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第217章 人力有时穷(二更) (2 / 9)

作者:模拟空心菜 最后更新:2025/7/1 16:33:15
        当然,这里的求解跟数学上纳维斯托克斯方程并不是同一个概念,在数学研究中,求解纳维-斯托克斯方程的目的是为了探索方程本身的性质,如解的存在性、唯一性和光滑性。

        这通常涉及到复杂的数学分析和证明,如使用巴拿赫不动点定理等高级数学工具。

        但在应用中求解,纳维-斯托克斯方程的主要目的是为了预测和模拟流体的运动行为,求的是近似数值解,满足工程精度即可,不追求严格数学证明。

        可以说跟陈辉正在研究的问题并没有太大的联系,但毫无疑问,若是陈辉能够完成NS方程数学解的证明,将会对工程应用中的近似解求解产生巨大的好处,甚至带来划时代的颠覆。

        收敛思绪,回到眼前的问题,陈辉在脑海中回顾整个实验过程,NS方程描述流体的动量守恒,热传导方程描述能量输运,弹性力学方程描述应力-应变关系,而在氧化镓晶体圆生长过程中,三者强耦合,根本无法独立求解。

        熔体流动通过对流换热引起温度梯度,改变局部热膨胀系数,诱发热应力,产生从流场到温度场的耦合。

        温度不均匀导致材料热膨胀/收缩差异,晶圆生长中籽晶与熔体界面,产生热应力,温度场又影响到了应力场。

        晶体生长过程中,固液界面附近的应力可能改变熔体粘度,位错周围的应力场影响扩散系数,甚至诱导流动扰动比如晶体旋转时的离心力,应力场又会影响到流场。

        这种“双向强关联”导致传统单场求解器无法直接扩展,需处理非线性项的交叉耦合,NS方程中的粘性应力与应力场的粘性耦合。

        氧化镓熔体生长中,热应力可能使熔体表面产生波动,进而改变熔体-气体界面形状,影响气体保护效果,例如氧含量波动),形成“流场-温度场-应力场-化学场”的多级耦合。

        三者之间相互依存,想要准确的预测,只能同步求解三个方程,即三者每求解一步都需要进行数据交换,如此嵌套求解,或许才能提高最后预测值的精准度。

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