FLUENT多相流案例之八：基于FLUENT融化模型的晶体CZ法生长过程仿真

基于FLUENT融化模型的晶体CZ法生长过程仿真

如下图所示，在一个直筒型的热系统中，采用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶半导体熔化，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，并反转坩埚，将籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程，由此，单晶半导体就生长出来了。该方法被称为CZ法(连续直拉法）。

Cz法单晶生长过程中涉及凝固的流体流动问题，而Fluent多相流中的凝固模型非常适合用来模拟连续铸造过程，本算例中将采用自定义函数设置固定的提拉速度，模拟固体材料不断从铸造区域被拉出的过程。熔融状态的金属半导体在坩埚内冷却，坩埚边界温度为1400k，入口速度为0.00101m/s，温度为1300k，出口速度为竖直0.001m/s，同时具有旋转角速度1rad/s，温度为500k，金属自由液面温度为1400k，由于马兰戈尼效应，存在表面张力梯度-0.00036n/m-k，固体边界温度为500k，同时存在相对于内部单元的旋转速度1rad/s。具体边界条件如下图所示。

仿真计算结果如下图所示

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