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arXiv 2211.08309cond-mat.mtrl-sci
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狭窄通道中二维枝晶晶体生长的标度律

Scaling laws for two-dimensional dendritic crystal growth in a narrow channel

Younggil Song, Damien Tourret, Alain Karma

AI总结:

研究狭窄通道中熔体二维针状晶体生长动力学,解析理论预测低过饱和度下生长速度随时间以幂律衰减,并通过相场与针状网络模拟验证,同时揭示了临界通道宽度对晶体生长速度的影响机制。

摘要:

我们通过解析和计算研究了狭窄通道中熔体二维针状晶体生长的动力学。我们的解析理论预测,在低过饱和度极限下,生长速度 $V$ 随时间 $t$ 以幂律 $V \sim t^{-2/3}$ 衰减,我们通过相场和针状网络模拟验证了这一点。模拟进一步揭示,高于临界通道宽度 $Λ\approx 5l_D$(其中 $l_D$ 为扩散长度)时,针状晶体以恒定的 $V<V_s$ 生长($V_s$ 为自由生长针状晶体速度),并在 $Λ\gg l_D$ 极限下趋近于 $V_s$。

英文摘要:

We investigate analytically and computationally the dynamics of 2D needle crystal growth from the melt in a narrow channel. Our analytical theory predicts that, in the low supersaturation limit, the growth velocity $V$ decreases in time $t$ as a power law $V \sim t^{-2/3}$, which we validate by phase-field and dendritic-needle-network simulations. Simulations further reveal that, above a critical channel width $Λ\approx 5l_D$, where $l_D$ the diffusion length, needle crystals grow with a constant $V<V_s$, where $V_s$ is the free-growth needle crystal velocity, and approaches $V_s$ in the limit $Λ\gg l_D$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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