نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این مقاله، روش تولید شبکۀ دو بعدی متعامد منطبق بر مرز برای تنوع گسترده ای از اجسام در جریانهای خارجی و داخلی بر پایه انتگرال گیری عددی از تبدیل شوارتز-کریستوفل ارائه شده است. برای اولین مرتبه در این مورد از نرم افزار متمتیکا۱ به دلیل تواناییهای بالای آن در انجام عملیات سمبولیک، عددی و گرافیکی استفاده شده است. از ویژگیهای این روش، دقت بالای آن (مرتبۀ پنجم)، در برگرفتن تمامی اشکال با هندسه های گوناگون در جریانهای خارجی و داخلی، توانایی تولید شبکه های متعامد و کنترل فضای شبکه است. برای جریانهای داخلی و اشکال دو بعدی همبند ساده یا همبند چندگانۀ متقارن در جریانهای خارجی شبکه می تواند منطبق بر حل جریان پتانسیل سیال تراکم ناپذیر باشد. برای اشکال دو بعدی همبند چندگانۀ کلی در جریانهای خارجی، یک شبکۀ نوع C تولید می شود. مثالهای نمونه شامل جریان خارجی روی تپه های خاکی، ایرفویلهای متقارن، نیمرخ خودروها و شبکۀ نوع C برای ایرفویلهای نامتقارن و جریان داخلی درون مجراهای با اشکال مرزی دلخواه ارائه شده است. همچنین، برای سهولت انجام محاسبات، یک برنامۀ کامپیوتری در محیط متمتیکا تهیه شده است.

---

در پژوهش حاضر فرایند ریخته­گری گریز از مرکز برای تولید جفت فلزی منیزیم-آلومینیم مورد استفاده قرار گرفت. مذاب منیزیم در دمای ۷۰۰ درجه سانتی­گراد با نسبت­های حجمی مذاب-جامد ۵/۱ و ۳ درون جامد آلومینیمی پیش­گرم شده تا دمای ۴۵۰ درجه سانتی­گراد و در حال دوران در سرعت­های ۸۰۰، ۱۲۰۰، ۱۶۰۰ و ۲۰۰۰ دور بر دقیقه ریخته­گری شد. نمونه­ها درون دستگاه ریخته­گری گریز از مرکز تا رسیدن به دمای ۱۵۰ درجه­ی سانتی­گراد به آرامی سرد شدند. بررسی­های تاثیر نسبت حجمی مذاب-جامد نشان داد که افزایش نسبت حجمی از ۵/۱ به ۳، به دلیل غلبه نیروی انقباضی بر برایند نیروهای وارد بر فصل مشترک، منجر به از بین رفتن اتصال متالورژیکی در فصل مشترک منیزیم-آلومینیم می­شود. بررسی­های تحلیل میکروسکوپی الکترونی مجهز به طیف‌سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و پرتو ایکس (XRD) نشان داد که ترکیبات بین فلزی Al_۳Mg_۲ و Al_۱۲Mg_۱۷ و ساختار یوتکتیک δ+Al_۱۲Mg_۱۷ (δ محلول جامد منیزیم در آلومینیم) در فصل مشترک تشکیل می­شوند. تصویر میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) از سطح آلومینیم نشان داد که سطح در ابعاد اتمی دارای پستی و بلندی است که می‌تواند منجر به تشکیل حفره­های گازی در فصل مشترک شود.