收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

表面效应对微管道中气体流动特性的影响

丁英涛  
【摘要】: 随着微电子机械系统(MEMS)技术的迅猛发展,微流动特性的研究已成为当前流体力学研究热点。因此对微管道内流动特性的研究有着重要的理论价值和实际意义。本文通过实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,就微管道内气体流动的若干问题进行了较为深入、细致的研究。主要工作如下: (1)提出了一种便于工程应用的,适合于深宽比较大的,部分考虑压缩性的,微管道内质量流量的近似理论模型,给出了该近似理论模型和常用近似理论模型的适用范围。 (2)指出关于微管道内已有的一维可压缩等温流动的平均阻力系数确定方法的不足之处,并提出了一种便于实用的可压缩流动平均阻力系数的确定方法。该方法适用于可压缩流动,在实验数据的基础上可以方便地得到平均阻力系数和壁面平均切应力。 (3)将微管道表面粗糙度的影响等效为粗糙度粘性系数,提出适合于可压缩流动的二维和三维粗糙度粘性系数模型。应用该模型得到的数值模拟结果与实验结果符合的较为一致。 (4)对等直-收缩-扩张-等直微管道中气体流动的实验研究发现两个特异现象:其一为微管道内最早出现声速点的位置不一定在喉部附近,其二为微管道中的临界压比与常规值有很大差别。并采用数值实验的手段研究了微管道表面积与体积之比值对上述两个特异现象的影响。 (5)对等截面长微直管道中气体流动特性的实验研究发现:在保持进口压力不变的条件下,降低出口压力,质量流量随进出口压比增大而增加,但当进出口压比达到某一临界值以后,质量流量将保持基本不变。本文将这一现象定义为亚堵塞现象,并将对应的压比定义为亚堵塞临界压比。并研究了微管道表面积与体积之比值对亚堵塞临界压比的影响。 (6)采用BGK 方法对微管道内流动进行了数值模拟,得到微管道内连续流和滑移流并存流动的数值模拟结果,其沿程压力分布,质量流量与实验结果吻合。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘凤君,顾发华,王仲奇;一种高精度 TVD 格式中声速点处理方法[J];空气动力学学报;1998年03期
2 李勇,江小宁,周兆英,叶雄英;微管道流体的流动特性[J];中国机械工程;1994年03期
3 江小宁,周兆英,李勇,叶雄英,杨岳;微流体运动的试验研究[J];光学精密工程;1995年03期
4 周志法;张生桥;叶率官;;流动注射分析集成微管道的制作及其在血清中葡萄糖含量测定的应用[J];科技通报;1990年03期
5 魏秀梅,宗彦峰,辛红,张建民;表面和界面效应对纳米晶粒尺寸的影响[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2004年03期
6 刘秀生,唐艳平;微流体芯片及其表面效应[J];医学与社会;2005年05期
7 管楚洤,过增元,李德玉;关于热流体流动的某些基本性质[J];中国科学A辑;1994年12期
8 戚震中;摩擦学中的表面效应[J];物理;1986年02期
9 秦丰华,孙德军,尹协远;微管道气体流动的蒙特卡洛直接模拟[J];计算物理;2001年06期
10 王大伦;秦建国;赖财锋;韩子杰;;打靶谱测量中的表面效应[J];强激光与粒子束;2010年11期
11 罗河烈,文亦汀,孙克,冯远冰,黄锡成;表面效应对γ-Fe_2O_3微粉饱和磁化强度的影响[J];物理学报;1983年06期
12 雷全胜;黄世华;彭洪尚;由芳田;吕少哲;;YVO_4∶Eu~(3+)纳米微粒发射光谱与温度的关系[J];发光学报;2006年03期
13 田建辉;韩旭;刘桂荣;龙述尧;秦金旗;;SiC纳米杆的驰豫性能研究[J];物理学报;2007年02期
14 黄世华;由芳田;彭洪尚;罗文雄;冯颖;吕少哲;孙聆东;严纯华;;表面对纳米微粒中稀土离子光谱性质的影响[J];中国稀土学报;2007年04期
15 黄殿武;;考虑表面效应板状微结构的力学行为进展[J];嘉兴学院学报;2007年06期
16 张永胜;王金华;;利用micro-PIV测量矩形微管道内流量[J];实验流体力学;2011年02期
17 季宝华,方东,徐长庆;纳米涂料研究概况[J];科技情报开发与经济;2002年05期
18 张向军,孟永钢,温诗铸;微电子机械系统中的若干固体力学问题[J];力学与实践;2003年02期
19 张凯;林建忠;;压力驱动微通道流中尺度与扩散关系的研究[J];应用力学学报;2005年04期
20 黄殿武;连媛;李凯;;非线性弹性薄膜表面效应的尺寸相关性研究[J];中国工程科学;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘建云;宋晶如;魏悦广;;考虑表面效应的材料特征尺度参量研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 张永胜;王金华;刘彦军;;矩形微管道内流量测量方法研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
