外加磁场对熔融半导体CZ法拉晶过程中流动场影响的数值计算

数值分析结果表明,外加磁场可以改变熔融半导体中的流型,几千高斯的磁场可以显著地减小熔体的流动,但对温度场影响不大。     

理想线极化摇摆器磁场误差,入口场对束传输的影响

讨论了线极化摇摆器磁场误差，入口磁场形式对电子在摇摆器内传输的影响。磁场误差包括振幅和周期两种误差，入口形式讨论了振幅正弦平方形、振幅线性形、振幅幂指数形以及它们的结合形。本文还给出了轴线附近的轨迹解析解以与数值解比较。     

微重力环境和外加磁场对晶体生长中杂质分凝的影响

浮区结晶法是生长体单晶的重要方法之一．本文从理论和实验两方面综述了浮区结晶法中熔体内宏观场对体单晶中杂质分布均匀性影响的定性和定量研究,并从改善体单晶杂质分布均匀性的角度出发,总结了目前所采取的两种重要方法:微重力环境和外加磁场的研究现状      

磁场对激波冲击R22重气柱作用过程影响的数值模拟

为研究平面入射激波与磁化R22重质圆形气柱的作用过程,首先通过数值方法得到了不同初始条件下激波诱导R22气柱的Kelvin-Helmholtz (KH)及Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性导致的重气柱变形过程,并详细讨论了不同情况下透射激波在气柱内聚焦诱导射流的过程;然后在加入磁场的情况下,采用CTU+CT算法进行数值模拟,以保证数值结果满足任意时刻磁场的散度为零。计算结果表明:磁场对激波诱导R22气柱不稳定性具有抑制作用;法向磁场和流向磁场都可以很好地抑制RM不稳定性;对于KH不稳定性,法向磁场的控制效果更好,不仅可以抑制界面上涡串的卷起,还可以阻止主涡的发展,而流向磁场做不到后者;磁场对射流影响不大,射流处的磁能量可以一定程度上抑制射流的衰减,同时法向磁场可以减小聚焦时压力及速度峰值。     

不同初始磁场对激波冲击R22重气柱过程影响的数值模拟

基于磁流体动力(magneto-hydrodynamic,MHD)方程,采用CTU+CT方法,对在不同初始磁场作用下的平面入射激波与磁化R22重质气柱作用过程进行了数值研究。数值结果清晰地描述了不同初始磁场条件时激波诱导R22气柱界面不稳定性的过程,揭示了磁场控制界面不稳定性的机理。另外,还分析了磁感应强度对界面不稳定性的影响,发现在磁场较小时,涡层附着于界面,但随着磁感应强度的增大,平均涡量随之增大,涡层与界面逐渐分离,最终更好地抑制了界面不稳定性。同时,还发现平均涡度拟能随着磁感应强度的增大而减小,而垂直磁场比平行磁场更能降低平均涡度拟能,因而平均涡度拟能可较好地反映磁场对不稳定性的影响效果。     

???????м??δ??????????????????????

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.     

Influence of external magnetic field on the flow field in molten semiconductor of Czochralski crystal growth —A numerical simulation

Numerical results show that an external magnetic field may influence significantly the flow pattern in the molten semiconductor of Czochralski crystal growth. The melt flow could be pronouncedly damped by a magnetic field with the intensity of several thousands Gauss, while the temperature field is affected only in a less extent by the magnetic field. The project is supported by the National Natural Foundation of China.     

NUMERICAL SIMULATION OF THE GROWTH OF NANOPARTICLES IN A FLAME CVD PROCESS

The growth of titania nanoparticles in a flame CVD process has been simulated by computational fluid dynamics, based on the change rate of particle number density due to their collisions calculated from an integral collision kernel. The assumptions made on constant particle volume density nv (nd^3), constant density of particle surface area ns (nd^2), and constant entity nd^2.5 in coagulation process have been examined. Comparisons have been made on particle size distribution between measurement results and predictions from present model of particle growth and Kruis model of particle dynamics for titania nanoparticles synthesized by the flame CVD process. Effects of operational parameters such as O2 mole fraction and particle number density on mean particle size and size distribution have been discussed.     

飞机投外挂时的动态响应及其地面飞行模拟

本文推导了飞机正常投放及故障投放外挂时的动态响应中各参数在时域内的解析表达式并以歼七飞机为例进行计算,计算结果与地面飞机模拟和飞行实际结果基本一致,从而证明计算是正确的,所进行的地面飞行模拟试验也是可靠的。     

导电流体热对流中磁场的致稳作用

本文导出了在磁场作用下导电流体热对流流动的方程组及其定解条件,用数值方法模拟了由磁场控制的单晶生长热对流问题,计算结果说明磁场可以有效地抑制流动在壁面处的分离、单胞对流变为多胞对流以及速度和温度的振荡等热不稳定现象,说明了磁场对不稳定热对流有明显的致稳作用。     

混凝土三点弯曲试件破坏过程的数值模拟

根据混凝土试件三点弯曲试验的物理模型,用MFPA数值模拟软件分别对砂浆和混凝土的三点弯曲试件的破坏全过程进行模拟．给出两个试件的载荷与加载点位移关系曲线,并进行了对比分析．     

非定常阵风场对沙粒跃移运动的影响浅析

野外阵风具有大尺度结构的非定常特征和小尺度结构的高频脉动特性,是造成风沙流输沙量波动和沙粒间歇性跃移的主要原因. 阵风的非定常性和脉动越显著,采用平均风速及沙粒粒径均一化分析风沙问题的误差越大,是野外观测、风洞实验及数值模拟的结果彼此偏差极大的主要因素. 野外阵风条件下的风沙跃移研究目前仍缺乏能够用于规范数学模型的有关阵风场和输沙率特征的可靠实时测量,有赖于风沙流整场高频测量技术和风洞模拟技术的发展.     

柔性微粒介电泳分离过程的多尺度模拟

介电泳分离是一种高效的微细颗粒分离技术,利用非均匀电场极化并操纵分离微流道中的颗粒. 柔性微粒在介电泳分离过程中同时受多种物理场、多相流和微粒变形等复杂因素的影响,仅用单一的计算方法对其进行模拟存在一定的难度,本文采用有限单元——格子玻尔兹曼耦合计算的方法处理这一难题.介观尺度的格子玻尔兹曼方法将流体看成由大量微小粒子组成,在离散格子上求解玻尔兹曼输运方程,易于处理多相流及大变形问题,特别适合模拟柔性颗粒在介电泳分离过程中的变形情况.另一方面,介电泳分离过程的模拟需求解流体、电场和微粒运动方程,计算量相当庞大,通过有限单元法求解介电泳力,提高计算效率.利用这种多尺度耦合计算方法,对一款现有的介电泳芯片分离过程进行了模拟.分析了微粒在电场作用下产生的介电泳力,揭示了介电泳力与电场变化率等因素之间的关系.对微粒运动轨迹及其变形的情况进行了研究,发现微粒的变形主要与流体剪切作用有关.这种多尺度耦合计算方法,为复杂微流体的计算提供了一种有效的解决方案.