scholarly journals Microscale Transport Phenomena for Bio-Engineering Applications: Recent Advances

2017 ◽  
Author(s):  
C. B. Sobhan ◽  
◽  
Shijo Thomas ◽  
G. P. Peterson ◽  
◽  
...  
Keyword(s):  
Transport Phenomena ◽  
Engineering Applications ◽  
Recent Advances ◽  
Microscale Transport ◽  
Bio Engineering

Surface Roughness Effects on Heat Transfer in Microscale Single Phase Flow: A Critical Review

2008 ◽  
Author(s):  
Perry L. Young ◽  
Satish G. Kandlikar
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Surface Roughness ◽  
Critical Review ◽  
Heat Dissipation ◽  
Transport Phenomena ◽  
Volume Ratio ◽  
Heat Transfer Characteristics ◽  
Roughness Effects ◽  
Transfer Characteristics ◽  
Microscale Transport

There has been increasing interest in research regarding microscale transport phenomena over the past decade. The increased surface area to volume ratio of a microchannel presents enhanced heat transfer characteristics when compared to conventional channels. For this reason, there has been heightened interest in the use of microchannels to meet the high heat dissipation demands of electronics. The fundamental understanding of microscale transport phenomena is an increasingly important area of research, and one area where such understanding is lacking is the effects of surface roughness on transport phenomena. There is very little published literature discussing the effects of surface roughness on the heat transfer characteristics of microchannels, and what literature exists exhibits discrepancies between experimental results. This paper serves as a critical review of literature from 2000 to the present, both experimental and theoretical, involving surface roughness effects on heat transfer in microscale transport phenomena.

scholarly journals Advanced deterministic and stochastic kinetic modeling of gaseous microscale transport phenomena

2019 ◽  
Author(s):  
Γεώργιος Τάτσιος
Keyword(s):  
Monte Carlo ◽  
Kinetic Modeling ◽  
Transport Phenomena ◽  
Navier Stokes ◽  
Microscale Transport

Η θεωρητική και υπολογιστική μελέτη φαινομένων μεταφοράς μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία σε καταστάσεις υψηλής αραιοποίησης είναι ένας από τους πιο ενδιαφέροντες και απαιτητικούς κλάδους της μηχανικής και της φυσικής. Αυτό το πεδίο έρευνας αποκτά όλο και περισσότερη προσοχή τα τελευταία χρόνια, καθώς τέτοιες καταστάσεις απαντώνται σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, από μικροδιατάξεις όπως επιταχυνσιόμετρα και μικρό χρωματογράφους έως μεγάλης κλίμακας δίκτυα μεταφοράς αερίων σε αντιδραστήρες σύντηξης και επιταχυντές σωματιδίων. Η συμπεριφορά των αερίων σε καταστάσεις υψηλής αραιοποίησης δεν μπορεί να περιγραφεί από τις συμβατικές προσεγγίσεις της ρευστοδυναμικής που βασίζονται στις εξισώσεις Navier-Stokes-Fourier λόγω του περιορισμένου αριθμού των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων του αερίου που οδηγεί σε μεγάλες αποκλίσεις από την θερμοδυναμική ισορροπία. Η μοντελοποίηση φαινομένων σε τέτοιες συνθήκες βασίζεται στην κινητική θεωρία των αερίων μέσω της εξίσωσης Boltzmann. Αυτό αυξάνει σημαντικά την πολυπλοκότητα και το υπολογιστικό κόστος αυτών των προσομοιώσεων. Στην παρούσα διατριβή, οι κινητικές προσομοιώσεις γίνονται χρησιμοποιώντας τις, πλέον καθιερωμένες ντετερμινιστικές και στοχαστικές μεθόδους, αυτές των διακριτών ταχυτήτων (DVM) και της απευθείας προσομοίωσης Monte Carlo (DSMC). Καινοτόμες επεκτάσεις εισάγονται και για τις δύο αυτές μεθοδολογίες και η ακρίβεια και αποδοτικότητά τους παρουσιάζονται λύνοντας κάποια πρότυπα προβλήματα του κλάδου της αραιοποιημένης θερμορευστοδυναμικής. Στη συνέχεια οι προσεγγίσεις αυτές εφαρμόζονται για την μελέτη και κατανόηση της φυσικής πίσω από κάποια απρόσμενα και παράδοξα φαινόμενα που παρατηρούνται σε διατάξεις ροής και μεταφοράς θερμότητας σε καταστάσεις υψηλής αραιοποίησης. Επιπλέον, κάνοντας χρήση αποδοτικών και πρωτοπόρων υπολογιστικών προσεγγίσεων γίνεται υπολογιστική μελέτη ροής και μεταφοράς θερμότητας σε διατάξεις που απαντώνται σε μικροηλεκτρομηχανολογικά εξαρτήματα και σε συσκευές που λειτουργούν σε περιβάλλον χαμηλής πίεσης. Οι καινοτομίες στις αριθμητικές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τη μέθοδο διακριτών ταχυτήτων περιλαμβάνουν την ανάπτυξη και εφαρμογή α) ενός ημι-αναλυτικού αριθμητικού σχήματος που βασίζεται στην μέθοδο των χαρακτηριστικών για την επίλυση των κινητικών εξισώσεων υπό την επίδραση εξωτερικών πεδίων δυνάμεων, β) ενός σχήματος προέλασης για την επίλυση των κινητικών εξισώσεων σε αδόμητα πλέγματα και περίπλοκες γεωμετρίες, γ) και ενός αριθμητικού σχήματος επιτάχυνσης της σύγκλισης της μεθόδου διακριτών ταχυτήτων που επιδρά και στους οριακούς κόμβους και βασίζεται σε ημιάπειρες ροπές. Η καινοτομία σε συνδυασμό με την μέθοδο απευθείας προσομοίωσης Monte Carlo περιλαμβάνει τη διάσπαση της λύσης σε δύο επιμέρους τμήματα που αντιστοιχούν στα σωματίδια που φτάνουν σε κάποιο σημείο του πεδίου με και χωρίς ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις. Γίνεται εφαρμογή της κινητικής θεωρίας στον σχεδιασμό συσκευών και διατάξεων που λειτουργούν σε συνθήκες υψηλής αραιοποίησης. Βρίσκεται το εύρος εφαρμογής, σε σχέση με τις παραμέτρους της ροής, των λεγόμενων πεπλεγμένων οριακών συνθηκών σε ροές λόγω κλίσης πίεσης. Γίνεται, επίσης, μία λεπτομερής παραμετρική ανάλυση διαφόρων διατάξεων που απαντώνται στον σχεδιασμό μικρο-αντλιών χωρίς κινούμενα μέρη. Τέλος, γίνεται ανάλυση αβεβαιότητας σε τυπικές διατάξεις ροής και μεταφοράς θερμότητας.