3 卢秉恒;李涤尘;李祥;王林;王臻;;可控微管道结构支架构造及旋转式动态培养研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
4 郝鹏飞;何枫;王键;;微管道内湍流的实验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 吕朝锋;陈伟球;Lim CW;;微纳米压电薄膜的非经典薄板弯曲理论[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 黄干云;余寿文;;功能梯度材料力学行为中的旋转梯度与表面效应[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 王刚锋;傅孝龙;;表面弹性对裂纹尖端场的影响[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
8 傅孝龙;王刚锋;;表面效应对Ⅰ型裂纹尖端场的影响[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 朱光华;方竞;;微管道中稀薄气体的蠕动传输[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
10 林安;甘复兴;李保松;;纳米涂料新技术及其在汽车涂装上的应用[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁英涛;表面效应对微管道中气体流动特性的影响[D];清华大学;2003年
2 董涛;微管道换热器内微流体的流动与换热[D];南京理工大学;2003年
3 许向阳;纳米金刚石的解团聚与稳定分散研究[D];中南大学;2007年
4 杨铎;聚合物熔体表面效应与平板微器件的注塑成型研究[D];大连理工大学;2011年
5 黄殿武;表面应力对微结构元件力学行为的影响[D];中国科学技术大学;2006年
6 夏建峰;多组分聚合物体系相分离动力学的研究[D];复旦大学;2006年
7 彭洪尚;Eu~(3+)掺杂无机、有机纳米颗粒的制备及发光特性的研究[D];北京交通大学;2007年
8 郭春海;电磁力扰动作用下微管道中液体流动与混合的特性研究[D];南京理工大学;2012年
9 黄丹;纳米金属单晶力学行为和力学性能及其尺度效应的分子动力学研究[D];浙江大学;2005年
10 徐洁;微尺度器件及旋转干气密封微间隙内流体流动问题的研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立远;表面效应对纳米接触问题的影响[D];兰州理工大学;2012年
2 朱丽;微管道散热器的制造及应用技术研究[D];南京理工大学;2003年
3 董家珍;考虑表/界面效应的基本解及典型接触问题研究[D];中国地质大学(北京);2012年
4 杨林梅;Ln_2O_3:RE纳米晶的制备与发光性质研究(Ln=Y,Gd)[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 薛海舟;单根氧化锌纳米线表面与应力效应的阴极荧光谱研究[D];中国科学技术大学;2009年
6 李晓明;非化学计量比CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷电性能研究[D];华南理工大学;2012年
7 郭中正;钛酸锶基多功能压敏陶瓷性能及微观结构研究[D];昆明理工大学;2005年
8 宋震煜;纳米梁的非线性行为研究及单晶硅纳米薄膜杨氏模量的分子动力学模拟[D];东南大学;2006年
9 张小文;二氧化钛基压敏陶瓷制备及性能研究[D];昆明理工大学;2004年
10 刘天旭;电场对材料表面硬度的影响[D];大连理工大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈希荣;纳米粉体材料与包装“一拍即合”[N];中国包装报;2007年
2 西安工程科技学院 孟家光;纳米技术让毛针织品增值(上)[N];中国纺织报;2006年
3 ;控制芯片散热[N];网络世界;2004年
4 郭立玮付廷明 詹秀琴;纳米中药走向产业化仍需技术攻关[N];中国医药报;2007年
5 胡爱武 傅志红;纳米材料与纳米技术[N];中国包装报;2004年
6 记者 郭亚林;纳米技术发展着眼生活小处[N];中国经济导报;2004年
7 浙江宁波华茂外国语学校小学部 张银旺;如何正确认识多媒体教学[N];中国电脑教育报;2006年
8 常丽君;美制成新型水基凝胶微脉管系统[N];科技日报;2007年
9 王丽霞通讯员 王树丰 韩蓉;石家庄移动三项技术获国家专利[N];人民邮电;2007年
10 ;纳米材料 新世纪的黄金材料[N];中国电子报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978