Computer simulation of grain growth—II. Grain size distribution, topology, and local dynamics

Srolovitz, David J.; Anderson, Michael P.; Sahni, Paramdeep S.; Grest, Gary S.

doi:10.1016/0001-6160(84)90152-4

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“…La simulación del CG con MC en muestras en 3D usa los mismos procedimientos que se emplean en muestras en 2D [1,2].…”

Section: Algoritmo De Cálculounclassified

“…El método de Monte Carlo (MC) ha sido utilizado para simular numéricamente el crecimiento de grano (CG) en muestras policristalinas bidimensionales (2D) [1,2]. YU y ESCHE [3] presentaron un análisis cinético y topológico del MC en CG en muestras policristalinas en tres dimensiones (3D) sin partículas.…”

Section: Introductionunclassified

“…Esta aproximación resulta poco creíble por los resultados hallados en otros trabajos [1][2][3][4][5][6].…”

Section: Introductionunclassified

“…La motivación de este trabajo es presentar por primera vez un estudio de CG utilizando una nobel adaptación del método de Monte Carlo en 3D [1][2][3]9] y ver los efectos del tamaño de las partículas móviles y su concentración sobre el CG. Posiblemente estos resultados puedan contribuir a la interpretación y esclarecimiento de fenómenos físicos en muchos materiales y en particular en el hielo polar.…”

Section: Introductionunclassified

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Crecimiento de grano tridimensional con partículas móviles usando método de Monte Carlo

Achával¹,

Prinzio²

2018

Matéria (Rio J.)

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RESUMENEn este trabajo se presenta un modelo de simulación de crecimiento de grano con partículas móviles en tres dimensiones usando el método Monte Carlo. Se estudió el efecto de la concentración y el tamaño de las partículas sobre el tamaño de grano. En general, se pudo observar la migración de las partículas hacia los bordes de grano y el frenado que las mismas producen sobre el movimiento de los límites de grano. También se observó a tiempos largos un efecto de liberación de los bordes de grano respecto a las partículas. Se determinó el radio crítico donde los granos se frenan para cada concentración y cada tamaño de partícula. Finalmente, se presenta la relación entre el radio crítico, el tamaño de las partículas y concentración de las mismas. Se concluyó que el radio crítico es en general igual al radio de la esfera equivalente al volumen entre las partículas. Palabras clave: Monte Carlo, Crecimiento de Grano, Partículas móviles, Partículas de Segunda Fase, Efecto Zener. ABSTRACTIn this paper we present a simulation model of grain growth with moving particles in three dimensions using the Monte Carlo method. The effect of concentration and particle size on grain size was studied. In general, it was possible to observe the migration of the particles towards the grain boundaries and the braking that they produce on the movement of the grain boundaries. An effect of releasing the grain boundaries from the particles was also observed at long times. The critical radius, where the grains were braked for each concentration and particle size, was determined. Finally, the relation between the critical radius, the particle size and the concentration of the particles is presented. It was concluded that the critical radius is generally equal to the radius of the sphere equivalent to the volume between the particles. Keywords: Monte Carlo, Grain Growth, Moving Particles, Second Phase Particles, Zener Effect. INTRODUCCIÓNEl método de Monte Carlo (MC) ha sido utilizado para simular numéricamente el crecimiento de grano (CG) en muestras policristalinas bidimensionales (2D) [1,2]. YU y ESCHE [3] presentaron un análisis cinético y topológico del MC en CG en muestras policristalinas en tres dimensiones (3D) sin partículas.Con el mismo método se estudiaron efectos de las impurezas inmóviles [4] y móviles [5] sobre muestras 2D y efectos de las impurezas inmóviles sobre muestras policristalinas tridimensionales [6].El CG con partículas de segunda fase dispersa es de interés en glaciología. El CG en muestras de hielo polar y su relación con los contaminantes se encuentra ligado al clima del pasado y su investigación es relevante hoy día para conocer el comportamiento del clima [7]. En los hielo polares se encuentran, en

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“…La simulación del CG con MC en muestras en 3D usa los mismos procedimientos que se emplean en muestras en 2D [1,2].…”

Section: Algoritmo De Cálculounclassified

Section: Introductionunclassified

“…Esta aproximación resulta poco creíble por los resultados hallados en otros trabajos [1][2][3][4][5][6].…”

Section: Introductionunclassified

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Crecimiento de grano tridimensional con partículas móviles usando método de Monte Carlo

Achával¹,

Prinzio²

2018

Matéria (Rio J.)

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“…Recently, computer simulation becomes indispensable in exploring the details of grain growth and validating the analytical models. Simulation models for this purpose include the Potts model, [4][5][6][7][8][9] the vertex model, [10][11][12][13][14] the phase field model 1,[15][16][17][18][19][20] and others. Though the Potts model has advantages in the simplicity of switching rules, it is still not intuitive to scale the Monte Carlo time to the physical time.…”

Section: Introductionmentioning

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Lattice Boltzmann models for the grain growth in polycrystalline systems

Zheng

Chen

et al. 2016

AIP Advances

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In the present work, lattice Boltzmann models are proposed for the computer simulation of normal grain growth in two-dimensional systems with/without immobile dispersed second-phase particles and involving the temperature gradient effect. These models are demonstrated theoretically to be equivalent to the phase field models based on the multiscale expansion. Simulation results of several representative examples show that the proposed models can effectively and accurately simulate the grain growth in various single- and two-phase systems. It is found that the grain growth in single-phase polycrystalline materials follows the power-law kinetics and the immobile second-phase particles can inhibit the grain growth in two-phase systems. It is further demonstrated that the grain growth can be tuned by the second-phase particles and the introduction of temperature gradient is also an effective way for the fabrication of polycrystalline materials with grained gradient microstructures. The proposed models are useful for the numerical design of the microstructure of materials and provide effective tools to guide the experiments. Moreover, these models can be easily extended to simulate two- and three-dimensional grain growth with considering the mobile second-phase particles, transient heat transfer, melt convection, etc.

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Ceramic Processing

Rahaman

2014

Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology

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Computer simulation of grain growth—II. Grain size distribution, topology, and local dynamics

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Crecimiento de grano tridimensional con partículas móviles usando método de Monte Carlo

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Lattice Boltzmann models for the grain growth in polycrystalline systems

Ceramic Processing

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