使用元胞自动机模型准确模拟晶体组织

资 源 简 介

使用元胞自动机模型准确模拟晶体组织

详 情 说 明

元胞自动机模型在模拟晶体组织演变方面具有独特优势，其核心在于将材料离散化为规则网格后，通过局部相互作用规则再现微观物理过程。要实现准确模拟，需重点关注三大要素：

形核机制建模 通过概率函数或能量阈值触发晶核产生，需考虑随机分布与择优取向的关系。非均匀形核往往需要引入温度梯度、杂质分布等外部场变量。

生长规则设计 晶界迁移采用摩尔邻域或冯·诺依曼邻域判断，通过状态转换函数实现各向异性生长。需结合界面能最小化原理，在规则中嵌入晶体学取向参数。

多物理场耦合 将热力学驱动力（如过冷度）转化为状态转换概率，通过捕获规则处理竞争生长现象。可引入蒙特卡洛方法优化能量状态评估。

该模型的扩展性体现在通过调整邻居定义范围和转换规则，能复现枝晶生长、再结晶等复杂微观组织演变过程。验证时需结合实验金相照片进行规则参数反演校准。