圖書信息
作 者： 計光華，計洪苗 著
內容簡介
《微流動及其元器件》共設三篇22章。第一篇重點介紹微流動基本理論中考慮速度滑移後Burnett方程的具體化、數值計算方法及其套用。第二篇介紹引起微流動的各種動力源，例如毛細現象、動電現象、介電電泳、滲透與擴散、附壁現象、微熱管、相變現象及流變現象等。第三篇介紹調節和控制微流動的各類元器件以及微流管網，包括微閥、微泵、微混合器、微分離器及微動力機械。微流動是20世紀末的新興學科，是當今活躍的交叉學科之一。它被廣泛用於各類晶片、微機電系統（MEMS）、微機器人及微飛行器等的研究與設計中。
《微流動及其元器件》適合已具備物理學、流體力學、物理化學等基本知識的大學理工科學生和研究生，以及從事各類晶片、微機電系統（MEMS）、微機器人、微飛行器等研究、開發、設計、製造的有關科技人員閱讀。
目錄
主要符號說明
第1章 緒論
1．1 流動的多樣性
1．2 微流動的含義
1．3 微流動的特殊效應
1．3．1 稀薄效應
1．3．2 不連續效應
1．3．3 表面優勢效應
1．3．4 低雷諾數效應
1．3．5 多尺度多物態效應
1．4 微流動中的幾個關鍵參數
1．4．1 雷諾數
1．4．2 克努森數
1．4．3 馬蘭戈尼數
1．5 微流動的套用領域
第一篇 微流動的基本理論
第2章 預備知識——矢量與張量的概念
2．1 矢量的算法
2．1．1 矢量的概念
2．1．2 矢量分析
2．1．3 場論用語
2．2 張量的算法
2．2．1 張量的概念
2．2．2 張量的運算
第3章 微流動分析的基礎
3．1 微流動概述
3．1．1 根據克努森數對微流動進行分類
3．1．2 微流動的處理方法
3．2 氣體分子動力論在微流動中的套用
3．2．1 基本概念
3．2．2 Liouville定理
3．2．3 BBGKY方程
3．2．4 由BBGKY方程組求解Boltzmann方程
3．2．5 用Chapman—Enskog方法求解Boltzmann方程
3．3 Boltzmann方程的三種近似方程
3．3．1 Boltzmann方程的零階近似和一階近似——Euler方程和Navier—Stokes方程組
3．3．2 Boltzmann方程的二階近似——Burnett方程組
3．3．3 Boltzmann方程的三種近似方程的比較及其套用
3．4 分子作用力模型及碰撞項中各係數的確定
第4章 Burnett方程組的求解方法
4．1 Bunaett方程——非線性偏微分方程求解方法簡介
4．1．1 分析計算方法
4．1．2 數值計算方法
4．1．3 蒙特卡羅直接模擬法（DSMC）
4．2 用分析法求解Burnett方程組
4．2．1 三維微流動中的Burnett方程
4．2．2 二維微流動中的Burnett方程
4．2．3 不可壓縮的一維微流動時的Burnett方程
4．2．4 可壓縮一維定常微流動時的Burnett方程
4．2．5 可壓縮等溫一維非定常微流動時的Burnett方程
4．2．6 細長微流道中等溫一維定常流動時的Burnett方程
4．2．7 微流道中的等溫二維非定常流動時的Burnett方程
4．3 Couette微流動的Burnett方程理論解
4．3．1 通用式推導
4．3．2 y一t函式
4．3．3 y一p函式
4．3．4 y一u函式
4．4 與Poiseuille流相結合的Couette流
4．5 能量方程與傳熱
第5章 GDQ方法求解Burnett方程組
5．1 GDQ方法簡介
5．1．1 GDQ方法的提出
5．1．2 格線的劃分
5．1．3 二階及高階加權係數的求取
5．1．4 多維空間中的GDQ方法
5．2 套用GDQ方法時的技巧
5．2．1 格線的選用
5．2．2 初值的選取
