液封Pr和Sc对开口矩形液池热-溶质毛细对流的影响

作者：郑峰

来源：材料开发与应用, 2019, 34(04): 33-42.

DOI：10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.04.008

• 热-溶质毛细对流
• 液封
• 格子玻尔兹曼方法

在基于提拉法制备晶体材料的背景下,采用格子玻尔兹曼方法对具有自由表面的双层矩形液池内热-溶质毛细对流进行数值模拟。通过频谱分析确定双层热-溶质毛细对流的流动类型,在自由表面雷诺数Re2、界面雷诺数Re1、下熔体层普朗特数Pr1和施密特数Sc1分别为600、300、1.0和100的条件下,研究了液封层普朗特数和施密特数对熔体层热-溶质毛细对流的影响。通过双层热-溶质毛细对流和单层系统的对比表明,液封对下层毛细对流可以起到很好的抑制作用。在液封Sc2=100、Pr2=0.4～10.0条件下,毛细对流都是双频准周期型。随着Pr2的增加,第一基频和第二基频都减小,系统稳定性增加;在Pr2=1.0、Sc2=20～100条件下,随着Sc2的增大,系统的振荡频率增大,对流将从周期模型再次转变为准周期型,稳定性降低。

• 单位
  南京理工大学