微尺度气体流动

了解微尺度气体流动特点是微机电系统设计和优化的基础。有关的研究可以上溯到20世纪初Knudsen的平面槽道流动质量流量的测量和Millikan的小球阻力系数的测量，实验结果揭示了稀薄气体效应即尺度效应对气体运动的重要影响。由于流动特征长度很小，微尺度气流经常处到滑流区甚至过渡领域，流动的相似参数为Knudsen数和Mach数。因此可以考虑利用相似准则，通过增大几何尺寸、减小压力的途径，解决微机电系统实验观测遇到的困难。为解决直接模拟Monte Carlo方法分析微机电系统中低速稀薄气流遇到的统计涨落困难，我们提出了信息保存法（IP），该方法能够有效克服统计散布，并已成功用于多种微尺度气流。