Análisis numérico del número de Knudsen del flujo de helio a través de un micro-atomizador de lámina líquida enfocado por gas
Autores: Kovai, Kritof; Bajt, Saa; arler, Boidar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis numérico del número de Knudsen del flujo de helio a través de un micro-atomizador de lámina líquida enfocado por gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Verificación
Mecánica de continuos
Simulación numérica
Número de Knudsen
Dinámica de fluidos computacional
SFX
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo tiene como objetivo verificar si la suposición de la mecánica de fluidos continua se mantiene para la simulación numérica de un sistema típico de entrega de muestras en cristalografía de femtosegundos en serie (SFX). Se calcularon los números de Knudsen basados en los resultados de la simulación numérica del flujo de helio a través de la boquilla de lámina líquida enfocada por gas hacia la cámara de vacío, representando el límite superior del número de Knudsen para tales sistemas. El flujo analizado se considera estable, compresible y laminar. Los resultados numéricos son independientes de la malla, con un Índice de Convergencia de Malla significativamente inferior al 1% para el análisis global y local. Este estudio se basa en una definición mejorada del número de Knudsen numérico: una combinación del número de Knudsen de la celda y el número de Knudsen físico. En el análisis, se comparan las condiciones de deslizamiento en la frontera sin deslizamiento y las condiciones de deslizamiento en la frontera de baja presión. No se observan diferencias significativas. Este estudio justifica el uso del análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para los sistemas de entrega de muestras SFX basado en la suposición de la mecánica de fluidos continua.
Descripción
Este trabajo tiene como objetivo verificar si la suposición de la mecánica de fluidos continua se mantiene para la simulación numérica de un sistema típico de entrega de muestras en cristalografía de femtosegundos en serie (SFX). Se calcularon los números de Knudsen basados en los resultados de la simulación numérica del flujo de helio a través de la boquilla de lámina líquida enfocada por gas hacia la cámara de vacío, representando el límite superior del número de Knudsen para tales sistemas. El flujo analizado se considera estable, compresible y laminar. Los resultados numéricos son independientes de la malla, con un Índice de Convergencia de Malla significativamente inferior al 1% para el análisis global y local. Este estudio se basa en una definición mejorada del número de Knudsen numérico: una combinación del número de Knudsen de la celda y el número de Knudsen físico. En el análisis, se comparan las condiciones de deslizamiento en la frontera sin deslizamiento y las condiciones de deslizamiento en la frontera de baja presión. No se observan diferencias significativas. Este estudio justifica el uso del análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para los sistemas de entrega de muestras SFX basado en la suposición de la mecánica de fluidos continua.