Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of Dendrite Morphology and Micro-Segregation in U-Nb Alloy During Solidification

Su Bin, Liu Jing-Yuan, Zhang Xiao-Peng, Yan Xue-Wei

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1333--1339

EN

Due to the importance of uranium and uranium alloys to national defence and nuclear industrial applications, it is necessary to understand dendrite formation in their solidification structures and to control their microstructures. In this study, a modified cellular automaton model was developed to predict 2-D and 3-D equiaxed dendrite growth in U-Nb alloys. The model takes into account solute diffusion, preferential growth orientation, interface curvature, etc., and the solid fraction increment is calculated using the local level rule method. Using this model, 2-D large-scale and 3-D equiaxed dendrite growth with various crystallographic orientations in the U-5.5Nb alloy were simulated, and the Nb micro-segregation behaviour during solidification was analysed. The simulated results showed reasonable agreement with the as-cast microstructure observed experimentally.

2

Numerical model for dendrite growth - application of the Rank Controlled Differential Quadrature method

Żak P. L., Suchy J. S.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

55-65

EN

Rank Controlled Differential Quadrature (RCDQ) is an innovative method for numerical approximation of problems described by Partial Differential Equations (PDEs). In this paper the authors apply the RCDQ for the numerical simulation of a simplified model for dendrite growth during Al-Ti alloy crystallization. The authors put most concern on building an accurate numerical model for this phenomenon. In the simplified model the symmetry and flux on boundary condition appears. Additionally, dendrite tip growth into adjacent liquid change the computation domain size, what indicates a need for node coordinate recalculation during each new time step. The authors analyze the results of numerical modelling of alloying element concentration and dendrite growth rate. The modelling results shows that the RCDQ method can be used for modelling problems with moving grid and that the method approximation proposed by the authors is proper.

PL

Metoda kwadratur różniczkowych sterowanego rzędu (KRSR) jest innowacyjną metodą numeryczną, która znajduje zastosowanie podczas rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych (RRCz). Autorzy stosują metodę KRSR do numerycznej symulacji wzrostu dendrytu podczas krystalizacji stopu dwuskładnikowego Al-Ti. Szczególną uwagę zwrócono na budowę dokładnego modelu numerycznego opisującego analizowane zjawisko. W modelu matematycznym pojawia się warunek brzegowy symetrii oraz warunek opisujący strumień masy na brzegu dziedziny. Wierzchołek dendrytu rośnie w kierunku otaczającej cieczy. Skutkuje to zmianą rozmiaru dziedziny obliczeniowej. Po realizacji obliczeń w każdym kroku czasowym współrzędne punktów dyskretnych muszą być wyznaczane ponownie. Wyniki modelowania pozwalają na stwierdzenie, iż metoda KRSR może być stosowana do rozwiązywania problemów z ruchomą siatką dyskretną, a metoda aproksymacji poszczególnych pochodnych w RRCz, zaproponowana przez autorów, prowadzi do rozwiązań wysokiej dokładności.

3

Model of dendrite growth in metallic alloys

Żak P., Lelito J., Krajewski W. K., Suchy J.S., Gracz B., Szucki M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 36, no. 2

131-136

EN

The aim of this study was to develop a model of dendrite growth. The model should emphasis on solute depletion around dendrite tip and its influence on dendrite growth rate. Prepared model can be used to predict dendrite growth rate in metallic alloy. It was assumed that dendrite while growing occupy a spherical envelope with radius R that consists of solid dendrite and interdendritic melt enclosed by dendrite arms. Set of differential equations that built the model can be solved with numerical methods. The solution allows determination of dendrite growth rate and alloy component distribution in the liquid adjected to the dendrite and inside the solid dendrite.

PL

Artykuł przedstawia wyniki pracy, której celem było opracowanie modelu wzrostu dendrytu ze szczególnym uwzględnieniem wpływu rozkładu stężeń pierwiastka stopowego wokół czoła dendrytu oraz jego wpływu na szybkość wzrostu dendrytu. Przygotowany model może zostać zastosowany do przewidywania szybkości wzrostu dendrytu w wieloskładnikowym stopie. Założone zostało, że dendryt wzrastając, ogranicza pewną objętość sferyczną o promieniu R, która składa się z jego ramion oraz cieczy zamkniętej między nimi. Przygotowany układ równań różniczkowych jest gotowy do rozwiązania przy pomocy metod numerycznych. Rozwiązanie umożliwia określenie szybkości wzrostu dendrytu oraz rozkładu składnika stopowego w otaczającej go cieczy oraz w dendrycie, na kierunku wyznaczonym przez jego środek oraz wierzchołek.