微管道气体流动的蒙特卡洛直接模拟

计算物理 ›› 2001, Vol. 18 ›› Issue (6): 507-510.

微管道气体流动的蒙特卡洛直接模拟

秦丰华, 孙德军, 尹协远

中国科技大学力学和机械工程系, 安徽合肥 230027

收稿日期:2001-01-15 修回日期:2001-04-09 出版日期:2001-11-25 发布日期:2001-11-25
作者简介:秦丰华(1975-),男,湖北秭归,研究生,从事微流动特性的数值研究.
基金资助:
国家自然科学基金(19702017)项目资助

DSMC FOR GAS FLOWS IN A MICROCHANNEL

QIN Feng-hua, SUN De-jun, YIN Xie-yuan

Department of Modern Mechanics, Universitiy of Science and Technology of China, Hefei 230027, P R China

Received:2001-01-15 Revised:2001-04-09 Online:2001-11-25 Published:2001-11-25

摘要/Abstract

摘要： 采用蒙特卡洛直接模拟(DSMC)方法,数值模拟了微管道中压力驱动的气体流动,结果表明固壁边界存在速度滑移,稀薄气体效应明显;整个流场温度变化很小,流动马赫数很小,密度、压力流向变化非常大而横向几乎不变;可压缩性导致压力随流向的非线性分布,但这种效应随Knudsen数增大而减弱.

关键词: DSMC, 微管道, Knudsen数, 可压缩性, 稀薄气体效应

Abstract: Gas flows driven by pressure in a microchannel are computed with the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. The rarefied effect is observed and slip velocity exists at solid boundaries. Temperature is almost constant in the whole flow field. The Mach number of the flow is very low. Density and pressure vary significantly along the channel while they are nearly invariant transversely. Nonlinearity of pressure distribution along the channel due to compressibility is found and reduces as the Knudsen number increases.

Key words: DSMC, microchannel, Knudsen numer, Compressibility, rarefied effect

中图分类号:

V211

秦丰华, 孙德军, 尹协远. 微管道气体流动的蒙特卡洛直接模拟[J]. 计算物理, 2001, 18(6): 507-510.

QIN Feng-hua, SUN De-jun, YIN Xie-yuan. DSMC FOR GAS FLOWS IN A MICROCHANNEL[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2001, 18(6): 507-510.

[1]	苏永元, 李洁, 范正磊. 圆筒内氢等离子体非定常化学反应羽流场DSMC分析[J]. 计算物理, 2019, 36(5): 533-541.
[2]	贺永翔, 刘昕, 赵海波. 气体动力学直接模拟Monte Carlo的高效GPU并行计算[J]. 计算物理, 2015, 32(2): 169-176.
[3]	聂德明, 郭晓辉, 林建忠. 微通道中气体流动的格子Boltzmann数值模拟[J]. 计算物理, 2010, 27(3): 389-395.
[4]	王智慧, 鲍麟. 具有局部稀薄气体效应的高超声速尖锥气动加热特征研究[J]. 计算物理, 2010, 27(1): 59-64.
[5]	徐珊姝, 吴子牛. 一般超音速过渡区气动特性的桥函数方法[J]. 计算物理, 2009, 26(3): 362-370.
[6]	杨韡, 杨志刚. 二维地效翼及地效流动特性数值研究[J]. 计算物理, 2009, 26(2): 231-240.
[7]	王学德, 伍贻兆, 夏健, 林晓宏. 蒙特卡罗方法中分子作用模型的设计及应用[J]. 计算物理, 2009, 26(1): 64-70.
[8]	叶品, 钟诚文. 热化学非平衡流动的DSMC-ME算法研究[J]. 计算物理, 2008, 25(2): 139-144.
[9]	秦丰华, 孙德军, 尹协远. 微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟[J]. 计算物理, 2006, 23(2): 171-176.
[10]	王沫然, 王金库, 李志信. DSMC方法的压力边界条件实现[J]. 计算物理, 2004, 21(4): 316-320.
[11]	冯晶, 甘才俊, 吴子牛. 有限雷诺数情况下微槽道可压缩流动滑移流模型稳定性的数值模拟[J]. 计算物理, 2003, 20(6): 537-541.
[12]	谢翀, 樊菁, 沈青. 微槽道气体流动的统计模拟[J]. 计算物理, 2002, 19(5): 377-382.