我正在做一个物理实验,涉及通过脉冲喷嘴将气体从储层释放到真空室中,我很想知道什么是模拟空间中一定体积上的气体密度分布的简单(且相当准确)的方法在喷嘴前和喷嘴打开后随着时间的推移。
储层中涉及的压力,,范围从几毫巴到 500 毫巴(氮气)。
背景真空压力,, 大约为 1e-6 mbar。
喷嘴长度,, 约为 20 厘米, 开口直径,,约 2 毫米。
到喷嘴开口的距离,, 约为 20 厘米。
问题是解决压力,,它是在以轴向距离为中心的小体积(例如直径为 1 cm 的球体)内喷嘴打开后(例如 5 ms 的时间段内)作为空间和时间函数的压力远离喷嘴。
我相信在这些参数的范围内,存在从分子流到连续(或超音速)流的中间过渡,这就是为什么流体动力学方法似乎合适的原因。
我对流体动力学的了解并不多,因此我可以在阅读内容方面使用帮助,这可以让我加快了解如何进行此特定模拟,即如何使用流体力学方程对其进行建模,或格子玻尔兹曼方法(如果适用),以及是否有可用的软件包。
如果模拟可以扩展到包括各种喷嘴形状(锥形)和撇油器的使用(可能定义为边界条件)和各种气体种类,如氩气(可能由流体方程中的各种参数解释),那么也会很有用。