معرفی یک شرط مرزی لغزشی جدید برای جریان گاز تراکم پذیر درون یک میکرو/نانو کانال

در این مقاله، با استفاده از حل معادله ی بولتزمان در کنار دیواره، یک مدل جدید سرعت لغزشی ارائه شده است. این مدل در ادامه ی تحقیقاتی که در باب تاثیر تراکم پذیری گاز بر جریان درون میکرو/نانو کانال ها انجام شده است، به نحو تحلیلی نشان می دهد که سرعت لغزشی چگونه تابعیتی از تراکم پذیری گاز دارد. این مدل نسبت به مدل شن، حاوی یک ترم اضافی می باشد. وجود این ترم به دلیل حضور گرادیان فاکتور تراکم در جهت جریان، می باشد. برای محاسبه ی این گرادیان، از معادله ی حالت ویریال استفاده می شود. به جهت بررسی صحت و پرفایده بودن این شرط مرزی جدید، جریان پوآزی گاز هیدروژن در یک کانل در محدوده ی رژیم لغزشی و رژیم گذار مورد بررسی قرار گرفته و مقدار سرعت بی بعد در سه عدد نادسن معکوس محاسبه شده است. علاوه بر این، مقدار دبی بی بعد نیز از عدد نادسن ۰.۰۰۵ تا ۵ محاسبه شده است. از نقاط قوت مدل حاضر یکی این است که دبی مینیمم را در نزدیکی عدد نادسن معکوس یک پیش بینی می کند همانطور که حل معادله ی بولتزمان دبی مینیمم را در همین حدود پیش بینی می کند. علاوه براین، در مقایسه با دیگر مدل های شرط مرزی لغزشی همچون مدل مرتبه ی اول، مدل مرتبه ی دوم و مدل شن، مدل حاضر- در کل محدوده ی عدد نادسن همگرایی بهتری با حل معادله ی بولتزمان دارد که مشخصا به دلیل در نظر گرفتن تاثیرات واقعی بودن گاز می باشد.

معرفی یک شرط مرزی لغزشی جدید برای جریان گاز تراکم پذیر درون یک میکرو/نانو کانال Keywords:

Hydrogen gas , Boltzmann equation , The kinetic theory of gas , Poiseuille Flow , گاز هیدروژن , معادله ی بولتزمان , تئوری جنبشی گاز , جریان پوازی