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相场法材料微结构模拟工程

共计 30 章节
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01
相场法工程导论
目标=相场法在材料微结构模拟中的定位 · 核心思想 · 工程应用场景与完整模拟工作流
相场法工程导论目标=相场法
02
微结构演化物理基础
目标=自由能 · 化学势 · 扩散
微结构演化物理基…目标=自由能
03
相场变量与序参量设计
目标=保守场与非保守场 · 多相场 · 多组分场
相场变量序参量设计
04
自由能泛函构建
目标=体自由能 · 梯度能 · 双阱势
自由能泛函构建目标=体自由能
05
Allen-Cahn与Cahn-Hilliard方程
目标=方程推导 · 物理意义 · 守恒与非守恒演化机制
Allen-CahnCahn-Hilliar…
06
控制方程离散化
目标=有限差分 · 有限元 · 谱方法
控制方程离散化目标=有限差分
07
边界条件与初始条件
目标=周期性边界 · Neumann/Dirichlet边… · 噪声初始化与微结构种子设置
边界条件初始条件
08
数值稳定性与参数选择
目标=网格尺寸 · 界面宽度 · 时间步长
数值稳定性参数选择
09
各向异性界面能
目标=取向依赖 · 界面刚度 · Wulff形状与枝晶生长形貌控制
各向异性界面能目标=取向依赖
10
弹性能耦合相场模拟
目标=本征应变 · 弹性不均匀性 · Khachaturyan理论
弹性能耦合相场模…目标=本征应变
11
扩散与多组分耦合
目标=互扩散系数 · 化学迁移率 · 交叉扩散
扩散多组分耦合
12
固态相变相场模拟
目标=析出 · 有序化 · 失稳分解
固态相变相场模拟目标=析出
13
凝固与枝晶生长相场模拟
目标=溶质截留 · 界面动力学 · 潜热释放
凝固枝晶生长相场模拟
14
晶粒生长与再结晶相场模拟
目标=多晶取向场 · 晶界迁移 · 储存能驱动
晶粒生长再结晶相场模拟
15
铁电与铁磁材料相场模拟
目标=极化/磁化序参量 · 畴结构演化 · 外场响应与电滞/磁滞回线
铁电铁磁材料相场模拟
16
断裂与损伤相场模拟
目标=相场断裂模型 · 裂纹驱动力 · 脆性/韧性断裂
断裂损伤相场模拟
17
多物理场耦合策略
目标=热-力-电-化耦合 · 算子分裂 · 交错迭代与强/弱耦合求解
多物理场耦合策略目标=热
18
相场模拟参数标定
目标=界面能 · 界面宽度 · 迁移率
相场模拟参数标定目标=界面能
19
计算加速与大规模模拟
目标=自适应网格 · GPU并行 · FFT谱方法
计算加速大规模模拟
20
相场模拟结果后处理
目标=微结构定量表征 · 体积分数 · 粒径分布
相场模拟结果后处…目标=微结构定量…
21
相场模拟与实验对比验证
目标=原位表征 · SEM/EBSD/TEM · X射线断层扫描与模拟-实验闭环
相场模拟实验对比验证
22
相场模拟与CALPHAD/第一性原理集成
目标=热力学数据库调用 · 扩散迁移率数据库与多尺度参数传递
CALPHAD相场模拟
23
相场模拟与机器学习融合
目标=代理模型 · 参数反演 · 微结构生成
相场模拟机器学习融合
24
工程案例
目标=镍基高温合金γ/γ′析出相演化…
工程案例目标=镍基高温合…
25
工程案例
目标=铝合金时效析出与强化相微结构演…
工程案例目标=铝合金时效…
26
工程案例
目标=增材制造熔池凝固枝晶生长与微观…
工程案例目标=增材制造熔…
27
工程案例
目标=锂离子电池电极材料相分离与裂纹…
工程案例目标=锂离子电池…
28
工程案例
目标=铁电薄膜畴结构调控与器件性能优…
工程案例目标=铁电薄膜畴…
29
相场模拟软件与工具链
目标=MOOSE · PRISMS-PF · OpenPhase
相场模拟软件工具链
30
课程综合项目
目标=从问题定义 · 模型构建 · 参数标定
课程综合项目目标=从问题定义