FLUENT能計算微通道流體/納米流體嗎？

01-15

FLUENT能計算微通道流體/納米流體嗎？

連續介質假設是否成立？液體的話一般幾十個納米以上的都還可以用NS方程；氣體就難說了，跟壓強有關。主要標準是Knudsen number （分子平均自由程與系統特徵長度的比值）。即使是連續介質假設成立的情況，也需要看是否要考慮微觀下比較特殊/明顯的因素，由於表面積/體積比值的增大，很多在液體表面的現象會表現更加顯著。

回過頭來講數值計算，微觀下如果不能用NS方程，根據模擬的目的/需求，可以分子動力學或者DSMC; COMSOL裡面倒是有分子流模塊，應該是可以解一部分問題。如果NS成立的話，那就相對比較容易，單純流體部分就是解 Stokes方程；如果同時需要考慮其他現象，那就需要考慮相關的場和力學因素，比如表面張力方面，COMSOL裡面有相場法或者水平集方程來處理；比如電解液的的電滲流，除流體外還須考慮液體-固體界面附近的雙電層，這時就還需要分析帶電離子的濃度等等。

說到底還是具體問題具體分析，看你需要考慮哪些因素。Fluent 不是很熟，但可以參考類似思路。

先把問題clarify：微通道流體是流體在微米尺度的通道，納米流體指納米顆粒在流體中分布的混合液體。現在還沒有辦法研究納米尺度通道的流體。

註：一般納米尺度認為是1-100nm。

微流體NS還是成立，只是表面力非常大，可以有新的流體方程簡化方法和界面處理方法，原理上可以模擬，然後Comsol是有這個模塊的，印證了我和樓上的說法。

納米流體是多相流+納米界面效應，應該非常複雜，我不是特別清楚現在的進展。

fluent是基於連續性假設的控制方程求解器，因此其模擬的對象需滿足連續性假設。如果微通道不是很小的話，通過設置合適的邊界條件（如溫度、速度的滑移邊界條件）還是可以模擬的，至於這個臨界的尺寸就有爭議了。當量直徑大於600微米的應該是沒問題的。

至於納米流體，現有文獻中均是將其作為均一化的流體處理，因為粒子的直徑很小(&<100nm),所以通常只考慮粒子的加入對物性的變化，然後將其作為一種純凈流體來進行模擬。

恰好試過，應該不能。這種情形下還是用comsol比較好

沒有

comsol有微流模塊

納米流體=稀薄氣體。

Fluent是求解Navier-Stokes方程的，本質上就不可能模擬稀薄氣體。

nm級的可以上分子動力學了啊，專門有人拿分子動力學算一堆流體力學性質

不能，至少16.0之前不能

apdl可以

微流道中表面張力不可忽略，fluent的udf貌似不能處理

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應該是不能的，因為FLUENT涉及到連續介質假設，但是在微米納米尺度下這一假設不一定成立，題主可以嘗試自己編程求解，用LBM模型。

有難度，要看尺度，受限流體有特徵尺度，另需要考慮surface tension

微流體因為性質均已，本身就做了很多近似假設，如果可能的話可以先試試用理論推導，不一定需要用fluent進行模擬。而且在微流體情況下，表面張力的影響很大，這個好像在fluent裡面沒有呀~