滑移流區(qū)內(nèi)流動(dòng)及傳熱的理論分析與數(shù)值模擬.pdf

1、微通道內(nèi)的流動(dòng)及換熱研究因其在工程領(lǐng)域具有廣泛和重要的應(yīng)用背景,已經(jīng)越來(lái)越受到研究人員的重視.但是就目前研究現(xiàn)狀來(lái)看,在微細(xì)通道內(nèi)的流動(dòng)和換熱研究領(lǐng)域還存在著許多尚待解決的問(wèn)題.本文采用分子運(yùn)動(dòng)論導(dǎo)出的滑移邊界條件與Navier-Stockes方程、能量方程相結(jié)合的方法,假設(shè)氣體是理想的、定物性及不可壓縮的穩(wěn)態(tài)層流流動(dòng),在滑移流區(qū)內(nèi),理論分析了微尺度矩形通道內(nèi)氣體的流動(dòng)阻力和換熱系數(shù),數(shù)值模擬了微尺度二維通道氣體的流動(dòng)和換熱過(guò)程.采用滑

2、移模型研究了充分發(fā)展流動(dòng)假設(shè)下速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的解析解,并分析和討論了流動(dòng)阻力和換熱特性.同時(shí)分析比較了MSIMPLE算法,并將該算法與SIMPLE系列算法進(jìn)行了初步對(duì)比,結(jié)果表明在同樣的情況下該算法的迭代步數(shù)更少.因此,研究中采用MSIMPLE算法計(jì)算了二維無(wú)限大平行平板微通道在滑移流區(qū)內(nèi)的流動(dòng)和換熱問(wèn)題,研究了通道內(nèi)壓力、速度和溫度場(chǎng)的分布,流動(dòng)阻力和換熱的特性,不同種類工質(zhì)的影響、定熱流和定壁溫邊界條件的影響,以及Kn數(shù)、Re數(shù)、動(dòng)