微观组织模拟专栏CA ,MC，几何拓扑、相场法，CAE

scott198510 · 发表于 2011-4-7 12:17:51

本帖最后由 scott198510 于 2014-1-4 19:21 编辑

本人用CA（元胞自动机），MC （蒙特卡罗）、几何拓扑模型法、经典分子动力学（CMD)、相场法(PF)模型模拟了晶粒微观组织演变的热处理过程单晶粗化，两相转变，二相粒子的钉扎，设定长宽比的非等轴晶（轧制态晶粒），异常长大晶粒的粗化过程，三维晶粒长大，塑性变形过程动态再结晶、凝固过程枝晶生长、纳米晶、空隙与空洞、拓扑变形、相沉积与分解等多种目前广泛涉猎的组织演变，主要是采用matlab ，部分程序采用C++、fortran。下面附图为我模拟的部分效果：图片名称对应采用的模型
目前国内外的大部分模拟上述内容的主流模型（1980-2012近三十年间的所有主流模型）我都借鉴过，（一共参考了大约1000篇老外的小论文+200篇左右老外的博士大论文）。有意合作的个人、团队都可以与我联系：1473896761@qq.com

guojunhang · 发表于 2011-10-12 10:15:32

我是来膜拜大牛的。
大牛能不能介绍点您这背景方向？想多了解了解

scott198510 · 发表于 2011-4-7 18:40:15

3# leemu215

我这里是模拟的组织演变过程，模型里面把涉及到的工艺参数都是以参数和公式的方式输入进去的，最后得到的是模拟过程的组织变化，你说的有限元部分，那是研究的变形过程，变形过程在CAE 软件里面模拟有优势，我这里完全是程序只是显示图像。
我的代码是单独编写的，具有通用性，不管是什么材料，在程序里面把对应的参数改变就模拟不同材料和工艺的效果。我是结合编程序与CAE 两种，各负其责

scott198510 · 发表于 2011-4-7 12:43:21

下图为deform3D 模拟的钛合金塑性变形动态再结晶过程，不过由于deform基于的模型是简化的（deform软件模拟微观组织参考的三篇英文论文我都有，确实是简化模型），模拟出来的效果还可以，但是晶粒尺寸模拟与实验要想对以上不太可能

leemu215 · 发表于 2011-4-7 16:24:01

产生的模型可以用输入到有限软件进行网格划分么？

fy5462008 · 发表于 2011-4-7 18:21:56

建立的模型能导入ABAQUS或者ANSYS等通用有限元软件么？

scott198510 · 发表于 2011-4-9 12:38:46

本帖最后由 scott198510 于 2013-11-3 14:58 编辑

最近采用 monte carlo 模型的传统方法模拟得到单相晶粒图、液固两相晶粒形核长大如图所示；

采用voronoi多边形方法（几何拓扑模型法）模拟得到晶粒如图，采用了两种方法，
其一借助voronoi函数以近似多边形得到，其二利用voronoi的生成原理自编程序得到
方法一晶界直线，方法二由于像素显示原因有部分折线，经过多次对比发现，当像素满足或者计算区域足够大，折线效果明显减弱或者消失

scott198510 · 发表于 2011-4-17 21:07:08

本帖最后由 scott198510 于 2013-11-2 23:09 编辑

采用金兹堡-朗道的扩散场变量模型（相场法）分别模拟了晶粒的生长粗化行为、二相颗粒、非平衡相场。

goust · 发表于 2011-4-22 09:41:51

要是能和晶体塑形有限元结合起来就完美了

yilin0811 · 发表于 2011-4-24 13:35:24

如果能导入ANSYS\ABAQUS等中，进行有限元分析就好了

hero0226 · 发表于 2011-4-27 20:40:06

你这个比较牛。想当初我用CA法模拟都花了九牛二虎之力。你这个居然把几大类方法都使用过了。
利用CA法能模拟出不同的优先生长方向吗？不用人工特意限制，仅根据工艺因素和其本身晶向来体现优先生长方向？
这个是使用代码直接编写成，运行后出相关结果，没有必要导入有限元软件，这是两个概念的事情，各位朋友。

scott198510 · 发表于 2011-5-3 12:21:19

本帖最后由 scott198510 于 2013-11-2 23:06 编辑

你这个比较牛。想当初我用CA法模拟都花了九牛二虎之力。你这个居然把几大类方法都使用过了。
利用CA法能模拟出不同的优先生长方向吗？不用人工特意限制，仅根据工艺因素和其本身晶向来体现优先生长方向？
这个是使 ...
hero0226 发表于 2011-4-27 20:40

不用人工特意限制，仅根据工艺因素和其本身晶向来体现优先生长方向？
可以的啊，我就是根据优先取向来做的再结晶和晶粒长大，在CA 里面这点比MC 灵活很多
把晶界模糊问题优化了一下，再发相场法模拟
单相晶粒、两相晶粒、单相加二相颗粒、两相加第三相颗粒、各向异性晶粒、组织中含有空洞的晶粒、三维相场

fuyun123 · 发表于 2011-5-21 22:20:43

好贴，好好学习学习!谢谢分享！

scott198510 · 发表于 2011-6-10 21:18:38

本帖最后由 scott198510 于 2014-4-8 18:18 编辑

刚刚做出了相场法模拟纯金属、二元枝晶、多个枝晶形核枝晶、对流作用下一元枝晶、二元枝晶的生长过程模拟

shoney · 发表于 2011-6-25 11:42:08

"相场法模拟纯金属枝晶的生长过程"
lz是用什么软件做的？

shoney · 发表于 2011-6-25 11:42:30

"相场法模拟纯金属枝晶的生长过程"
lz是用什么软件做的？

scott198510 · 发表于 2011-6-27 15:45:11

本帖最后由 scott198510 于 2012-12-19 20:02 编辑

17# shoney

枝晶主轴分岔明显，以及明显的二次分支，定向凝固的的的枝晶效果；

倒数几幅图（颜色看出）则采用0-表示固相，1-表示液相的相场模型，有别于上述的0-液相，1-固相模型

最后是二元合金Ni-Cu合金生长模拟与定向凝固模拟

yinflying · 发表于 2011-6-28 16:42:44

楼主很牛，崇拜~~~~

shoney · 发表于 2011-7-18 10:25:46

相场法模拟纯金属枝晶的生长过程，在引入各向异性（1+δcos(γθ)）的时候，需要求界面法向与x轴的夹角θ，我看了一些论文，发现要么没有说明，要么就简单的给出了一个公式，即atan(φy/φx)，其中φ为phase field variable，φy和φx表示对y和x求导。
对于atan(φy/φx)，当φy>0，φx>0，或者φx<0，φy<0时，得到的结果是一样的，也就是说atan(φy/φx)并不能完全的表示实际可能的角度。
请问lz是怎么计算这个角度的？谢谢！

scott198510 · 发表于 2011-10-10 11:03:49

本帖最后由 scott198510 于 2012-11-21 22:22 编辑

这个是三维CA 模拟的晶粒二值图效果，

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