第一章绪论
1.1前言
陶瓷多晶体作为一种重要的材料，在过去几十年里得到了广泛的研究。由于陶瓷材料的特殊性，在研究的时候只能从宏观角度研究，难于从微观进行细致深入的研究，但是，物质的宏观性质是由微观结构所决定的，有必要从微观结构进行研究。随着计算机技术的发展，应用计算机技术进行晶粒生长的仿真研究从另一个方面弥补了已往研究的不足之处。许多学者从不同的角度川研究了这个问题，如生长动力学角度、统计学角度、还有拓扑学角度等等，都取得了一定成果。在本章中将对这些理论和方法做简要的回顾。
1. 2晶粗生长棍述
陶瓷晶粒生长是一个多晶聚集体中晶粒的平均尺寸随时间变大的过程。这一过程的驱动力是由晶界上自由能的减少产生的，伴随着晶粒的生长，是整个晶体的能量减少的一个过程。陶瓷晶体的微观结构在理论上有重要意义，它决定材料的机械强度、电导率、磁化系数等。本文将在分析陶瓷微观结构的基础上进行陶瓷晶粒生长的仿真研究。
1. 3国内外晶杜生长仿真的研究现状
1.3.1计算机仿真研究的简单分类
根据研究角度，可以把晶粒生长的计算机仿真研究基本上分为三类:生长动力学角度统计学角度、拓扑学角度生长动力学主要是从晶粒生长的驱动力，原子之间的相互作用力来进行仿真研统计学角度是从大量原子运动的统计性质进行研究，不是很具体的从单个原子研究能量，动力学的性质，而是从统计学的角度模拟晶粒边界的变化状况。
拓扑学角度是从晶粒的几何性质进行仿真研究，仿真生长的过程就是晶粒几何结构演变的过程，对晶粒的物理，化学性质研究较少，基本上是一种纯数学的方法。
当然还有一些其它的方法，上面的分类方法也不是绝对的，因为几种方法侧重研究的方面综合起来就是晶粒生长的主要方面，所以各种方法中也兼顾了其它方面的影响因素，只是主要研究因素不同而己。本文的方法主要是从生长动力学角度，根据蒙特卡罗模型进行仿真研究，并且综合了多种方法的思想。
1.3.2生长动力学研究方法
生长动力学的理论基础是在20世纪50年代早期的一篇经典论文的中，Burke和Turnbull推导出了一个晶粒生长的抛物线规律。他们的模型把晶界的移动看作是由于表面曲率压力引起原子穿过边界而造成的。他们分析了一个孤立边界片段上的曲率压力，发现边界趋向于朝它的曲率中心移动以此减小边界面积以及与之相关的能量。
2． 8 原子的生长方式.......... 39-40
2． 9 本章小结.......... 40-41
第三章 仿真数据结构.......... 41-59
3． 1 树型存储方式.......... 41-50
3． 2 离散化处理.......... 50-57
3． 3 两种方法的比较.......... 57
3． 4 减少存储量的探讨.......... 57-59
第四章 仿真实现和结果.......... 59-81
4． 1 仿真程序设计.......... 59-64
4． 2 仿真结果的图像..........64-70
4． 3 仿真结果的定量.......... 70-76
4． 4 仿真计算量..........76-81
第五章 结论与建议.......... 81-84
5． 1 论文总结.......... 81-83
5． 2 不足及改进之处.......... 83-84
论文总结
本文针对以前仿真中数据结构没有优化导致计算速度慢、占用内存大等不足之处，进行了如下研究开发工作。
首先，提出树型结构，解决了空间数据的有序化，从理论上分析，利用二叉树可以大量提高运算速度。但是，通过程序的实现，这种方式对计算速度的提高不是十分明显。
在进一步的工作中，从树型结构把空间数据有序化的思想出发，提出离散化处理方法。离散化处理的核心思想是把每个的晶粒的原子根据空间体(正方体)进行划分，然后对所有正方体进行有序化处理。通过这一处理后，先通过计算确定粗略范围，然后在小范围内查找，速度有明显提高。