微尺度流動(dòng)與換熱研究進(jìn)展-免費(fèi)閱讀
【正文】 34 ?? 35 基金委的材料與工程學(xué)部對(duì)應(yīng)于科學(xué)院的技術(shù)科學(xué)部；不僅數(shù)理化天地生有科學(xué)問(wèn)題，技術(shù)科學(xué)也有科學(xué)問(wèn)題，其重要性決不亞于理論科學(xué)問(wèn)題。 微納米傳熱學(xué)的發(fā)展更需要研究跨尺度的模擬問(wèn)題。因?yàn)檎羝绾巫兂梢后w的過(guò)程連續(xù)介質(zhì)模型的控制方程是沒(méi)法模擬的，必須采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法。 4. 冷端換熱器 。 KnL??? 氣體流動(dòng)按 Kn數(shù)大小的分類(lèi)（錢(qián)學(xué)森， 1946）： －連續(xù)介質(zhì)區(qū) K n 0 .0 0 1?0 . 0 0 1 K n 0 . 1??0 . 1 K n 1 0??K n 1 0－過(guò)渡區(qū) －自由分子流 －速度滑移、溫度跳躍區(qū) 當(dāng)氣體流動(dòng)的 Kn數(shù)大于 的假定失效，流動(dòng)與換熱呈現(xiàn)出許多新的特點(diǎn)。推力器尺寸很?。ㄍǖ缹挾?～ 100μm）。 2 愛(ài)因斯坦曾經(jīng)預(yù)言 : “未來(lái)科學(xué)的發(fā)展無(wú)非是繼續(xù)向宏觀(guān)世界和微觀(guān)世界進(jìn)軍 ” ； 1959，美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德 μm 微尺度流動(dòng)與換熱舉例 （ 1）微噴管內(nèi)的流動(dòng) 157121070176。 盡管通道進(jìn)口當(dāng)?shù)?Ma數(shù)很小，但是出口處 ，但出口 Ma可以很大 。 11 圖 6 Stirling制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 小型低溫制冷機(jī)的模擬 12 。 9. 雙向進(jìn)氣閥 圖 7 脈管制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 13 回?zé)崞鞑捎枚嗫战橘|(zhì)做填料時(shí)，采用格子－Boltzmann (LBM) 方法（介觀(guān)模型）比較理想；如何將介觀(guān)模型與宏觀(guān)模型有效地耦合，是急待解決的問(wèn)題。究竟哪一種形式最好，目前完全依靠經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn) 。 四、 開(kāi)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(guò)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。 同舟共濟(jì) 渡彼岸 ! 36 。 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(kāi)始起步 質(zhì)子交換膜中的遷移過(guò)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
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