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在微重力条件下用浮区结晶法生长半导体单晶硅独具优势,但自由界面的温度梯度所诱发的热毛细对流对晶体质量的影响却更为突出。文中提出一种抑制热毛细对流的新方法-表面截割法,即通过适当改变自由表面的状况业抑制热毛细对流;在建立了半浮区(液桥)热毛细对流的数学模型的基础上,利用有限元法对不同截割方式下的流场、温度场做了数值模拟分析。结果表明,表面截割对浮区内的热毛细对流有很好的抑制作用,适当增加截割次数,可使热毛细对流削弱70%以上。 相似文献
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热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力对流进行了数值模拟研究。其中串行程序合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数,相比分开碰撞迁移过程,计算性能提高了二倍;在此基础上,采用单向计算区域分区和非阻塞通信模式,实现了MPI版格子Boltzmann并行程序包开发。对比基于传统有限体积法CFD程序计算结果表明,串行和MPI并行版格子Boltzmann程序包计算结果精确可靠;并行程序具有较好的性能 相似文献
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运用改进的蒙特卡罗模拟方法,研究了横向磁场对氦气直流辉光放电阴极区电子输运过程的影响,考虑了四种碰撞,模拟结果表明,横向磁场通过改变了电子与中性粒子的碰撞速率,对电子参数产生了重要影响。 相似文献
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用渐近线方法求得了微重力条件下绕汽柱稳态热毛细对流的近似解析解,得到了液体区域的温度场,速度场及界面形状的表达式。通过数值模拟、得到了有关无量纲参数对热毛细对流的影响规律。 相似文献
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基于微重力条件下神经干细胞的分化情况,结合Notch信号通路对神经干细胞分化的影响,论述模拟微重力对神经干细胞分化产生影响的可能分子机制。 相似文献
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采用铸渗技术和旋转磁场在铝合金铸件表面涂渗复合涂层,以改善铝合金铸件的表面性能。试验结果表明:在旋转磁场作用下,有助于铸件表面的合金化。铸件表面硬度随浇注温度和磁场搅拌电压的增加而增加,最佳浇注温度和磁场搅拌电压分别为850℃和50 V。 相似文献
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为研究航空等离子体点火器的射流特性,采用纹影摄像技术记录了等离子体射流的形成及发展过程,研究来流环境下横向来流速度对航空等离子体点火器射流特性的影响规律.结果表明:在横向来流条件下,来流速度的增大会使得射流偏转角增大,当横向来流速度v m=5 m/s时,射流偏转角θ=15.9°,当横向来流速度vm=20m/s时,射流偏转角θ=77.1°,来流速度增大15m/s,射流偏转角增大3.8倍;同时来流速度增大时,会加大等离子体射流动量与热量的损失速率,导致等离子体射流穿透深度、射流速度、射流面积及射流面积变化率均减小. 相似文献
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以18英寸坩埚(6英寸单晶炉)为研究对象,利用有限元分析法,选用RNG k-e湍流模型,对不同液面高度下坩埚内熔体的自然对流进行二维模拟分析;在熔体空间内引入横向磁场(微重力环境下)模拟分析其对熔体对流的影响,同时对引入的横向磁场强度进行优化.结果表明,随着液面高度的下降,熔体对流逐渐变弱,液面高度从230 mm下降到140 mm时,平均流速下降了近3/4;引入横向磁场后熔体对流能够得到有效地抑制,当磁感应强度在0.4T到0.8T之间时,磁场对熔体的对流抑制作用最为明显. 相似文献
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The solidification microstructures of Pb-45% Sn hypoeutectic and Pb-85%Sn hypereutectic alloys were studied in rotating magnetic field (RMF). A transition of primary phase from dendrite to spherical growth was caused by the RMF, which simultaneously fractured and fined grains. The fracture and refinement increased first and then decreased with the increase in RMF intensity. When magnetic intensity exceeded a critical value, the size of the primary phase became bigger on the contrary. Therefore, there existed an optimum value of magnetic intensity in fracture and refinement of grain. Moreover, the rotating frequency determined the skin depth of magnetic field, and further affected the homogenization of temperature and solute. The rotating frequency and magnetic intensity were key factors affecting refinement and uniformity of solidification microstructures. The introduction of RMF not only changed the solidification thermodynamics, but also led to a reduction in Gibbs free energy associated with the formation of critical crystal nucleus and atom diffusion activation energy, thus enhancing the rate of nucleation. 相似文献