5．2．3 邊界條件的確定
5．2．4 流動方程組的離散化
5．2．5 壓力修正量的確定——SIMPLE方法
5．2．6 疊代方法的選用——GaUSS—Seidel方法
5．3 GDQ方法在求解不可壓縮二維流動的NavieStokes方程中的套用
5．3．1 不可壓縮二維流動的Navier—Stokes方程
5．3．2 基本方程的離散化
5．3．3 疊代方法及收斂條件
5．3．4 邊界條件的確定
5．3．5 疊代步驟、程式框圖及計算結果
5．4 GDQ方法在求解Burnett方程組中的套用
5．4．1 不可壓縮一維微流動時的Burnett方程
5．4．2 Couette微流動的Burnett方程
第6章 邊界層內的流動及阻力係數
6．1 流體動力邊界層——粘性邊界層
6．1．1 粘性邊界層對流動的影響
6．1．2 充分發展的進口長度
6．2 Knudsen邊界層
6．3 速度滑移
6．3．1 速度滑移簡介
6．3．2 速度滑移的產生及其一階表達式
6．4 溫度突跳的產生及其一階表達式
6．5 速度滑移與溫度突跳的計算_
6．5．1 計算中的問題
6．5．2 高階速度滑移的處理方法
6．5．3 動量調節係數與熱量調節係數
6．6 考慮速度滑移後微流動的計算
6．6．1 考慮速度滑移及溫度突跳後的管內流動
6．6．2 在細長微流道中有速度滑移的微流動
6．6．3 有滑移的Colmtte微流動
6．7 邊界條件
6．7．1 正常情況下的邊界條件
6．7．2 影響邊界條件的其他因素
6．8 局部流動阻力
6．8．1 局部流動阻力的概念
6．8．2 工程上的局部阻力
6．8．3 微流動元器件中的局部阻力及其利用
第7章 用蒙特卡羅（MonteCarlo）直接數值模擬（13SMC）方法求解微流動
7．1 DSMc方法簡介
7．2 求解微流動時DSMc方法的具體化
7．3 求解couette微流動時13SMC方法的步驟及其程式框圖
7．4 DsMc計算結果與GDQ數值計算結果的比較
第8章 微流動中的流體及其有關特性
第二篇 微流動中的動力源及其引起的微流動
第三篇 微流動中的元器件及微流管網
參考文獻
索引
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前言
洛特曼在美國麻省理工學院2001年出版的技術評論雜誌“TechnologrReview”上撰文指出，微流動學（fmicruidics）是未來五年內可改變世界的十大新興科學技術之一[其他九項為機器與人腦的接口、塑膠電晶體、數據開發（datamining）、數字知識權利管理、生物統計學（biometrics）、語言識別處理、微光學技術fmicrophotonics）、解開程式代碼（untanglingcode）、機器人設計]。他列舉了一些例子，如利用極微量的水就可以完成原來需要耗時耗錢的實驗；利用微流動學原理設計的DNA分析晶片，不僅讓設備體積大大縮小，而且還可使分析速度大大加快。
微流動學是一門多學科交叉的新興學科。它被廣泛套用於微機電系統fMEMS）、生物晶片（biochip）、晶片微實驗室（Lab—on-a-chip）、微全分析系統（u一TAS）、微機器人（microbot）、微飛行器（microairvehicle，MAV），以及生物體內體液的流動、微生物及昆蟲在流體中的運動等各個方面。或者說，它是一門研究在微空間、微速度、微流量、微動量、微能量等不同條件下工質流動規律及其套用的學科。由於微流動的特殊要求，微流動學還牽涉產生微流動的微動力源、微流動工質的特性和限制、控制微流動的元器件的材料及其特殊的加工方法、微流動信息的傳輸及測試方法等。總之，這是一門在20世紀90年代才開始發展起來的新興學科。
