Cantor集分形结构粗糙微通道内气体流动研究

工程热物理学报 , 2013, 34(8): 1519-1522.

Cantor集分形结构粗糙微通道内气体流动研究

邓梓龙 ^1, , 张程宾 ^2, , 陈永平 ^3, , 施明恒 ^4,

1.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

2.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

3.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

4.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

基金项目: 江苏省自然科学基金资助项目(BK2011062) 国家自然科学基金资助项目(51076028)

关键词： Cantor集 , 粗糙 , 微通道 , 格子Boltzmann

Study on Gas Flow in Rough Microchannels With Cantor Fractal Surfaces

DENG Zi-Long ^1, , ZHANG Cheng-Bin ^2, , CHEN Yong-Ping ^3, , SHI Ming-Heng ^4,

1.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

2.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

3.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

4.能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,江苏南京210096

Keywords： Cantor set , roughness , microchannel , lattice Boltzmann

将Cantor集分形引入到微通道粗糙表面形貌的构建中,建立了粗糙微通道内气体流动的理论模型,采用格子Boltzmann方法模拟研究了表面粗糙对微尺度气体流动的影响,比较了粗糙和光滑微通道内气体流动特性.研究结果表明,气体的稀薄程度对微通道内气体流动特性有重要影响.无论通道是否光滑,随着Knudsen数的增加,微通道内气体流动Poiseuille数都将随之减小,但粗糙微通道中气动Poiseuille数大于光滑微通道.另外,粗糙微通道内的气体流动Poiseuille数受统计粗糙高度变化的影响较大,受分形维数变化的影响则较弱.

参考文献

[1]	Bing-Yang Cao;Min Chen;Zeng-Yuan Guo .Effect of surface roughness on gas flow in microchannels by molecular dynamics simulation[J].International Journal of Engineering Science,2006(13/14):927-937.
[2]	Warren TL.;Krajcinovic D. .FRACTAL MODELS OF ELASTIC PERFECTLY PLASTIC CONTACT OF ROUGH SURFACES BASED ON THE CANTOR SET[J].International Journal of Solids and Structures,1995(19):2907-2922.
[3]	Yongping Chen;Chengbin Zhang;Panpan Fu;Mingheng Shi .Characterization of Surface Roughness Effects on Laminar Flow in Microchannels by Using Fractal Cantor Structures[J].Journal of heat transfer: Transactions of the ASME,2012(5):051011-1-051011-7.
[4]	Numerical simulation of laminar heat transfer in microchannels with rough surfaces characterized by fractal Cantor structures[J].International journal of heat and fluid flow,2010(4):P.622.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网