広範囲プラントル数領域におけるマランゴニ対流現象の解明

阐明宽普朗特数区域中的马兰戈尼对流现象

• 批准号: 07750829
• 负责人: 岡野 泰則
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750829/
• 关键词: マランゴニ対流; プラントル数; 対流; 熱移動; 微少重力; 結晶

微小重力環境、ひいては地上における電子材料用バルク単結晶の高品質化の基礎を構築することを目的として、融液内マランゴニ対流現象に関する数値解析を行った。特に融液物性の影響を明らかにするために、融液のプラントル数を0.01(半導体融液)から50(酸化物融液)まで変化させ、融液内マランゴニ対流現象に及ぼすプラントル数の影響を調べた。主要な成果を以下に示す。(1)矩形内マランゴニ対流現象;二次元矩形を左壁より加熱し、右壁より冷却した際の矩形内マランゴニ対流の解析を行った。マランゴニ数が小さいときには、自由界面のほぼ中央に最大流速が存在するが、マランゴニ数の増大に伴い、最大流速の位置は冷却壁側にシフトすることが判った。またプラントル数が大きいほど、最大速度が冷却壁側にシフトするマランゴニ数は小さいことが判明した。(2)結晶融解時のマランゴニ対流;結晶融解特性に及ぼすマランゴニ対流の影響について、定常状態および非定常状態の両者について解析を行った。いずれの場合もプラントル数の増大に伴い、融液内速度は増大し、固液界面形状の融液に対する凸度も増大した。また微小重力実験と予備実験である地上実験とを比較するために、重力効果(即ち自然対流)を加味して解析を行った結果、同一量の結晶を融解するには微小重力環境下では地上より長い時間が必要であり、実際に微小重力実験を行うには、地上予備実験よりも加熱温度を高めに設定するか、あるいは加熱時間を長く設定する必要があることが判明した。

Micro-gravity environment, ground-based electronic materials and the basis for high-quality バルク単crystals The purpose of constructing the することをとして, and the phenomenon of マランゴニ対 flow in the melt are analyzed by the numerical values ​​of the することを. The influence of the special physical properties of the molten liquid is as follows: The number of molten liquids is 0.01 (semiconductor melt) 0 (Acidic compound melt) is changed into a liquid, and the influence of the マランゴニ対 flow phenomenon in the melt and the number of ぼすプラントルnumber is affected by the adjustment. The main results are shown below. (1) The phenomenon of malleable flow in a rectangle; the flow of malleable flow in a two-dimensional rectangle within a two-dimensional rectangle is analyzed by heating the left wall and cooling the right wall.マランゴニnumberが小さいときには、Free interfaceのほぼ中にMaximum flow rate がexistentするが、マThe maximum flow rate is determined by the increase in the number of pipes and the position of the maximum flow rate on the cooling wall side. The maximum speed is the maximum speed of the cooling wall side of the cooling wall, and the maximum speed is the maximum speed of the cooling wall side. (2) Crystal melting and melting flow; crystal melting characteristics and melting flowのimpactについて、steady state およびunsteady state の両者についてanalytic を行った. The number of cases is large, the velocity in the melt is large, and the solid-liquid interface shape is large and the convexity of the melt is large.またMicrogravityであるground実験とをComparisonするために、Gravity effect (i.e. ちnatural対流) を flavored し て analysis を row っ た results, the same amount of crystal を melting す る に は で は ground in a micro-gravity environment It is necessary to go up for a long time, and it is necessary to use a small gravity on the ground, and it is heated on the ground. It is necessary to set the temperature as high as possible and the heating time as long as possible.

项目成果

Y.Okano et al.: "Effect of Various Parameters on Flow and Temperature Fields during Czochralski Growth of Oxide Single Crystals" Computational Mechnics'95. 1. 550-555 (1995)

Y.Okano 等人：“氧化物单晶直拉生长过程中各种参数对流场和温度场的影响”计算力学95。