使用动态数据结构的自适应网格细化计算凝固微观组织
材料科学
2009-10-31 v1
摘要
我们使用在自适应有限元网格上计算的相场模型研究了凝固微观组织的演化。我们讨论了算法的细节，并表明它大大降低了在低过冷度下求解相场模型的计算成本。特别地，我们表明，当使用自适应网格时，求解任何相边界问题的计算复杂度随界面弧长缩放。此外，动态数据结构的使用使我们能够模拟对应于实验条件的系统尺寸，否则这将需要大于个元素的晶格。我们检查了算法的收敛性。我们还展示了二维、时间相关的枝晶演化计算，包括有和没有表面张力各向异性的情况。我们将枝晶生长的结果与微观可解性理论进行了基准比较，发现它们在高过冷度下与理论吻合良好。然而，在低过冷度下，我们获得了比可解性理论更高的速度值，其中瞬态占主导，这与我们推导的一个启发式判据一致。
引用
@article{arxiv.cond-mat/9808216,
title = {Adaptive Mesh Refinement Computation of Solidification Microstructures using Dynamic Data Structures},
author = {Nikolas Provatas and Nigel Goldenfeld and Jonathan Dantzig},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9808216},
year = {2009}
}