Robeželementu un galīgo elementu modeļu ar virsmas impedances robežnosacījumiem salīdzinājums augstfrekvences elektromagnētiskā lauka aprēķinos

Abstract

Darbā tiek apskatīti silīcija kristālu audzēšanas peldošas zonas metodes skaitliskie elektromagnētiskā lauka aprēķini. Darbā tiek salīdzinātas dažādas skaitlisku aprēķinu metodes. No vienas puses izmanto programmu, kas implementē robeželementu metodes augstfrekvences elektromagnētiska lauka tuvinājumā. Alternatīvi tiek apskatīta virsmas impedances robežnosacījumu ieviešana programmās, kas balstās uz galīgo elementu metodi. Virsmas impedances robežnosacījumu implementācija ir pieejama ANSYS, GetDP un FEMM programmās 2D un 3D gadījumā. Modeļu precizitāte tiek novērtēta uz vienkāršota piemēra. Izmantojot ieviestos robežnosacījumus, tiek veikti reālas 4 collu peldošas zonas sistēmas aprēķini.

Present work considers numerical calculations of electromagnetic field during silicon crystal growth with the floating zone method. Different numerical calcualtion methods are compared. On one hand, a program with the implementation of boundary element method for high frequency approximation of electromagnetic field is used. As an alternative, surface impedance boundary condition in programs that are based on the finite element method is considered. Surface impedance boundary condition is availible in ANSYS, GetDP and FEMM programs in both 2D and 3D. Precision of these models is tested on a simplified example. Calculations of a real 4 inch floating zone system are carried out using the implemented boundary conditions.