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1、第3O卷第2期能源技術(shù)Vo1．3ONo．22009年4月ENERGYTECHNOLOGYApril．2009流動(dòng)數(shù)值模擬中GDQ方法的應(yīng)用羅建斌lI，徐斌。，薛宏。(1．同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院，上海201804；2．廣西工學(xué)院汽車工程系，廣西柳州545006；3．河南科技大學(xué)車輛與動(dòng)力工程學(xué)院，河南洛陽471003)摘要：為了滿足微電子機(jī)械系統(tǒng)的飛速發(fā)展，探討了一種程序簡單、計(jì)算成本較低的微尺度流動(dòng)數(shù)值模擬新方法一廣義微分積分方法。研究工作根據(jù)微尺度庫埃特流動(dòng)特點(diǎn)對N—S方程加以改進(jìn)，建立起相應(yīng)的理論模型，采用這個(gè)模型流動(dòng)模擬能拓寬到滑移流動(dòng)區(qū)和過渡流動(dòng)區(qū)。然后采用廣
2、義微分積分方法來進(jìn)行流場數(shù)值模擬，并用蒙特卡洛直接模擬方法(DSMC)加以驗(yàn)證，結(jié)果表明利用新建理論模型的模擬結(jié)果與驗(yàn)證結(jié)果基本吻合，但是也發(fā)現(xiàn)隨著努森數(shù)的增加兩者的誤差增加，表明新建理論模型還有必要進(jìn)一步完善。關(guān)鍵詞：微電子機(jī)械系統(tǒng)；庫埃特流動(dòng)；廣義微分積分方法；蒙特卡羅直接模擬法中圖分類號(hào)：TK124文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005—7439(2009)02—0077—03ApplicationofGDQMethodinFlowNumericalSimulationLUOJian-binlI，】(UB，XUE(SchoolofAutomotive．Tongj
3、iUniversity，Shanghai201804，China；2．TheDepartmentofAutomobileEngineering．GuangmUniversityOfTechnology，Liuzhou545006，China；3．Veh．&MotivePowerEng．Coil，HenanCollegeofScienceandtechnology，Luoyang471003，China)Abstract：InordertOmeettherapiddevelopmentofMicroElectro-MechanicalSystem(MEMS)。ak
4、indofnewnumericalsimulationmethodnamedgeneralizeddiferentialquadrature(GDQ)ismainlyexplored．Itsdominantcharacteristicconsistsinsimpleprogramandlowcalculationcost．Aimingatmicr0一scaleCouetteflowsystem。thecorrespondingtheoretica1mode1hasbeenbuiltbasedonimprovedN_SEquation．Thisnewmode1ca
5、nbeenextendedtOsimulatetheflowinslippingregionandtransitionregion．ThenapplyingGDQmethod，thenumericalsimulationofflowfieldismade．AndusingthedirectsimulationofMonteCarloapproach(DSMC)。thenewmodelisverified．Thesolutionsshowthatthesimulationresultsofthenewmode1arebasicallyconsistentwitht
6、heDSM_C’S．ButtheerrorisbecomingmoreandmorelargewiththeincreaseofKnnumbenSothisindicatesthatitisindispensabletOamendthenewmode1inthelater．Keywords：microelectro-mechanicalsystem；couetteflow；generalizeddifferentialquadraturemethod；directsimulationofmontecarloapproach近年來隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的飛
7、速子運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律通過計(jì)算成千上萬模擬粒子的運(yùn)發(fā)展，與微尺度流動(dòng)相關(guān)的研究工作也非?；钴S[。動(dòng)和碰撞，可以很好地模擬氣體分子的運(yùn)動(dòng)過程，求為了方便研究，微尺度流動(dòng)通常被簡化為庫埃特流解氣體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，理論上適用整個(gè)流動(dòng)區(qū)動(dòng)；由于微尺度流動(dòng)特征尺度較小，努森數(shù)K(表域所有努森數(shù)下的微尺度流動(dòng)，是一種預(yù)測微尺度征氣體稀薄程度的物理量)一般大于0．001，因而流氣體流動(dòng)特性的可靠方法，但是DSMC編程繁瑣計(jì)體介質(zhì)已經(jīng)處于非連續(xù)流動(dòng)區(qū)，以連續(xù)連續(xù)介質(zhì)假算程序長，計(jì)算量大計(jì)算成本很高[2]，直接應(yīng)用不方設(shè)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)流體動(dòng)力學(xué)已經(jīng)不再適用，必須加便，不過非常適合作為
8、一種預(yù)測微尺度氣體流動(dòng)特
