CZ法砷化镓单晶生长中熔体流动状态转换

考虑浮力、热毛细力、离心力和科里奥利力的情况下,对CZ法砷化镓单晶生长中熔体流动和传热建立了三维时相关紊流数学模型．通过数值求解预测到了熔体中流动状态的转变．结果表明,熔体中温度梯度驱动的浮力与热毛细力的联合作用和晶体旋转产生的离心力与科里奥利力的联合作用相匹配时,熔体流动为非轴对称流动;当其中一方占优势时,熔体流动为轴对称流动．流动为非轴对称流动时,熔体中出现斜压热流体波．由轴对称流动转变为非轴对称流动的机制为斜压不稳定性．得到了能描述不同条件下熔体流动状态的流动区域图．数值结果对优质砷化镓单晶生长具有重要的参考价值．

POM模式在日本南部黑潮路径变异研究中的应用

日本南部黑潮路径变异对北太平洋地区的气候和环境具有显著的影响,对黑潮路径变异的研究具有重要的意义。本文利用POM(Princeton Ocean Model)数值模式模拟了日本南部黑潮的路径变异情况,分析了黑潮大弯曲路径形成的可能机制。研究结果表明,当黑潮处于非大弯曲路径时,相对位势涡度的平均值呈现递减趋势,说明日本南部低位势涡度水在不断积累,这样会使得四国再循环流的强度增强,迫使黑潮保持平直路径,同时,近岸黑潮垂直流速剪切增大,斜压不稳定性的作用也逐渐增大;当黑潮从非大弯曲路径向大弯曲路径过渡时,再循环流强度的减弱会导致黑潮的流速剪切减小。根据海表高度异常场以及海洋上层流场信息发现,近岸黑潮附近的气旋涡会随着再循环流区域反气旋涡的东侧向南运动,最终导致黑潮大弯曲的发生。分析涡流的能量,结果显示,黑潮大弯曲路径的形成与斜压不稳定性密切相关。

从空间估算全球降水

1.对降水测量的需求 1.1 气候监测与研究为检验大气环流模式(GCM),需要全球降水测量资料。再现观测到的降水分布的能力是这种模式性能的一个灵敏指标。全球降水有2/3落在热带和副热带,与此关联的潜热是热带环流的一个主要驱动力。在热带,大部分入射太阳辐射在海洋上被吸收。

激波与气泡相互作用中初始扩散对混合增强的影响机制研究

在激波与气泡相互作用中,不同程度的初始扩散可诱导出不同强度的流动不稳定性,然而这种流动不稳定性的来源及其对混合的影响机制仍然不清楚.本研究通过高精度数值模拟方法研究这种流动不稳定性对混合的作用.为了剥离流场中其他因素的影响,提出了一种环量控制方法来保证不同条件流场具有相同的雷诺数Re和佩克莱数Pe.通过考察气泡形态及涡量特征,发现初始扩散越薄,流场后期演化的不稳定性越显著,且这种不稳定性的强度可通过二次斜压环量(Γ_(sbv)/Γ)来度量.进一步使用涡量输运方程考察二次斜压环量的源项演化,发现其增长主要由斜压矩主控.因此,这种由初始扩散诱导的不稳定性可以被定义为二次斜压不稳定性.在混合增长特性方面,对比混合度和标量耗散率的结果表明,具有更强的二次斜压不稳定性所诱导的混合速率也更高.因此这种与雷诺数Re弱相关的二次斜压不稳定性可以促进变密度混合.最后,给出了二次斜压不稳定性强度Γ_(sbv)/Γ与平均混合速率■的平方标度率关系,呈现为:■.