液封Pr和Sc对开口矩形液池热-溶质毛细对流的影响

来源期刊：材料开发与应用2019年第4期

论文作者：郑峰

文章页码：33 - 42

关键词：热-溶质毛细对流;液封;格子玻尔兹曼方法;

摘    要：在基于提拉法制备晶体材料的背景下,采用格子玻尔兹曼方法对具有自由表面的双层矩形液池内热-溶质毛细对流进行数值模拟。通过频谱分析确定双层热-溶质毛细对流的流动类型,在自由表面雷诺数Re₂、界面雷诺数Re₁、下熔体层普朗特数Pr₁和施密特数Sc₁分别为600、300、1.0和100的条件下,研究了液封层普朗特数和施密特数对熔体层热-溶质毛细对流的影响。通过双层热-溶质毛细对流和单层系统的对比表明,液封对下层毛细对流可以起到很好的抑制作用。在液封Sc₂=100、Pr₂=0.4～10.0条件下,毛细对流都是双频准周期型。随着Pr₂的增加,第一基频和第二基频都减小,系统稳定性增加;在Pr₂=1.0、Sc₂=20～100条件下,随着Sc₂的增大,系统的振荡频率增大,对流将从周期模型再次转变为准周期型,稳定性降低。