熱和流體數值模擬的泡生法流藍寶石單晶生長

數值計算已經執行了探討溫度和速度分佈的泡生藍寶石單晶生長過程中的不同階段，有限元法是用來解決與適當的邊界條件控制方程。在這裏考慮的功率的歷史，一個渦流生長過程中出現的熔體，並且其強度隨輸入功率被減小。在熔體等溫線是由水流運動失真。晶體 - 熔體介面總是凸面朝向熔融並在早期階段凸隨著輸入功率減小。當晶體 - 熔體介面靠近坩堝的底部，這個介面是因為減少了增長率從坩堝的底部引起的輸入熱量的上部區域附近的平坦近的頂點。因此，晶體的熔體介面的凸性降低的輸入功率減少。晶體形狀由本仿真預測相似，在行業中生長晶體。

在本工作中，三維特徵的直徑100毫米的鋯石藍寶石生長過程中熔體對流和直徑為200毫米的Ky晶體進行了研究。該方法占與吸收和鏡面反射晶體中，這是我們在2D建模1，2和3上的輻射熱交換，一直延伸到三維計算域和耦合到熔體，水晶，以及坩堝三維傳熱。 3D熔體對流不穩定與結晶形成前都考慮到了直接數值模擬（DNS）方法內。 3D建模的結果進行了詳細的討論，並定量地對比二維建模和實驗2和3的以前報導的資料。它已經發現的非恒定熔體對流在“播種之前”，“播種”和“肩負”成長階段的特徵是彼此完全不同的，這需要一種靈活的控制在坩堝中的徑向和縱向溫度梯度的提供高品質的藍寶石晶體的穩定增長的最佳條件。


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