شبیه سازی جریان مافوق صوت گاز رقیق در میکرو مانع مربعی

جریان بر روی موانع مورد توجه بسیاری از محققین در زمینه های مختلف مهندسی می باشد. از جمله این موارد می توانبه جریان بر روی قطعات الکترونیکی و سازه های فضایی اشاره نمود. در اکثر تحقیقیات صورت گرفته تنها به بررسی جریانبر روی یک مانع در داخل کانال پرداخته شده است و مطالعه بر روی مانع مربعی به ندرت صورت گرفته است. شناساییپدیده های فیزیکی جریان در این هندسه ها در کاربردهای صنعتی به ویژه در صنایع الکترونیک در طراحی بهینه از اهمیتویژه ای برخوردار می باشد. از این رو بررسی جریان بر روی موانع با شکل های مختلف مورد توجه محققین قرار گرفته است.در بیشتر کارهای صورت گرفته جریان حول بدنه استوانه ای بلند و باریک ، موضوع پژوهش بوده است و مطالعه کمی درمورد جریان حول مقطع مربعی یا مستطیلی صورت گرفته است. در حالی که، از نقطه نظر مهندسی، مطالعه جریان دراطراف اشکال دیگر از جمله اشکال لبه تیز مقطعی لازم می باشد. روش های عددی برای مطالعه جریان با عدد رینولدزپایین اطراف سیلندرهای مربعی مناسب هستند زیرا اجازه یک مطالعه پارامتری اصولی از متغیرهای کنترل جریان رامی دهد. هندسه مانع مربعی شکل نسبتا آسان است زیرا برای شبیه سازی بر روی یک شبکه دکارتی و عدد رینولدز پایینبه منابع محاسباتی نسبتا کمی نیازاست ، با این حال مطالعات عددی کمی تا به امروز در این زمینه انجام شده است. در پژوهش حاضر جریان مافوق صوت گاز رقیق بر روی میکرو مانع مربعی در سه حالت (L=0.002m, L=0.02m و L=0.0002m) به صورت عددی با استفاده از روش DSMCانجام شده است و تغییرات چگالی، سرعت و دما بر روی خط سکون جسم نشان داده شده است. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که با افزایش طول مربع و کاهش عدد نادسن، تغییرات چگالی، سرعت و دمای جریان در فاصله نزدیکی از جسم اتفاق می افتد.

Keywords:

روش DSMC , گاز رقیق , جریان مافوق صوت , میکرو مانع مربعی