Metoda automatów komórkowych - zastosowanie w modelowaniu procesów przemian fazowych

• Autorzy: Opara, J.

Warianty tytułu

EN

Cellular automata method - use in modelling phase transformations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje opis podstaw teoretycznych metody automatów komórkowych oraz ich zastosowanie w symulacjach procesów przemian fazowych zachodzących w stali. Przedstawione fundamentalne wiadomości o automatach komórkowych pozwalają na dokładne zapoznanie się z tym zagadnieniem. Omówione modele oraz wyniki symulacji przemiany fazowej austenit w ferryt opartej na metodzie automatów komórkowych, ukazują olbrzymi potencjał w zastosowaniu tej metody do modelowania procesów technologicznych w inżynierii materiałowej.

EN

This article describes theoretical bases of the cellular automata method and their application in simulations of phase transformation processes in steel. Presented in this article, the fundamental information about cellular automata allows thorough familiarisation with the issue. The discussed models and results of simulation of phase transformation of austenite into ferrite based on the cellular automata method reveal huge potential in using this method for modelling of manufacturing processes in materials engineering.

Słowa kluczowe

PL

automat komórkowy; przemiany fazowe; metody numeryczne; austenit; ferryt

EN

cellular automata; phase transformations; numerical methods; austenite; ferrite

• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 21-34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz.