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三维强旋流场中的激波捕捉 总被引:1,自引:0,他引:1
为了研究激波对气体离心机取料支臂附近流场的影响,采用数值求解三维N av ier-S tokes方程组的方法来模拟三维强旋流场。使用有限体积法中的二阶迎风格式离散方程,隐式迭代求解。计算捕捉到了障碍物前方的脱体激波,随着径向位置的增大,激波的强度逐渐变大,激波面与支臂表面的距离越小;支臂与转子侧壁之间形成了斜激波,向下游延伸,同时激波面向内弯曲;激波对转子侧壁有影响;激波对上边界的影响很小。计算结果表明该文的方法对强旋流场的计算是有效的。 相似文献
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旋转磁场对激光焊缝金属显微组织的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
研究了旋转磁场对激光焊304不锈钢、Al-12Si合金焊缝金属显微组织,以及304不锈钢与Al-12Si合金连接缺陷的影响.研究结果表明:旋转磁场能有效地对激光焊熔池中液态304不锈钢、A1:12Si合金进行搅拌,抑制柱状晶的产生,细化焊缝金属晶粒.磁场的旋转速率越高,对液态的电磁搅拌作用越强,焊缝金属的晶粒越细小、Al-12Si合金共晶组织越均匀.旋转磁场能消除304不锈钢与Al-12Si合金激光焊焊缝金属中的缺陷,提高304不锈钢与Al-12Si合金焊接接头的性能. 相似文献
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外加交变磁场可改善大电流高速焊接时的焊缝成形缺陷,为获得不同励磁参数对DP-TIG(deep penetration,TIG)焊接电弧和熔池特性的影响,在横向交变磁场作用下,对12 mm的Q345B板进行了DP-TIG焊接试验.通过高速摄像系统观察电弧形态,采用小孔法测量电弧压力,基于金相腐蚀法分析熔池截面.结果表明:... 相似文献
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微重力状态下细水雾雾场特性仿真 总被引:2,自引:0,他引:2
针对细水雾灭火在载人航天器安全中的应用,采用计算流体动力学(CFD)的方法进行了研究.在建立压力旋流喷嘴液膜式雾化模型及微重力场雾滴运动轨迹模型的基础上,利用计算流体动力学仿真软件FLUENT中的离散相模型(DPM)分析了微重力状态下细水雾雾场特性,包括微重力下细水雾的雾化图形、速度以及雾粒直径分布.仿真结果表明:微重... 相似文献
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旋转三维紊流流场的数值分析 总被引:6,自引:0,他引:6
应用SIMPLEST方法和标准k-ε紊流模型对旋转直通道内的流场进行计算,给出了该旋转流场的速度矢量图及压力场,并将测量截面上的主流和二次流速度分布与实验值作了对比,结果吻合较好,对叶轮机械内的旋转流场的数值模拟有重要意义。 相似文献
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An energy theory is proposed on the buckling of a ferromagnetic thin plate in a transverse static magnetic field. The analytic
solution of critical field for plates is obtained by using variational method. It is shown that the critical magnetic field
is not only influenced by the ratio of the thickness to the length, but also by the width, total length and the magnetic susceptibility
of the specimen. Theoretical calculations agree with experiments reasonably. 相似文献
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双向温度梯度下环形浅液池内的硅熔体中会形成Marangoni-热毛细对流,当其中一个温度梯度超过临界值时,流动会变成三维振荡流动,同时,自由表面上的辐射换热还会使流动变得更加复杂。为了寻找有效削弱三维振荡流动的方法,通过三维数值模拟分别研究了只有液池旋转、只有轴向磁场和两者耦合时环形浅液池内的Marangoni-热毛细对流。结果表明,液池旋转和轴向磁场都可以对Marangoni-热毛细对流产生一定的削弱作用,而两者的耦合会相互促进。考虑到磁场的负面效果,在尽量小的磁场强度下获得了维持轴对称稳态流动的最佳参数组合。 相似文献
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从‘t Hooft磁单极子和Julia-Zee双子的场方程及其严格经典解出发,推导了稳态旋转磁单极子的场方程.并讨论了旋转对磁单极子解随旋转角速度增大的变化情况. 相似文献
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对于两个具有相同的材料、尺寸和形状,但可以具有不同的不变横向磁场作用,还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究,并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例,应用该互等定理计算了在横向磁场中两对边简支和另两对边固定金属薄矩形板的固有频率。计算表明,该定理简便实用,适合于工程实际应用。 相似文献