国家自然科学基金(51076173)
- 作品数：14 被引量：10H指数：2
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- 勾形磁场作用下分离结晶中熔体热毛细对流的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 为了更好地了解勾形磁场对分离结晶法制备CdZnTe晶体过程中熔体热毛细对流的影响,采用有限差分法对熔体内的热量和动量传递进行数值模拟。假定熔体为不可压缩牛顿流体,熔体的高径比为1,狭缝自由表面无因次宽度为0.1,研究了不同Ma数下,Ha数分别为0、45、90、135时的CdZnTe晶体生长过程。结果表明,勾形磁场能够有效地抑制熔体内部的对流,并且随着磁场强度的增加,抑制作用增强,熔体内部流动减弱。
- 彭岚龚欢李友荣屠竞毅于鑫
- 关键词：CDZNTE晶体热毛细对流数值模拟
- 勾形磁场对分离结晶法制备CdZnTe晶体的影响被引量：4
- 2012年
- 为了了解勾形磁场对CdZnTe晶体生长质量的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。假定熔体和气相中的流动都为准稳态轴对称层流,研究了B_o(磁场轴线与晶体-坩埚界面的交点的磁场强度的轴向分量)为0 T,0.5 T,1.0 T,1.5 T,2.0 T,2.5 T,3.0 T时的CdZnTe晶体生长过程。结果表明:勾形磁场能有效抑制熔体内的流动,会产生由洛仑兹力、表面张力和浮力共同驱动的涡胞。随着磁场强度的增加,传热向导热型转变,熔体内最大流函数逐渐减小,抑制作用增强。
- 彭岚周灵敏李友荣文锦雄
- 关键词：CDZNTE晶体有限元法
- 狭缝宽度及坩埚半径对分离结晶法制备CdZnTe晶体的影响被引量：2
- 2012年
- 借助有限元法,在常重力条件下对分离结晶过程进行全局数值模拟,研究了狭缝宽度及坩埚半径对CdZnTe晶体生长过程中整体传热与流动特性的影响。模拟结果表明系统内传热特性、熔体流型与狭缝宽度及坩埚半径密切相关:(1)狭缝宽度对分离结晶有决定性的作用,当狭缝宽度较小时,气-液弯界面两端的温差很小,导致增大晶体重新粘附于坩埚壁面的风险;随着狭缝宽度的增大,流动不稳定性增加,很难保持稳定的气-液弯界面形状,增加了实现晶体稳定生长的难度;(2)随着坩埚半径增大,Marangoni对流对熔体流动影响逐渐增大,结晶界面附近的熔体流动不稳定性增加,这不利于晶体的稳定生长。
- 彭岚文锦雄李友荣李震
- 关键词：CDZNTE晶体
- 勾形磁场下重力水平和温度梯度对CdZnTe分离结晶生长的影响被引量：1
- 2012年
- 为了了解勾形磁场下相关参数对CdZnTe晶体生长的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。分析了不同的磁场强度下重力水平、壁面温度梯度对CdZnTe晶体生长过程的影响。结果表明:重力水平存在1个临界值,此时CdZnTe熔体内最大流函数最小,流动最弱。随着温度梯度逐渐增大,熔体内最大流函数也逐渐增大,熔体的流动越来越强,不利于晶体稳定生长。通过施加勾形磁场,能有效抑制熔体内的流动,有利于晶体的稳定生长,为地面条件下制备大尺寸CdZnTe晶体创造了条件。
- 彭岚周灵敏李友荣文锦雄
- 关键词：温度梯度碲锌镉晶体
- 无因次参数对新型分离结晶法制备CdZnTe晶体的影响
- 2011年
