SiC晶体生长中流场的优化设计

物理气相输运法(PVT)是实验室最为常见的碳化硅(SiC)大块单晶生长方法.本文在碳化硅晶体生长模型化研究中,针对碳化硅单晶PVT生长过程中的传热传质等现象引入了对流传热中的场协同原理,利用这一原理对生长室内的流场温度场进行了优化,并对改良前后分别进行了数值模拟,研究了该原理对晶体生长的影响.实验室碳化硅单晶的生长成功...     

氨热法生长氮化镓晶体中传热传质的研究

本文利用基于非正交网格的二阶精度有限体积法,对氨热法生长过程中温度场和流场进行了模拟,其中隔板开孔率分别为10%(中心开孔5%,侧壁与隔板边缘开孔5%)和20%(中心开孔10%,侧壁与隔板边缘开孔10%).通过对流场和温度场的分析,了解了高压釜内部营养素的输运及溶液结晶的本质.结果显示在釜底的多孔介质层流动较弱,在流体层流动较强.在多孔介质层热量的输运主要通过热传导;在流体层中,流体与原料的分界处以及流体和高压釜的侧壁出现了大的温度梯度.     

磁场对双扩散液层热毛细对流的影响

通过数值模拟的方法对磁场作用下的双扩散液层热毛细对流进行了研究, 模型中同时考虑了热毛细效应和溶质毛细效应的存在. 研究结果显示, 外部磁场能够有效削弱液层内热毛细对流的强度, 改变热毛细对流的对流结构; 随着磁场强度的增大, 液层内热毛细对流的对流强度逐渐减小, 热质传递过程中扩散效应逐渐得到增强; 最终, 溶质浓度沿水平方向呈梯度分布. 因此, 当磁场强度足够大时能够实现晶体生长中所需的纯扩散条件.     

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通过使用基于非正交网格有限体积法的FLUTRAPP (fluid flow and transport phenomena program)程序模拟了工业8\,in单晶硅提拉法生长过 程. 数值模拟结果表明,流场及提拉速 率在单晶硅生长过程中具有振荡特性,提拉速率的振荡周期大约为2\,min. 尖形磁 场的引入能够抑制坩埚中熔体流动的振荡,减小提拉速率的振幅,从而有利于提高 所生长单晶的质量.     

高速列车的关键力学问题

在过去10 年时间, 中国和谐号系列高速列车经历了一系列速度上的飞跃. 在最初引进消化吸收基础上, 研制了新一代高速列车并大规模投入运营, 伴随这一过程的大量试验与工程实践, 大大促进了对高速铁路这样一个车- 线- 网- 气流强耦合的复杂大系统中的关键力学问题的深入理解和全面研究. 该文将从6 个方面对高速列车研制和运行过程中的典型力学问题的研究进展以及未来的研究方向做一个梳理. 考虑到这样一个大系统的复杂性,同时也为了使对高速列车感兴趣的技术与科研人员对这些力学问题有一个比较全面的认识, 文中将分别就高速列车的空气动力学、弓网关系、车体振动与车体模态设计、车体运行稳定性、高速轮轨关系、关键结构的运行可靠性和列车噪声等方面的研究进行总结和展望. 同时也对中国及国际高速列车发展趋势及其中的力学问题做了一个简要介绍.