高强型超高模量大尺寸铝基复合材料浸渗/凝固热力学条件优化数据集

本数据集主要面向高强型超高模量大尺寸铝基复合材料浸渗与凝固过程的热力学条件优化研究，同时服务于液态铝合金熔体在增强相预制体中的流动行为分析与工艺参数调控需求。数据集依托 ANSYS FLUENT 有限元模拟平台和低压浸渗—高压凝固实验制备系统，通过三维数值模拟与微观组织实验表征等综合手段产生。其中，数值模拟采用 VOF 多相流模型和层流模型，实验表征主要采用扫描电镜和光学显微镜。数据集主要包括三类核心数据：一是模型构建文件，包括基于 Voronoi、极小曲面和点阵算法生成的增强相颗粒几何模型，颗粒形貌包括球体和多面体，平均粒径为 10 μm，尺寸波动约为 20%，同时包含用于判定浸渗流态的层流模型参数；二是有限元模拟数据库，涵盖不同颗粒形状和不同增强相级配条件下铝合金熔体浸渗过程中的压力场、速度场及相界面演化数据，模拟条件包括 Y 向重力加速度 9.8 m/s²、顶部施加 3 MPa 浸渗压力，网格单元尺寸为 37—0.8 μm，网格质量良好；三是微观组织形貌图像，包括采用 5 种不同增强相粒径（1.5 μm、7 μm、14 μm、28 μm、63 μm）制备的复合材料，以及在增强相表面改性、浸渗温度、浸渗压力和凝固压力等 4 类制备条件下获得的高分辨率微观组织照片，放大倍数为 100×—5000×，图像以 TIFF 格式存储。数据时间跨度为 2024 年 5 月至 12 月，空间精度覆盖微米级颗粒分布至宏观浸渗流场，总数据量约为 2 GB。该数据集可为铝基复合材料浸渗工艺的数值模型验证、热力学参数优化以及微观结构—性能关联分析提供系统的基准数据支撑。