四边形阵列的微通道型Knudsen泵内热驱流动的DSMC数值模拟优化

摘要

Knudsen泵是可应用于微机电系统(MEMS)的一种微型气体输送装置。本文提出一种带有不同温度四边形的微通道构型,通过直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对该微通道内气体流动特性进行了数值模拟研究,并针对其气体泵送特性进行了优化研究,给出了泵送气体的最佳参数。研究发现,微通道内温差在75~1200 K范围内时,质量流量随着温差的升高几乎呈线性增大,且温差在1200 K时质量流量是75 K时的10倍。对于不同的Knudsen数,最大气体流速和质量流量均出现在Kn=0.3Knudsen泵的62倍。这些结论可为工业领域内各种微型气体泵送装置的实现和设计提供参考依据。