SPPARKS Potts 晶粒长大
用Q=16取向场演示晶粒演化,并按周期八近邻连通区域统计晶粒。
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下载SPPARKS实操包。包内含78个真实计算条件、原始输入/轨迹/统计、独立提取脚本和11张结构与数据图。每篇建议从新的解压目录开始;已经完整计算过的目录不要再次执行同名条件,以免混入旧结果。
1. 建立取向场#
与Ising两种状态不同,Potts例子用1到16表示取向。取向编号只是类别,不代表角度或真实晶体学取向。
seed 30303
app_style potts 16
dimension 2
lattice sq/8n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 16
sweep random
sector yes
diag_style energy
temperature 0.0
stats 5.0
dump 1 text 5.0 dump.sites
run 60.0
本例正方八近邻、24×24,使用随机扫描的rKMC。potts/neigh 是另一种候选取向选择方式,本包也有真实条件;不要仅改模型名就假定随机过程完全相同。
2. 运行#
bash run.sh potts-T0p0-s30303
head -n 25 work/potts-T0p0-s30303/stdout.log
在新解压目录运行全部条件并得到晶粒分析:
bash run-all.sh
ls figures/potts-*.png

两种温度的实际初态与末态。颜色表示取向编号,同色区域未必相互连通。
3. 晶粒怎样数#
相同取向、按本例八邻居相连的站点构成一颗晶粒;晶格两端通过周期边界相接。不能直接数“还剩几个取向编号”来代替晶粒数。
seed=30303的初态有442个连通晶粒、最大6站点。实际时间60时,T=0得到2颗、最大547站点;T=0.5得到4颗、最大283站点。它们属于小格子有限时间的结果,不能按尺寸直接换算真实材料晶粒的微米大小。

独立周期连通分析得到的晶粒数和最大晶粒大小,每种温度三条实际轨迹。
4. 改自己的模型#
先确定二维还是三维、邻居类型、取向数和初始组织,再考虑时间和温度。实际取向、钉扎、应变和焊接模型各有独立app;先看模型目录的输入要求。
相关入口:SPPARKS专题、官方文档、08Oct25源码版本。本专题使用有限小模型解释操作和输出,不把这些数字当作已收敛材料参数。
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