微流動-基礎與模擬

微流動-基礎與模擬
  • 出版商: 化學工業
  • 出版日期: 2006-06-01
  • 定價: $270
  • 售價: 8.5 折 $229
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7502581138
  • ISBN-13: 9787502581138

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商品描述

本書以微機電系統方面的應用為背景，介紹了微流動的形成機理，如非連續效應、表面主導效應、低雷諾數效應、多尺度和多物理效應等；同時介紹了微流動的行為特點，如邊界滑移、熱蠕變、動電效應、黏性加熱、反常擴散、氣體的稀薄效應和液體的顆粒化等。討論的重點是氣體微流動以及微流動的建模和模擬方法，包括連續介質和離散粒子方法。本書是在這些新興領域出現較早、覆蓋較全面、論述較系統的一本專著，較好地反映了該領域目前的動向和作者在這方面富有特色的工作。
本書可供機械、化工、材料、生物及信息技術領域相關的科研人員和工程技術人員參考，也可作為相關專業和領域的研究生或高年級本科生的教材或教學參考書。

作者簡介

1基本概念和技術1
11MEMS中新的流區1
12連續介質假設6
121有關分子的量值10
122混合流動區域13
123實驗例證14
13先驅研究者18
14MEMS的全系統模擬21
15微流動模擬25
2控制方程和滑移模型31
21流體動力學的基本方程31
211不可壓縮流33
212簡化模型35
22可壓縮流36
221一階模型38
222適應系數的作用40
23高階模型43
231高階滑移模型的推導44
232一般性滑移條件46
233滑移模型比較49
3切變驅動和分離的微流動51
31庫埃特流51
32方腔流54
33凹紋槽流56
34分離的內流58
35分離的外流66
4壓力驅動的微流動：滑移流區70
41等溫的可壓縮流動70
42絕熱可壓縮流動——範諾理論76
43入口流動80
44用DSMC驗證滑移模型83
45粗糙效應87
5壓力驅動的微流動：過渡流區和自由分子流區90
51過渡流區和自由分子流區90
52微通道中的伯納特方程93
53統一的流動模型95
531速度標度95
532流率標度97
533管流和孔道流模型102
6微尺度的熱效應110
61熱蠕變（流逸）110
611模擬結果112
612熱蠕變實驗114
613克努森壓縮機115
614其他溫度誘導流116
615熱傳導和幽靈效應118
62微泊肅葉流（Poiseuille flow）中的熱傳遞119
63微庫埃特流中的熱傳遞125
7氣體微流動的原型應用129
71微機電系統（MEMS）的氣體阻尼和動態響應129
711雷諾方程131
712加速度計內窄薄膜的影響137
72微推進和微噴嘴流動141
721微推進分析142
722稀薄效應及其他效應146
8動電驅動的液體微流動151
81動電效應評述151
82雙電層152
83近壁電勢分布154
84電滲流的控制方程156
85動電微槽流158
86EDL/主流界面速度匹配條件161
87電滲滑移條件163
88覆雜結構中的流動164
881交叉流接頭165
882圓柱和正方柱陣列167
89雙向電泳169
9連續性模擬的數值方法173
91一種高階數值方法：μFlow代碼174
911不可壓縮微流動的公式177
912可壓縮微流動的公式180
913滑移邊界條件的實現184
914驗證問題185
92無網格數值方法187
921靜電懸臂梁190
922驅動方腔流191
93粒子微流的力耦合方法192
10原子模擬數值方法201
101分子動力學方法201
102直接模擬蒙特卡羅方法(DSMC)208
1021直接模擬蒙特卡羅方法的局限性和誤差210
1022DSMC信息保存方法214
1023DSMC耦合與連續介質模型耦合215
103玻爾茲曼方程218
1031一般理論218
1032玻爾茲曼方程的經典解222
1033玻爾茲曼方程的曾根漸近理論224
1034玻爾茲曼方程的數值解232
1035非等溫流動236
104格子玻爾茲曼方法（LatticeBotzmann method,LBM）237
1041與NS方程解的比較239
1042微流動的格子玻爾茲曼方法模擬241
參考文獻243
索引266

符號表


常量與參數
Cf範寧表面摩擦系數
CD曳力系數、質量排放系數
k彈簧常數
kB玻爾茲曼常數
Isp比沖量
n數密度
Q品質因數
R理想氣體常數
α體積份額
γ絕熱指數
ε倫納德瓊斯勢中的能量參數
σv能量適應系數
σT熱適應系數
無量綱數
Ec埃克特數
Kn克努森數
M馬赫數
Nu努塞特數
Po泊肅葉數
Pr普朗特數
Re雷諾數
S擠壓數(squeeze number)
Λ軸承數(bearing number)
長度量
Ac碰撞截面積
h,H通道高
L通道長，特征尺度
DH水力直徑
d分子直徑
δ平均分子間距
λ平均自由程
λD德拜長度
σ倫納德瓊斯勢中的長度參數
數值參數
Ω求解區域
Ω求解區域Ω的邊界
n向外的單位法向矢量
Δt時間步長
Δx間距
電學參數
Fe電場力
V電壓
α離子能量參數
ε電容率
σ電導率
ψ電滲透勢
ζζ電勢
微分算子
Δ2拉普拉斯算子
Δ·散度
Δ×旋度
流體和熱變量
c分子均方根速度
cs聲速
Cp,Cv比熱容
E總能量
Eij應變張量
f0麥克斯韋分布函數
k熱導率
Q·體積流率
M·質量流率
p,P壓強
q熱通量(矢量)
v,ui,U速度
v平均熱速度
vm最大（最可幾）熱速度
Vp顆粒體積
ΔP壓強差
ΔT溫度差
μ,ν動力黏度，運動黏度
μef有效動力黏度
Π壓強比
ρ密度
σij應力張量
τw壁面剪切應力，無量綱壁面溫度
ω渦度，渦量
     
     

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