فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

استفاده از سطوح فوق آب‌گریز در میکروکانال‌ها به واسطه کاهش اثر نیروهای سطحی کاربرد فراوان دارد. جریان گازی درون شیار این سطوح با توجه به فشار گاز و ابعاد میکروحفره ممکن است در محدوده جریان رقیق شده باشد. لذا باید از روش‌های ذره-مبنا برای حل جریان گازی استفاده شود. در این مقاله با استفاده از حل ترکیبی شبیه‌سازی مستقیم مونتکارلو و ناویر-استوکس جریان آرام درون میکروکانال فوق آب‌گریز با شیارهای عمود بر جریان مطالعه شده است. از آنجا که سرعت جریان گازی پایین است، برای کاهش نوسانات حل شبیه‌سازی مستقیم مونتکارلو، از روش نگه‌داری اطلاعات استفاده شده است. اثر ابعاد میکروحفره روی پارامترهای جریان مانند طول لغزش موثر، سرعت لغزشی و پروفیل سرعت با استفاده از حل ترکیبی مذکور بررسی و نتایج با حل ساده‌سازی شده برش آزاد روی سطح تماس آب-هوا، مقایسه شده است. این بررسی نشان می‌دهد که هرچند با افزایش کسر برش آزاد اختلاف نتایج دو رهیافت افزایش می‌یابد، اما این اختلاف در شرایط مورد بررسی در این مطالعه همواره کمتر از 6 درصد است. بنابراین با هدف کاهش هزینه‌های محاسباتی، می‌توان با دقت قابل قبولی از حل برش آزاد استفاده کرد. به ویژه در نسبت کسر برش آزاد کمتر از 0/2 که میزان اختلاف به کمتر از 3 درصد کاهش می‌یابد.