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珂勒曦小课堂:克劳辛系数与蒙特卡罗法

信息来源:珂勒曦 时间:2020-05-08 07:51:00 浏览次数:-

真空应用中涉及流导计算时,可能会碰到克劳辛系数与蒙特卡罗法。螺杆真空泵厂家这次与大家一起简单了解下克劳辛系数与蒙特卡罗法在流导计算中的概念。

克劳辛系数与蒙特卡罗法

真空应用中,克劳辛系数与蒙特卡罗法是在分子流状态下的管道流导计算中会用到的方法。当然分子流状态下流导的计算方法并不只有它们,还有克努森的公式计算法以及奥特莱与贝伦斯为代表的传输几率法等。

分子流时,当管道中存在分子密度梯度时,气体的流动是依靠分子自身的热运动碰撞管壁而形成的。因此就涉及到了碰撞几率问题。克劳辛于1932年提出传输几率的概念,并用克劳辛积分方程给出了气体分子从一端进入管道从另一端出来的概率的计算方法。这个概率就称之为克劳辛系数。具体系数的大小与管路的长度、几何尺寸等有关。

蒙特卡罗法也称统计模拟法、统计试验法,通过抽样调查法求取统计值来推定未知特性量。这种方法源于二战中研制原子弹的“曼哈顿计划”,随着计算机技术的进步与发展,戴维斯与利文森首先将蒙特卡罗法用于真空流导的计算。它用计算机去跟踪大量分子的轨迹,得出有多少分子可以通过真空管路的结构元件,进而得到传输概率。因此采用蒙特卡罗法对分子流状态下真空管道的传输几率进行计算,其精度取决于跟踪的分子数,跟踪的分子数越多,精度越高。

这两中方法中,克劳辛积分方程仅仅对于球形结构有解析解,对形状规则的结构可采取数值方法得到近似解,而对于不规则的复杂结构,蒙特卡罗法是一种更为有效的方法。

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