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A-moment096/Phase-Field-Tutorial

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相场模拟培训课件与资料

From: 中南大学 杜勇教授课题组 2024相场培训

欢迎了解我们的开源相场模拟软件 MInDes

Github仓库:https://github.com/Microstructure-Intelligent-Design/MInDes

使用方法

本仓库存放了培训过程中使用到的Beamer课件,对应的 $\LaTeX$ 源文件,以及部分别的资源。欢迎PR, 欢迎对内容批评指正。

每个文件夹都有的内容:

  • .tex 文件:可以由此编译生成文件夹中的 .pdf 文件。使用 pdfLaTeX 进行编译即可;
  • .pdf 文件:本教程使用的幻灯片。视频中使用 SumatraPDF 的演示模式播放;
  • pic 文件夹:生成幻灯片需要的图片;

其余内容在对应的内容简介中介绍。

视频链接

内容简介

PF_T1: Introduction and Mathematics 1

介绍了相场法的基本情况,包括:

  • 相场,场变量
  • Cahn-Hilliard 方程 与 Allen-Cahn 方程

以及本教程需要或可能需要的数学基础,包括:

  • Talyor 展开
  • 条件极值
  • 变分导数 (泛函导数)
  • 向量微积分

PF_T2: Mathematics 2: Numerical Methods with Python Implementation

介绍了为求解相场所需要的算法,包括:

  • 数值微分方程
  • 数值积分
  • 梯度算符 (求导)
  • Laplacian 算符

为了实现这些算法,粗略介绍了 Python 的相关内容,并使用 Python 进行算法实现。

附件

  • Calculation with Python.ipynb:Python 语法介绍和算法实现。使用 Python 版本为 >3.10,需要安装 numpy 库和 matplotlib 库。

PF_T3: C++ Programming and Calculation Examples

粗略介绍了 C++ 编程语言,并且使用 C++ 实现了前述的算法,以及使用 C++ 编程模拟传热方程

附件

  • src 文件夹:存有介绍 C++ 语法的 C++ 源文件。采用 C++17 标准。
  • read 文件夹:基于 src 文件夹中内容对应的 MarkDown 文件便于阅读。

PF_T4: Phase Field Simulation of Spinodal Decomposition

介绍了调幅分解过程的热力学基础以及其适用的相场模型/方程,并使用 C++ 进行模拟。

附件

  • AB_free_energy.py:绘制双势阱曲线的 Python 代码。使用 Python 版本为 >3.10,需要安装 numpy 库和 matplotlib 库。
  • AB_free_energy.cpp:本节内容中用以模拟调幅分解所使用的 C++ 代码。采用 C++17 标准。

PF_T5: Phase Field Simulation of Grain Growth

介绍了晶粒长大的热力学过程以及其适用的相场模型/方程,并使用 C++ 进行模拟。

附件

  • double_grain.cpp:本节内容中用以模拟晶粒长大所使用的 C++ 代码。 采用 C++17 标准。

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Resources about Phase Field Tutorial

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