Novosibirsk, Russia, May, 30 – June, 4, 2011

International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Бердников В.С.  

Задачи технологической гидродинамики и теплофизики при получении многофункциональных монокристаллов

     Подавляющее большинство многофункциональных монокристаллов производится методами направленной кристаллизации из расплавов. На качество кристаллов, на их кристаллографическое совершенство, сильно влияют условия роста на стадии перехода от расплава к твердому телу и тепловая история кристалла, т.е. изменение полей температуры в кристаллах в процессе роста.
      Будет представлен обзор результатов экспериментального и численного моделирования гидродинамики расплавов и конвективного теплообмена.
      В режимах свободной и смешанной конвекции в однофазных системах и при наличии кристаллизации сняты видеофильмы, обработка которых дает количественную информацию о полях скорости. Влияние особенностей гидродинамики на формы фронта кристаллизации изучено на легкоплавких материалах с прозрачными расплавами. Экспериментальные исследования выполнены на физических моделях различных вариантов методов Чохральского, Бриджмена, горизонтальной направленной кристаллизации. Их дополняют исследования на стендах, предназначенных для исследований классических задач гидродинамики: ламинарно-турбулентных переходов в свободноконвективных пограничных слоях на вертикальных стенках и в режимах рэлей-бенаровской конвекции при различных граничных условиях.
      Исследовано влияние конвективного теплообмена на формы фронта кристаллизации в режимах свободной и смешанной конвекции в расплаве в вариантах метода Чохральского с неподвижным и вращающимся кристаллом, с неподвижным и вращающимся тиглем. Диапазон чисел Прандтля от 0,05 до 2700. Исследования проведены в широких диапазонах чисел Грасгофа и Рейнольдса для различных относительных высот слоя расплава и радиусов кристаллов. Результаты физических экспериментов использованы в качестве тестов при численном моделировании.
      Численно исследован сопряженный конвективный и радиационно-конвективный теплообмен кристаллов с окружающей газовой средой и стенками ростовых камер.
      Цель комплексных исследований – понимание основных фундаментальных закономерностей теплообмена на различных стадиях технологических процессов.

Abstracts file: Аннотация докл_БВС.doc


To reports list
© 1996-2017, Institute of computational technologies of SB RAS, Novosibirsk