Д. В. Александров, И. О. Стародумов, Е. В. Павлюк, А. А. Иванов.
АННОТАЦИЯ:
Представлены результаты исследования компьютерного моделирования процессов фазового перехода при затвердевании вещества методом кристаллического фазового поля (Phase Field Crystal: PFC). Для указанного метода представлен безусловно устойчивый численный алгоритм, позволяющий эффективно решать нелинейные дифференциальные уравнения высоких порядков. Благодаря этому методу была создана компьютерная программа, позволяющая производить масштабное моделирование с использованием суперкомпьютеров. Однако, результаты модельных расчетов показали, что метод кристаллического фазового поля может приводить к метастабильным и дефектным решениям даже в тех случаях, которые не могут быть предсказаны натурными экспериментами или теоретическим анализом. В статье приводится анализ причин возникновения таких решений. Авторами формулируется способ дополнительной модификации метода кристаллического фазового поля, которая позволит учесть выявленные эффекты и избежать неверного толкования результатов компьютерного моделирования.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
кристаллическое фазовое поле, кристаллизация, кристаллические структуры, компьютерное моделирование, вычислительные методы.