(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210799412.0 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510641 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 王刚　黎皓　邱兆国　郑志刚　 曾德长　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 郑宏谋 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种相场-微磁学耦合模拟方法、 系统、 装置 及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种相场 ‑微磁学耦合模拟方 法、 系统、 装置及存储介质， 其中方法包括： 根据 研究体系确立相场模型， 对多元多相体系的系统 总自由能进行描述； 确定多元多相体系中的场变 量， 建立多场变量 ‑多元相场的动力学方程； 对相 场动力学方程进行离散迭代求解， 输出多元多相 磁性材料的微观组织的演化过程和结果； 基于相 场模拟结果 建立微磁学模拟模型， 耦合相场模拟 结果输出特定微观组织下的磁性能曲线图， 建立 磁性材料成分 ‑制备工艺 ‑微观组织 ‑磁性能之间 的关系全链条。 本发明将相场模拟和微磁学模拟 两种跨尺度的计算方法进行耦合模拟研究， 可以 全方面系统研究材料相关的问题。 本发明可广泛 应用于相场法和微磁学模拟领域。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115358043 A 2022.11.18 CN 115358043 A 1.一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 根据研究体系确立相场模型， 对多元多相体系的系统总自由能进行描述； 确定多元多相体系中的场变量， 建立多场变量 ‑多元相场的动力学 方程； 对相场动力学方程进行离散迭代求解， 输出多元多相磁性材料的微观 组织的演化过程 和结果； 基于相场模拟结果建立微磁学模拟模型， 耦合相场模拟结果输出特定微观组织下的磁 性能曲线图， 建立磁性材 料成分‑制备工艺 ‑微观组织 ‑磁性能之间的关系全链条。 2.根据权利要求1所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述多元多相 体系的系统总自由能描述如下： 其中， f为体系的自由能密度函数， 以及η是描述多组元多相的场变量， εi， j是场 变量 和 的梯度能量系数， β 是 η 的梯度能量系数， V为模拟体系的体积； 体系自由能密度函数f表达式如下 所示： 其中， fi是各i相的局部自由能函数， ωij和ωη分别为场变量 和 η的双势阱函数， Wex为 场变量 和 η之间的耦合 参数； 为体系自由能密度函数。 3.根据权利要求1所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述建立多场 变量‑多元相场的动力学 方程， 具体如下： 其中， Lij、 Lη、 Mj分别为结构场变量 η 以及溶质场变量cj的动力学参数， ζ1和ζ2分别为 场变量 和 η 的外界扰动因子， F为系统总自由能。 4.根据权利要求1所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述对相场动 力学方程进行离 散迭代求 解， 输出多元多相磁性材 料的微观组织的演化过程和结果， 包括： 先编写程序对相场动力学方程进行离散迭代求解， 对求解结果进行可视化处理， 从而 得到多元多相磁性材料的微观组织每个时刻的演化过程， 根据需求导出特定时刻微观组织 演化结果。 5.根据权利要求1所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述基于相场 模拟结果建立 微磁学模拟模型， 包括： 基于相场方法模拟不同成分的合金在不同制备工艺参数下的微观组织演化结果， 对模 拟结果中的微观组织图进行处 理， 建立微磁学模拟模型。 6.根据权利要求5所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述对模拟结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358043 A 2果中的微观组织图进行处 理， 建立微磁学模拟模型， 包括： 采用特定十六进制颜色代码， 对所得微观 组织图中的不同相以及相同相中的不同取向 晶粒进行填充区分； 把处理好的微观组织图像文件通过开源微磁学模拟软件OOMMF中的Oxs_ImageAtlas进 行定义， 从而与相场模拟结果耦合建立 微磁学模拟模型。 7.根据权利要求6所述的一种相场 ‑微磁学耦合模拟方法， 其特征在于， 所述耦合相场 模拟结果输出特定微观组织下 的磁性能曲线图， 建立磁性材料成分 ‑制备工艺 ‑微观组织 ‑ 磁性能之间的关系全链条， 包括： 根据相场模拟结果， 对微磁学模拟模型中相关参数进行耦合； 根据能量最小化原理， 模拟计算出微观组织下的磁性能曲线图， 最终建立磁性材料成 分‑制备工艺 ‑微观组织 ‑磁性能之间的关系全链条。 8.一种相场 ‑微磁学耦合模拟系统， 其特 征在于， 包括： 相场模型确定模块， 用于根据研究体系确立相场模型， 对多元多相体系的系统总自由 能进行描述； 动力学方程构建模块， 用于确定多元多相体系中的场变量， 建立多场变量 ‑多元相场的 动力学方程； 动力学方程计算模块， 用于对相场动力学方程进行离散迭代求解， 输出多元多相磁性 材料的微观组织的演化过程和结果； 模型耦合模块， 用于基于相场模拟结果建立微磁学模拟模型， 耦合相场模拟结果输出 特定微观组织下 的磁性能曲线图， 建立磁性材料成分 ‑制备工艺 ‑微观组织 ‑磁性能之间的 关系全链条。 9.一种相场 ‑微磁学耦合模拟装置， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器； 至少一个存 储器， 用于存 储至少一个程序； 当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行， 使得所述至少一个处理器实现权利 要求1‑7任一项所述方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其中存储有处理器可执行的程序， 其特征在于， 所述处 理器可执行的程序在由处 理器执行时用于执 行如权利要求1 ‑7任一项所述方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358043 A 3