DSMC 몬테카를로 방법 마이크로열유체(보고서)

소개

DSMC 몬테카를로 방법 마이크로열유체(보고서)

목차

1. 서론
2. Monte Carlo Method
3. DSMC (Direct Simulation Monte Carlo Method)
4. DSMC program

본문내용

1. 서론

MEMS 기술을 기초로 한 채널, 노즐, 밸브 등의 작동은 Navier-Stocks 식과 같은 전통적인 유동모델을 이용하여 항상 예측할 수는 없다. 즉, 이러한 기구의 기체 유동에서의 물체 특성길이가 아주 작거나 기체밀도가 희박해짐으로 인해 연속체 개념으로는 설명할 수 없는 영역에 속하게 된다.
Kn수는 물체 특성길이에 대한 기체입자의 평균자유행로의 비로써, 희박도의 정도를 결정하고, 연속체 모델의 유효성을 결정하는 중요한 변수로 작용한다. Kn 수가 증가 할수록, 희박도 효과는 더 중요하게 되고, 결국 연속체의 접근은 모두 무너지게 된다. 이러한 현상들은 미소기구에서의 유동 특성인 미끄럼 유동, 희박도, 압축성, 분자간 힘 등을 정확히 예측함으로써 설명되어질 수 있다.

고착 경계조건(no-slip boundary condition)을 사용하는 Navier-Stocks 방정식은 통상적으로 Kn<0.01 인 범위에서 연속체 가정이 성립한다는 조건하에 사용되며 0.01<Kn<0.1 정도의 영역은 기존의 방정식에 slip-flow 경계조건을 적용하면 해석할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 0.1<Kn<3인 영역은 천이 유동 영역(transition flow regime) 으로 불리며 더 이상 기존의 방정식을 적용하여 해석하는 것이 어렵다. Kn>10 일 때는 상호분자 충돌이 더욱 감소하게 되는 자유분자 유동영역(free molecular flow)이 된다.
물론 전 유동 영역에 대해 Boltzmann 방정식으로 해석이 가능하지만 이론적으로나 수치적으로나 해석이 곤란하며 따라서 분자의 운동역학을 모사하여 유동을 해석하는 직접모사방법을 이용한다.

참고자료

· 없음