析出相模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
析出相模擬的視頻教程
基于ABAQUS用戶子程序UEL實現(xiàn)相場方法模擬速率與狀態(tài)定律斷層破裂模擬
本系列視頻介紹Abaqus用戶子程序UEL的一個開發(fā)案例，在其中實現(xiàn)了相場方法模擬服從速率與狀態(tài)定律中aging law的斷層破裂模擬，適用于abaqus用戶子程序UEL，地震破裂模擬、斷裂相場模擬等方面的快速入門。
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固液兩相攪拌仿真模擬
【課程說明】 本課程進行了一項固液兩相流的攪拌混合過程的數(shù)值模擬，有詳細的操作步驟，適合初學(xué)者。 可學(xué)到的東西：熟悉gambit、fluent軟件的相關(guān)操作；學(xué)會固液兩相攪拌模擬的基本操作，可舉一反三，根據(jù)自己的需求調(diào)整物理參數(shù)、幾何參數(shù)，用在自己需求的專業(yè)上
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析出相模擬的實例教程
作者在文章中采用了一種名為“沃羅諾伊圖 (Voronoi construction)”的方法來更真實地描述析出顆粒的空間分布，并以此修正了顆粒周圍的原子擴散距離，提升了模型的準(zhǔn)確性，模型通過與鎳基（Ni-Al-Cr）合金的原子探針實驗數(shù)據(jù)進行對比，得到了很好的驗證。作者對文章的程序進行了開源，感興趣的可以下載了解，原始文章
作者提供的程序
https://github.com/KeXuMSE/Voronoi-Construction-based-Kampmann-and-Wagner-numerical-model
該模型的顯著優(yōu)勢：
準(zhǔn)確預(yù)測沉淀物的尺寸和成分
能夠通過簡單、定量的生長動力學(xué)方程處理復(fù)雜的合金化學(xué)反應(yīng)
通過 Voronoi 構(gòu)造可視化沉淀物的空間分布
對于分析鎳基合金析出相分析有良好的啟發(fā)性，感興趣的可以下載研究一下。
展開 研究者發(fā)現(xiàn)，在~0.03%的低塑性應(yīng)變幅下，通過加入韌性可轉(zhuǎn)變的多組分B2相，設(shè)計合金的疲勞壽命至少是其他常規(guī)合金的4倍，表現(xiàn)出更強的抗疲勞裂紋萌生能力。研究者通過使用最新的實時原位中子衍射和先進的電子顯微鏡，以及晶體塑性建模和蒙特卡羅(MC)模擬，揭示了其底層機制。在高熵合金中觀察到位錯滑移、析出強化、變形孿晶和可逆馬氏體相變等多種循環(huán)變形機制。研究表明，其在低應(yīng)變幅下的疲勞性能的改善，即高的疲勞裂紋萌生抗力，歸因于B2強化相的高彈性、塑性變形能力和馬氏體相變。結(jié)果表明，將可變形的多組分金屬間析出相結(jié)合，并提供多種有益的循環(huán)變形機制的設(shè)計思想，為設(shè)計先進的抗疲勞合金提供了新的方向。
圖1 所研究的HEA的相和微觀結(jié)構(gòu)信息。
圖2 Al0.5CoCrFeNi合金的拉伸和LCF結(jié)果。
圖3 實時原位中子衍射結(jié)果。
圖4 TEM和SEM表征了不同應(yīng)變幅下的結(jié)構(gòu)演變。
圖5 MC模擬結(jié)果。
圖6 所研究的HEA中的循環(huán)變形機制和微裂紋萌生行為示意圖。
綜上所述，研究者的工作為理解多組分B2析出強化HEA的循環(huán)變形機制提供了一個完整的思路，并通過引入可變形的多組分金屬間析出相來指導(dǎo)抗疲勞合金的設(shè)計，這些析出相可以通過調(diào)整HEAs成分和熱機械加工很容易實現(xiàn)。（
文：水生
）
