微尺度流動(dòng)與換熱研究進(jìn)展(文件)
【正文】 的稀薄性用無量綱數(shù) Kn（ Knudsen）數(shù)表示： 為氣體分子平均自由程； L 為通道特征尺度。 Fluid: N2 Circular Channel Dh (?m) 3~81 Roughness： ~ Kn: ~ Choi et al. (1991) Fluids: N2, H2, Ar Trapezoid Channel Dh (?m) ： ~ Roughness ~ Kn Wu （吳沛宜 ) and Little(1983) 我們的實(shí)驗(yàn)與分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壁面相現(xiàn)對(duì)粗糙都小于 1％時(shí)，層流的理論解 f=64/Re 一直到直徑為 20微米的通道仍然適用；但是當(dāng)相對(duì)粗糙度大于 1％時(shí)，側(cè)高于常規(guī)通道。 3. 回?zé)崞?。 7. 小孔閥 。商業(yè)軟件 PHOENICS， FLUENT， STARCD 也不能幸免。 對(duì)于某一類問題的統(tǒng)一的處理方法可能使跨尺度現(xiàn)象研究過程中派生出新的學(xué)科： 19世紀(jì)電學(xué)與磁學(xué)統(tǒng)一于 Maxwell方程； 20世紀(jì)生物學(xué)與分子研究碰撞出分子生物學(xué)。 研究跨尺度模擬原理與高效方法是重要途徑之一。 30 圖 20 材料裂縫 的跨尺度模擬 31 圖 21 交界區(qū)的耦合 熱流學(xué)科開始起步 質(zhì)子交換膜中的遷移過程用分子動(dòng)力學(xué)模擬，但尚 未跨越； ?微尺度液體電滲流采 LBM及連續(xù)介質(zhì)的跨越 （ 2022）； ? 分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算凝結(jié)系數(shù)也有不少研究，但是尚未跨越； ?流動(dòng)過程的對(duì)流項(xiàng)使得尺度的跨越難度大為增加。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究?jī)煞N跨越： FVM－ LBM－ MD； FVM－DSMC－ MD，甚至三種跨越： FVM－ LBM－ MD－ AB (abinitio,電子層次）。 同舟共濟(jì) 渡彼岸 ! 36 。 以傳熱學(xué)為例，早期屬于數(shù)學(xué)家與物理學(xué)家：Fourier， Boltzman， Planck，直到 Nusselt以及俄國(guó)一批科學(xué)家建立了相似原理才從理論科學(xué)走向技術(shù)科學(xué)，在工程應(yīng)用中起到重大的作用。 四、 開展我國(guó)熱流科學(xué)跨尺度模擬研究建議 跨尺度熱流科學(xué)模擬原理與方法研究是熱流科學(xué)的基礎(chǔ)研究，建議國(guó)家自然科學(xué)基金委予以積極支持； 除了每種尺度模擬方法本身的進(jìn)一步完善外，關(guān)鍵要從過程的第一原理出發(fā)，發(fā)展處理跨越區(qū)內(nèi)的各種耦合的原理與方法； 33 對(duì)于幾種典型的跨尺度情形，獲得可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以作為檢驗(yàn)跨越計(jì)算正確性的標(biāo)準(zhǔn)； ??? 鑒于予傳熱與流動(dòng)計(jì)算中有限容積法應(yīng)用最廣，因此作為連續(xù)介質(zhì)的模擬方法建議以 FVM為主。 29 三、 目前國(guó)
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