Fast simulation of grain growth based on Orientated Tessellation Updating Method
WEISZ-PATRAULT ; SAKOUT ; EHRLACHER
Type de document
COMMUNICATION AVEC ACTES NATIONAL (ACTN)
Langue
anglais
Auteur
WEISZ-PATRAULT ; SAKOUT ; EHRLACHER
Résumé / Abstract
Ce travail s'inscrit dans une idée plus générale consistant à construire un modèle macroscopique de croissance de grain dont les variables d'état contiennent en chaque point matériel, des descripteurs statistiques de la microstructure, par exemple la distribution de désorientation cristalline, la distribution de taille et forme des grains. Il s'agit de fabriquer statistiquement des potentiels d'énergie libre et de dissipation macroscopiques, sur la base d'un très grand nombre de calculs à l'échelle locale du polycristal. On en déduit in fine des lois d'évolution macroscopiques enrichies. Pour faire simple, on se place dans le cadre de la croissance de grain d'un métal monophasé sans diffusion ou ségrégation d'éléments d'alliage. Pour tester cette idée de changement d'échelle, il est donc nécessaire d'établir un outil de simulation à l'échelle du polycristal qui soit suffisamment simple et rapide pour autoriser un grand nombre de simulations sur des microstructures très variées, quitte à négliger certains détails se produisant à cette échelle. Les modélisations de croissance de grain reposant sur les éléments finis mobiles, les fonctions de niveau, les champs de phase ou la dynamique moléculaire sont trop coûteux pour être utilisées dans ce cadre. Cet article se focalise donc sur la construction d'un modèle jouet simple de croissance de grain. On utilise en général des outils de tessellation pour générer une approximation d'une microstructure polycristalline. On peut donc approximer l'évolution réelle de la microstructure comme une succession d'approximations par tessellation. Il devient alors assez naturel de tenter d'écrire les lois d'évolution de la microstructure directement sur les paramètres définissant la tessellation. Le modèle simplifié obtenu est très léger en terme calculatoire et permet de calculer un très grand nombre d'évolutions, dans une optique de changement d'échelle statistique.
