مدل سازی جریان گاز در یک میکروکانال پله گذاری شده در رژیم های جریان غیرلغزشی، لغزشی و گذرا با استفاده از روش لتیس بولتزمن
چکیده
در این پایان نامه جریان سیّال گازی در یک میکروکانال پله گذاری شده و در محدوده ی بزرگی از عدد نادسن مورد بررسی قرار گرفته است که این محدوده شامل جریان های غیر لغزشی، لغزشی و جریان گذرا می باشد. روش عددی مورد استفاده در این رساله روش لتیس بولتزمن است که برای بررسی جریان استفاده شده است. معادله ی اصلی مورد استفاده در این روش معادله ی بولتزمن می باشد و با استفاده از روش لتیس این معادله به صورت عددی حل شده است. با اعمال روش لتیس بولتزمن در ناحیه ی مورد بررسی خصوصیات جریان از جمله افت فشار، پروفیل سرعت، خطوط جریان و ضریب اصطکاک در شرایط مختلف و برای اعداد نادسن مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا اعداد نادسن در کانال ها به صورت ثابت فرض شده اند و پروفیل های سرعت بر اساس اعداد نادسن مختلف به دست آمده اند و سپس اعداد نادسن بر اساس فشار ورودی و خروجی در کانال ها متغیر در نظر گرفته شده است. نتایج بر اساس نادسن متغیر در طول کانال مورد بررسی قرار گرفته است و بر این اساس نتایج حاصل از مدل سازی مربوطه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و اطلاعات حاصل از حل تحلیلی انجام شده ی در دسترس نشان دهنده ی دقت بالای مدل سازی و صحت مدل سازی انجام شده می باشد. محاسبات انجام شده در این رساله نشان می دهد که با افزایش عدد نادسن، ضریب اصطکاک در جریان گازی درون میکروکانال کاهش چشمگیری پیدا می کند و نسبت معکوسی بین عدد نادسن و ضریب اصطکاک وجود دارد، بر این اساس و نتایج حاصل از مدل سازی در این رساله، رابطه ای برای ضریب اصطکاک بر اساس عدد نادسن در میکروکانال در محدوده جریان لغزشی و گذرا پیشنهاد شده است.