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微通道中的气体流动——格子Boltzmann方法。 (英语) Zbl 1108.82041号

小结:即使在蠕动流动条件下,微通道中的气流在固体表面也经常会遇到切向滑移运动。为了模拟Knudsen数延伸到过渡区的低速气体流动,需要使用Navier-Stokes和直接模拟蒙特卡罗方法的替代方法,以平衡计算效率和模拟精度。晶格玻尔兹曼方法提供了一种特别适合于分子运动细节不需要的介观模拟的方法。本文将格子Boltzmann方法应用于有限Knudsen数的气体流动,并采用切向动量调节系数来描述气-面相互作用。对于完全发展的河道水流,本方法的结果与Navier-Stokes方程的滑移流解析解非常一致,该解对Knudsen数小于0.1有效。本文证明了格子Boltzmann方法是一种很有前途的微流体器件设计的替代模拟工具。

MSC公司:

82C80码 时间相关统计力学的数值方法(MSC2010)
76米28 粒子法和晶格气体法
76纳米15 气体动力学(一般理论)
76P05号机组 稀薄气体流动,流体力学中的玻尔兹曼方程
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全文: 内政部 链接

参考文献:

[4] C.L.Bailey、R.W.Barber和D.R.Emerson,使用Navier–Stokes进行气体微流动安全吗?在欧洲应用科学与工程计算方法大会上,P Neittanmäki、T.Rossi、S.Korotov、E.Oáate、J.Périaux和D Knörzer,eds.ECCOMAS 2004(Jyväskylä,芬兰,2004)
[16] S.Chapman和T.G.Cowling,《非均匀气体的数学理论》(剑桥大学出版社,1970年)·Zbl 0063.00782号
[23] C.Cercignani,根据线性化Boltzmann方程得出的高阶滑移,工程研究所报告AS-64-19,加利福尼亚大学伯克利分校,1964年
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