微重力条件下开口矩形容器的小Pr热毛细对流

摘要

采用数值方法研究了微重力条件下开口矩形容器内小 Prandtl数镓 (Ga)熔体生长过程中定常热毛细对流 ,讨论了 Re数、几何纵横比 A和侧壁外加温差的相对高度 H对熔体内温度场和流场分布的影响 .计算结果表明 ,热毛细对流对熔体温度分布有明显的影响 ,从而影响着晶体生长过程 .自由面两侧温度差很小 (如 0 .1K)时 ,熔体内温度场将发生变化 ;当温度差增加即 Re数增加时 ,热毛细对流加强 ,对流和扩散相互作用导致温度场分布更加不均匀 .无论多小的 H值 ,若自由面存在温差 ,都会驱动热毛细对流 ;随着 H值增加 ,热毛细对流会扩展到整个熔区 .几何纵横比 A对熔体内温度场和流场也有影响 ,当 A比较大时 ,在固 /液界面附近扩散起主导作用 .