不同形状微管道中的气体流动

不同形状微尺度管道（圆形、六边形、半圆形、不同宽高比的矩形）中的气体流动特性是微机电系统设计最为关心的问题之一．文中利用信息保存（IP）方法和直接模拟Monte Carlo（DSMC）方法进行研究，给出两种方法的计算结果相互符合，并与其它研究者的BGK模型方程计算结果进行了比较．对于微尺度管道中关心的低Mach数流动，IP方法的统计收敛效率明显优于DSMC方法,通过拟合IP和DSMC结果，给出了圆形、六边形、半圆形、不同宽高比的矩形截面情况下无量纲质量流率与等效Knudsen数的关系．

矩形微槽道气体流动的速度分布

矩形微槽道的各个流向截面可以局部近似为平面Poiseuille流动，应用信息保存（IP）方法和直接模拟Monte Carlo（DSMC）方法计算了从连续介质区到自由分子流区的平面Poiseuille流动，利用其结果对Beskok-Karniadakis公式和质量流率动理论因子进行修正和重新拟合，给出在整个稀薄气体流动领域都适用的微槽道气体流动速度分布.

认识稀薄气体动力学

以通俗易懂的方式介绍了空气动力学当气体间断分子效应显著时发展起来的特殊分支－－稀薄气体动力学。讨论了非平衡现象与稀薄气体动力学的。通过与8速度气体模型的间断Boltzmann方程的对比，解释了Boltzmann方程碰撞项的物理意义和数学困难，简要综述了其一般解法。讨论了分在物体表面的反射和问题的边界条件，着重介绍了直接模拟Monte Carlo (DSMC)方法和为克服低速稀薄流动（如MEMS中流动）中模拟困难的信息保存（IP）方法。

微槽道气体流动的统计模拟

利用基于分子模型的统计模拟方法-信息保存方法（IP）统计模拟了实验条件下微槽道气体流动，仔细讨论了用IP方法模拟长槽道稀薄气流时遇到的问题，并给出了解决的方法，即采取守恒形式的控制方法避免质量流量计算误差积累，并利用超松弛方法使收敛过程加速。将IP计算结果与压力分布和质量流量实验数据进行了比较。

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。

Integración de información topográfica diversa para la confección de un mapa del Monasterio de San Prudencio (La Rioja)

[ES] Los datos de este registro provienen de la una actividad académica que también aparece descrita en el repositorio y desde donde se puede acceder a otros trabajos relacionados con el Monasterio:

Statistical Simulation of Thin-Film Bearings

The information preservation (IP) method and the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method are used to simulate the gas flows between the write/read head and the platter of the disk drive (the slider bearing problem). The results of both methods are in good agreement with numerical solution of the Reynolds equation in the cases studied. However, the DSMC method owing to the problem of large sample size demand and the difficulty in regulating boundary conditions at the inlet and outlet was able to simulate only short bearings, while IP simulates the bearing of authentic length ~1000 m ? and can provide more detailed flow information.

Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak: ariketa ebaitziak

Helburuak: Ariketa-bilduma honen helburu nagusia bikoitza da, 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak' (2001eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritza Teknikoetako 2. mailan irakasten zena) eta 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak I' (1995eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritzako 2. mailan irakasten zena) irakasgaietako ikasleentzat (hortaz, ikasketarako) zein irakasleentzat (hots, irakaskuntzarako) lagungarri izatea. Horregatik, teorian ikasitako kontzeptuen aplikazio praktikoa islatzen duten ariketak dira bilduma honetakoak. Aipatutako irakasgaien konplexutasuna dela eta, liburu hau, 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak: Teoria' testu-liburuaren lagungarri gisa argitaratu dugu. Norentzat izan daiteke baliagarria: 2001eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritza Teknikoetako 2. mailan irakasten zen 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak' eta 1995eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritzako 2. mailan irakasten zen 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak I' irakasgaietako ikasleentzat zein irakasleentzat.

Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak: teoria

Helburuak: Testu-liburu honen helburua bikoitza da, 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak' (2001eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritza Teknikoetako 2. mailan irakasten zena) eta 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak I' (1995eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritzako 2. mailan irakasten zena) irakasgaietako ikasleentzat (hortaz, ikasketarako) zein irakasleentzat (hots, irakaskuntzarako) lagungarri izatea. Horregatik, ikasgelan azaldutako kontzeptuen kontsultarako testu-liburutzat har daiteke. Norentzat izan daiteke baliagarria: 2001eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritza Teknikoetako 2. mailan irakasten zen 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak' eta 1995eko ikasketa-planetako Telekomunikazio Ingeniaritzako 2. mailan irakasten zen 'Telekomunikazio-sare eta zerbitzuak I' irakasgaietako ikasleentzat zein irakasleentzat.

Monte Carlo Modeling of Micro Scale Gas Flows

An information preservation (IP) method has been used to simulate many micro scale gas flows. It may efficiently reduce the statistical scatter inherent in conventional particle approaches such as the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method. This paper reviews applications of IP to some benchmark problems. Comparison of the IP results with those given by experiment, DSMC, and the linearized Boltzmann equation, as well as the Navier-Stokes equations with a slip boundary condition, and the lattice Boltzmann equation, shows that the IP method is applicable to micro scale gas flows over the entire flow regime from continuum to free molecular.

Information Preservation Modeling of Rayleigh-Benard Transition from Thermal Conduction to Convection

Onset and evolution of the Rayleigh-Benard (R-B) convection are investigated using the Information Preservation (IP) method. The information velocity and temperature are updated using the Octant Flux Splitting (OFS) model developed by Masters & Ye based on the Maxwell transport equation suggested by Sun & Boyd. Statistical noise inherent in particle approaches such as the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method is effectively reduced by the IP method, and therefore the evolutions from an initial quiescent fluid to a final steady state are shown clearly. An interesting phenomenon is observed: when the Rayleigh number (Ra) exceeds its critical value, there exists an obvious incubation stage. During the incubation stage, the vortex structure clearly appears and evolves, whereas the Nusselt number (Nu) of the lower plate is close to unity. After the incubation stage, the vortex velocity and Nu rapidly increase, and the flow field quickly reaches a steady, convective state. A relation of Nu to Ra given by IP agrees with those given by DSMC, the classical theory and experimental data.

非圆管截面poiseuille流动的统计模拟

本文用直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法和信息保存(IP)方法模拟了矩形,六边形和半圆形截面的过渡领域Poiseuille流动。DSM方法和IP方法结果相互之间较好的符合,而IP方法的计算效率比DSMC方法的计算效率高得多。由这两种方法得到的质量流率与Hasegawa和Sone等人的BGK模型结果相符。通过用这两种方法对于不同宽高比矩形截面的计算,给出了侧壁面对质量流率和沿中心线的速度分布的影响。

Enriching the content provided by cultural catalogues with data from institutional repositories

[EN] This paper is an outcome of the ERASMUS IP program called TOPCART, there are more information about this project that can be accessed from the following item:

稀薄气体动力学

通常的气体动力学方法，当气体分子的平均自由程与流场特征长度相比不可忽略时，不再适用，要采用稀薄气体动力学的方法。这适用于航天飞行器在高空飞行时受的力和热，也适用于微机电系统和真空系统等离子体材料加工等21世纪技术前沿领域。本书系统、简明地阐述稀薄气体动力学方法，给出方法的基础并着重介绍直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法以及与低速稀薄气体流动相关的前沿课题。全书共分7章。前两章是作为学科的基础引入的，第1章以空气为对象对于分子能态结构、能态分布以极小篇幅作了简要概括的叙述，以作为了解稀薄气流非平衡现象物理基础的初步。第2章对包括双体碰撞、Boltzmann方程以及气体的平衡态等分子动理论的基础做了必要的讨论，其中包括了对唯像论分子相互作用模型、变径硬球（VHS）、变径软球（VSS）和概括化硬球（GHS）等模型的介绍。第3章讨论了各种分子和表面的相互作用模型，包括反映细致平衡的互易原理和基于此原理的CLL模型的阐述。第4章讨论自由分子流。第5章讨论应用于滑流领域的各连续介质方程及滑流边界条件，一些简单解以及热泳问题。第6章则较全面、概括地介绍了求解过程领域中的各种解析和数值方法。第7章介绍了直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法，讨论了非平衡流动及低速稀薄流动等前沿课题，包括处理内能松弛、化学反应的方法、用于复杂流场通用软件的方法、低速稀薄流动的信息保存（IP）方法等。　　本书适合高等学校力学一航空航天专业高年级学生、研究生及从事气动力学和航天研究的科研人员参考阅读。

通常的气体动力学方法，当气体分子的平均自由程与流场特征长度相比不可忽略时，不再适用，要采用稀薄气体动力学的方法。这适用于航天飞行器在高空飞行时受的力和热，也适用于微机电系统和真空系统等离子体材料加工等21世纪技术前沿领域。本书系统、简明地阐述稀薄气体动力学方法，给出方法的基础并着重介绍直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法以及与低速稀薄气体流动相关的前沿课题。

符号表
绪论
第1节 稀薄气体动力学的提出
第2节 气体的分子模型
第3节 分子平均自由程
第4节 流动的领域划分
第5节 非平衡现象与稀薄气体动力学
第6节 相似准则
第1章 分子结构与能态
第1节 双原子分子
第2节 分子的能态分布
第3节 分子的内能、内自由度和内能分布函数
第2章 分子动理论基础
第1节 速度分布函数
第2节 宏观量的表达
第3节 分子的双体碰撞模型
第4节 碰撞截面与分子模型
第5节 Boltzmann方程
第6节 碰撞积分与气体分子的总碰撞数
第7节 碰撞积分的计算
第8节 Maxwell输运方程——矩方程
第9节 Maxwell分布
第10节 气体的平衡态
第11节 8速度气体模型
第12节 混合气体
第3章 分子表面相互作用
第1节 引言
第2节 镜面反射与漫反射，适应系数
第3节 互易性原理
第4节 CLL分子表面相互作用模型
第4章 自由分子流
第1节 气体中的分子数目通量和动量通量
第2节 作用于物体的气动力
第3节 表面元素的热传导
第4节 自由分子流出与热流逸
第5节 Couette流动与平板间的传热问题
第6节 无碰撞Boltzmann方程的通解，非定常流动
第5章 连续介质模型
第1节 引言
第2节 基本方程
第3节 滑流边界条件
第4节 一些简单问题的求解
第5节 热蠕动与热泳
第6章 过渡领域
第1节 概述
第2节 线化的BoltzmanN方程
第3节 矩方法
第4节 模型方程
第5节 有限差分法
第6节 间断纵坐标方法
第7节 积分方法
第8节 直接模拟方法
第7章 直接模拟Monte方法
第1节 引言
第2节 碰撞的取样
第3节 DSMC方法求解问题实例
第4节 内能的激发与松弛
第5节 化学反应的模拟
第6节 复杂流场的计算，位置元方法
第7节 微尺度低速气体流动，信息保存法
附录I 气体的性质和分子性质
附录II 分布函数求矩遇到的积分
附录III 具有给定分布的随机数的取样
附录IV Couette问题程序
参考文献
主题词索引