蓝宝石晶体作为高亮度GaN基发光二极管的衬底材料，具有广阔的市场前景及重要的科学研究价值。由于天然蓝宝石数量稀少，化学成分纯度不高且成本昂贵，因而不能被工业上广泛使用。人造蓝宝石具有优良的热学性能、光学性能和力学性能，能够满足工业上的使用要求。由于蓝宝石晶体的生长过程耗时、耗能、成本高，现阶段人们利用数值模拟与实验长晶相结合，目的是提高晶体质量，降低试验成本，并节约长晶时间。　　 本文首先介绍了泡生法蓝宝石晶体生长过程，并结合传热传质和流体力学方程组，建立了晶体生长的数学模型，然后应用晶体生长模拟软件CGsim，对泡生法蓝宝石晶体生长过程各个阶段的温场及流场作了模拟及分析。模拟发现:晶体生长过程中，坩埚壁面和靠近固液界面处熔体内等温线分布较密集，意味着温度梯度较大，这是由于熔体被坩埚侧壁加热以及结晶潜热通过籽晶杆热交换器带走引起的。熔体内等温线受熔体对流的影响发生扭曲，靠近坩埚底部熔体内的等温线分布较稀疏，其温度与侧壁熔体温度相比较低。由此看出坩埚底部对熔体的加热作用不明显。随着晶体高度的增加，熔体对流状态由放肩阶段的两个涡胞变成等径阶段的一个涡胞，熔体对流变得更加均匀，熔体平均温度有小幅度下降。　　 在泡生法蓝宝石单晶生长中，固液界面形状对晶体生长质量影响极大。本文针对泡生法蓝宝石晶体生长的固液界面形状进行了数值模拟，研究了晶体半透明性、放肩角、底部钼屏保温层厚度、加热器侧部和底部功率分配比、生长速率等对固液界面形状的影响。模拟结果发现:不考虑蓝宝石晶体的半透明性，则固液界面凹向熔体生长，反之则固液界面凸向熔体生长;放肩角增大、底部钼屏保温层增厚，都造成固液界面凸度减小;加热器侧部与底部的功率比增大，则固液界面凸度增大;随着晶体生长速率的增大，固液界面形状发生明显变化，固液界面弯曲幅度不断增加，界面更加凸向晶体。实际的固液界面形状取决于多种参数的综合作用。