在现有的工程实践中,通常采用浮区法晶体生长技术制备高质量晶体,用于模拟浮区法晶体生长过程的科学模型称为液桥,周围气体的流动以及界面上的传热是影响液桥内部流动的重要因素。因此,关于支配液桥中流体流动以及传热机制的研究对控制晶体生长和提高产品质量十分有益。本文建立了一个由气体环绕的液桥数学模型,通过改变气流入口速度、气体温度、液桥高径比以及液桥体积比等参数,探讨不同环境条件下液桥内部的流动状态和温度分布。采用商业软件FLUENT求解控制方程,通过自行编译的UDF程序实现两相界面上数据的相互传递,并在自由界面上添加热毛细力。本文首先研究了计算网格对数值结果产生的影响,将网格在壁面和自由表面附近加密后,计算结果有了明显的改善。随后采用最佳的网格模型计算问题,得到以下主要结果：1.对于等温液桥,气流剪切力驱动的流动导致液桥自由面上的速度分布呈倒“U”形,液桥内形成一对涡心位于中间高处的胞元流。对于无强制气流的非等温液桥,热毛细力驱动的流动导致液桥自由表面上的速度分布呈“M”形,液桥内形成一对涡心位于热角处的胞元流。2.沿自由表面流动的强制气流通过剪切力和换热影响液桥内部流动。自由表面放热时液桥内热毛细对流加剧,反之热毛细对流减弱。当气流方向与热毛细流方向相同时,环境气流的温度高于液桥自由表面温度。速度较低的强制气流传热作用大于剪切力作用,表面流动减弱；速度较大的强制气流传热作用小于剪切力作用,表面流动加速。当气流方向与热毛细流方向相反时,气流速度存在某一临界值。低于该值时,剪切力起到抑制热毛细流动的作用；超过该值时,冷端形成了剪切力驱使的胞元流并侵占热毛细力主导的胞元流。3.液桥体积比和重力水平决定了液桥的形状,这种形状的差异影响了气流剪切力的分布,进而导致液桥内部流动改变。