基于Abaqus的非等速生长Voronoi晶体模型生成插件介绍

1. 非等速生长晶体模型简介

对于标准Voronoi而言,每个晶粒的生长速率是相同的,任意两个晶粒的交界线为其形核点连线的垂直平分线,交界线为一条直线,如图1.1所示。

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图1.1 标准Voronoi晶粒交界线

而对于非等速生长Voronoi晶体而言,由于晶粒生长速率的不同,导致两个晶粒的交界线不再是其连线的垂直平分线,而是转变为曲线,如图1.2所示。

图1.2 非等速生长Voronoi晶粒交界线

标准Voronoi相比于非等速生长Voronoi的另一个区别是:标准Voronoi生成的晶粒是全凸的,而非等速生长Voronoi生成的晶粒是凹的,如图1.3所示。

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图(a) 二维标准Voronoi晶粒

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图(b) 二维非等速生长晶粒

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图(c) 三维标准Voronoi晶粒

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图(d) 三维非等速生长晶粒

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图1.3 两种生长模式生成的晶粒对比

同一形核点不同生长速率限制下的晶体模型示例如下:

(1) 二维非等速生长晶体模型示例:

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50x50, cellNum 100, Random, minDist 4.0 Expansion Limit 1.1

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50x50, cellNum 100, Random, minDist 4.0 Expansion Limit 2.5

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50x50, cellNum 100, Random, minDist 4.0 Expansion Limit 5.0

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50x50, cellNum 100, Random, minDist 4.0 Expansion Limit 10.0

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图1.4 二维非等速生长晶体模型示例

(2) 三维非等速生长晶体模型示例:

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[图片上传失败...(image-56b05f-1695434870715)]

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50x50x50, cellNum 100, Uniform

Expansion Limit 1.1

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50x50x50, cellNum 100, Uniform

Expansion Limit 2.5

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50x50x50, cellNum 100, Uniform

Expansion Limit 5.0

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50x50x50, cellNum 100, Uniform

Expansion Limit 10.0

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图1.5 三维非等速生长晶体模型示例

2. 二维非等速生长晶体模型模块

(1) 矩形边界二维晶体模型

用于生成二维矩形边界非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-9d1e49-1695434870716)]

图2.1 矩形边界非等速生长晶体模型模块

(2) 圆形边界二维晶体模型

用于生成二维圆形边界非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-74934b-1695434870716)]

图2.2圆形边界非等速生长晶体模型模块

3. 三维非等速生长晶体模型模块

(1) 长方体边界三维晶体模型

用于生成长方体边界非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-89481-1695434870716)]

图3.1 长方体边界非等速生长晶体模型模块

(2) 圆柱边界三维晶体模型

用于生成圆柱边界非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-a2919f-1695434870716)]

图3.2圆柱边界非等速生长晶体模型模块

(3) 球边界二维晶体模型

用于生成球边界非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-7fc426-1695434870716)]

图3.3 球边界非等速生长晶体模型模块

(4) 长方体拉伸型晶体模型

用于生成长方体拉伸型非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-222f84-1695434870715)]

图3.4 长方体拉伸型非等速生长晶体模型模块

(5) 圆柱拉伸型晶体模型

用于生成圆柱拉伸型非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

[图片上传失败...(image-12e634-1695434870715)]

图3.5圆柱拉伸型非等速生长晶体模型模块

4. 离散非等速生长晶体模型模块

用于生成离散网格型非等速生长Voronoi晶体模型,具体参数输入如下:

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图4.1 离散网格非等速生长晶体模型模块

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图(a) 二维离散网格晶体模型

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图(b) 三维离散网格晶体模型

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图4.2 离散网格非等速生长晶体模型模块

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