Модуль молекулярные течения

Моделируйте течение газа низкого давления в вакуумных системах с помощью модуля Молекулярные течения

Понимание и прогнозирование свободных молекулярных течений

Инженеры вакуумной техники и ученые используют модуль Молекулярные течения для разработки вакуумных систем и для понимания и прогнозирования газовых потоков низкого давления. Инструменты моделирования все чаще применяются в цикле проектирования, поскольку с их помощью можно получить более подробное представление о том или ином явлении, снизить расходы на создание прототипов и ускорить процесс разработки. Таким образом, более широкое использование моделирования в проектировании может обеспечить значительную экономию. Для описания потоков газа внутри вакуумных систем требуются не те физические основы, которые применяются для решения традиционных задач о потоке жидкости. При низком давлении средняя длина свободного пробега молекул газа сопоставима с размером системы, а разрежение газа становится значимым. Режимы потока подразделяются на категории по количественным параметрам с помощью числа Кнудсена (Kn), которое обозначает отношение средней длины свободного пробега молекулы к геометрическому размеру потока газа:

В то время как модуль Микрогидродинамика используется для моделирования потока со скольжением и непрерывного потока, модуль Молекулярные течения предназначен для точного моделирования потоков в свободномолекулярном режиме течения. Ранее потоки в этом режиме моделировались путем прямого метода Монте-Карло. С его помощью можно вычислить траектории большого количества случайных частиц в системе, однако это вносит в процесс моделирования статистический шум. Для низкоскоростных потоков, например для потоков в вакуумных системах, шумы лишают получаемые модели практической ценности. 

Модуль Молекулярные течения предоставляет недоступные ранее возможности точного моделирования низкоскоростных потоков газа при низком давлении в геометрически сложных системах. Он идеально подходит для моделирования вакуумных систем, включая системы, используемые при производстве полупроводников, в ускорителях частиц и масс-спектрометрах. Кроме того, его можно использовать для приложений с каналами малых размеров (например, при разведке залежей сланцевого газа или при исследовании течения в нанопористых материалах). В модуле Молекулярные течения используется метод угловых коэффициентов для моделирования стационарных свободномолекулярных течений, что позволяет вычислить на поверхностях такие параметры, как молекулярное течение, давление, численную плотность и тепловой поток. Численную плотность можно перестроить в областях, на поверхностях, ребрах и в точках, основываясь на молекулярном течении на окружающих поверхностях. Можно моделировать изотермические и неизотермические молекулярные течения, учитывая вклад в тепловой поток от молекул газа.

Ключевые особенности

• Изотермический и неизотермический потоки с использованием метода угловых коэффициентов
• Восстановление численных плотностей в областях, границах, ребрах и точках
• Произвольное число образцов
• Условия распыления, испарения потока и пластовые условия

Абсолютный вакуум и условия вакуумного насоса для границ выходного потока * Дегазация, термодесорбция, адсорбция и условия осаждения для стен * Дополнительные граничные условия температуры для неизотермического потока * Сетка для всей геометрии или только для поверхностей

Область применения

• Вакуумные системы
• Оборудование для обработки полупроводников
• Оборудование для обработки материалов

• Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) в сверхвысоком вакууме
• Ионная имплантация

• Ячейки обмена зарядом
• Термическое испарение