Термодинамическая модель фазового равновесия многокомпонентных сплавов …
1
УДК 004.272.2+536.77+537.622.4
Термодинамическая модель фазового равновесия
многокомпонентных сплавов на основе Fe–Cr–Co
и схема организации вычислений в ее рамках
© Н.А. Беляков, Б.Е. Винтайкин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Предложен подход к организации вычислений в рамках термодинамической моде-
ли, описывающей фазовое равновесие в многокомпонентных магнитных сплавах на
основе системы Fe–Cr–Co. Приведено краткое введение в предметную область
решаемой задачи, описание основных составных частей модели, подробно описана
схема вычислений.
Ключевые слова:
параллельные вычисления, термодинамическое моделирование,
многокомпонентные сплавы, система Fe–Cr–Co, объектно-ориентированное про-
ектирование, программное обеспечение, фазовое равновесие.
Введение.
В различных областях современных науки и техники
постоянно возникают практически важные задачи, точное аналитиче-
ское решение которых значительно затруднено или невозможно, а
числовое решение с необходимой точностью требует колоссального
объема вычислений. Это может быть связано, например, с громозд-
костью функциональных зависимостей, выражающих предметную
область задачи, с большим числом измерений, параметров и т. д.
С подобными задачами приходится постоянно сталкиваться,
например при разработке новых многокомпонентных материалов,
обладающих сложной совокупностью заданных свойств. Большин-
ство практически важных материалов представляют собой много-
компонентные многофазные системы со сложной структурой. На
свойства таких систем оказывает влияние огромное число факторов,
как внешних, так и внутренних. Все это приводит к невозможности
исследований таких материалов с применением лишь натурных экс-
периментов и в разумные сроки. Поэтому в этой области все чаще
используют численное моделирование систем. Одним из таких под-
ходов, получившим широкое применение, является термодинамиче-
ское моделирование [1]. Этот подход, основанный на моделировании
термодинамических характеристик системы и применении знаний о
связи структуры со свойствами материала, позволяет численно моде-
лировать процессы, протекающие в материале, и прогнозировать ре-
зультаты протекания фазовых превращений, формирования типов
структуры материала и связанных с ними физических свойств. Но
численные модели, описывающие большое число свойств многоком-
понентных материалов и связей между ними, как правило, получают-
