直拉单晶硅是半导体行业最重要的基础材料，半导体技术的快速发展要求硅材料行业生产直径更大、质量更高即更低缺陷密度的单晶硅。本文正是在这样的背景下，依托国家科技重大专项，以直拉法制备硅晶体的工艺流程为起点，针对单晶炉内无法在线测量的温度分布进行研究。国外普遍采用计算机数值仿真的方法来研究，但国内此方面的研究起步较晚，水平不高。本论文采用有限元数值计算方法建立了单晶炉内热场的仿真环境，给出了建立一个好的热场的方向。通过实验验证，数值计算结果与实验测试结果能够较好的吻合。并且利用建立好的模型平台对大直径晶体生长的典型阶段进行了仿真研究，解释了大直径晶体生长过程中出现的新现象。这一技术方法的掌握，不仅对深入研究晶体生长工艺提供了有力的数学工具，而且在此基础上重点讨论的晶体典型生长过程中的内在规律和控制方法，为今后合理设计晶体生长控制系统奠定了基础。