ژرمانیوم (Ge) سی و دومین عنصر جدول تناوبی با ساختار دوره‌ای الماسی می‌باشد. با توجه به پرمصرف بودن بلور ژرمانیوم، و از طرفی قیمت بالای پودر ژرمانیوم برای تولید بلور آن، توجه به کیفیت بلور ژرمانیوم در حین فرآیند رشد و کنترل نواقص بلوری ایجادشده در آن، حائز اهمیت است. مهم‌ترین فن رشد این نیمه‌هادی، رشد از فاز مذاب و به روش چُکرالسکی (کشش بلوری) می‌باشد. پارامترهای مختلفی ازجمله ساختمان و هندسه‌ی سیستم رشد، فرآیندهای انتقال گرما و جرم، و همچنین جریان گاز خنثی بر روی کیفیت بلور به‌طور مستقیم تأثیر می‌گذارند. از آن-جائی که فرایند تبلور در دماهای بالا انجام می‌شود و فرایند رشد در یک سیستم کاملاً بسته از جنس استیل انجام می‌شود، تشخیص فرآیندهای موجود در جریان‌های مذاب و گاز، و همچنین میدان دمای واقعاً مشکل و بسیار پُرهزینه است. تنها روش برای مطالعه‌ی تجربی آن، بررسی بلورهای رشد یافته است که به‌طورجدی کیفیت اطلاعات را کم می-کند. یک‌راه حل بسیار مهم برای رفع این مشکل، مدل‌سازی ریاضی و شبیه‌سازی رایانه‌ای سیستم رشد بلور می‌باشد. در خصوص شبیه‌سازی جنبه‌ها و پدیده‌های مختلف حاضر در رشد بلور ژرمانیم تحقیقات متعددی صورت گرفته است ولی تاکنون تجزیه‌وتحلیل جامع و کاملی با استفاده از مدل‌سازی ریاضی و شبیه‌سازی رایانه‌ای در خصوص تأثیر هندسه و شدت جریان گاز در سیستم رشد بلور ژرمانیم به روش چُکرالسکی صورت نگرفته است. در این پژوهش سیستم رشد در حالت‌پایا و دارای تقارن استوانه‌ای فرض شده است. کلیه مواد موجود دارای خواص فیزیکی، همسانگردی و خطی بودن هستند و همه مواد غیر مغناطیسی در نظر گرفته می‌شوند. شاره‌های موجود در سیستم (مذاب و گاز) از نوع شاره‌های نیوتنی و با خاصیت تراکم ناپذیری می‌باشند و کلیه فرآیندهای انتقال حرارت شامل هدایت، جابجایی و تابش در سیستم رشد حضور دارند. ابتدا مدل‌سازی عددی جریان گاز در رشد چُکرالسکی بلور ژرمانیم با محاسبه گرمای القایی، میدان دما، جریان‌های شاره و فرآیندهای انتقال حرارت در سیستم رشد انجام‌شده است و تنش‌های گرمایی و نابجایی‌ها در بلور رشد یافته محاسبه‌شده‌اند. سپس روش‌هایی جهت کاهش تنش‌ها و نواقص بلوری در هنگام فرایند رشد از طریق تغییر در طراحی و بهینه کردن سازوکار جریان گاز بکار گرفته‌شده‌اند که منجر به تغییرات چشم‌گیری بر روی توزیع دما و الگوی جریان در مذاب و تحدب فصل مشترک بلور/مذاب می‌گردد.
