Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 42: Wachstum und Grenzfl
ächen

DY 42.5: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 12:00–12:15, H2

(ENTFÄLLT) Effiziente Monte-Carlo-Simulationsmethode für dendritisches Wachstum — •Mathis Plapp¹ und Alain Karma² — ¹Laboratoire PMC, Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau, Frankreich — ²Physics Department, Northeastern University, Boston MA 02115, USA

Das Wachstum von dendritischen Kristallen bei der Erstarrung von reinen Substanzen und Legierungen ist ein klassisches Beispiel für spontane Musterbildung und wird seit langem experimentell und numerisch untersucht. Ein großes Problem für Simulationen entsteht dadurch, daßsich unter experimentell relevanten Bedingungen die charakteristischen Längenskalen des wachstumslimitierenden Diffusionsfeldes und des Kristalls um mehrere Größenordnungen unterscheiden können. Wir lösen dieses Problem durch die Kombination zweier numerischer Verfahren: der Phasenfeldmethode auf der Skala des Dendriten und einer effizienten Monte-Carlo-Formulierung der Diffusionsgleichung. Das Diffusionsfeld wird durch eine Dichte von random walkers beschrieben. Die Schrittweite der walkers wächst mit der Distanz zum Kristall an, was zu einer mit Multigitter- oder Finite-Elemente-Verfahren vergleichbaren Leistungsfähigkeit führt. Wir untersuchen mit dieser Methode die Bildung von Dendriten in einer reinen Substanz bei geringen Unterkühlungen und vergleichen die Ergebnisse unserer Simulationen mit theoretischen Vorhersagen und experimentellen Daten.