讲座主题

枝晶是最常见的金属材料介尺度结构，其形成是一个受能量传输、质量传输、界面曲率、对流及动力学等诸多因素综合影响的复杂非平衡物理过程。枝晶的形成过程是典型的类Stefan问题，由于枝晶生长机制的研究在不同学科中出现分散化与特异化，引发争议和分歧。由于可以有效地避免复杂的界面跟踪，并能简便地将界面曲率效应、各向异性和动力学效应包含在模型方程中，相场方法逐渐成为一种被广泛接受的、用于研究复杂界面形貌演化的数值模拟技术。本报告将在对比枝晶模拟的几种方法的基础上，主要以倾斜枝晶生长、海藻晶生长、激光增材制造、催化剂颗粒结晶过程等方面为例介绍相场方法在枝状结构形成与演化领域的研究进展，并探索相场方法在电沉积、金属腐蚀、细胞运动等领域的应用。