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展開 鑒于化學(xué)計量具有A3B型結(jié)構(gòu)的L12相，以及元素在多組分L12晶格中的趨勢，析出相為多組分(Ni,Co,Fe,Cr)3(Ti,Al,Cr,W,Mo)L12相。SEGB的形成與相對較大的晶間析出相有關(guān)，由于基體和晶界之間的應(yīng)變能差異以及沿晶粒的快速溶質(zhì)擴散，析出相/基體界面的邊界優(yōu)先向晶界快速生長和增粗。平整晶界STG-MNiHEA樣品的析出相通過Ostwald熟化機制而不是彼此聚結(jié)而粗化，這種粗化過程導(dǎo)致晶內(nèi)和晶間析出相呈球狀。
盡管可以通過晶界孿晶界、溶質(zhì)原子和析出相等阻礙位錯運動，提高其強度。但與此同時會降低延展性，且析出相也會阻礙相變。
在此，來自美國橡樹嶺國家實驗室的Ying Yang & Easo P. George等研究者使用Fe-Ni-Al-Ti中熵合金作為模型材料，獲得的雙重功能納米析出相可以同時提升合金的拉伸強度和均勻延伸。相關(guān)論文以題為“Bifunctional nanoprecipitates strengthen and ductilize a medium-entropy alloy”發(fā)表在最新一期Nature上。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03607-y
研究者的策略是采用以下兩種假設(shè)的合金來說明的。圖1a所示，合金Α1在高溫下為單相fcc(奧氏體)，當(dāng)淬火到室溫時，它發(fā)生bcc-馬氏體轉(zhuǎn)變，如圖1b。合金Α2在高溫下具有兩相組織(圖1c)，由分布在fcc-奧氏體基體中的析出相組成，其成分與合金Α1相同。因此，在沒有析出相的情況下，A2基體在淬火時也應(yīng)發(fā)生bcc-馬氏體的轉(zhuǎn)變。然而，如圖1d所示，由于析出相的空間限制，其馬氏體相變將被抑制，從而形成亞穩(wěn)的fcc-奧氏體基體。
圖1 FNAT-m-47h和FNAT-47h合金的組織和拉伸性能。
為了實現(xiàn)以上這些合金，研究者設(shè)計并制備了兩種中等熵合金(MEA)成分。首先是Α2合金，其成分為Fe-32.6Ni-6.1Al-2.9Ti (at%)，在其主要成分和時效時間(47h)后記為FNAT-47h。
展開 相；(c) W型孿晶9R富Cu相；(d)孿晶9R、W型9R富Cu相和NMSN相，插圖為富Cu相、NMSN相和基體的傅里葉轉(zhuǎn)換衍射斑
圖九 數(shù)量密度等效半徑統(tǒng)計
富Cu相與富Cr相的數(shù)量密度和等效半徑的變化
圖十 析出強化理論計算
富Cu相與富Cr區(qū)對強度貢獻的理論計算
【小結(jié)】
本研究利用HRTEM和APT研究17-4 PH SS 450℃回火過程中納米相的析出行為和強化機制。
析出相模擬的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
析出相模擬的最新內(nèi)容
關(guān)鍵詞：頁巖油，分子動力學(xué)，lammps，gromacs，界面張力，最小混相壓力
摘要：分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢。因此，本文采用分子動力學(xué)模擬方法，研究體相CO2/原油的混相機理。
通過我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實現(xiàn)不同氣體，不同油種類，不同溫度下的油氣界面張力和最小混相壓力計算。這套代碼還可以把氣體換成水，在氣體/水中加入表面活性劑
1. 簡要說明
本案例不僅提供MATLAB 相場斷裂代碼，還有代碼對應(yīng)文獻公式說明文檔！方便理解。
相場法（Phase-Field Method, PFM）作為當(dāng)前斷裂力學(xué)模擬的熱門方法，編程門檻較高。
初學(xué)者的困境：閱讀文獻中的公式往往一頭霧水，不知道如何轉(zhuǎn)化為離散的有限元代碼。
現(xiàn)有資源的門檻：網(wǎng)上的開源代碼多為Fortran編寫的Abaqus UEL/UMAT子程序
