导读:本文包含了微纳气体流动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微纳气体流动,切向动量协调系数,法向动量协调系数,分子动力学模拟
微纳气体流动论文文献综述
孙俊,李志信[1]（2008）在《微纳气体流动中动量协调系数的分子动力学模拟》一文中研究指出协调系数反映气体与壁面动量和能量交换规律,获得准确的协调系数以及明晰影响协调系数的因素十分重要.使用分子动力学方法提出了一种协调系数的统计方法,在等温泊肃叶流动中,探讨了不同温度及流速下切向和法向动量协调系数的变化规律.结果表明,切向动量协调系数对温度敏感,随着温度的上升其值逐渐减小并趋向于稳定,而流速不同时变化不大;法向动量协调系数受温度和流速影响很小,在等温流动中趋向于1.(本文来源于《工程热物理学报》期刊2008年06期）
包福兵[2]（2008）在《微纳尺度气体流动和传热的Burnett方程研究》一文中研究指出在微纳尺度气体流动中,通常用Knudsen数,Kn,来表征气体的稀薄程度,Kn数定义为气体分子的平均自由程与流场特征尺度之比。微纳尺度气体流动中,流动进入滑移过渡流区,流场中缺乏足够的分子碰撞,流体逐渐偏离热平衡状态。此时,基于线性本构关系的Navier-Stokes(N-S)方程得到的结果与实验结果有较大的偏差,而基于颗粒模型的DSMC方法统计噪声大,收敛慢,需要大量的计算时间。本论文采用Burnett方程来研究微纳尺度通道里的气体流动和传热特性。Burnett方程由Chapman-Enskog展开从Boltzmann方程导出,能够较好地描述稀薄气体的非线性本质,近二十年来,Burnett方程逐渐受到关注。首先采用线性小扰动理论,首次系统分析常规Burnett方程、增广Burnett方程、BGK-Burnett方程以及Woods方程的一维稳定性问题。研究发现这四种方程在没有引入对方程中随体导数的近似时,对于小扰动都是不稳定的,不稳定的临界Kn数分别是0.105,0.105,0.158和0.074。当采用Euler方程来近似这些方程里的随体导数时,增广Burnett方程和BGK-Burnett方程对小扰动是无条件稳定的,而常规Burnett方程和Woods方程是不稳定的,临界Kn数分别是0.499和0.184。当用N-S方程来近似这些方程里的随体导数时,所有四个方程对于小扰动都是无条件稳定的。接着采用增广Burnett方程结合二阶滑移边界条件研究微纳尺度下的平板Couette流动,在边界上采用松弛方法,成功地获得了任意网格尺度时所有Kn数下的收敛解。结果显示Burnett方程的结果与DSMC以及IP方法的结果符合得较好,当Kn数较小时,N-S方程的计算结果与Burnett方程的结果基本符合,但是随着Kn数的增大,N-S方程的结果开始偏离DSMC结果,而Burnett方程仍旧能够较好地符合,Burnett方程更适合模拟高Kn数下的微纳尺度流动。文中还分析比较了不同Kn数和马赫数下的流场特性,给出了壁面上的滑移速度和温度跃变随Kn数和马赫数的变化。最后采用Burnett方程结合高阶通用滑移边界条件研究微纳尺度下的平板Poiseuille流动,首次在Burnett项中引入松弛方法,成功地拓宽了Burnett方程的求解范围,获得了Kn≤0.4时Poiseuille流的收敛结果。比较发现,Burnett方程的结果与理论分析结果、实验结果以及DSMC结果符合得较好。当Kn数比较小时,Burnett方程和N-S方程的结果相符,但是当Kn数变大,达到过渡流区时,两者开始出现差别,N-S方程失效,而Burnett方程仍旧能够符合DSMC结果。文中还分析了入口与壁面具有相同和不同温度时的气体流动和传热特性。本论文首次系统研究了Burnett方程在微纳尺度通道气体流动中的应用,拓宽了Burnett方程的求解范围。把连续性方法延伸到过渡流区,从而提高了计算效率。本文的研究为微纳机电系统的流动和传热研究提出了新的思路,为后续研究奠定了基础。(本文来源于《浙江大学》期刊2008-04-01）
王沫然,李志信[3]（2005）在《微纳通道内稠密气体流动和换热的Monte Carlo模拟》一文中研究指出使用Enskog模拟MonteCarlo法(ESMC)对稠密气体在微纳通道内的流动和换热进行了模拟,并与直接模拟MonteCarlo法(DSMC)和一致性Boltzmann算法(CBA)所得的结果进行了对比,对微纳通道内稠密气体流动和换热特性进行了分析.结果表明,当气体密度较大时,稠密气体效应对流动和换热的影响不可忽略,这种效应使得通道内壁面阻力系数减小,且壁面换热特性也与不考虑稠密气体效应时有所不同.(本文来源于《中国科学E辑:工程科学 材料科学》期刊2005年07期）
