中文摘要：

浮区法无坩锅容器的接触污染，是重要的高纯度晶体生长技术，空间微重力环境使该技术生长大直径、高质量的单晶成为可能。晶体生长质量控制的关键之一是熔体的对流控制，本项目以优化结晶生长条件为中心，系统地研究了微重力条件下浮区法半导体晶体生长中的磁场对流控制。项目针对均匀轴向和横向静态磁场、多种线圈非均匀静态磁场及其组合、均匀和非均匀旋转磁场的对流控制作用，对其建立模型和编制程序，通过数值模拟求解磁流体动力学控制方程组，研究不同磁场作用下对流的特征和特性以及对流控制效果，探索有利于高质量结晶生长的磁场对流优化控制技术。本项目研究的主要具体工作包括不同磁场作用的理论建模、程序开发（基于有限体积法的磁场相关功能程序包开发），多种静态、动态磁场作用下对流的三维非定常数值模拟、结果对比、分析及总结。围绕本项目相关问题，我们研究工作并不仅仅局限于完成项目研究计划。计划外扩展工作主要包括（１）基于谱元法的程序开发，其目的是为磁场对流控制的对流稳定性分析奠定基础；（２）基于LBM的程序包及其MPI并行程序包开发，目标拟解决浮区法晶体生长中对流数值模拟的一个关键问题，即自由表面的动态变形的影响。