微納通道內流動與傳熱的基礎研究

《微納通道內流動與傳熱的基礎研究》是依託北京交通大學，由段志鵬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：微納通道內流動與傳熱的基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：段志鵬
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

由於微納通道流動問題固有的複雜性，當前還沒有廣泛接受的、充分準確的和計算有效的模型存在。擴展納維斯托克斯方程的套用範圍無疑是非常理想的，因為連續介質模型具有顯著的計算效率。本項目研究將顯著擴展過去的研究到整個克努森數範圍，以便架起分子運動論與傳統流體力學之間的橋樑。我們將發展一個包含克努森層影響的統一二階滑移邊界條件模型。對於各種形狀微納通道內的氣體流動，研究和設計界可以套用這個模型來預計速度分布、泊肅葉數、質量流率、壓力分布和壓降。本項目提出的跨尺度統一模型將用數值數據、實驗數據和理論結果來驗證。我們將分析壓縮性和稀薄性的影響並提出判斷壓縮性影響的新的無量綱數和一個低馬赫數可壓縮層流的壓降模型。本項目將研究進口地區發展流與稀薄性的相互影響、表面粗糙度與稀薄性的耦合影響。本項目將提出新的動量與能量傳遞比擬來發展一個相對於連續流解的修正模型，以便在整個克努森數範圍內得到努謝爾數的估計值。

結題摘要

由於微納通道流動問題固有的複雜性，當前還沒有廣泛接受的、充分準確的和計算有效的模型存在。擴展納維斯托克斯方程的套用範圍無疑是非常理想的，因為連續介質模型具有顯著的計算效率。本項目研究顯著擴展過去的研究到廣泛的克努森數範圍，以便架起分子運動論與傳統流體力學之間的橋樑。我們發展了一個包含克努森層影響的統一二階滑移邊界條件模型。對於各種形狀微納通道內的氣體流動，研究和設計界可以套用這個模型來預計速度分布、泊肅葉數、質量流率、壓力分布和壓降。本項目提出的跨尺度統一模型已用數值數據、實驗數據和理論結果驗證。我們分析了壓縮性和稀薄性的影響並提出判斷壓縮性影響的新的無量綱數和一個低馬赫數可壓縮層流的壓降模型。本項目研究了進口地區發展流與稀薄性的相互影響、表面粗糙度與稀薄性的耦合影響。本項目提出新的動量與能量傳遞比擬來發展一個相對於連續流解的修正模型，以便在廣泛的克努森數範圍內得到努謝爾數的估計值。