微重力下周围剪切气流引入气液自由面动态变形研究

项目名称： 微重力下周围剪切气流引入气液自由面动态变形研究

项目编号： No.51376040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 梁儒全

作者单位： 东北大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 周围环境下浮区气液自由面动力学行为已成为微重力流体力学重要研究热点。液桥是浮区法晶体生长的理想模型。针对液桥自由面变形动力学研究中存在的突出问题，本项目将深入研究周围剪切气流对浮区液桥自由面变形的影响效果。大范围体积比、长径比和不同气流速度条件下，对Bond数远大于热毛细数液桥，实验测量剪切气流引起的液桥自由面变形。拟开发高精度水平集法，数值研究周围剪切气流引入的自由面动态变形、稳态热毛细对流引起的自由面次临界变形、振荡热毛细对流引起的自由面超临界变形。揭示剪切气流速度、进气方向、液桥体积比、高径比对液桥自由面变形及其不稳定性的影响。通过对周围环境下浮区液桥自由面变形研究，可以深入理解微重力下气液自由面行为特性、掌握周围环境对晶体凝固界面形态及晶体中杂质分布的影响，并为空间流体行为预测与管理提供理论基础。项目兼具重要的科学意义和工程应用价值。

中文关键词： 剪切气流；液桥自由面；动态变形；改进型水平集法；振荡流结构

英文摘要： Dynamic behaviour of gas-liquid free surface in floating zone under surrounding enviroment has become an important research topic in microgravity fluid dynamics.The liquid bridge is a ideal model for the crystal growth in floating zone method. Considering

英文关键词： Shear-driven gas flow；Free surface of liquid bridge；Dynamic deformation；Improved level set method；Structure of oscillatory flow