Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

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Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Équipe Phénomènes convectifs couplés

Étude de situations de cristallogénèse

Étude de situations de cristallogénèse

Daniel Henry, Hamda Ben Hadid, S. Kaddeche, J. Walker, C.J. Jing, D.J. Ma

Nous avons abordé l’étude de situations plus réelles de cristallisation avec déplacement de l’interface solide-liquide dans le cas de la situation de Bridgman, en nous intéressant particulièrement aux mouvements de convection dans la phase liquide, à la répartition des impuretés dans le bain fondu et le cristal (phénomènes de macroségrégation) (thèse de S. Kaddeche) et, un peu plus récemment, à la prise en compte de conditions de croissance périodiques et à la considération de convection solutale pure (thèse de F.Z. Haddad). Ces travaux numériques ont été réalisés en lien avec le Centre d’Etudes Nucléaires de Grenoble. Ils ont donné des résultats intéressants pour la communauté de croissance cristalline qui ont été publiés dans le "Journal of Crystal Growth" [A25, A27, A30, A46, A53, A54].

Dans le cadre de collaborations internationales, nous avons aussi considéré d’autres configurations de croissance pour lesquelles nous nous sommes particulièrement intéressés aux écoulements et à leurs transitions. Des résultats ont ainsi été obtenus par analyse de stabilité pour la situation de Czochralski encapsulée sous champ magnétique [A57] (collaboration avec J. Walker, USA}), par simulation numérique et analyse POD pour la situation de Czochralski non-encapsulée où les écoulements sont générés par effets couplés de la force de flottaison et de la tension de surface en haut de bain [A78] (collaboration avec C.J. Jing, Chine), et par simulation numérique et méthode de continuation pour une situation de fusion de zone où la cavité cylindrique verticale contenant le métal fondu est chauffée au niveau de sa paroi latérale à mi-hauteur [A69] (Post-doc de D.J. Ma, Chine).


Striations dans le cristal dues à une fluctuation de la vitesse de tirage en croissance Bridgman horizontale [A46].