化??梢暬Y(jié)果可以幫助研究人員更好地理解金屬結(jié)晶過程。通常,可視化結(jié)果可以用三維圖形顯示。
總之,基于相場方法模擬均勻過冷度場下的金屬晶體結(jié)晶過程需要經(jīng)過建立相場模型、設(shè)定初始條件、模擬過冷度場、模擬晶體生長和可視化結(jié)果等步驟。這些步驟需要細(xì)致地設(shè)計(jì)和實(shí)施,以獲得準(zhǔn)確的模擬結(jié)果。
?? 部分代碼
N=300;
step_num=300;
step_num1=1;
step_num2=150;
step_num3=350;
step_num4=500;
tt=0;
%晶粒初始化(細(xì)胞生長法)
for i=1:N
? ?L(randi(Ln),randi(Ln))=randi(Q); ?% 對L矩陣任意行任意列設(shè)定隨機(jī)數(shù) randi(Q)
end
%% LL預(yù)留一條邊界輪廓=0
LL=zeros(Ln+2);
LL(2:end-1,2:end-1) = L;
% 設(shè)定L 后 ,得到凝固初始點(diǎn),其他沒有形核的點(diǎn)都為0
?%% ----*****
while all(all(L))==0 ?%當(dāng)L矩陣還有
? for i=2:(Ln+1)
? ? ? for j=2:(Ln+1)
? ? ? ? ? A=[LL(i-1,j-1),LL(i-1,j),LL(i-1,j+1),LL(i,j-1),LL(i,j+1),LL(i+1,j-1),LL(i+1,j),LL(i+1,j+1)]; % LL(i,j)的8個(gè)領(lǐng)域判別
? ? ? ? ? a=LL(i,j);
? ? ? ? ? %% KEY**** |或; &與;
?? 運(yùn)行結(jié)果

?? 參考文獻(xiàn)
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