单组分晶体增长模型参考

Simcenter STAR-CCM+ 提供两种晶体增长模型:
  • 单组分晶体生长 - 浓度驱动的溶质结晶模型
  • 从熔体的单组分晶体生长 - 温度驱动的熔体结晶模型。

    在这些模型中,晶体增长建模为多组分液体的液相(溶质或熔体)与固(颗粒)相之间的质量传递。

表 1. 单组分晶体增长模型参考
模型名称 单组分晶体增长
从熔体的单组分晶体增长
理论 请参见 结晶。
提供方式 [相间相互作用] > 模型 > 相间质量传递率
节点路径示例 多相相互作用 > 相间相互作用 > [相间相互作用] > 模型 > 单组分晶体生长
要求
在物理连续体中,以下模型已激活:
  • 材料:多相、多相互动作用(自动选定)
  • 多相流模型:欧拉多相流 (EMP)、梯度(自动选择)
  • 可选模型:相耦合流体能量
  • 粘滞态:层流或湍流
  • 空间:三维、轴对称或二维
  • 时间:稳态或隐式非稳态

至少两个欧拉相:一个多组分液相(含溶质和溶剂组分)和一个颗粒相(表示溶质组分的晶体)。

在液相中,以下相模型为激活状态:

  • 材料:多组分液体
  • 能量:分离流体温度
  • 反应期:非反应
  • 状态方程:恒密度
  • 可选模型:壁面距离

在颗粒相中,以下模型为激活状态:

  • 材料:颗粒
  • 能量:分离流体温度
  • 可选模型:壁面距离
  • 可选模型:颗粒尺寸分布
  • 颗粒尺寸分布:自适应多尺寸组或 S-Gamma。

需要连续-离散拓扑相间相互作用。

在相间相互作用中,以下模型为激活状态:

  • 可选模型:相间质量传递
  • 相间质量传输率:单组分晶体增长或从熔体的单组分晶体增长
属性 关键属性包括:溶质组分、表面亚松弛因子、参考温度。

请参见单组分晶体增长模型属性。

激活 物理模型

在相间相互作用模型选择对话框中:

  • 可选模型:MuSiG 成核或 S-Gamma 成核。

可用模型对应于颗粒相中激活的颗粒尺寸分布模型。

请参见成核模型参考。

模型控制(子节点)

可用选项取决于激活的晶体增长模型。

连续相舍伍德数

平衡温度

平衡浓度

连续相努赛尔数

增长指数

增长前因子

溶解指数

溶解前因子

请参见晶体增长模型控制。

材料

表面张力

请参见材料和方法。

场函数

Interphase Mass Transfer Rate of [phase interaction]([相间相互作用] 的相间质量传递率),Latent Heat of [phase interaction]([相间相互作用] 的潜热),Mass Fraction of [crystal material]([相间相互作用] 的质量分数),Temperature of [phase interaction]([相间相互作用] 的温度),Turbulent Length Scale of [liquid phase]([液相] 的湍流时间尺度)

单组分晶体增长模型属性

溶质组分
指定结晶的液体组分。
表面亚松弛因子

表面浓度的亚松弛因子 (Eqn. (2425))。

仅适用于单组分晶体增长模型。

参考温度

此值用于计算 Eqn. (2427) 中使用的 。 ΔT

仅适用于从熔体的单组分晶体增长模型。

晶体增长模型控制

提供以下子节点:

连续相舍伍德数

仅适用于单组分晶体增长模型。

请参见舍伍德数属性。

平衡温度

此值为 Eqn. (2427) 中的 。 Tsat

仅适用于从熔体的单组分晶体增长模型。

平衡浓度

此值为 Eqn. (2423) 和 Eqn. (2424) 中的 。 Csat

仅适用于单组分晶体增长模型。

连续相努赛尔数
请参见努赛尔数属性。
增长指数

对于单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2424)(其为 Eqn. (2422) 中的指数 )中的 。 mg mg+

对于从熔体的单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2427) 中的 。 mg+

增长前因子

对于单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2423)(其为 Eqn. (2422) 中的前因子 )中的 。 kg kg+

对于从熔体的单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2427) 中的 。 kg+

溶解指数

对于单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2424)(其为 Eqn. (2422) 中的指数 )中的 。 mg mg−

对于从熔体的单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2427) 中的 。 mg−

溶解前因子

对于单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2423)(其为 Eqn. (2422) 中的前因子 )中的 。 kg kg−

对于从熔体的单组分晶体增长,此值为 Eqn. (2427) 中的 。 kg−

材料和方法

表面张力
设置表面张力系数 的值。 σ

请参见表面张力。

仅适用于单组分晶体增长模型。