空间高温氧化物熔体中速度场和温度场的数值模拟

摘要

1996年我们在返回式卫星上进行了铌酸钾和四硼酸锂高温熔液中铌酸钾胞状晶体生长实验.我们利用ANSYS计算软件对铂金坩埚中高温熔液内的速度场和温度场进行了数值模拟.并与96年获得的空间和地面实验结果进行了对比.结果表明,在地面,熔体内部存在复杂的双涡流动模式,重力对熔体中的温场和速度场的分布产生强烈的作用,而在空间,当重力水平达到一定程度时,可以使熔体中的流动模式简单化,从而降低流动效应对传热、传质造成的不稳定性不均匀性,有利于提高晶体生长的质量.同时通过对空间搭载实验与地面实验结果进行对比分析,与数字模拟分析的结果一致,随着重力水平的下降,熔体中的温场,速度场分布朝着稳定生长的方向发展,表面张力对流是形成均匀胞状晶体结构的主要因素.