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應用成果-高溫變形鈦合金組織演化的大規模并行模擬
文章來源: 發布時間: 2011-06-29      點擊數:

    該課題由中科院金屬研究所的徐東生研究員承擔。院超算中心完成了相關程序的并行化工作。
    該項目針對鈦合金中的微觀組織演化模擬,根據硬件優化并行編程及內存利用,提升相場法的大規模并行計算能力,加速三維大體系的微觀組織演化模擬,在5 千核上實現高效運行;以此為基礎,通過形變與相變的耦合模擬,對鈦合金在特定高溫變形條件下的組織演化過程進行研究,探索鈦合金中典型組織形成的微觀機制,為鈦合金的組織設計提供支撐,結合其它模擬給出幾種變形條件下鈦合金的相變微觀組織結構和轉變動力學規律;結合實驗研究,給出相應組織的形成條件,輔助幾種關鍵鈦合金的高溫變形及熱處理工藝的設計。
    在課題組人員的努力和超級計算中心人員的通力合作支持下,在5千核規模上實現了高效并行,并在微觀組織模擬方面取得多項重要結果。
    通過本項目的實施,使鈦合金中微觀組織演化的相場動力學三維大體系模擬成為可能,增強了人們對鈦合金形變與相變耦合過程中微觀組織變化規律的理解。揭示了高溫變形條件下的相變組織形成機制,特別是鈦合金中片層組織的形成過程中成分分布和組織形貌的演化,以及不同變形條件下不同變形特點對再結晶和晶粒長大的影響規律。借助大規模變形模擬,實現鈦合金高溫變形微觀組織的計算預測,對提高金屬研究所和我院的鈦合金新材料研發水平,進一步滿足國家戰略性材料的國產化需求將有重要作用。
    同時這種基于計算模擬及部分實驗的工藝設計將擺脫傳統的根 據大量實驗摸索總結規律的方法,將大大加快我國新型鈦合金的設計和變形工藝的優化,節約大量的時間和資源,有利于可持續性發展。

 

 

 

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