凝固相场模拟中若干问题的讨论

用于凝固微观结构建模的神经细胞自动机

Neural Cellular Automata for Solidification Microstructure Modelling

提出基于卷积神经网络的神经细胞自动机（NCA）模拟金属凝固微观结构，能学习关键凝固特征且比传统CA快六个数量级，并在训练范围外提供可靠预测。

Si-As合金快速凝固过程中溶质捕获的相场模拟

Phase-field modelling of solute trapping during rapid solidification of a Si-As alloy

采用相场模型研究了快速凝固条件下生长固体的非平衡溶质捕获效应。考虑扩散固液界面上的连续稳态浓度分布，在相场的背景下引入了一个新的非平衡分配系数的定义。这个定义导致，特别是高增长速度，以更好地描述现有的实验数据相比，与其他扩散界面和尖锐的界面预测。

Phase-field modelling of the effect of density change on solidification revisited: Model development and analytical solutions for single component materials

In this paper the development of a physically consistent phase-field theory of solidification shrinkage is presented. The coarse-grained hydrodynamic equations are derived directly from the N-body Hamiltonian equations in the framework of statistical physics, while the constitutive relations are developed in the framework of the standard Phase-field Theory, by following the variational formalism and the principles of non-equilibrium thermodynamics. To enhance the numerical practicality of the model, quasi-incompressible hydrodynamic equations are derived, where sound waves are absent (but dens…

Mg-0.4Zn-1Y合金快速凝固相对于铸造的优势

Advantages of rapid solidification over casting of Mg-0.4Zn-1Y alloy

本研究对比Mg-0.4Zn-1Y合金的传统铸锭冶金与快速凝固工艺，发现快速凝固可调控LPSO相、MFS及晶粒尺寸，实现优异力学性能与合理腐蚀速率的兼顾。

二元和三元系凝固过程的有限元相场模拟

Phase-field simulations of solidification in binary and ternary systems using a finite element method

本文提出了二元和三元合金枝晶和共晶凝固的自适应有限元模拟。计算是基于最近制定的相场模型，特别是适合于多组分多相系统的非等温凝固建模。在这种方法中，一组控制方程的相场变量，合金成分的浓度和温度必须数值求解，确保本地熵产生和质量和内部能量守恒。为了有效地进行数值模拟，我们开发了一个数值方案，以解决控制方程，使用有限元方法的自适应非均匀网格的相边界的区域中具有最高的分辨率。模拟结果在三元镍$_{60}$铜$_{40-x}$铬$_{x}$合金的凝固研究合金成分的生长形态和生长速度的影响。获得的形态图显示了从树枝状到球状结构的过渡，随着Cr浓度的增加。此外，我们评论二元共晶相变的二维和三维模拟。观察到规则的振荡生长结构结合在3D中的矩阵相的拓扑变化。展望了我们的方法在描述AlCu共晶中的应用。

无形态失稳条件下合金定向凝固微观斑图形成的相场法模拟

Phase-field modeling of microstructural pattern formation during directional solidification of peritectic alloys without morphological instability

在包晶合金定向凝固过程中，两个稳定的固相（母相和包晶相）竞争生长成亚稳液相，其杂质含量大于任何一个固相。当母相或两个固相在形态上不稳定时，即，对于小的温度梯度/生长速率比（$G/v_p$），一个固相通常生长出并覆盖另一个相，导致与在稀二元合金的单相凝固过程中形成的胞状-枝晶阵列结构非常类似的胞状-枝晶阵列结构。相反，当$G/v_p$大到足以使两相形态稳定时，微结构的形成受到两个固相的成核和生长之间的微妙相互作用的控制。在这种情况下观察到的结构（在对流效应被抑制的小样品中）包括垂直于生长方向的母相和周相的交替层（带），其通过一个相交替成核和横向扩散到另一个相上而形成，如最近的模型[R. Trivedi，Metall. Mater. A 26，1（1995）]，以及部分填充的带（岛），其中周晶相不完全覆盖连续生长的母相。我们开发了一个相场模型，结合成核过程，以探索这些结构的形成的周向凝固。该模型的模拟揭示了从岛屿到乐队的形态过渡，在母相上的成核后，这原来是由一个显着的恒定的加速度，和生长形态的类型，人们可能会期望在纯扩散生长条件下观察到的大样品的周边相的传播的动态。