بررسي جريان درون ميكروكانال‌هاي با سطوح فوق آب‌گريز با رهيافت حل تركيبي معادلات ناوير-استوكس و روش شبيه‌سازي مستقيم مونتكارلو- نگه‌داري اطلاعات

استفاده از سطوح فوق آب‌گريز در ميكروكانال‌ها به واسطه كاهش اثر نيروهاي سطحي كاربرد فراوان دارد. جريان گازي درون شيار اين سطوح با توجه به فشار گاز و ابعاد ميكروحفره ممكن است در محدوده جريان رقيق شده باشد. لذا بايد از روش‌هاي ذرهمبنا براي حل جريان گازي استفاده شود. در اين مقاله با استفاده از حل تركيبي شبيه‌سازي مستقيم مونتكارلو و ناويراستوكس جريان آرام درون ميكروكانال فوق آب‌گريز با شيارهاي عمود بر جريان مطالعه شده است. از آنجا كه سرعت جريان گازي پايين است، براي كاهش نوسانات حل شبيه‌سازي مستقيم مونتكارلو، از روش نگه‌داري اطلاعات استفاده شده است. اثر ابعاد ميكروحفره روي پارامترهاي جريان مانند طول لغزش موثر، سرعت لغزشي و پروفيل سرعت با استفاده از حل تركيبي مذكور بررسي و نتايج با حل ساده‌سازي شده برش آزاد روي سطح تماس آبهوا، مقايسه شده است. اين بررسي نشان مي‌دهد كه هرچند با افزايش كسر برش آزاد اختلاف نتايج دو رهيافت افزايش مي‌يابد، اما اين اختلاف در شرايط مورد بررسي در اين مطالعه همواره كمتر از 6 درصد است. بنابراين با هدف كاهش هزينه‌هاي محاسباتي، مي‌توان با دقت قابل قبولي از حل برش آزاد استفاده كرد. به ويژه در نسبت كسر برش آزاد كمتر از 0/2 كه ميزان اختلاف به كمتر از 3 درصد كاهش مي‌يابد.