涡轮分子泵是一种能够达到超高真空(UHV)条件的机械真空泵。由于气体分子之间相互碰撞概率较低,所以需要专用的数值方法模拟超低压条件下的气流。COMSOL Multiphysics软件提供了两种完全不同的计算方法用于模拟高度稀薄气体:角系数方法(angular coefficient method)和蒙特卡罗方法(Monte Carlo method)。
在 COMSOL软件中,有 2 种主要的数值方法可用于模拟极稀薄气流。一种称为角度系数法,可以通过分子流模块提供的自由分子流 物理场接口使用。角度系数方法是一种视图因子计算,可以计算模型边界处的分子通量,并假设气体分子只会与壁碰撞而不会与其他分子碰撞。角系数方法的主要缺点是它是准静态的,也就是说,它忽略了分子的有限飞行时间。在这里,这是一个重要的因素,因为与分子速度相比,叶片很容易达到每秒数百米的速度。
为了充分计算叶片在涡轮分子泵的运动,我们将选择使用粒子跟踪模块下的数学粒子追踪 接口执行蒙特卡罗方法进行模拟。在蒙特卡罗模型中,我们通过求解牛顿运动定律来解决气体中单个分子的运动。由于计算成本的限制,泵中单个分子的实际数量可能
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2024-02-27
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