Second-Order Gaseous Flow Models in Long Circular and Noncircular Microchannels and Nanochannels
Notice bibliographique
Résumé
Gaseous flow in circular and noncircular microchannels has been examined and a simple analytical model with second-order slip boundary conditions for normalized Poiseuille number is proposed. The model is applicable to arbitrary length scale. It extends previous studies to the transition regime by employing the second-order slip boundary conditions. The effects of the second-order slip boundary conditions are analyzed. As in slip and transition regimes, no solutions or graphical and tabulated data exist for most geometries, the developed simple model can be used to predict friction factor, mass flow rate, tangential momentum accommodation coefficient, pressure distribution of gaseous flow in noncircular microchannels by the research community for the practical engineering design of microchannels such as rectangular, trapezoidal, double-trapezoidal, triangular, rhombic, hexagonal, octagonal, elliptical, semielliptical, parabolic, circular sector, circular segment, annular sector, rectangular duct with unilateral elliptical or circular end, annular, and even comparatively complex doubly-connected microducts. The developed second-order models are preferable since the difficulty and “investment” is negligible compared with the cost of alternative methods such as molecular simulations or solutions of Boltzmann equation. Navier-Stokes equations with second-order slip models can be used to predict quantities of engineering interest such as Poiseuille number, tangential momentum accommodation coefficient, mass flow rate, pressure distribution, and pressure drop beyond its typically acknowledged limit of application. The appropriate or effective second-order slip coefficients include the contribution of the Knudsen layers in order to capture the complete solution of the Boltzmann equation for the Poiseuille number, mass flow rate, and pressure distribution. It could be reasonable that various researchers proposed different second-order slip coefficients because the values are naturally different in different Knudsen number regimes. The transition regime is a varying mixture of different transport mechanisms and the mixed degree relies on the magnitude of the Knudsen number. It is analytically shown that the Knudsen’s minimum can be predicted with the second-order model and the Knudsen value of the occurrence of Knudsen’s minimum depends on inlet and outlet pressure ratio. The compressibility and rarefaction effects on mass flow rate and the curvature of the pressure distribution by employing first-order and second-order slip flow models are analyzed and compared. The condition of linear pressure distribution is given. This paper demonstrates that with some relatively simple ideas from knowledge, observation, and intuition, one can predict some fairly complex flows.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».