微射流结构MEMS可靠性预测的多尺度耦合并行数值模拟

微结构可靠性与内流动模拟研究是新颖微机电系统（MEMS）生物分离反应器设计的核心技术。针对MEMS器件的多域物理耦合，建立有效的多尺度数值模拟方法，是实现MEMS器件可靠性设计，提高MEMS单元加工成功概率的重要保障。本项目将提出微射流结构MEMS器件可靠性预测的多尺度耦合并行计算方法。拟建立微射流MEMS可靠性分析的分子动力学和量子分子动力学模型，导出MEMS生物分离反应流体的微分－积分型控制方程；结合分子动力学模拟（MD）、直接蒙特卡洛模拟（DSMC）和有限云团法（FCM），研究并行耦合求解算法；采样流动状态，获得微流体流动与传热传质等多域物理特性；建立微流体结构可靠性设计准则，预测可靠度；实现对复杂结构非线性和多域物理问题的分析与计算，研究成果将为发明新型生物分离反应器提供强有力的计算平台。