Главная
О компании
Софт
Консалтинг
Публикации
Как нас найти



Виртуальный Реактор*: Двумерный программный пакет для моделирования роста объемных кристаллов SiC и AlN сублимационным методом

Пакет "Виртуальный Реактор" разработан для моделирования сублимационного роста объемных кристаллов карбида кремния и нитрида алюминия с использованием современных моделей поверхностной кинетики, необходимых для адекватного описания ростового процесса.


Интерфейс

Чтобы открыть скриншот в полную величину, кликните по нему мышкой.

Click to zoom

Рис. 1. Задание моделируемой ростовой системы


Click to zoom

Рис. 2. Задание физических свойств


Click to zoom

Рис. 3. Редактирование базы данных со свойствами материалов


Click to zoom

Рис. 4. Визуализаци полученных результатов

В связи с тем, что экспериментальная оптимизация ростового процесса является, как правило, крайне ресурсоемкой, существенную помощь в разработке ростовой технологии оказывает математическое моделирование, производимое с использованием программного обеспечения, позволяющего предсказывать наиболее важные особенности процесса роста. Пакет "Виртуальный Реактор" обеспечивает ростовых инженеров всей необходимой информацией о разнообразных физических процессах, протекающих при росте объемных кристаллов и определяющих их качество. Он позволяет предсказывать конечный размер и качество выращенного кристалла, а также распределение на всех стадиях роста во всей ростовой системе и вдоль ее границ температуры, тепловых потоков и других параметров, в том числе изменение формы растущего кристалла и структуры источника и динамику дислокаций. В свою очередь, данная информаци предоставляет широкие возможности по глубокому изучению явлений, определяющих процесс роста, и оптимизации геометрии ростовой установки и технологического процесса.

Задача решается в осесимметричной двумерной постановке, обеспечивающей адекватное описание сублимационного роста объемных кристаллов AlN и гексагональных политипов SiC на (0001) грани. Моделирование длительного ростового процесса производится в рамках квазистационарного подхода, в котором непрерывный процесс разбивается на последовательность временных стадий. По завершении каждой временной стадии на основании рассчитанной скорости роста определяется новая форма кристалла и свойства источника. Кроме того, в соответствии с заданными пользователем установками, на каждой возможно изменение выделяемой в нагревателе мощности и изменение положени индуктора или тигля. После этого производится обновление всей геометрии моделируемой системы с автоматическим перестроением расчетной сетки.

Моделирование процесса роста на каждой временной стадии включает в себ расчет теплопереноса во всей системе и массопереноса активных компонент в ростовой камере. В "Виртуальном Реакторе" используется разработанная модель гетерогенных химических реакций, обеспечивающая эффективное описание взаимодействия многокомпонентного пара с активными поверхностями, позволяюща моделировать гетерогенные химические процессы в широком диапазоне температур и давлений. "Виртуальный Реактор" обеспечивает предсказание эволюции формы кристалла и изменения во времени пористости и среднего размера гранул порошкового источника.

"Виртуальный Реактор" имеет дружественный графический интерфейс, разработанный таким образом, чтобы усилия пользователя программы, требуемые для задания постановки задачи, были сведения к минимуму. Пользователь должен лишь задать начальные условия и последовательность моментов времени с требуемыми параметрами процесса (температура в контрольной точке, положение нагревателя и давление в камере), если они меняются во времени. Все остальные временные изменения в конфигурации ростовой системы в течение роста осуществляются автоматически. Численное решение уравнений переноса производится на несовпадающих неструктурированных сетках, генерируемых независимо для каждого геометрического блока, что позволяет обеспечить требуемое качество сетки.

В рамках графического интерфейса программы осуществляется визуализаци хода расчета в процессе вычислений и полученных результатов по его окончанию, включающая отображение двумерных и одномерных распределений температуры и других величин. Кроме того, производится сохранение результатов расчетов в формате, позволяющем последующую обработку в графическом пакете Tecplot.

Системные требования

  • Операционная система — Windows 2000, Windows XP
  • Процессор — Pentium IV
  • Оперативная память — 1 Gb
  • Дисковое пространство — 50 Mb для размещения файлов программы и порядка 1 Gb для результатов расчетов
  • Монитор и видеокарта с поддержкой разрешения 1024x768 в режиме High Color
  • Трехкнопочная мышь с колесом прокрутки.

 
 

*Работа по созданию программы "Виртуальный реактор" была инициирована в 2000г.
при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере