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采用DSMC方法对微槽流动统一滑移模型的讨论
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作者 龙建清 陈冰冰 +1 位作者 郑三龙 张玮 《化学反应工程与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期260-265,共6页
基于扰动分析理论,在等温假设条件下,由二维Navier-Stokes方程和统一滑移模型推导得到压力分布、速度分布和质量流率理论表达式。以氩气为介质,采用直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法计算了出口克努森数(Kn。数)处于0.052~0.254... 基于扰动分析理论,在等温假设条件下,由二维Navier-Stokes方程和统一滑移模型推导得到压力分布、速度分布和质量流率理论表达式。以氩气为介质,采用直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法计算了出口克努森数(Kn。数)处于0.052~0.254的多个二维微槽流动,并将不同滑移模型的扰动分析解与DSMC结果进行了对比分析。结果表明,在模拟计算范围内,它们的压力分布基本一致;速度分布和质量流率均有一定差异,但在微槽道中心线附近流动高速部分仍十分接近。对于流动高速部分。当Kn。数为0.052时,一阶滑移模型更接近于DSMC;当Kn。数为0.073,0.101,0.15时,二阶模型更接近于DSMC;当Kn。数为0.197,0.254时,所有滑移模型的速度和质量流率均小于DSMC。相比较,二阶滑移边界模型Cercignani与DSMC结果有更好的一致性。 展开更多
关键词 滑移模型 流动 扰动分析 DSMC方法
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T型槽干气密封内微流动特性的数值计算 被引量:9
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作者 李仁年 沈建锋 +3 位作者 韩伟 李琪飞 李德顺 丁雪兴 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第5期42-46,共5页
在N-S方程的基础上,考虑微尺度效应对干气密封内部流动的影响,推导出T型槽内气体稳态流场的非线性运动方程.应用有限差分思想,将非线性偏微分方程通过迭代增量线性化方法转化为线性代数方程组,通过迭代进行数值求解,获得T型槽内气体的... 在N-S方程的基础上,考虑微尺度效应对干气密封内部流动的影响,推导出T型槽内气体稳态流场的非线性运动方程.应用有限差分思想,将非线性偏微分方程通过迭代增量线性化方法转化为线性代数方程组,通过迭代进行数值求解,获得T型槽内气体的速度分布和压力分布,近似求得不同气膜厚度时T型槽内气体泄露量和开启力分布.计算结果和其他文献中的实验结果基本符合,证明该理论分析方法在干气密封系统优化设计的可行性. 展开更多
关键词 T型 干气密封 微槽流动 数值计算 性能
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衍生T形槽干气密封稳态性能研究
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作者 丁雪兴 江安迪 +2 位作者 王世鹏 丁俊华 蒋海涛 《装备环境工程》 CAS 2024年第3期105-112,共8页
目的 设计具备双向旋转特点的动压型干气密封端面结构,并展现良好的开启性能,以T形槽为优化对象,衍生出一种新型槽型结构。方法 借助有限元软件,计算并对比经典T形槽与衍生槽型在流场特性和稳态性能方面的差异,探讨不同参数对2种槽型干... 目的 设计具备双向旋转特点的动压型干气密封端面结构,并展现良好的开启性能,以T形槽为优化对象,衍生出一种新型槽型结构。方法 借助有限元软件,计算并对比经典T形槽与衍生槽型在流场特性和稳态性能方面的差异,探讨不同参数对2种槽型干气密封稳态性能的影响规律,揭示衍生槽型的密封机理。结果 衍生槽型的开启力高于经典T形槽,泄漏率也会增加。随着工况参数的升高,2种槽型的稳态性能参数近似线性增加,且差异逐渐增大,最小差异达到6.6%。随着槽深的增加,泄漏率方面的差距在逐渐减小,为扩大衍生槽型的控漏效果,槽深应>5μm。开设有引流槽型结构的衍生槽型稳态性能顺序为发散型>直口型>收敛型,但在文中的工况下,数值差别较小,最大仅为1.2%。结论 相比于经典T形槽,衍生槽型具有更强的动压效应,开启性能明显提升。另外,通过开设不同形式的引流槽可以改变气膜的流动特性和干气密封性能。 展开更多
关键词 T形干气密封 微槽流动 衍生结构 仿真计算 增压效应
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单相液体微槽散热研究进展 被引量:8
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作者 席有民 余建祖 +1 位作者 高红霞 曹学伟 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期24-29,共6页
对单相液体微槽散热技术研究的三个主要方面:流体流动和传热特性研究、影响因素研究、系统匹配与优化研究进行了回顾与综述。这三方面密切相关,反映了单相液体微槽散热技术的理论和应用水平。阐述了微槽散热技术未来的发展方向。
关键词 工程热物理 流体流动和传热特性 影响因素 系统匹配与优化
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气体运动论数值算法在微槽道流中的应用研究 被引量:2
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作者 李志辉 符松 张涵信 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期263-271,共9页
简要介绍基于Boltzmann模型方程的气体运动论数值算法基本思想及其对二维微槽道流动问题数值计算的推广,并阐述适用于微尺度流动问题的气体运动论边界条件数值处理方法。通过对压力驱动的二维微槽道流动问题进行数值模拟,将不同Knudsen... 简要介绍基于Boltzmann模型方程的气体运动论数值算法基本思想及其对二维微槽道流动问题数值计算的推广,并阐述适用于微尺度流动问题的气体运动论边界条件数值处理方法。通过对压力驱动的二维微槽道流动问题进行数值模拟,将不同Knudsen数下的微槽道流计算结果分别与有关DSMC模拟值和经滑移流理论修正的N-S方程解进行比较分析,表明基于Boltzmann模型方程的气体运动论数值算法对微槽道气体流动问题具有很好的模拟能力。 展开更多
关键词 BOLTZMANN模型方程 离散速度坐标法 NND差分格式 道气体流动
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MEMS稀薄气体内部流动模拟中的信息保存(IP)法 被引量:5
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作者 沈青 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期142-150,共9页
