Comparative Analysis of the Opposite Rotating Cylinders Impact over Couette Flow for Rarefied Gas

Петър Господинов, Добри Данков, Владимир Русинов, Стефан Стефанов - Иследвано е цилиндрично течение на Кует на разреден газ в случая на въртене на два коаксиални цилиндъра с еднакви по големина скорости, но в различни посоки. Целта на изследването е да се установи влиянието на малки скорости на въртене върху макрохарактеристиките – ρ, V , . Числените резултати са получени чрез използване на DSMC и числено решение на уравненията на Навие-Стокс за относително малки (дозвукови) скорости на въртене. Установено е добро съвпадение на резултатите получени по двата метода за Kn = 0.02. Установено е, че съществува “стационарна” точка за плътността и скоростта. Получените резултати са важни при решаването на неравнини, задачи от микрофлуидиката с отчитане на ефектите на кривината. Ключови думи: Механика на флуидите, Кинетична теория, Разреден газ, DSMC

The cylindrical Couette flow of a rarefied gas is studied in the case of both rotating cylinders with equal velocities but with opposite direction. The purpose of this study is to determine the influence of small speeds on macro-characteristics – ρ, V , T . The numerical results are obtained using the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) method and numerical solution of Navier-Stokes equations for relatively small (subsonic) speeds. The results obtained by both methods are in an excellent agreement for a small Knudsen number Kn = 0.02. It was found that there was “fixed” point for density and velocity. These results are important for applications in non-planar microfluidic problems. *2000 Mathematics Subject Classification: 65C20.

This work is supported by the NSF of Bulgaria under Grant No DID 02/20 – 2009.