Abstract

The paper deals with the issue of particle growth in a two-component alloy. The particle is formed from chemical reaction products that occur at the phase boundary. A generalized mathematical model of particle growth includes diffusion equations, mass transfer equations in the boundary layer, and equations characterizing a change in the growing particle radius. The paper proposes an approach that reduces issues to the system of PDEs and ODE that describes the state of growing particle. This approach provides a basis for developing a numerical method for calculating the growing particle radius as a function of time, based on the obtained equations. The computational scheme involves the finite-difference analogues of equations with an additional regularizing functional that ensure method stability with respect to accumulated computational error. In order to verify reliability of the proposed computational scheme and to obtain experimental error estimates of numerical solutions, computational experiments were carried out. In the experiments, the growing particle radius is determined with respect to the time via the proposed method. Also, comparative analysis of the calculated radius with test values was carried out and experimental estimates of deviations of the calculated radius from the test functions were obtained. The experiment results presented in the work indicate sufficient accuracy of the developed numerical method.

Highlights

  • Обобщенная математическая модель роста частицы включает уравнения диффузии для каждого из компонентов фазы и массопереноса в граничном слое, а также уравнение, характеризую­ щее изменение размеров растущей частицы

  • Расплав содержит m химических реагентов Q1, Q2, ..., Qm, которые взаимодействуют друг с другом

  • The paper deals with issue of particle growth in a two-component alloy

Read more

Summary

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИКИ РОСТА ЧАСТИЦЫ В ДВУХКОМПОНЕНТНОМ СПЛАВЕ*

Южно-Уральский государственный университет (НИУ) (454080, Россия, Челябинск, пр. Ленина, 76). Рассмотрена проблема изменения размеров частицы новой фазы в процессе ее роста в двухкомпонентном сплаве. Обобщенная математическая модель роста частицы включает уравнения диффузии для каждого из компонентов фазы и массопереноса в граничном слое, а также уравнение, характеризую­ щее изменение размеров растущей частицы. Полученная система уравнений послужила основой для разработки численного метода определения изменения радиуса сферической частицы в зависимости от времени. Привлечение регуляризирующего подхода обеспечивает устойчивость вычислительной схемы метода относительно накапливаемых вычислительных погрешностей. С целью проверки надежности, эффективности предложенного метода определения изменений радиуса частицы и получения экспериментальных оценок отклонений найденных радиусов от действительных значений проведены вычислительные эксперименты. В ходе экспериментов определены изменения радиуса частицы в различные моменты времени с помощью предложенного численного метода. Эффективность предложенного метода была проверена с помощью экспериментов, результаты которых подтверждают устойчивость и точность вычислительной процедуры

Математическая модель процесса
Pi и
Метод определения радиуса частицы
Результаты вычислительных экспериментов
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.