Original:http://www.math.utk.edu/~vasili/va/descr/bas/

В. Алексіадес - УТК та ОРНЛ

Зміцнення бінарного сплаву

Переробка твердіння - це область, що має велике технологічне значення в матеріалознавстві (ріст кристалів, кераміка, полімери, зварювання), в геології (вулканічні системи, магнітні магми, поклади руди), а також в науці про енергетику та навколишнє середовище (приховане зберігання теплової теплової енергії , У витріхуванні ситуації).

Ми розробляємо комплексний математичний та обчислювальний інструмент, здатний моделювати плавлення та затвердіння багатокомпонентних систем, таких як металеві сплави, полімерні суміші та геологічні магми. Повністю поєднана і міцна модель буде інтегрувати термохімію з теплопередачею маси в 3-х вимірах.

Такий інструмент може бути використаний для імітації важких або дорогих чи небезпечних або навіть технічно чи фінансово нездійсненних експериментів, включаючи матеріали, що стосуються високотемпературних матеріалів, забруднених матеріалів або мікрогравітаційного середовища.

Крім прямого моделювання таких процесів, ефективний симулятор прямого процесу є необхідним інструментом при ідентифікації параметрів (обернених) проблем, а також у визначенні чутливості до різних параметрів, що беруть участь у процесах. <

Загальною основою для моделі є слабке формулювання відповідних законів збереження тепло- і масопередачі, доповнених конституційними законами для потоків та тепловими рівняннями стану для кожної фази, що стосуються енергії до змінних (склад, температура, тиск ), що характеризують місцевий термодинамічний стан. <

Серцем нашої моделі та унікальною рисою нашого підходу є саме розробка та ефективне використання такого загального вираження для енергії. Вираз безпосередньо походить від термодинаміки і, відповідно, повністю відповідає термодинаміці, що кодує термохімію системи та її фазові переходи, і, таким чином, уможливлюючи термодинамічно послідовне лікування конституційних ефектів переохолодження та сегрегації. За допомогою таких формулювань (схожих на ударну динаміку в газовій динаміці) стає можливим чисельно моделювати весь процес ефективно.

Поточна версія моделі враховує провідну передачу тепла у поєднанні з дифузійним масообміном для двійкової системи, з термодинамічно послідовною обробкою конституційних ефектів переохолодження та термофізичних властивостей залежно від складу та температури. Двовимірна реалізація була паралельна шляхом декомпозиції домену та передачі повідомлення. Це було успішно застосовано до
  • інфрачервоний сплав детектора Меркурій-Кадмій-Теллурид ,
  • Діопсид-анортит і
  • Фельдшпаро-піроксенові магми. Включення конвекції в розплав знаходиться в стадії розробки.
  • Переклад на чеську мову Барбора Лебедова (лютий 2017) у своєму науковому блозі .
  • Переклад шведською мовою Weronika Pawlak (травень 2017)
    ... повернутися до сторінки Alexiades -Math.Dept ... або до неофіційної сторінки Alexiades ...