2003 Fiscal Year Annual Research Report
CZ・FZ法単結晶育成融液内のGSMAC-FEMによる流動解析
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02J09989
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
河野 晴彦 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Keywords | CZ法 / FZ法 / GSMAC-FEM / FCBI |
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| Research Abstract |
代表的な単結晶育成手法であるCzochralski(CZ)法とfloating zone(FZ)法は、電磁場や微小重力場の利用により更なる大口径化や高品質化の達成が期待されている。その際、高Reynolds数あるいは高Rayleigh数問題となる流体の挙動を正確に把握するため、数値解析は有用な手段である。昨年度は上記の単結晶育成手法において重要となるMarangoni対流、移動界面、そして流体と電磁場の相互作用を調査すべく、generalized simplified marker and cell-finite element method(GSMAC-FEM)を基盤とした精度、経済性、汎用性、安定性に優れる新たな数値解析スキームを構築した。しかし、GSMAC-FEMは、inf-sup条件および局所的な運動量の保存を満たしておらず、良好な数値解析結果を得るためには更なる改良が必要である。そこで本年度より、Massachusetts Institute of Technology. Department of Mechanical EngineeringのKlaus Jurgen Bathe教授と共同研究を行い、inf-sup条件、運動量の保存を満足し、移流拡散方程式の局所的な厳密解を利用した新たな数値解析スキーム、flow-condition-based interpolation(FCBI)有限要素法の開発に着手した。
本年度は、同スキームを用いて低Reynolds数の強制対流を解析し、他者の計算例と良好に一致する結果を得た。また、移流が支配的な流れ場に適した新たなtrial functionを考案し、Pe=0〜10^6に対応する移流拡散問題において、良好な数値解析結果を得た。
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Research Products
(1 results)
