微管道中气体流动特性的研究

研制了微通道气体研究的实验装置；以氮气和氦气为工作介质，开展了压力驱动的微管道气体流动实验研究；采用DSMC方法模拟了微管道气体流动；对长微管道气体流动，基于等温和仅有轴向流的假设，给出了简化计算方案及近似解。结果表明：即使对于极低Mach数，横向尺度为10微米以上的管道气体流动，可压缩效应仍十分明显；当管道内径接近1微米时，常密度气体流动仍处于滑流区，NS方程仍然适用，但边界条件需修正，物面滑移速度十分明显，稀薄气体效应使流量有明显偏高；长微管道流动近似等温，横流速度不大，可简化计算；更小尺度气体流动将进入过流领域，NS方程失效；DSMC方法是研究微尺度气体流动的有力工具。对MEMS设计等有重要价值。