A Numerical Study on the Exact Onset of Flow Instabilities in Thermo-Solutal Marangoni Convection Driven by Opposing Forces in a Half-Zone Liquid Bridge under Zero Gravity
Notice bibliographique
Résumé
The theoretical onset of the Marangoni convection instability occurring in a half-zone liquid bridge of the floating zone (FZ) growth of SixGe1–x has been investigated by numerical simulations. A half-zone model of the liquid bridge between a cold (bottom plane) and a hot (top plane) disk is considered. The highest Si concentration is on the top of the liquid bridge. Therefore, the driving forces for thermal and solutal Marangoni flows are in opposite directions in this configuration. The nonlinear equilibria and periodic orbits are obtained using the Newton–Krylov method, and their stability is analyzed with global linear stability analysis. A flow bifurcation analysis is conducted. The results show that when the solutal Marangoni number, MaC, ≤360, the primary flow bifurcation is from 2D axisymmetric to 3D steady flow. When MaC>360, the 2D axisymmetric flow becomes weakly periodic 2D axisymmetric, and eventually becomes chaotic. The critical thermal Marangoni number is monotonically increasing as MaC increases, and the flow is 2D axisymmetric when the solutal Marangoni forceis dominant. The stability evaluation for various thermal Marangoni number values at MaC=893 reveals that the onset of transition is from steady to periodic. However, the reverse transition does not occur at the same Marangoni number value. The simulation results show that the hysteresis behavior of the flow field exhibits an approximately 1% difference between two critical thermal Marangoni numbers. The present study suggests that the control parameters of FZ crystal growth should be smaller than the calculated critical values to avoid any flow-induced disturbances.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».