微观尺度高速流体的数值模拟与实验分析

摘要

本文针对微观流体是否仍然可以看做连续介质问题,探究微观流体是否存在涨落现象.首先,利用计算流体力学软件FLUENT对微观流场的行为进行了模拟.建立了流场区域的几何模型,采用合适的网格划分方法与湍流流场模型,用网格差分法计算出了流场的速度分布与网格雷诺数分布.其次,利用微观磁共振探测平台构建了稳定的流场并对流场进行了探测.通过构建稳定的压强差来获得稳定流场,结合纳米尺度力探测手段对微观流场进行探测,得到了探测器的电信号随时间的变化数据,进而推算出了噪声随压强差的变化数据.最后,将数值模拟结果与物理实验结果进行比较分析,得出了微观流场可能具有湍流成分的结论.