محاسبات عددي براي تحقيق در اثر مارانگوني بر افت و خيزهاي دما در همسايگي جبهه ي انجماد در رشد بلور از مذاب نيمه شفاف اكسيد به روش چكرالسكي

Numerical calculations for investigation of thermocapillary effect on thermal fluctuations in the vicinity of crystallization front in Cz crystal growth from a semitransparent oxide melt

در اين گزارش، نتايج شبيه سازي الگوي جريان همرفت سيال بر پايه ي حل معادلات وابسته به زمان ناوير استوكس در بوته چكرالسكي مورد بررسي قرار گرفته است. اين محاسبات نشان مي دهد كه دوره تناوب نوسان هاي دما تابعي از سرعت زاويه اي با آهنگ چرخش بلور است كه جريان شناورهاي در خلاف جهت گردش همرفت طبيعي، در ناحيه زير جبهه انجماد را تشكيل مي دهد و افت و خيزهاي دما در همسايگي نقطه تلاقي سه فاز، به عنوان يك پديده نامطلوب در رشد بلور از مذاب، به نحو موثري تخت تأثير جريان ناشي از نيروهاي تنش سطحي كاهش مي يابد. معادلات ناوير - استوكس با استفاده از نرم افزار درون سازمان انرژي اتمي حل شده است.

Two-dimensional, time-dependent Navier-Stokes’ equations were solved to investigate the effect of convective interactions on the temperature field in a Czochralski oxide melt. It was shown that the period of thermal oscillations depends on the rate of crystal rotation giving rise to an upward flow beneath the crystallization front and circulating against the natural convection flow. The undesirable thermal fluctuations in the vicinity of tri-junction point found to be efficiently controlled by the surface tension driven flow. A home-made software was used to calculate the Navier-Stokes’ equations.