شبیه سازی دو بعدی عددی جریان های شاره در رشد بلور al2o3 از مذاب

تکنیک چُکرالسکی متداول ترین روش برای رشد بلورهای اکسید مانند (al2o3) sapphire از فاز مذاب است. در این روش، ابتدا یک بلور اولیه با شعاع کوچک در تماس با سطح آزاد مذاب قرار می گیرد. پس از ایجاد فصل مشترک بلور- مذاب و برقراری تعادل حرارتی در سیستم، این بلور اولیه به سمت بالا کشیده می شود و در نتیجه یک تک بلور در پائین آن شروع به رشد می کند. فرآیندهای گرمای القائی، جریان های شاره و انتقال حرارت نقش موثری در کیفیت بلور رشد یافته دارد. شناخت درست این فرآیندها منجر به کنترل مناسب مراحل رشد و بالا بردن کیفیت بلور می شود. در این پایان نامه، ابتدا یک مدل ریاضی دوبُعدی مستقل از زمان برای بررسی فرآیندهای گرما-القائی، انتقال حرارت و جریان شاره سیستم رشد چُکرالسکی شامل مذاب sapphire ساخته شده است. این مدل ریاضی شامل معادلات جریان شاره (navier-stokes) و انتقال حرارت (هدایت، جابجائی و تابش) به همراهی شرایط مرزی می باشد. پس از حل معادلات فوق به کمک روش های عددی (روش عناصر متناهی)، ساختار جریان های شاره در مذاب و گاز، میدان های دما در تمام قسمت ها و همچنین فصل مشترک بلور-مذاب در این سیستم رشد بررسی شده است.