Рассмотрено конечноэлементное моделирование связанных нелинейных нестационарных
процессов электро-, теплопроводности и термопластичности с учетом фазовых переходов
в материалах. В качестве практического приложения разработана методика компьютерного
моделирования процесса спонтанной кристаллизации алмазов. Решена задача по определению
полей температуры, напряжений и концентраций фаз в реакционном объеме
аппарата высокого давления и в локальной системе алмаз-расплав-графит в процессе
кристаллизации алмазов. Установлены существенная связанность этих полей, взаимовлияние
решений для реакционной смеси и локальной системы, эффект саморегуляции давления в
реакционной зоне, заключающийся в колебательном характере изменения давления относительно
линии фазового перехода графит-алмаз.
Розглянуто скінченноелементне моделювання зв’язаних нелінійних нестаціонарних
процесів електро-, теплопровідності і термопластичності з урахуванням
фазових переходів у матеріалах. Розроблено методику комп’ютерного
моделювання процесу спонтанної кристалізації алмазів як практичний
додаток. Розв’язано задачу по визначенню полів температури, напружень і
концентрації в реакційному об’ємі апарата високого тиску та в локальній
системі алмаз-розплав-графіт у процесі кристалізації алмазів. Установлено
суттєву зв’язаність цих полів, взаємовплив рішень для реакційної суміші і
локальної системи, ефект саморегуляції тиску в реакційній зоні, що заклю-
чається в коливальному характері зміни тиску щодо лінії фазового переходу
графіт-алмаз.
The present work deals with the FEM modeling
of coupled nonlinear non-steady processes of
electrical, heat conduction, and
thermoplasticity with regard to phase transitions
in materials. As a practical application a
procedure for computer-aided modeling of diamond
spontaneous crystallization process has
been developed. A problem on determination of
temperature, stresses, and concentration fields
in the reaction volume of high-pressure apparatus
and in the local diamond-melt-graphite system
under diamond crystallization conditions
has been solved. The results demonstrate: a significant
coupling of these fields; an interrelation
of the solutions for the reaction mixture
and for the local system; the effect of
self-regulation of pressure in the reaction zone
consisting in pressure oscillation with respect
to graphite-diamond phase transition line.
