این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۷، صفحات ۱۷۲۱-۱۷۳۲
عنوان فارسی تحلیل جریان رقیق‌شده برشی در هندسه‌های میکرو/نانو با روش فوکرپلانک
چکیده فارسی مقاله در مقاله حاضر به بررسی و تحلیل جریان رقیق‌شده با روش فوکرپلانک در محدوده‌های مختلف عدد نودسن و بازه‌های مختلف اعداد ماخ در رژیم‌های مادون‌صوت و مافوق‌صوت پرداخته شد. از روش فوکرپلانک برای حل جریان رقیق‌شده در هندسه‌های مختلف میکرو/نانو یک‌بعدی کوئت و مساله دوبعدی کاویتی که جریان‌های برشی هستند، استفاده شده است. معادله بولتزمن و به‌ویژه حل آماری شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو (DSMC) ابزاری دقیق برای شبیه‌سازی جریان‌های غیرتعادلی هستند. با این حال با کاهش عدد نودسن، هزینه‌های محاسباتی روش DSMC به‌شدت افزایش می‌یابد. به‌منظور مقابله با این چالش، تقریب فوکرپلانک از معادله بولتزمن در این مقاله در نظر گرفته شد. در کدی که برای شبیه‌سازی روش فوکرپلانک تدوین شده است این روش با استفاده از مجموعه‌ای از معادلات دیفرانسیل تصادفی، جایگزین جملات برخورد بین-مولکولی در DSMC می‌شود. در این تحقیق، روش فوکرپلانک در جریان کوئت در رژیم مادون‌صوت در اعداد ماخ0/16 (سرعت دیواره 50متر بر ثانیه) و در رژیم مافوق صوت برای عدد ماخ 3/1 (سرعت دیواره 1000متر بر ثانیه) در بازه اعداد نودسن از 0/005 تا 0/3 ارزیابی شده است. همچنین جریان کاویتی در عدد ماخ 0/93 (سرعت دیواره 300متر بر ثانیه) و در بازه اعداد نودسن 0/05 تا 20 در نظر گرفته شده‌است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش همزمان سرعت و عدد نودسن، دقت روش فوکرپلانک افزایش می‌یابد. علاوه بر این با وجود استفاده از ذرات بیشتر، همگرایی سریع و هزینه محاسباتی کمتر این روش نسبت به روش‌ DSMC از ویژگی‌های قابل توجه این روش است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله عدد نودسن،جریان برشی،جریان میکرو/نانو،روش فوکرپلانک،
عنوان انگلیسی Evaluation of Rarefied Shear Flow in Micro/Nano Geometries Using Fokker-Planck Technique
چکیده انگلیسی مقاله In this article, rarefied gas flow was investigated and analyzed by the Fokker-Planck approach in different Knudsen numbers and Mach numbers at subsonic and supersonic regimes. The presented Fokker-Planck approach is used to solve the rarefied gas flows in different shear-driven micro/nano geometries like one-dimensional Couette flow and the two-dimensional cavity problem. Boltzmann's equation, and especially statistical technique of the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC), are precise tools for simulating non-equilibrium flows. However, as the Knudsen number becomes small, the computational costs of the DSMC are greatly increased. In order to cope with this challenge, the Fokker-Planck approximation of the Boltzmann equation is considered in this article. The developed code replaces the molecular collisions in DSMC with a set of continuous stochastic differential equations. In this study, the Fokker-Planck method was evaluated in the Couette flow in the subsonic Mach number of 0.16 (wall velocity was 50 m/s) and in the supersonic Mach number of 3.1 (wall velocity was 1000 m/s), where Knudsen numbers range from 0.005-0.3. Also, the cavity flow with a wall Mach number of 0.93 (wall velocity was 300 m/s) in Knudsen numbers ranging from 0.05-20 was investigated. The results show that by increasing speed and Knudsen numbers, the accuracy of Fokker-Planck increases. In addition, despite using larger number of simulator particles, the rapid convergence and lower computational costs relative to other methods are the features of this method.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله عدد نودسن,جریان برشی,جریان میکرو/نانو,روش فوکرپلانک
نویسندگان مقاله وحید رضاپور جاغرق |
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

امیرمهران مهدوی |
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

احسان روحی |
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10711_60c3388c8d0ecb022654b4a5a3dfc6e5.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات