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流体在温度梯度和浓度梯度的联合作用下，由于热扩散率和溶质扩散率的不同将会产生复杂的流体流动状况，称之为双扩散对流。在双扩散对流当中，热量和物质的传递与单独由温度梯度驱动的自然对流情况有很大的不同，温度、浓度和速度场之间的强耦合和相互作用会产生许多特殊现象。此外，对于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体晶体的Brigman生长，在固液相变界面处会产生严重的组分分凝，研究生长过程中熔体的流动状况以及组分的分布情况，对提高晶体生长的质量、优化晶体生长过程有重要意义。
涡量-流函数构成的控制方程，能够避开压力与速度等其他参数的耦合求解，控制方程的求解采用结合有限元超收敛技术的有限单元法。利用流场、温度场和浓度场的数值模拟结果，对圆柱坐标系下双扩散对流的结构特征以及Bridgman晶体生长过程进行研究分析。
通过对比环形容器与矩形容器内的双扩散对流，研究了容器几何尺寸对容器内部双扩散对流结构和特征的影响，进一步分析了环形容器在水平及正交的温度和浓度梯度条件下，Le、N等无量纲参数对壁面附近边界层及传热传质率的影响。通过模拟圆柱形容器内双扩散对流的瞬态发展过程，揭示了特定条件下双扩散对流的一些新现象和新特征。在水平温度和浓度梯度条件下，温度场和浓度场会形成非水平的分层，且二者的倾斜方向相反，Le数及浮升力比N的变化对此非水平分层有一定的影响。在正交的温度和浓度梯度条件下，当N＞0时，会在中心轴底部附近形成一个流动和热量传递的死区，死区的范围会随着N的增大而增大；当N＜0时，底面附近的流体流动将会随着双扩散对流发展而一直波动，随着N从-0.5变化到-1.5，底面附近各参数波动的频率增加。
在HgCdTe的Bridgman生长过程中，拉晶速度的增大会使界面附近液相区浓度边界层变薄；此外，边界层的厚度还与熔体的初始浓度有关。通过对Bridgman生长过程中熔体的双扩散对流进行分析，可以发现梯度场炉壁温度设计下仅在界面附近存在一个顺时针漩涡，而在三段场炉壁温度条件下，除了界面附近顺时针的漩涡外，在熔体的上部还会形成一个较大的逆时针漩涡。在梯度场条件下，Grs数和拉晶速度的增大均对熔体的双扩散对流有抑制作用。对于相变界面形态，在稳定生长阶段，相变界面呈凹陷状，界面上的组分浓度值也不一致，生长参数以及液相区熔体的双扩散对流均会对相变界面的形状、位置高度以及相变界面上的浓度分布产生相应的影响。