Simulação da evolução dentrítica via método de campo de fase para ligas binárias com domínio adaptativas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Melo, Felipe Sereno
Orientador(a): Ferreira, Alexandre Furtado lattes
Banca de defesa: Castro, José Adilson de lattes, Ribeiro, Rosinei Batista lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26795
Resumo: O principal objetivo desse trabalho foi aplicar o método de campo de fases para o processo de solidificação de ligas binárias (Fe­C) com foco na economia de tempo de cálculo. A metodologia do Campo de Fases tem como principal estudo a solidificação de metais e ligas binárias. Essa metodologia apesar de ser adequada para simular o processo de solidificação com interfaces complexas, apresenta baixa eficiência computacional. Com isso, esse estudo propõe uma técnica numérica, buscando um domínio adaptativo para a melhoria do tempo computacional. As equações do método de Campo de Fases para ligas binárias foram resolvidas via método das diferenças finitas e implementada na forma explícita. A estratégia adotada no desenvolvimento desse trabalho foi o domínio computacional crescer em torno da dendrita em evolução durante o processo de solidificação, ou seja, o domínio proposto nesse trabalho apresenta um tamanho variável que depende da evolução microestrutura. Os resultados mostram que dendritas calculadas semelhantes às encontradas em experimentos e literatura especializadas. Destacam­se os braços secundários crescendo a partir dos braços primários e o fenômeno de crescimento competitivo entre eles. A técnica proposta nesse trabalho mostra boa economia de tempo computacional quando comparada ao modelo do Campo de Fase com tamanho de domínio computacional fixo.
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Essa metodologia apesar de ser adequada para simular o processo de solidificação com interfaces complexas, apresenta baixa eficiência computacional. Com isso, esse estudo propõe uma técnica numérica, buscando um domínio adaptativo para a melhoria do tempo computacional. As equações do método de Campo de Fases para ligas binárias foram resolvidas via método das diferenças finitas e implementada na forma explícita. A estratégia adotada no desenvolvimento desse trabalho foi o domínio computacional crescer em torno da dendrita em evolução durante o processo de solidificação, ou seja, o domínio proposto nesse trabalho apresenta um tamanho variável que depende da evolução microestrutura. Os resultados mostram que dendritas calculadas semelhantes às encontradas em experimentos e literatura especializadas. Destacam­se os braços secundários crescendo a partir dos braços primários e o fenômeno de crescimento competitivo entre eles. A técnica proposta nesse trabalho mostra boa economia de tempo computacional quando comparada ao modelo do Campo de Fase com tamanho de domínio computacional fixo.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe main objective of this present work is apply the phase-field method for the solidification process of binary alloys with focus on the running time. The firsts phase field models were focused on the solidification of pure materials, being extended to the solidification of alloys. This method although being suitable for simulating the solidification process has a low computational efficiency. Thus, this study proposes a numerical technique, on other hand, an adaptive domain to improve of the running time. The equations of the phase field method for binary alloys have been solved via the explicit finite scheme. The strategy adopted in the development of this paper is the computational domain grows around the dendrite during the solidification process. The calculated results show dendrites similar to those found in experiments and specialized literature. The secondary arms grow from the primary arms and the phenomenon of competitive growth between them can be noted. The technique proposed in this work shows good computational economy of time when compared to the model with computational domain fixed.64 p.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessSimulação da evolução dentrítica via método de campo de fase para ligas binárias com domínio adaptativasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCampo de faseLigas bináriasSolidificaçãoDendritasSolidificação (Metalurgia)Método do campo de faseLiga bináriaEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualPhase fieldBinary alloysSolidificationDendriteMestrado acadêmicoUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta RedondaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica2015Volta Redonda, RJporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/26795/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALDissertação_Felipe Melo.pdfDissertação_Felipe Melo.pdfapplication/pdf1663625https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/26795/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Felipe%20Melo.pdf2e6d9a235bcedad342a88a384132f0a2MD511/267952022-11-04 10:33:15.728oai:app.uff.br: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ório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-11-04T13:33:15Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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