Mô phỏng vi dòng khí loãng dùng mô hình tựa khí động QGD với điều kiện biên trượt vận tốc và nhảy nhiệt độ

Tóm tắt

Thiết kế hiệu quả các vi thiết bị (MEMS) yêu cầu hiểu rõ về cách ứng xử của dòng khí loãng trong các vi thiết bị. Vì vậy cần phải phát triển các công cụ để mô phỏng cách ứng xử của chúng. Trong bài báo này các điều kiện biên trượt vận tốc và nhảy nhiệt độ sẽ được tích hợp vào mô hình tựa khí động (QGD) thông qua bộ giải QGDFoam trong phần mềm mã mở OpenFOAM để đạt một bộ giải hoàn chỉnh cho mô phỏng vi dòng khí loãng ở tốc độ thấp trong các vi thiết bị. Hai trường hợp điển hình cho mô phỏng vi dòng khí loãng là vi kênh bậc ngược và vi khoang với nắp truyền dẫn được lựa cho nghiên cứu hiện tại. Các kết quả mô phỏng đạt được chỉ ra rằng, các điều kiện biên trượt vận tốc và nhảy nhiệt độ làm việc tốt với mô hình QGD. Các kết quả dự đoán nhiệt độ và vận tốc trượt dòng khí trên bề mặt bởi mô hình QGD với điều kiện biên thì tiệm cận với các kết quả đạt được từ phương pháp mô phỏng thống kê trực tiếp Monte-Carlo (DSMC).