Czochralski（Cz）法是最常见的晶体生长方法之一，在二元晶体制备过程中，驱动熔体流动的力包括热毛细力、溶质毛细力以及离心力和Coriolis力，各驱动力相互耦合，使得流动极其复杂。二元晶体的生长质量主要受晶体制备过程中熔体内复杂流动的影响，因此，有必要深入研究熔体内复杂对流特性。本课题采用三维数值模拟的方法，研究 Cz 液池内锗-硅熔体复杂对流，分析不同毛细比下晶体和坩埚旋转对流动结构及流型演变规律的影响，揭示流动转变过程中的物理本质及流动失稳机理。主要研究内容和获得的结论如下：
　　首先，对Cz液池内热、溶质毛细力以及旋转离心力和Coriolis力等多个驱动力联合驱动的复杂对流进行了三维数值模拟，结果表明，当熔体内各驱动力均较小时，流动为二维稳态流动，基本流动结构主要为顺时针或逆时针的单流胞以及多流胞，流胞结构和方向与各个驱动力的相对大小密切相关。
　　随后，分析了不同旋转速度和毛细比下流动转变规律，获得了流动稳定性区域图。随着各驱动力的增强，基本流动转变为三维振荡流动，在一定转速范围内，晶体和（或）坩埚旋转均能够抑制流动失稳。当毛细比为-0.2时，热毛细效应占主导，流动失稳后流型主要表现为轮辐状流型，当晶体单独旋转时，流动转变的临界热毛细雷诺数(ReT,cri)随晶体转速的增大而先增大后减小；当坩埚单独旋转时， ReT,cri随坩埚转速的增大而逐渐增大；当晶体和坩埚共同旋转时，流动将经历二次转变。当毛细比为-1 时，热毛细力和溶质毛细力大小相等，方向相反，在相同条件下，对比毛细比为-0.2的工况流动不稳定性增强。
　　最后，获得了流动失稳后形成的多种不稳定流动结构并分析其演化过程。当毛细比为-0.2时，旋转效应驱动的不稳定流动主要表现为旋转波流型；耦合热-溶质毛细效应占主导时，流动失稳后表现为轮辐状流型，旋转使轮辐状流型发生一定程度弯曲。对于毛细比为-1 的特殊工况，当晶体和坩埚单独旋转时，随着热毛细雷诺数逐渐增大，自由表面上将会出现多种复杂流型，如：花苞状流型、轮辐状流型、溶质流体波、螺旋状波纹、径向传播行波流型、铜钱状流型和旋转波流型；当晶体和坩埚共同旋转时，自由表面流型取决于晶体和坩埚转速的相对大小，特别地，当两者相向旋转时，传播方向相反的两类振荡波共存于自由表面上。