Modelización de la interacción de partículas con interfaces de solidificación,

MARIO ROBERTO ROSENBERGER; AGALIOTIS, E. M.; SCHVEZOV, C. E.

La Plata

Taller; 1º Reunión de la Asociación Nacional de Cristalografía; 2005

UNLP

El campo térmico generado por el movimiento de una interfase de solidificación hacia una partícula esférica fuemodelado dinámicamente para estudiar las deformaciones de la interfase en relación con las diferentespropiedades térmicas de la partícula en una matriz sólido-líquida. La simetría del sistema permitió emplear unmodelo de simetría axial en dos dimensiones. La simulación se realizó empleando análisis por elementos finitos.Los resultados muestran una deformación cóncava de la interfase cuando la partícula presenta mayorconductividad térmica que la matriz, y una interfase convexa en el caso contrario. El caso límite, cuando matriz ypartícula tienen el mismo valor de conductividad térmica la interfase de solidificación es plana. Además, seestudiaron las fuerzas de arrastre que actúan sobre la partícula cuando la interfase de solidificación plana. Paraello se empleó un modelo de flujo de fluidos en estado estacionario con la partícula ubicada a diferentesdistancias de la interfase y con diferentes velocidades de avance de la interfase de solidificación. Los valoresobtenidos se compararon con los obtenidos por la ecuación de Stokes modificada. Se utiliza el modelo deLifshitz-Van der Waals para calcular las fuerzas de repulsión y se observa que, a bajos valores de la fuerza derepulsión la separación de equilibrio para que se produzca el estado estacionario de pushing es menor en elmodelo simulado que en el modelo de Stokes, en cambio a mayores valores de la fuerza de repulsión ambosmodelos indican una separación de equilibrio aproximadamente iguales, independientemente de la velocidad dela interfase.