پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 444 |
| تعداد مقالات | 5,694 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,895,679 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,443,474 |
بررسی عددی تاثیر ضریب لغزش بر رفتار جریان گاز در کانال با سطح زبر با کمک شبکه بولتزمن | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 10، دوره 49، شماره 3، آبان 1396، صفحه 549-556 اصل مقاله (650.58 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.783 | ||
| نویسندگان | ||
| الهه درری* 1؛ مجید صفار اول1؛ زهره منصوری2 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| 2پژوهشکده انرژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله تاثیر ضریب لغزش بر جریان گاز رقیق در میکروکانال با سطوح زبر و حساسیت رفتار جریان نسبت به این ضریب، در رژیم لغزشی و در محدوده تراکم ناپذیر، به کمک روش شبکه بولتزمن مطالعه شده است. نتایج در قالب تغییرات سرعت لغزشی موضعی، نمایش خطوط جریان و عدد پوازی متوسط در ناحیه توسعه یافته هیدرودینامیکی بیان شده است. به منظور حساسیت سنجی نتایج تحت تاثیر پارامتر ضریب لغزش، مطالعه در نسبت ارتفاع و تراکم زبری های مختلف و همچنین در اعداد نادسن متفاوت انجام شده است. همچنین، در این تحقیق نشان دادهشدهاست که با افزایش ارتفاع زبری، حساسیت نتایج نسبت به پارامتر ضریب لغزش انتخابی افزایش می یابد و در تراکم زبری های مختلف حساسیت نتایج نسبت به این ضریب اختلاف ناچیزی دارد. در رژیم نزدیک به حالت پیوسته، روند تغییرات عدد پوازی نسبت به پارامتر ضریب لغزش در سطوح صاف و زبر اختلاف نسبتا زیادی دارد و با رقیقتر شدن گاز این اختلاف کاهش می یابد و روند تغییرات مشابهی مشاهده می شود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| میکروکانال؛ رژیم لغزشی؛ زبری سطح؛ ضریب تصحیح مومنتوم مماسی؛ ضریب لغزش | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Sensitivity Analysis of Fluid Flow to Slip Coefficient Using Lattice Boltzmann Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| E. Dorari1؛ M. Saffar-Avval1؛ Z. Mansoori2 | ||
| 1Mechanical Engineering Department, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran | ||
| 2Energy Research Center, Amirkabir university of technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper the effect of slip coefficient on incompressible gas slip flow and the sensitivity of fluid flow behavior to this coefficient in a rough microchannel are investigated using the lattice Boltzmann method. Local slip velocity, streamline contour plots and average Poiseuille number in hydrodynamically developed region are studied and presented. Sensitivity analysis is performed in different relative roughness heights as well as different densities of surface roughness and for different Knudsen numbers. It is shown that as the relative roughness height increases, the sensitivity of Poiseuille number to this coefficient, which is illustrated by the slope of the Poiseuille number versus slip coefficient curve, is increased, while negligible sensitivity difference is seen when different roughness densities are studied. In near continuum flow, the slope of the Poiseuille number curve versus slip coefficient in rough and smooth surface is different, and this trend becomes more similar as the Knudsen number increases. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Microchannel, Slip regime, Surface roughness, Tangential momentum accommodation coefcient, Slip coefcient | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] J.C. Maxwell, On stresses in rarified gases arising from inequalities of temperature, Philosophical Transactions of the royal society of London, 170 (1879) 231-256. [2] W.-M. Zhang, G. Meng, X. Wei, A review on slip models for gas microflows, Microfluidics and nanofluidics,13(6) (2012) 845-882. [3] J. Sun, Z.-X. Li, Effect of gas adsorption on momentum accommodation coefficients in microgas flows using molecular dynamic simulations, Molecular Physics,106(19) (2008) 2325-2332. [4] H. Yan, W.