实现晶粒形核加圆形长大

资 源 简 介

实现晶粒形核加圆形长大

详 情 说 明

在材料科学中，模拟晶粒形核及其长大过程有助于理解金属或合金的微观结构演变。晶粒形核是指晶体在过冷或过饱和条件下形成初始晶核，而圆形长大则描述了晶粒以近似圆形的方式向外扩展的过程。

晶粒形核 晶核的形成通常基于随机分布的概率模型，形核位置可以是均匀分布或按特定概率密度分布。在模拟中，可以设定晶核数量及空间分布，例如通过随机坐标生成初始形核点。

圆形长大 圆形长大通常采用相场模型或基于距离变换的方法实现。相场模型通过偏微分方程描述晶粒边界的移动，而距离变换则是计算每个点到最近晶核的距离，若距离小于某个阈值，则判定该点属于该晶粒。这种方法简单高效，适用于圆形长大的理想情况。

模拟实现思路 初始化形核点：随机生成若干形核中心，记录其坐标。 计算距离场：对于模拟区域的每一个像素点，计算其到所有形核点的距离，并确定最近的晶核。 生长控制：设定生长速率或时间步长，逐步扩大晶粒半径，使晶粒轮廓向外扩展。 边界处理：当晶粒相遇时，停止生长以避免重叠，形成清晰的晶界。

这种方法可用于研究晶粒竞争生长、微观结构演变等材料科学问题。