简介:建立了非线性热力学模型,定性分析了外加应力和外加温度对外延生长在正交基底上的Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)薄膜相变的影响。在外力场下,固定其中一个方向失配应变e1=0.005,模拟得到了不同组分的PZT薄膜的失配应变一外加应力的相图。研究发现,随着Ti组分的减少,出现了新相正交a1c相和四方相a1相,且新相区域也会随Ti组分的不同而变化。在外加拉应力下,c相是薄膜较易出现的相,而在外加压应力下薄膜易处于a1a2相。在不同温度场下,模拟非等轴失配应变的PZT薄膜得到不同组分的PZT薄膜的失配应变一外加温度相图。当组分x≤0.7时,相图中出现了正交a1c相,由于非等轴失配应变的存在,使得从顺电相向r相发生相变的过程中,多出了正交a1a2相;同时另一新的四方a1相也出现在沿失配应变正方向e2被拉伸的区域。随着Ti组分的增加,单斜r相的面积缩小且位置下移。之前存在的四相点也变为了三相点,而正交相a1a2相则向相图的中心位置移动。模拟结果对研究外场下铁电薄膜微器件的性能变化具有一定的指导意义。
简介:在多维流体动力学计算中,流体运动和计算网格的关系可以分为两种情况。一是Lagrangian方法,即网格跟随流体运动;二是Eulerian方法,即流体流过固定;下动的网格。一般计算网格的运动是任意的。这就对应于任意Lagrangian—Eulerian(ALE)方法。ALE方法的核心是通过调整网格运动,使得数值模拟的精度、效率有所提高。它的主要步骤是:显式Lagrangian步;网格重分,即得到新的计算网格;物理量重映,即将Lagrangian步的计算结果变换到新网格上。在这3步中,较少研究网格重分。数值模拟和网格重分的一个基本前提是网格是合理的,或者说网格不能发生翻转,网格应当是凸的。而Lagrangian步数值模拟会造成网格扭曲,因此在网格重分前进行网格解扭是十分必要的。文中描述了通用的网格解扭、重分算法,使得解扭、重分后的网格有较好的几何品质,同时尽可能接近Lagrangian网格。