結(jié)合電子背散射衍射（EBSD）實驗與耦合熱–力的多晶相場模擬，揭示電鍍 TXV-Cu 在退火過程中的晶粒演化行為及其對可靠性的影響;基于相場方法的退火晶粒演化模型，將溫度依賴的界面遷移率、界面能及熱膨脹效應(yīng)納入描述框架，從而在數(shù)值模擬中再現(xiàn) TXV-Cu 的微觀組織演變過程。該模型不僅能夠為實驗觀察提供理論支撐，還可進一步用于預(yù)測不同工藝參數(shù)下 TXV-Cu 的組織演化規(guī)律，為優(yōu)化工藝與提升器件可靠性提供指導(dǎo)
作者在文章中采用了一種名為“沃羅諾伊圖 (Voronoi construction)”的方法來更真實地描述析出顆粒的空間分布，并以此修正了顆粒周圍的原子擴散距離，提升了模型的準(zhǔn)確性，模型通過與鎳基（Ni-Al-Cr）合金的原子探針實驗數(shù)據(jù)進行對比，得到了很好的驗證。作者對文章的程序進行了開源，感興趣的可以下載了解，原始文章
作者提供的程序
https://github.com/KeXuMSE
關(guān)鍵詞：GROMACS；油水；相分離; 分子動力學(xué)；packmol
在化學(xué)、材料科學(xué)及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，油水相分離是一個重要的研究課題，廣泛應(yīng)用于石油開采、環(huán)境污染治理、化妝品配方優(yōu)化及生物膜研究等方向。由于油水界面的分子相互作用復(fù)雜，采用分子動力學(xué)（Molecular Dynamics, MD） 方法進行模擬研究成為一種高效且精確的手段。而GROMACS作為高性能的開源MD模擬軟件，為研究油水界面張力
關(guān)鍵詞：
化工單元操作與相平衡有著密不可分的聯(lián)系，相平衡現(xiàn)象一直是化工工程師以及廣大科研工作者們研究的熱門課題。相平衡數(shù)據(jù)是化工過程設(shè)計、操作以及優(yōu)化必不可缺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以為工程設(shè)計和單元操作提供理論指導(dǎo)。目前獲得相平衡數(shù)據(jù)有實驗法、相平衡計算和分子模擬三種。實驗法雖然直觀可靠，但需要大量的人力和時間，且受到高溫高壓、物質(zhì)毒性等苛刻條件的限制。相平衡計算的主要目標(biāo)是預(yù)測混合物在不同溫度壓力下的氣
微通道熱管技術(shù)正引領(lǐng)多個行業(yè)邁向更高效、更環(huán)保的未來。在制冷空調(diào)領(lǐng)域，微通道換熱器以其高效傳熱與緊湊設(shè)計，成為提升能效的關(guān)鍵；在通信與電子行業(yè)，它有效解決了高密度設(shè)備散熱難題，助力綠色節(jié)能；交通運輸業(yè)中，微通道換熱器助力新能源汽車及傳統(tǒng)車輛空調(diào)系統(tǒng)升級，同時拓展至軌道交通與航空領(lǐng)域。化工與能源行業(yè)同樣受益，微通道技術(shù)提高了熱交換效率，促進了清潔能源的高效利用。此外，在生物醫(yī)療領(lǐng)域，微通道技術(shù)的精確溫控為藥物傳遞
模型尺寸為50 mm × 9.8 mm，初始溫度設(shè)置為680 K, 環(huán)境溫度設(shè)置為 300K；
材料參數(shù)如表所示
最終裂紋形態(tài)如圖所示：
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使用平均場模型評估NIPS(非溶劑誘導(dǎo)相分離)過程
溶劑蒸發(fā)和相分離是聚合物膜生產(chǎn)中的重要過程。模擬被用于評估相互作用、初始條件等對膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。在J-OCTA和OCTA案例中，耗散粒子動力學(xué)(DPD)、粗粒化MD和平均場方法應(yīng)用于定向自組裝(DSA)[1]、電極漿料涂層[2]和旋轉(zhuǎn)涂層[3]。NIPS(非溶劑誘導(dǎo)相分離)是一種生產(chǎn)細多孔膜的技術(shù)。在近期發(fā)表的幾篇論文中，考慮了流體力學(xué)效應(yīng)
