预测纤维增强气凝胶复合材料热导率的研究进展

SiO2气凝胶复合材料具有纳米尺度结构和极低热导率,作为隔热保温材料在航天航空、建筑和其他工业领域具有重要的科学和应用价值。根据纤维在气凝胶基体中的不同分布方式,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的气固耦合热导率的研究进展;基于纤维和气凝胶的消光系数的不同计算方法,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的辐射热导率的研究进展。并提出了纤维增强气凝胶复合材料体系存在的跨尺度、多物相、分级及相互耦合等仍需进一步解决的难题,结合最新发展的格子 Boltzmann 方法(LBM),指出了预测 SiO2气凝胶复合材料等效热导率的可能发展方向。     

微气体流量计的模拟与优化

温差法测流量是一种新型气体流量计的基本原理,温度传感器的布置对流量计的性能影响很大.本文使用基于分子运动理论的直接模拟Monte Carlo法对这种微气体流量计通道内的气体流动进行了数值模拟,对比了有无传感器时速度场和温度场的分布,指出传感器的布置对温度场的影响很小,并根据温差分布规律提出了传感器布置的优化方案.     

微尺度热科学及其在MEMS中的应用

主要介绍了微尺度热科学最新研究成果及其在MEMS中的应用。微电子机械系统（MEMS）的高速发展为微尺度物理现象及其内在机理的研究提供了机遇和挑战。微尺度热科学是微尺度物理学的一个重要分支，包括微尺度传热学、 微尺度动力学和微尺度热测量学等。一般来说，微尺度热现象的尺度效应可以归结为热流密度大和热惯性小这两个特点，在MEMS器件中有广泛的应用。尽管近年来微尺度热科学取得了快速的发展，但仍处于不断发展的阶段，完整的理论体系还没有建立；微尺度下成熟的实验方法还在摸索中，实验数据处在原始积累阶段；大规模计算条件的实现和分子水平的数值模拟方法的解决提供了另一条途径。     

微喷管内流动和换热的数值模拟与分析

发展了直接模拟Monte Carlo方法的压力边界条件处理方法,并使用这种方法对微型拉法尔喷管内的气体流动特性进行了数值模拟与分析.研究了两种构型的拉法尔喷管,对比了相同出口压力不同入口压力下的流场特性,以及在相同入口压力时真空压力条件和给定低压边界条件对流场的影响.     

基于MEMS的微泵研究进展

主要介绍了基于MEMS的微泵 10年来的研究成果和研究现状。微泵是微电子机械系统(MEMS)中重要的执行器件 ,在系统中占有很重要的地位。微泵可以分为有阀泵和无阀泵两大类 ,一般来说 ,有阀泵的制造工艺和应用技术比较成熟 ,但存在加工尺寸限制和使用寿命的问题 ;无阀泵的原理新颖 ,结构相对简单 ,更适合微型化发展 ,是目前研究的热点。     

微喷管内流动和换热的数值模拟与分析

发展了直接模拟MonteCarlo方法的压力边界条件处理方法 ,并使用这种方法对微型拉法尔喷管内的气体流动特性进行了数值模拟与分析。研究了两种构型的拉法尔喷管 ,对比了相同出口压力不同入口压力下的流场特性 ,以及在相同入口压力时真空压力条件和给定低压边界条件对流场的影响     

Similarity of ideal gas flow at different scales

When the molecular mean free path becomes comparable with an important characteristic length of the flow system, the continuum assumption breaks down and the particle nature of fluid must be explicitly taken into account[1]. Such flows, generally named rarefied gas flows, have been investigated widely and deeply due to their important applications in aeronautics and astro- nautics. The rarefied gas flow can be described by the Boltzmann equation from a molecular point of view. However, it is …     

共轴反转型生物反应器内流场数值模拟与性能分析

使用生物可降解塑料是解决白色污染的有效手段，然而在生物反应器中生产可降解塑料过程中会面临气体传质能力不足和能耗过大等问题，导致生产成本居高不下。为解决这些问题，提出了一种共轴反转型机械搅拌式生物反应器，并通过数值模拟对新型反应器内两相流场进行了仿真及定量分析。通过模拟气泡羽流、鼓泡塔及搅拌器系统内流场，并与实验结果对比，在双流体模型中引入了曳力、升力及湍流扩散力以及基于Troshko-Hassan模型的两相湍流模型，验证了双流体模型在该问题中的有效性。对新设计的反应器内流场模拟结果表明，两相作用力模型对模拟准确性影响较大，而共轴反转能够在流场中形成更好的剪切效应，增强气体分散能力，从而提高整体气含率及相对功率准数。     

微喷管内流动和换热的数值模拟与分析

发展了直接模拟Monte Carlo方法的压力边界条件处理方法，并使用这种方法对微型拉法尔喷管内的气体流动特性进行了数值模拟与分析。研究了两种构型的拉法尔喷管，对比了相同出口压力不同入口压力下的流场特性，以及在相同入口压力时真空压力条件和给定低压边界条件对流场的影响。     

微气体流量计的模拟与优化

温差法测流量是一种新型气体流量计的基本原理，温度传感器的布置对流量计的性能影响很大。本文使用基于分子运动理论的直接模拟Monte Carlo法对这种微气体流量计通道内的气体流动进行了数值模拟，对比了有无传感器时速度场和温度场的分布，指出传感器的布置对温度场的影响很小，并根据温差分布规律提出了传感器布置的优化方案。