مدل سازی عددی جریان های میکرو در محدوده جریان گذار با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در این پایان نامه به معرفی روش عددی شبکه بولتزمن برای شبیه سازی جریان های میکرو پرداخته شده است. روش شبکه بولتزمن بر اساس نظریه جنبشی گازها و روش شبکه گازی خودکار بنا شده است. مهمترین مزیت این روش نسبت به روش های سنتی دینامیک سیالات محاسباتی، صریح بودن معادلات اصلی حاکم بر جریان، سادگی اعمال شرایط مرزی گوناگون و قابلیت ذاتی موازی سازی پردازش مسئله می باشد. در این پایان نامه ضمن بیان مبانی روش شبکه بولتزمن، به بررسی جریان های میکرو در محیط های مختلف پرداخته شده است. در شبیه سازی هایی که به کمک روش شبکه بولتزمن صورت گرفته، ابتدا با اعمال فاصله آزاد ملکولی موثر، و شرط مرزی پخش ملکولی، مدل سازی عددی برای دو جریان میکرو کوئت و میکرو پوازیه، صورت گرفته است. برای مقایسه نتایج به دست آمده، نتایج عددی حاصل از روش معمولی شبکه بولتزمن و نتایج سایر محققین نیز لحاظ شده است. در قسمت بعد، کاربرد شبکه بولتزمن بهینه شده در شبیه سازی جریان سیال در میکروکانال های طویل مورد بررسی قرار گرفته است. قسمت آخر، به بررسی جریان های میکرو، با استفاده از روش شبکه بولتزمن مرتبه بالا تر و شرط مرزی مکسول، و فاصله آزاد مولکولی موثر اختصاص داده شده است.