有限元技术用于研究熔体生长中的小面化现象

doi:10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.009

计算物理 ›› 2000, Vol. 17 ›› Issue (S1): 45-53.DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.009

有限元技术用于研究熔体生长中的小面化现象

刘永才^1,2, 陈万春¹, Simon Brandon³, 吴立军¹

1. 中国科学院物理研究所, 北京 100080;
2. 天津大学化工学院, 天津 300072;
3. Dept. of Chemical Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Israel

收稿日期:1999-06-17 修回日期:1999-08-26 出版日期:2000-12-25 发布日期:2000-12-25
作者简介:刘永才(1963~),男,天津,副教授,博士(现为中科院高级访问学者),从事材料科学和过程模拟的研究
基金资助:
国家科技部攀登项目(95-预-34);国家教育部留学回国人员基金资助项目

INVESTIGATION ON FACETING IN DIRECTIONAL GROWTH OF GARNETS FROM ITS MELT USING FINITE ELEMENT METHOD

LIU Yong-cai^1,2, CHEN Wan-chun¹, Simon Brandon³, WU Li-jun¹

1. Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100080, China;
2. School of Chemical Engineering, Tianjin University, Tianjin, 300072, China;
3. Dept. of Chemical Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Israel

Received:1999-06-17 Revised:1999-08-26 Online:2000-12-25 Published:2000-12-25

摘要/Abstract

摘要： 开发了一种基于边界保角变换技术的有限元方法来处理自由边界问题,并成功地将其用于晶体定向生长过程中的界面动力学影响的研究。所建立的基于石榴石熔体生长过程的各向异性的界面动力学模型可导致相界面上小面的出现。讨论了界面动力学模型中的最大偏移角θ_max对小面的形状和计算误差的影响,给出了一种十分有效地降低计算误差的措施:在模型方程中适当计入表面张力的影响。

关键词: 有限元方法, 小面化, 计算误差, 表面张力, 熔体生长

Abstract: A Finite Element algorithm, based on boundary conformal mapping techniques, is developed and applied to investigate the effect of kinetics on crystal growth of garnets from the melt. The anisotropic interfacial kinetic model given here can lead to the formation of facets along the melt/crystal interface. The influence of the maximum deviation angle θ_max in the kinetic model on the interface shape and calculation errors is vestigated. An efficient method to reduce the calculation error is also given, i. e. taking into account the surface tension effects in the model equations.

Key words: finite element method, faceting, calculation errors, surface tension, melt growth

中图分类号:

刘永才, 陈万春, Simon Brandon, 吴立军. 有限元技术用于研究熔体生长中的小面化现象[J]. 计算物理, 2000, 17(S1): 45-53.

LIU Yong-cai, CHEN Wan-chun, Simon Brandon, WU Li-jun. INVESTIGATION ON FACETING IN DIRECTIONAL GROWTH OF GARNETS FROM ITS MELT USING FINITE ELEMENT METHOD[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2000, 17(S1): 45-53.

[1]	朱家莉, 尚月强. 不可压缩流的并行两水平稳定有限元算法[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 309-317.
[2]	丁琪, 尚月强. 非定常Navier-Stokes方程基于两重网格离散的有限元并行算法[J]. 计算物理, 2020, 37(1): 10-18.
[3]	张庆福, 姚军, 黄朝琴, 李阳, 王月英. 裂缝性介质多尺度深度学习模型[J]. 计算物理, 2019, 36(6): 665-672.
[4]	温小静, 屈瑜, 陈城钊. 双层开口环的圆二色性数值研究[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 357-362.
[5]	葛志昊, 吴慧丽. 体积约束的非局部扩散问题的加罚有限元方法[J]. 计算物理, 2018, 35(2): 161-168.
[6]	杨晓成, 尚月强. 大雷诺数Navier-Stokes方程的两水平亚格子模型稳定化方法[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 657-665.
[7]	朱晓钢, 聂玉峰, 王俊刚, 袁占斌. 分数阶对流扩散方程的特征有限元方法[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 417-424.
[8]	赵国忠, 蔚喜军, 郭怀民. 二维Lagrangian坐标系下可压气动方程组的间断Petrov-Galerkin方法[J]. 计算物理, 2017, 34(3): 294-308.
[9]	叶珍宝, 朱剑, 周海京. 基于曲四面体单元剖分的CN E-H TDFEM方法[J]. 计算物理, 2016, 33(6): 652-660.
[10]	叶珍宝, 周海京. 基于高阶叠层矢量基函数的E-H时域有限元方法分析谐振腔和波导结构[J]. 计算物理, 2016, 33(3): 333-340.
[11]	吕雅琪, 聂德明, 林建忠. 三维双气泡融合的格子Boltzmann模拟[J]. 计算物理, 2015, 32(5): 553-560.
[12]	叶珍宝, 周海京. 高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔[J]. 计算物理, 2015, 32(4): 449-454.
[13]	赵国忠, 蔚喜军, 李珍珍. 多介质流模拟的Runge-Kutta控制体积间断有限元方法[J]. 计算物理, 2014, 31(3): 271-284.
[14]	李珍珍, 蔚喜军, 赵国忠, 冯涛. RKDG有限元法求解一维拉格朗日形式的Euler方程[J]. 计算物理, 2014, 31(1): 1-10.
[15]	冯涛, 蔚喜军, 安恒斌, 崔霞, 吴迪, 李珍珍. Lax-Wendroff时间离散的自适应间断有限元方法求解三维可压缩欧拉方程[J]. 计算物理, 2013, 30(6): 791-798.

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