MOLECULAR AND MICROSCALE TRANSPORT PHENOMENA: A Report of the Japan-U.S. Joint Seminar

1995 ◽  
Vol 6 (6) ◽  
pp. 355-377 ◽  
Author(s):  
Chang-Lin Tien ◽  
Arun Majumdar ◽  
Markus I. Flik ◽  
Susumu Kotake ◽  
Kunio Hijikata ◽  
...  
Keyword(s):  
Transport Phenomena ◽  
Joint Seminar ◽  
Microscale Transport

A Survey on Failure Prognosis Research: Theory and Applications

2006 ◽  
Author(s):  
Javad Mohammadpour ◽  
Karolos M. Grigoriadis ◽  
Matthew A. Franchek ◽  
Benjamin J. Zwissler
Keyword(s):  
Industrial Applications ◽  
Data Driven ◽  
Remaining Life ◽  
Damage Modeling ◽  
Engineering Applications ◽  
Model Based ◽  
Recent Advances ◽  
Prognosis Research ◽  
Failure Prognosis

The paper presents a survey of recent advances in the area of failure prognosis and highlights some of the engineering applications in this area. The theoretical aspects of data-driven and model-based prognosis and damage modeling are summarized. The paper also reviews a recently proposed intelligent modelbased diagnosis/prognosis structure and its components. Finally, some of the important industrial applications, in which prognosis techniques have been employed for anticipating failure occurrence and determining useful remaining life are discussed.

Solidification of Pure Liquids and Liquid Mixtures Inside Ducts and Over External Bodies

1994 ◽  
Vol 47 (12) ◽  
pp. 589-621 ◽  
Author(s):  
Shoichiro Fukusako ◽  
Masahiko Yamada
Keyword(s):  
Binary Systems ◽  
Transport Phenomena ◽  
Fluid Motion ◽  
Liquid Mixtures ◽  
Transport Processes ◽  
Future Research ◽  
Density Gradients ◽  
Research Needs ◽  
Recent Advances ◽  
Pure Substances

Recent advances in the understanding of transport phenomena during solidification inside ducts and over external bodies are discussed. The emphasis is on fundamental aspects of the phenomena observed in transport processes during solidification. After a discussion of the solidification of pure substances, transport processes during solidification of binary systems are reviewed. The important role played by fluid motion owing to density gradients is also discussed and future research needs are assessed.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document