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Phase Lab相场模块-枝晶凝固

鸿之微 来源:鸿之微 2023-03-23 10:58 次阅读

Phase Lab 是一款功能强大的相图相场计算软件,包括相图模块、扩散模块、相场模块以及数据库模块,可以帮助研究者在合金材料设计中,借助强大的数据库建立成分-物相-性能之间的关联规律,完成材料的成分优化与性能提升。

相场模块作为Phase Lab 2023A版本新增的功能模块,可以实现多种凝固过程interwetten与威廉的赔率体系 。通过耦合CALPHAD方法和热力学数据库,准确描述多元合金中各相的Gibbs自由能,建立多元合金凝固过程的相场模型,从而更加准确地模拟多元合金凝固过程中组织形成及演化现象。

本期将给大家介绍Phase Lab 相场模块-枝晶凝固的内容。

2.2 相场模块

2.2.1 枝晶凝固

1. 选择数据库Databases为Binary Alloys,数据库来源为HZWTECH。

2. 选择元素Elements为Al、Cu。

3. 选择计算类型为Solidification。

4. 点击Next按钮进入Phases页面。

b3996b46-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

5. 勾选LIQUID、FCC_A1相。

6.点击Next按钮进入Solidification参数设置页面。

b3d7569a-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

7. 设置计算参数。

设置计算参数SystemConditions:

Component:Mole fraction

Al:0.98

Cu:0.02

Number_of_X_direction:600

Number_in_Y_direction:600

Space_step:0.4

Coupling_constant:3

Total_time_steps:40000

Time_step:0.005

设置计算参数TemperatureConditions:

Temperature:895 KK

Temperature_range (Min):837 KK

Temperature_range (Max):921 KK

Cooling_speed:0 K / sK/s

Directional_solidification:Off

b3fbee6a-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

Cooling_speed=0表示温度不变,为恒温凝固。

设置计算参数BoundaryConditions:

X_direction:Periodic

Y_direction:Periodic

设置计算参数NoiseConditions:

Noise_strength:0.05

设置计算参数Thermodynamicconditions:

Calphad:On

Database:Binary Alloys

Phase_entered:[LIQUID,FCC_A1]

Molar_volume:1.0E-5 m3 / mol

m3/mol

设置计算参数Diffusionconditions:

Phase:LIQUID、FCC_A1

Diffusion_coefficient (Cu):[(1.0E-9),(1.0E-13)]

b422e5d8-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

元素在不同相中扩散系数不同。

设置计算参数InterfaceEnergyConditions:

Interface Energy:0.25 J / m2J/m2

设置计算参数NuclearConditions:

Number_of_nuclear:1

Nucleation_method:User_define

Anisotropy_method:Cos4theta

Anisotropy_strength:0.05

Initial_radius:5

Nucleation:[(300,300,45)]

设置计算参数OutputConditions:

Output_phasefield:Sum

Output_component:[Al,Cu]

Output_time_step:1000

8. 所有参数设置完成后,左侧全部显示为蓝色。点击Next按钮进入超算资源设置页面。

b442d9ec-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

9. 点击查看超算资源,可查看资源使用情况。设置计算分区,节点数、核数。点击提交按钮,即可提交作业。

b47f596c-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

10. 作业成功提交后页面出现提示。

b49f8bc4-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

11. 任务提交至超算后可在鸿之微云>>计算中心>>我的作业查看作业状态,点击作业详情,可下载输出结果。

b4b9cba6-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

b4f7fe26-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

12. 程序默认输出相场的组织演化图片供用户参考,其中,time_step=0、time_step=6000和time_step=12000时刻的组织演化图分别如下所示。用户也可用其他软件对原始数据进行数据后处理(例如:Tecplot、Paraview等)。

time_step=0

b5219a06-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

time_step=6000

b54b3fb4-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

time_step=12000

b598098e-c8d5-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

审核编辑 :李倩

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原文标题:产品教程丨Phase Lab 相场模块-枝晶凝固

文章出处:【微信号:hzwtech,微信公众号:鸿之微】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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