Twórcy

autor

Opara, J.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Kułakowski K.: Automaty komórkowe, Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej, Kraków, 2000.
• 2. Von Neumann J.: Theory of Self Reproducing Automata, University of Illinois, Urbana, 1966.
• 3. Wiener N., Rosenblueth A.: The mathematical formulation of the problem of conduction of impulses in a network of connected excitable elements, specifically in cardiac muscle, Arch. Inst. cardiol. Mexico 16, 205, 1946.
• 4. Davidenko J.M., Pertsov A.V., Salomonsz R., Baxter W., Jalife J.: Stationary and drifting spiral waves of excitation in isolated cardiac muscle, Nature, 355 349-351, 1992.
• 5. Hedlund G.A.: Endomorphisms and automorphisms of the shift dynamical system, Math. Systems Theory, 3 320-3751, 1969.
• 6. Wolfram S.: Universality and Complexity in Cellular Automata, Physica, D 10, 1994.
• 7. Wolfram S.: A New Kind of Science, Wolfram Media, Champaign, 2002.
• 8. Yang B.J., Chuzhoy L., Johnson M.L.: Modeling of reaustenitization of hypoeutectoid steels with cellular automaton method, Computational Materials Science, 41 186-194, 2007.
• 9. Kumar M., Sasikumar R., Kesavannair P.: Competition between nucleation and early growth of ferrite from austenite studies using cellular automaton simulations, Acta Materialia, 46 6291-6303, 1998.
• 10. Zhang L., Zhang C.B., Wang Y.M., Wang S.Q„ Ye H.Q.: A cellular automaton investigation of the transformation from austenite to ferrite during continuous cooling, Acta Materialia, 51 5519-5527, 2003.
• 11. Lan Y.J., Li D.Z., Li Y.Y.: Modeling austenite decomposition into ferrite at different cooling rate in low-carbon steel with cellular automaton method, Acta Materialia, 52 1721-1729, 2004.
• 12. Matyka M.: Modelowanie i Animacja, Wykład dla uczniów szkól średnich (w ramach Informatyki na IFT UWr"), Uniwersytet Wrocławski, http://panoramix.ift.uni.wroc.pl/~maq/pl/, 2006.
• 13. Balakrishnan R., Ranganathan K.: Vertex Cuts and Edge Cuts, A Textbook of Graph Theory, Springer-Verlag, New York, 1999.
• 14. Margolus N., Toffoli T.: Cellular Automata Machines: A New Envrironment for Modeling, MIT Press, Massachusetts, 1987.
• 15. Terrier V.: Two-dimensional Cellular Automata and Their Neighborhoods, Theoretical Computer Science, 312 203-222, 2004.
• 16. Malarz K.: Notatki do wykładu z automatów komórkowych, Wydział Fizyki i Techniki Jądrowej AGH, Kraków, www.zis.agh.edu.pVAK, 2003.
• 17. Gawąd J., Madej Ł., Pietrzyk M.: Zastosowanie automatów komórkowych do wieloskalowej analizy zjawisk w inżynierii metali, Informatyka w Technologii Materiałów, 5 142-162, 2005.
• 18. Foks K: Zastosowanie automatów komórkowych do symulacji ruchów mas śnieżnych, Praca magisterska, Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, 2004.
• 19. Sznajd-Weron K.: Czy ludzi można traktować jak cząstki? -spojrzenie fizyka, Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet Wrocławski, 2004.
• 20. Silverman B., Scherer K.: Gamę: Wireworlds, http:/www.zillions-of-games.com/cgibin/zilligames/submissions.cgi/5295?do=show;id=2, 2009.
• 21. Jakubas P., Kosztyla A.: Forest Fire - Symulacja pożaru lasu przy użyciu automatów komórkowych, Projekt, EAIiE Informatyka Stosowana, AGH Kraków, http://student.agh.edu.pl/~artiko/forestfire/forestfire.pdf, 2008.
• 22. Sawicki A.: Automaty komórkowe i ich zastosowania, http://www.gamedev.pl/articles.php?x=view&id=4, 2005.
• 23. Bartodziej M.: Modelowanie ruchu ulicznego za pomocą automatów komórkowych, Praca magisterska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, 2007.
• 24. Das S.: The effect of boundary conditions and material data representation on the simulation of deformation during hot rolling, Ph.D. thesis, The University of Sheffield, 2002.
• 25. Kugler G., Turk R.: Modeling the dynamic recrystallization under multi-stage hot deformation, Acta Materialia, 52 4659-4668, 2004.
• 26. Umemoto M., Komatsubara N., Tamura I.: Prediction of hard-enability effects from isothermal transformation kinetics, Journal of Heat Treating, 1 57-64, 1980.
• 27. Choquet P., Fareque P., Giusti J., Chamont B., Pezant J.N., Blanchet F.: Mathematical Modeling of Hot Rolling of Steel, S. Yue, ed., CIMM, Hamilton, 34-44, 1990.
• 28. Suehiro M., Yada H., Senuma T., Sato K.: Proc. Int. Conf. Mathematical Modeling of Hot Rolling of Steel, S. Yue, ed., CIMM, Hamilton, 128-137, 1990.
• 29. Yoshie, Fujioka M., Watanabe Y., Nishika K., Morikawa H.: Modelling of Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Steel Plates Produced by Thermo-Mechanical Control Process, ISIJ International, 32 395-404, 1992.
• 30. Majta J., Żurek A.K., Cola M., Hochanadel P., Pietrzyk M.: An Integrated Computer Model with Applications for Austenite-to-Ferrite Transformation during Hot Deformation of Nb-Mi-croalloyed Steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 33A 1509-1520, 2002.
• 31. Faleiros A.C., Rabelo T.N., Thim G.P., Oliveira MA.S.: Kineties of Phase Change, Journal of Materials Research, 3 51-60, 2000.
• 32. Krielaart G.P., Sietsma J., van der Zwaag S.: Ferrite formation in Fe-C alloys during austenite decomposition under non-equilibrium interface conditions, Materials Science and Engineering, A237 216-223, 1997.
• 33. van Leeuwen Y., Sietsma J., van der Zwaag S.: The Influence of Carbon Diffusion on the Character of the y-a Phase Transformation in Steel, ISIJ International, 43 767-773, 2003.
• 34. Sietsma J., van der Zwaag S.: A concise model for mixed-mode phase transformations in the solid state, Acta Materialia, 52 4143-4152, 2004.
• 35. Bos C, Sietsma J.: A mixed-mode model for partitioning phase transformations, Scripta Materialia, 57 1085-1088, 2007.
• 36. Huizenga R.M., Bos C, Sietsma J.: Interface conditions during mixed-mode phase transformations in metals, Journal of Materials Science, 43 3744-3749, 2008.
• 37. Tong M., Li D., Li Y.: Modeling the austenite-ferrite diffusive transformation during continuous cooling on a mesoscale using Monte Carlo method, Acta Materialia, 52 1155—1162, 2004.
• 38. Tong M., Li D., Li Y.: A q-state Potts model-based Monte Carlo method used to model the isothermal austenite-ferrite transformation under non-equilibrium interface condition, Acta Materialia, 53 1485-1497, 2005.
• 39. Thevoz Ph., Desbiolles J.L., Rappaz M.: Modeling of Equiaxed Microstructure Formation in Casting, Metallurgical Transactions A, 20A 311-322, 1989.
• 40. Militzer M., Pandi R., Hawbolt E.B.: Ferrite nucleation and growth during continuous cooling, Metallurgical and Materials Transactions A, 27A 1547-1556, 1996.
• 41. Jacot A., Rappaz M.: A two-dimensional diffusion model for the prediction of phase transformations: application to austenitization and homogenization of hypoeutectoid Fe-C steels, Acta Materialia, 45 575-585, 1997.