基于CA-LBM三维模型的硅小平面枝晶生长数值模拟

作者：杜森1 马旺2 陈辉1 李日1 陈洪建1

单位：1.河北工业大学材料科学与工程学院2.石家庄海山实业发展总公司

关键词：三维数值模拟 硅小平面枝晶 格子Boltzmann方法 元胞自动机

分类号：

出版年,卷(期):页码：2021,49(9):1964-1969

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210023

摘要：

为了解析硅小平面枝晶生长机制,真实再现其生长过程,建立了三维的元胞自动机-格子Boltzmann方法(CA-LBM)耦合模型,通过元胞自动机计算硅枝晶的生长,通过格子Boltzmann方法计算硅晶体凝固过程的温度场,通过硅晶体生长过程中释放出的凝固潜热将二者耦合,并引入高各向异性函数,对硅三维小平面枝晶的生长进行了数值模拟。分析了界面能各向异性及初始过冷度对三维小平面硅枝晶形貌的影响。结果表明:三维硅小平面枝晶具有很强的各向异性,三维模型能更真实准确地模拟硅小平面枝晶的生长。

基金项目：

国家自然科学基金(51975182)；国家自然科学基金(51475138)；

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