相场模型 — CAE术语解说
相场模型
界面追踪的连续体方法
相场模型是用来解决什么问题的方法呢？
相场模型是用连续的标量场（order parameter）来表示裂纹、相界面、晶界等"不连续边界的演进"的模型。不直接追踪裂纹尖端，而是将表示材料"破坏程度"的相位变量作为从0到1变化的场来求解。边界自然演变，所以裂纹分岔和合并也自动处理。
与FEM的X-FEM有什么区别呢？
X-FEM是将裂纹面显式地嵌入网格的方法，需要裂纹面的几何信息。相场法只需求解相位变量场，不改变网格就能实现裂纹演进，因此在复杂裂纹形状和三维自由裂纹扩展中特别优越。计算成本较高，但无需几何处理这是它的强项。
相场模型在材料科学和CAE中的应用
我听说材料科学中也使用了，有什么应用呢？
金属凝固过程中树枝晶（枝晶）生长的仿真是典型例子。可以预测铸造和焊接中金属凝固时的微细组织形成。此外还应用于电池电极的劣化、薄膜生长、马氏体变态等，被用于材料设计和制造工艺优化。
实际上有能计算的求解器吗？
COMSOL配备了标准的相场界面。破坏力学方向有CALCULIX-Phase和开源的phasefieldlib，以及材料组织仿真专用的MICRESS等。由于计算量大，并行计算环境是必须的，正在研究利用GPU进行加速。
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