耦合LBM算法的相场法：对流环境下枝晶生长模拟的新视角

一、引言

1.1研究背景与意义

金属凝固过程是材料制备的关键环节，对金属材料的微观组织和性能有着决定性影响。在凝固过程中，枝晶生长作为重要的物理现象，其生长形态和演化规律直接关系到材料的质量与性能。例如，在航空航天领域使用的高温合金，其枝晶结构会显著影响合金的强度、韧性和高温性能；在电子封装材料中，枝晶的形态与分布则会影响材料的热膨胀系数和导电性。因此，深入理解枝晶生长过程并实现有效控制，对于提升金属材料性能、拓展其应用领域具有重要意义。

传统的研究方法如实验观察和理论分析，在揭示枝晶生长的复杂机制方面存在一定的局限性。实验研究虽然能