Couette Gas Flow Between Cylinders with Different Temperature

Петър Господинов, Добри Данков, Владимир Русинов, Стефан Стефанов - Изследвано е стационарно течение на Кует на разреден газ в случая на въртене на вътрешния цилиндър и неподвижен външен цилиндър чрез използване на DSMC метод и числено решение на уравненията на Навие–Стокс за относително малка (дозвукова) скорост на въртене. Изследвани са различни случаи при промяна на температурата на въртящият се цилиндър и числото на Кнудсен. Целта на изследването е да се установи влиянието на малки скорости на въртене върху макрохарактеристиките – плътността, скоростта и температурата на газа. Установено е добро съвпадение на резултатите получени по двата метода за Kn = 0.02. Получените резултати са важни при решаването на неравнинни, задачи от микрофлуидиката с отчитане на ефектите на кривината. Ключови думи: механика на флуидите, кинетична теория, разреден газ, DSMC.

The stationary Couette gas flow between rotating inner cylinder and stationary outer one is studied using DSMC method and numerical solution of a continual model for relatively small (subsonic) speed. Different cases were studied by varying the temperature of the rotating cylinder and the Knudsen number. The purpose of this study is to determine the influence of the cylinder temperature difference on macrocharacteristics – density, gas velocity and temperature. The results obtained by both methods are in an excellent agreement for a small Knudsen number Kn = 0.02. 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 and the European Commission 7FP HP-SEE – 2010, grant No 261499.