- 本文借助有限差分法对新型分离结晶法生长CdZnTe晶体过程中熔体内部的热毛细对流进行了三维数值模拟,获得了Marangoni数、高径比及狭缝宽度等无因次参数对流动的影响。结果表明;当Marangoni数较小时,流动为稳态流动,传热以导热为主,当Marangoni数超过一定数值后,流动发展为非稳态热毛细对流,对流的影响加大,中心竖直截面上的等温线变形加剧;随着高径比的增大,下自由表面处的流胞流动强度增强;随着狭缝宽度的增大,上下自由表面处的温度梯度和速度都有所减小。
- 彭岚张伟李友荣孟海泳
- 关键词：CDZNTE晶体热毛细对流数值模拟
- 分离结晶过程中气液界面形状及稳定性
- 2013年
- 为确定分离结晶过程中气液界面形状及其稳定控制条件,采用四阶龙格-库塔法对地面条件下分离结晶法制备CdZnTe晶体过程中气液界面形状及气缝宽度进行了数值计算,并利用线性回归方法对数值结果进行了整理。分析表明:熔体与坩埚的接触角和气液界面两端压差是影响气液界面形状及其稳定性的主要因素;生长过程中要维持稳定的气缝宽度,必须满足冷热端气压差调节速率与结晶速率呈线性关系。
- 李震彭岚李友荣
- 关键词：稳定性龙格-库塔法
- 地面分离结晶过程中熔体内部的流动特征
- 2013年
- 为掌握地面条件下分离结晶过程中熔体内部的流动规律,采用有限差分法对分离结晶生长CdZnTe晶体熔体内热毛细-浮力对流作了三维数值模拟,在计算过程中熔体无量纲高度H取1,无量纲气缝宽度B分别取0.100,0.075,0.050和0.025.结果表明:当Marangoni数较小时,熔体流动呈较弱的稳态流动;随着Marangoni数增加,熔体内部流动逐渐增强,温度梯度逐渐加大;当Marangoni数超过临界值,流动转变成非稳态流动,熔体内部流场和温度场出现振荡;随着气缝宽度减小临界Marangoni数增大.
- 李震彭岚李友荣屠竞毅
- 关键词：晶体生长数值模拟
- 轴向磁场下分离结晶熔体内热毛细对流的数值模拟被引量：1
- 2012年
- 为研究轴向磁场对分离结晶Bridgman法生长CdZnTe晶体熔体热毛细对流的影响,采用有限差分法进行了三维数值模拟。结果表明轴向磁场能有效抑制熔体内的热毛细对流;轴向磁场对熔体内部温度分布也有较大的影响,能使等温线分布变得平缓;当磁场强度不变时,随着狭缝宽度的增大熔体内部的流动减弱。
- 李震彭岚李友荣孟海泳
- 关键词：晶体生长轴向磁场CDZNTE热毛细对流
- 浮力和磁场力对分离结晶过程中熔体热毛细对流的影响
- 2013年
- 采用有限差分法对CdZnTe分离结晶过程中熔体内热毛细对流作了三维数值模拟,讨论了浮力和轴向磁场对熔体热毛细对流的影响规律。结果表明:熔体内热毛细对流以上下两个流动方向相反的流胞存在,并随着Marangoni数(Ma)的加大,流动增强;在Ma数较小时,浮力加强熔体内热毛细对流,而当Ma数较大时,浮力却抑制熔体内热毛细对流;轴向磁场能很好的抑制熔体热毛细对流,并随着Hartmann数(Ha)的增大,抑制作用加强。
- 李震彭岚李友荣孟海泳
- 关键词：热毛细对流磁场力数值模拟
- 几何因素和轴向磁场对分离结晶过程中熔体浮力-热毛细对流的影响(英文)
- 2014年
- 为了研究几何因素和轴向磁场对分离结晶过程中熔体浮力-热毛细对流的影响,采用有限差分法进行三维数值模拟。结果表明,当Marangoni数较小时,熔体内部流动为稳态浮力-热毛细对流;随着Marangoni数的增大并超过一定值,稳态流动转变为非稳态浮力-热毛细对流。随着熔体高度的增加,熔体内部流动先增强后减弱;随着狭缝宽度的减小,熔体流动增强。采用轴向磁场能够有效抑制熔体内浮力热-毛细对流,随着磁场强度的增加,抑制效果逐渐增强。流动失稳的临界Marangoni数随着熔体高度的增加而略有增大,随着狭缝宽度的减小而增大,随着磁场强度的增大而增大。
- 李震彭岚李友荣
- 关键词：晶体生长轴向磁场