首先综述了处理低速稀薄气体流动的一些方法:线化Boltzmann方程方法、Lattice Boltzmann方法(LBM)、加滑移边界的Navier-Stokes方程、以及DSMC方法,并讨论它们在模拟MEMS中过渡领域低速流动特别是内部流动所遇到的困难,其中表明了LBM... 首先综述了处理低速稀薄气体流动的一些方法:线化Boltzmann方程方法、Lattice Boltzmann方法(LBM)、加滑移边界的Navier-Stokes方程、以及DSMC方法,并讨论它们在模拟MEMS中过渡领域低速流动特别是内部流动所遇到的困难,其中表明了LBM现有方案不适合模拟过渡领域中的MEMS流动问题。信息保存(IP)法通过保存一个模拟分子所代表的大量分子的平均信息,克服了流速低使得信息噪声比小而引起统计模拟的困难。本文给出了方法的一些理论证实。MEMS中内部流动的特点,即流速低和大的长宽比的特点,引起椭圆性问题,即出入口边界条件相互影响需要协调的问题。通过对(长约几千微米的)微槽道流动应用IP方法的算例,演示了采用守恒形式的质最守恒方程和超松弛法可成功地解决这一问题。借助同样的方法,用IP方法求解了真实长度(1000μm)硬盘驱动器读写头在过渡领域的薄膜支撑问题,压力分布与具有严格气体动理论基础的概括化Reynolds方程完全相符,而在此之前,DSMC方法只对短的读写头(5μm)与Reynolds方程做了校验.作者建议将原来用于求解读写头润滑问题的Reynolds方程退化来求解过渡领域中的微槽道流动问题,从而提供了一个有严格气体动理论品性的检验方法来验证求解MEMS内部流动的各种方法。 展开更多
关键词 MEMS 稀薄气体流动 信息保存法 守恒格式 超松弛方法 线化Boltzmann方程 Lattice BOLTZMANN 方法 流动 硬盘驱动器读写头 退化的Reynolds方程
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Navier-Stokes方程二阶速度滑移边界条件的检验 被引量:19
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作者 谢翀 樊菁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期1-6,共6页
对微尺度气体流动, Navier-Stokes方程和一阶速度滑移边界条件的结果与实验数据相比,在滑移区相互符合,在过渡领域则显著偏离.为改善Navier-Stokes方程在过渡领域的表现,有些研究者尝试引入二阶速度滑移边界条件,如Cercignani模型,Deis... 对微尺度气体流动, Navier-Stokes方程和一阶速度滑移边界条件的结果与实验数据相比,在滑移区相互符合,在过渡领域则显著偏离.为改善Navier-Stokes方程在过渡领域的表现,有些研究者尝试引入二阶速度滑移边界条件,如Cercignani模型,Deissler模犁和Beskok-Karniadakis模型.以微槽道气体流动为例,将Navier-Stokes方程在不同的二阶速度滑移模型下的结果与动理论的直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法和信息保存(IP)方法以及实验数据进行比较.在所考察的3种具有代表性的二阶速度滑移模型中,Cercignani模型表现最好,其所给出的质量流率在Knudsen数为0.4时仍与DSMC和IP结果相符;然而,细致比较表明, Cercignani模型给出的物面滑移速度及其附近的速度分布在滑流区和过渡领域的分界处(Kn=0.1)已明显偏离DSMC和IP的结果. 展开更多
关键词 二阶速度滑移模型 流动 DSMC方法 IP方法
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Retrospect and Perspective of Micro-mixing Studies in Stirred Tanks 被引量:3
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作者 程景才 冯鑫 +1 位作者 程荡 杨超 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期178-190,共13页
Mixing problems are most likely encountered and sometimes can be severe in scaling-up projects. Micro-mixing is an important aspect for fast or quasi-instantaneous reactions. Poor micro-mixing might produce more undes... Mixing problems are most likely encountered and sometimes can be severe in scaling-up projects. Micro-mixing is an important aspect for fast or quasi-instantaneous reactions. Poor micro-mixing might produce more undesired by-products, leading to higher purification costs. This paper gives an extensive review and analysis of micro-mixing studies in single- and multi phase stirred tanks. The relevant experiment techniques, micro-mixing models and nurherical approaches are critically reviewed and analyzed with remarks and perspectives. The reported studies on two-phase micro-mixing experiments and on the impact of the presence of the dispersed phases on turbulence have been limited to a narrow range of conditions. More importantly, disparities widely exist among different reports. Both Lagrangian and Eulerian models are based on oversimplified assumptions, which may lead to uncertainties or even unrealistic results. A heuristic model, which is from the perspective of CFD (computational fluid dynamics) and can cover the whole spectrum of scales and also focus on every subrocess, is desired in the future. 展开更多
关键词 MICRO-MIXING MULTIPHASE micro-mixing model stirred tank computational fluid dynamics
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