王沫然[4]（2004）在《微纳尺度气体流动和换热的Monte Carlo模拟》一文中研究指出微纳尺度气体流动和换热机理的研究是推动MEMS和纳米科学与技术进一步发展的一个关键因素。由于特征尺寸小,努森数较大,传统的模拟方法不再适用,流动必须从分子运动的观点加以描述。直接模拟Monte Carlo法(DSMC)是适用范围最广、最可靠的模拟高努森数流动的数值方法。本文在理论分析的基础上,发展和使用DSMC法对微纳尺度气体流动和换热进行了模拟分析,并探讨了其物理机制。为使DSMC适用于微纳尺度气体流动和换热的模拟,提出了一种处理压力边界的新方法,解决了前人方法中容易发散的问题,而且收敛速度显着提高;给出了处理非直通道进出口边界的具体方法,并对90度转角微通道内的气体流动进行了模拟,模拟结果与前人的实验数据基本符合,但转角处未发现流动分离现象。对微尺度气体流动和常规尺度稀薄气体流动进行了相似性分析,总结归纳了微尺度气体流动与稀薄气体流动的相似性条件,即:几何形状和边界条件相似,同名准则数相等,且气体满足热完全气体假设。使用DSMC方法数值验证了上述相似性条件的正确性。对于不满足热完全气体假设的van der Waals气体,分析并指出了现有模拟方法存在的问题及其原因,提出了一种基于Enskog方程的新算法——广义Enskog Monte Carlo法(GEMC),GEMC引入了广义分子碰撞模型以反映分子间吸引势对碰撞截面的影响,考虑了气体稠密效应对分子间碰撞率的强化,引入了考虑分子间吸引势的内能转化模型。与其它方法相比,新算法对输运系数的计算结果与实验数据符合得最好。GEMC的模拟表明,van der Waals效应使得气体流动在通道壁面的阻力系数减小。为实现跨流区流动的全粒子法耦合求解,发展了一种适用于近连续区气体流动模拟的新方法——驰豫时间Monte Carlo法(RTMC)。使用DSMC方法对微纳尺度气体轴承和微型Laval喷管内的气体流动和换热进行了模拟分析,并针对各自的设计要求提出了优化建议。(本文来源于《清华大学》期刊2004-04-01）
微纳气体流动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在微纳尺度气体流动中,通常用Knudsen数,Kn,来表征气体的稀薄程度,Kn数定义为气体分子的平均自由程与流场特征尺度之比。微纳尺度气体流动中,流动进入滑移过渡流区,流场中缺乏足够的分子碰撞,流体逐渐偏离热平衡状态。此时,基于线性本构关系的Navier-Stokes(N-S)方程得到的结果与实验结果有较大的偏差,而基于颗粒模型的DSMC方法统计噪声大,收敛慢,需要大量的计算时间。本论文采用Burnett方程来研究微纳尺度通道里的气体流动和传热特性。Burnett方程由Chapman-Enskog展开从Boltzmann方程导出,能够较好地描述稀薄气体的非线性本质,近二十年来,Burnett方程逐渐受到关注。首先采用线性小扰动理论,首次系统分析常规Burnett方程、增广Burnett方程、BGK-Burnett方程以及Woods方程的一维稳定性问题。研究发现这四种方程在没有引入对方程中随体导数的近似时,对于小扰动都是不稳定的,不稳定的临界Kn数分别是0.105,0.105,0.158和0.074。当采用Euler方程来近似这些方程里的随体导数时,增广Burnett方程和BGK-Burnett方程对小扰动是无条件稳定的,而常规Burnett方程和Woods方程是不稳定的,临界Kn数分别是0.499和0.184。当用N-S方程来近似这些方程里的随体导数时,所有四个方程对于小扰动都是无条件稳定的。接着采用增广Burnett方程结合二阶滑移边界条件研究微纳尺度下的平板Couette流动,在边界上采用松弛方法,成功地获得了任意网格尺度时所有Kn数下的收敛解。结果显示Burnett方程的结果与DSMC以及IP方法的结果符合得较好,当Kn数较小时,N-S方程的计算结果与Burnett方程的结果基本符合,但是随着Kn数的增大,N-S方程的结果开始偏离DSMC结果,而Burnett方程仍旧能够较好地符合,Burnett方程更适合模拟高Kn数下的微纳尺度流动。文中还分析比较了不同Kn数和马赫数下的流场特性,给出了壁面上的滑移速度和温度跃变随Kn数和马赫数的变化。最后采用Burnett方程结合高阶通用滑移边界条件研究微纳尺度下的平板Poiseuille流动,首次在Burnett项中引入松弛方法,成功地拓宽了Burnett方程的求解范围,获得了Kn≤0.4时Poiseuille流的收敛结果。比较发现,Burnett方程的结果与理论分析结果、实验结果以及DSMC结果符合得较好。当Kn数比较小时,Burnett方程和N-S方程的结果相符,但是当Kn数变大,达到过渡流区时,两者开始出现差别,N-S方程失效,而Burnett方程仍旧能够符合DSMC结果。文中还分析了入口与壁面具有相同和不同温度时的气体流动和传热特性。本论文首次系统研究了Burnett方程在微纳尺度通道气体流动中的应用,拓宽了Burnett方程的求解范围。把连续性方法延伸到过渡流区,从而提高了计算效率。本文的研究为微纳机电系统的流动和传热研究提出了新的思路,为后续研究奠定了基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微纳气体流动论文参考文献
[1].孙俊,李志信.微纳气体流动中动量协调系数的分子动力学模拟[J].工程热物理学报.2008
[2].包福兵.微纳尺度气体流动和传热的Burnett方程研究[D].浙江大学.2008
[3].王沫然,李志信.微纳通道内稠密气体流动和换热的MonteCarlo模拟[J].中国科学E辑:工程科学材料科学.2005
[4].王沫然.微纳尺度气体流动和换热的MonteCarlo模拟[D].清华大学.2004