权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

回転する環状液層内のパターン形成と制御

旋转环形液体层内的图案形成和控制

基本信息

批准号：
16656240
负责人：
今石宣之
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656240/
关键词：
マランゴニ効果 Hydrothermal Wave 環状液層臨界温度差数値解析

项目摘要

Czochralski炉内の融液対流の制御を最終目的として、外管壁加熱、内管壁冷却された環状プール内の薄い液体層中に生じる表面張力対流の3次元振動流の発生条件および発生後の温度・流れの変動パターンに及ぼす、回転の影響について検討を行った。まず、スーパーコンピュータを利用して、出来る限り細かいメッシュを用いた数値解析を実行し、厚さ1mmのシリコンオイル液層内の流れと温度場の時空間変動を検討した。その結果、外管壁温度と内管壁温度の温度差(ΔT)がある臨界値を越えると、環状液層内の流れは軸対称定常流から、細かいスポーク状のパターンが、周方向に伝播するHydrothermal Waveが発生することを確認した。このスポークパターンの波数や臨界温度差は、強い液深依存性を示すことを明らかにした。この環状液層を、中心軸の周囲にゆっくりと回転すると、Hydrothermal waveの発生条件は回転数依存性を示すことを明らかにした。また、スポークパターンの挙動も変化することを確認した。しかし、当初予測していた、回転付与によってHydrothermal Waveの発生を強く抑制することは困難であることが判明した。様々なチェックを行った結果、予測に用いたシミュレーションに使用したメッシュが粗かったために、波数の大きなスポークが計算出来なかったためであることが判明した。このため現在、極めて細かいメッシュを用いた計算を実行した。現在線形安定解析との比較検討も行った。これまでの計算結果をまとめて、2005年7月に西安で開催される国際会議において発表する予定である。

The ultimate goal of controlling the flow of molten liquid in the Czochralski furnace is to heat the outer tube wall and cool the inner tube wall to create a thin liquid layer inside the ring.じる Surface tension flow の 3-dimensional vibration flow の発 conditions およ発の temperature after generation・The flow of れの変动パターンに and ぼす, the influence of 転転のについて検question を行った.まず, スーパーコンピュータを utilizing して, 出るlimit り fine かいメッシュを用いた numerical value analysis The thickness of the liquid layer is 1 mm, and the flow in the liquid layer and the time and space movement of the temperature field are the same. The result, the temperature difference (ΔT) between the outer tube wall temperature and the inner tube wall temperature, the critical value, the flow inside the annular liquid layer Hydrothermal Waveが発生することをconfirmationした.このスポークパターンのwave number やcritical temperature difference は、strong liquid depth dependence をshows すことを明らかにした.このannular liquid layer を, central axis 囲にゆっくりと転すると, hydrothermal wave の発 condition は転 number dependence をすことを明らかにした.また、スポークパターンの挙动も変化することをconfirmationした.しかし, originally predicted していた, and returned to pay によってHydrothermal Wave の発生をstrong く suppress することはdifficulty であることが clarified した.様々なチェックを行った results, predicted に用いたシミュレーションに用したメッシュが thickかったために、Wave number の大きなスポークがcalculated なかったためであることがdetermined that した.このためNow, extremely めて fine かいメッシュを use いた to calculate を実行した. Now the linear stability analysis and comparison is done. The results of the calculated results are calculated, and the results of the international conference held in Xi'an in July 2005 are determined.