مطالعه جریان گاز نیتروژن رقیق شده در میکرو/نانو کانال واگرا با استفاده از شبیه سازی مستقیم مونت-کارلو

در این پژوهش به بررسی جریان پوازی گاز نیتروژن رقیق شده و انتقال گرما در میکرو/نانوکانال های واگرا در رژیم های گوناگون رقیق شدگی پرداخته شده است. اثرات عامل های مختلف اثرگذار بر رفتار جریان مانند نسبت فشار، زاویه واگرایی کانال و میزان رقیق شدگی در دوحالت دوبعدی و سه بعدی به صورت عددی و با استفاده از روش های ذره مبنا و پیوسته مبنا به دقت بررسی شده است. با افزایش میزان رقیق شدگی جریان گازی شبیه سازی های پیوسته مبنا اعتبار خود را از دست می دهند و به این دلیل از روش شبیه سازی مستقیم مونت-کارلو (dsmc)، که روشی ذره مبنا است، برای بررسی جریان در این پژوهش استفاده شده است. با توجه به هزینه محاسباتی بالا در روش های ذره مبنا، در ابتدا حلگر dsmc در غالب نرم افزار اپن فوم (openfoam) به مدل برخورد نوین انتخاب های برنولی ساده شده (sbt) مجهز شده و پس از اعتبار سنجی نتایج حاصل از حلگر توسعه یافته با نتایج عددی، تجربی و تحلیل به بررسی جریان پرداخته شده است.