气-面相互作用对均匀加热微梁系统中稀薄气体流动特性影响的数值研究

作     者：王晓伟 武越 杜春林 韩峰 张志军 张世伟 WANG Xiaowei;WU Yue;DU Chunlin;HAN Feng;ZHANG Zhijun;ZHANG Shiwei

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 北京卫星环境工程研究所北京100094 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:31371873,31000665,51176027,31300408) 北京卫星环境工程研究所创新基金项目(编号:CAST-BISEE 2019-008) 北京控制工程研究所先进空间推进技术实验室和北京市高效能及绿色宇航推进工程技术研究中心开放基金项目(编号:LabASP-2020-02) 

出 版 物：《航天器环境工程》 (Spacecraft Environment Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第6期

页      码：640-647页

摘      要：在微型设备和宏观尺度的真空环境中,非均匀温度场会引起稀薄气体流动,且浸没在气体中的结构会受到辐射力。文章采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法结合Cercignani-Lampis(CL)气‒面相互作用模型,研究法向能量调节系数(NEAC)和切向动量调节系数(TMAC)对一对冷热微梁周围稀薄气体流动特性的影响。研究结果表明,流场结构、传热特性、压力分布和辐射力特性对表面调节系数的变化高度敏感——在单独改变冷梁表面调节系数的情况下,辐射力随着NEAC的降低呈近似线性增加,随着TMAC的降低呈非线性减小;在同步改变冷梁和热梁表面调节系数的情况下,辐射力随着TMAC的降低呈非线性增加,随着NEAC的降低呈先减小后增大的趋势。研究结果可作为设计、制造MEMS器件时的选材参考,以获得尽可能大的辐射力。

主 题 词：气‒面相互作用 辐射力 传热传质 直接模拟蒙特卡罗方法 微机电系统 

学科分类：080701[080701] 08[工学] 080103[080103] 0807[工学-电子信息类] 080104[080104] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.12126/see.2021.06.005

馆 藏 号：203106881...