【元胞自动机】基于元胞自动机模拟晶体生长附matlab代码

简介: 【元胞自动机】基于元胞自动机模拟晶体生长附matlab代码

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1 内容介绍

基于溶质扩散和界面能的作用,考虑成分过冷,曲率过冷,界面能各 向异性和界面扰动等因素,建立了单个等轴枝晶的生长模型.采用元胞自动机(cellular automata)方法模拟了枝晶生长,界面扰动和分枝的竞争演化.对液相中的溶质传输进行了计算.通过模拟发现,凝同过程中溶质容易富集在枝晶臂之间, 同时,随着凝固时间的延长,界面前沿的溶质浓度梯度逐渐下降.

2 部分代码

%

clc;clear;close all;

rand('state',0);

set(gcf,'DoubleBuffer','on');

N=256; % 生成状态矩阵大小的控制参数

S=ones(N); % 生成状态矩阵S

% S(N/2,N/4:N*3/4)=0; % 设置状态矩阵的初始值

S(N/2:N*3/4,N/2)=0; % 设置状态矩阵的初始值

Ii=imshow(S); % 显示状态矩阵

ti=title(['time = 0',', N=0'],'Fontsize',14,'Fontname','Times New Roman'); % 显示时间

T=0; % 记录时间的参数

for k=1:30000; % 循环计算

   xt=4; % 产生粒子的位置

   yt=N/2; % 产生粒子的位置

   Ss=0; % 控制下面循环是否终止的参数

   while Ss<1; % 计算当前粒子的吸附过程

       [dx,dy]=choose_D(0.25,0.25,0.25,0.25); % 计算粒子位移量

       xt=xt+dx; % 计算下一时刻粒子的位置

       yt=yt+dy; % 计算下一时刻粒子的位置

       if xt<2.5|xt>N-1.5||yt<2.5|yt>N-1.5; % 判断粒子是否逸出边界          

           Ss=2; % 把Ss赋值为2,从而可以退出循环

       end

       if [S(xt+1,yt)+S(xt-1,yt)+S(xt,yt+1)+S(xt,yt-1)]<3.5; % 判断近邻是否有粒子

           S(xt,yt)=0; % 固定当前运动的粒子

           Ss=2; % 把Ss赋值为2,从而可以退出循环

       end                

   end

   set(Ii,'CData',S); % 显示当前状态矩阵

   T=T+1; % 累加时间参数

   set(ti,'String',['time = ',num2str(T),', N=',num2str(sum(sum(1-S))-[N/4+1])]); % 更新时间参数

   pause(0.01); % 暂停一下,显示动画效果

end

3 运行结果

image.gif编辑

4 参考文献

[1]黄建峰, 杨屹, 李羽晨,等. 基于元胞自动机法的等轴枝晶生长数值模拟[J]. 热加工工艺, 2010, 39(10):5.

[2]陈瑞, 许庆彦, 柳百成. 基于元胞自动机方法的定向凝固枝晶竞争生长数值模拟[J]. 物理学报, 2014(18):12.

博主简介:擅长智能优化算法神经网络预测信号处理元胞自动机图像处理路径规划无人机雷达通信无线传感器等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。

部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。


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