-M. Zhang, Z.-K. Peng, G. Meng, Effect of random surface topography on the gaseous flow in microtubes with an extended slip model, Microfluidics and Nanofluidics, 18(5-6) (2015) 897-910. [5] H. Yamaguchi, T. Hanawa, O. Yamamoto, Y. Matsuda, Y. Egami, T. Niimi, Experimental measurement on tangential momentum accommodation coefficient in a single microtube, Microfluidics and nanofluidics, 11(1)(2011) 57-64. [6] E.B. Arkilic, K.S. Breuer, M.A. Schmidt, Mass flow and tangential momentum accommodation in silicon micromachined channels, Journal of fluid mechanics,437 (2001) 29-43. [7] J. Maurer, P. Tabeling, P. Joseph, H. Willaime, Secondorder slip laws in microchannels for helium and nitrogen, Physics of Fluids, 15(9) (2003) 2613-2621. [8] S. Colin, P. Lalonde, R. Caen, Validation of a secondorder slip flow model in rectangular microchannels, Heat transfer ngineering, 25(3) (2004) 23-30. [9] T. Ewart, P. Perrier, I. Graur, J.G. Méolans, Tangential momemtum accommodation in microtube, Microfluidics and Nanofluidics, 3(6) (2007) 689-695. [10] B.-Y. Cao, M. Chen, Z.-Y. Guo, Temperature dependence of the tangential momentum accommodation coefficient for gases, Applied Physics Letters, 86(9)(2005) 091905. [11] G. Bird, Molecular gas dynamics and the direct simulation monte carlo of gas flows, Clarendon, Oxford, 508 (1994) 128. [12] V. Kovalev, A. Yakunchikov, F. Li, Tangential momentum and thermal accommodation coefficients for hydrogen molecules on graphite surface, Acta Astronautica, 69(7) (2011) 744-746. [13] M. Gallis, J. Torczynski, Direct simulation Monte Carlo-based expressions for the gas mass flow rate and pressure profile in a microscale tube, Physics of Fluids,24(1) (2012) 012005. [14] M. Sbragaglia, S. Succi, Analytical calculation of slip flow in lattice Boltzmann models with kinetic boundary conditions, Physics of Fluids, 17(9) (2005) 093602. [15] A. Homayoon, A.M. Isfahani, E. Shirani, M.Ashrafizadeh, A novel modified lattice Boltzmann method for simulation of gas flows in wide range of Knudsen number, International Communications in Heat and Mass Transfer, 38(6) (2011) 827-832. [16] Z. Guo, B. Shi, T. Zhao, C. Zheng, Discrete effects on boundary conditions for the lattice Boltzmann equation in simulating microscale gas flows, Physical Review E,76(5) (2007) 056704. [17] Z. Chai, Z. Guo, L. Zheng, B. Shi, Lattice Boltzmann simulation of surface roughness effect on gaseous flow in a microchannel, Journal of Applied Physics, 104(1)(2008) 014902. [18] A.A. Mohamad, Lattice Boltzmann method: fundamentals and engineering applications with computer codes, Springer Science & Business Media,2011. [19] Q. Zou, X. He, On pressure and velocity boundary conditions for the lattice Boltzmann BGK model, Physics of fluids, 9(6) (1997) 1591-1598. [20] X. He, Q. Zou, L.-S. Luo, M. Dembo, Analytic solutions of simple flows and analysis of nonslip boundary conditions for the lattice Boltzmann BGK model, Journal of Statistical Physics, 87(1) (1997) 115-136. [21] F. Verhaeghe, L.-S. Luo, B. Blanpain, Lattice Boltzmann modeling of microchannel flow in slip flow regime, Journal of omputational Physics, 228(1)(2009) 147-157. [22] Y. Ji, K. Yuan, J. Chung, Numerical simulation of wall roughness on gaseous flow and heat transfer in a microchannel, International Journal of Heat and Mass Transfer, 49(7) (2006) 1329-1339. [23] A. Beskok, G.E. Karniadakis, Report: a model for flows in channels, pipes, and ducts at micro and nano scales, Microscale hermophysical Engineering, 3(1)(1999) 43-77. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,580 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,408 |
||
