一种Monte Carlo仿真新算法及其对三维个体晶粒长大速率拓扑依赖？…

通过建立一种新的三维晶粒组织及其演变的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ可视化图像仿真算法,验证了作者近年来理论导出的三维个体晶粒长大速率拓扑依赖性方程的正确性。     

三维晶粒长大速率方程的大尺度Ports模型Monte Carlo仿真验证

采用Potts模型Monte Carlo方法对3种现存的三维个体晶粒长大速率拓扑依赖性方程进行了仿真验证．结果表明,Rivier速率方程认为晶粒体积变化率dVf／dt与晶粒面数f成线性关系,与仿真结果明显不符,不适用于描述三维晶粒长大过程的动力学．当晶粒面数f≥8时,Yu—Liu速率方程和MacPherson-Srolovitz速率方程均与仿真结果很好吻合,表明这两者均可以用来定量描述三维晶粒长大过程的动力学;当f〈8时,这两个方程均与仿真结果有显著差异．     

三维晶粒长大速率方程的大尺度Potts模型Monte Carlo仿真验证

采用Potts模型Monte Carlo方法对3种现存的三维个体晶粒长大速率拓扑依赖性方程进行了仿真验证.结果表明,Rivier速率方程认为晶粒体积变化率dVf/dt与晶粒面数,成线性关系,与仿真结果明显不符,不适用于描述三维晶粒长大过程的动力学.当晶粒面数f≥8时,Yu-Liu速率方程和MacPherson-Srolovitz速率方程均与仿真结果很好吻合,表明这两者均可以用来定量描述三维晶粒长大过程的动力学;当f<8时,这两个方程均与仿真结果有显著差异.     

Pt-Rh二元合金系表面偏聚的分析型EAM模型计算

应用分析型EAM多体势和Monte Carlo模拟方法研究了Pt-Rh合金系的表面偏聚情况．模拟结果显示,不同Pt含量的合金以及不同的表面,最外层都富集Pt原子,次外层富集Rh原子,剖面成分呈振荡分布．(111)面和(100)面的成分偏聚量差别较大：(111)面的Pt原子偏聚量较(100)面小得多,且前者只有最表面3层原子发生偏聚,而后者的成分偏聚影响表面至少10层．模拟结果与已有理论和实验结果符合得很好．     

纯铜动态再结晶的Monte Carlo法模拟

本文建立了一种基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,并基于此种方法Monte Carlo(MC)法进行了纯铜动态再结晶的二维模拟,定量计算了变形引起的存储能与变形之间的关系,计算出了发生动态再结晶的临界应变。模拟结果表明,采用MC法可以揭示动态再结晶的形核生长过程与应变历史之间的关系。结合本文所建立的基于能量判据的确定动态再结晶各个阶段临界应变的方法,可以预测开始发生动态再结晶的临界变形条件。     

MONTE CARLO SIMULATION STUDY OF SURFACE ELECTRONIC EXCITATION OF NOBLE METALS

1. IntroductiollThe study of inelastic scattering of electrons in a surface region is important to thecomprehensive understanding of the basic process of electron-surface interaction in a surfaceelectron spectroscoPy Recently study of the surface energy l…     

铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒长大过程模拟

提出一种用Monte Carlo模拟单相合金的热影响区（HAZ）晶粒长大方法,可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来,应用有限元方法计算出焊接热循环,并结合晶粒长大的Arrhenius公式,模拟了铁素体不锈钢EB26-1在一定规范下HAZ晶粒的演变情况,模拟结果表明,此方法可以预测HAZ中晶粒的分布以及存在于HAZ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用。     

相场方法研究硬质颗粒钉扎的两相晶粒长大过程

采用相场方法模拟第三相颗粒钉扎的两相耦合的晶粒长大过程,系统地研究了第三相颗粒体积分数和尺寸大小对两相晶粒长大过程的影响.模拟结果表明,第三相颗粒体积分数越大,对晶界的钉扎作用越强,且极限晶粒尺寸越小.单个第三相颗粒尺寸越大,对晶界钉扎作用越强.但当体积分数一定时第三相颗粒尺寸越小时,颗粒数目会越多,此时总的钉扎效果会越好,晶粒极限尺寸也越小.若晶粒长大系统同时引入两种不同大小的第三相钉扎颗粒,且两种颗粒所占比例相同时,钉扎效果最好.相场方法模拟所得到的二相多晶材料晶粒组织演化规律和晶粒生长指数、晶粒形态、生长动力学和拓扑结构特征与已有实验和理论结果相符合.     

第二相粒子尺寸对基体晶粒长大影响的仿真研究

根据第二相粒子与基体晶界交互作用的微观物理基础,建立了复相材料晶粒长大的三维图象的仿真方法,设计了含有相同体积分数,不同尺寸第二相粒子的复相体系,并全程仿真了三维复相材料的晶粒长大过程,对粒子尺寸影响基体粒长大的直接观察和定量分析表明,粒子尺寸越大,晶界的“脱钉”趋势越弱,晶粒长大到达停滞状态所经历的时间越长,停滞状态下基体晶粒尺寸越大且尺寸分布的均匀性越近,极限晶粒尺寸与粒子尺寸之间并不存在简单     

两种初始晶粒组织演变及准稳态的仿真研究

设计两种可由不同参量的Weibull尺寸分布函数表达的晶粒组织作为初始态,采用Potts Monte Carlo方法对它们进行晶粒长大过程的仿真,结果表明,进入准稳态长大阶段后,两种组织的晶粒尺寸分布几乎同趋于另一种Weibull分布,而不是经典Hillert理论预测的Hillert(尺寸分布因子v=4)分布,该准稳态的晶粒尺寸分布也可用v<4的解析函数近似表示,从而为v<4的准稳态晶粒尺寸分布的存在提供了仿真实验证据。     

相场法模拟不同形状的硬质颗粒对两相晶粒长大的影响

采用相场方法研究了不同颗粒体积分数及尺寸条件下不同形状的硬质颗粒对两相系统晶粒长大的影响,结果表明:球形颗粒大多处于三角晶界处,片状颗粒处于晶界处且沿晶界分布.不同形状的硬质颗粒对体积占优的α相晶粒长大无明显影响,对体积分数较小的β相晶粒长大的影响主要取决于颗粒数目.颗粒数目较少时,不同形状的硬质颗粒对β相晶粒长大无明显影响;颗粒数目较多时,片状颗粒比球形颗粒对β相晶粒长大的阻碍作用强烈.颗粒体积分数越大,颗粒对晶界的钉扎作用越强,稳态时晶粒的半径越小;颗粒尺寸越大,单个颗粒对晶界的钉扎作用越强,但总的钉扎作用越弱,稳态时晶粒的半径越大.     

铝合金枝晶生长的数值模拟

提出一种新的模拟铝合金枝晶生长的随机性方法，建立了简化的枝晶形状的物理与数学模型，并提出了一种形状函数来描述晶粒的外部轮廓，基于简化的晶粒形状，采用坐标变换技术来描述过冷液相中晶粒的生长过程及其对周围节点的捕获过程，根据上述思想，开发了等轴晶生长的模拟程度，并进行了二维计算，为了验证模拟结果，浇注了金属型和砂型试样，模拟结果表明，金属型铸造晶粒尺寸较小，砂型铸造的较大，模拟结果与金相观察结果相符。