调查级联撞击器性能的环境变化
这项研究的目的是模拟DEKATI-ELPI®级联撞击器的收集效率曲线。模拟了较低沉积范围内的十二个阶段中的七个阶段，即10 nm至600nm的D50。“高马赫数流；使用了层流和湍流”和“流体流动的粒子跟踪”模块。颗粒流对流体的影响可以忽略不计，因此从模拟中省略了。这七个平台中的马赫值从亚音速到跨性别者，雷诺的数字从层流到接近瞬态流动区域不等。获得了平台的收集效率曲线，并与文献进行了比较。结果表明，与文献相比，在较小的颗粒直径下，comsol结果的精度较高，而结果与较高颗粒直径的实验值有更多的不同。比较了2D轴对称和3D模型的结果，以模拟1个喷嘴。观察到比较3D和2D轴对称模拟的小差异。 Thus, all nozzles were simulated using 2D-Axisymmetrey to accelerate the simulations.
在数值模型中，密度，压力和温度有所不同。它们被用作实验设计（DOE）方法的因素来量化其效果。选择了颗粒在冲击平台上的聚集作用作为响应。根据喷嘴下的沉积区域的变化评估了聚集。用于密度，压力和温度的极值值分别为1-20 g/cm^3，100-300 MBAR在最低的ELPI平台和25-60°C分别为100-300 mbar。从收集效率曲线中提取了七个模拟平台上颗粒的沉积直径。DOE分析对这些直径的相对一半效应除了压力因子外，没有明显的趋势，该趋势对平台7的凝聚的影响超过20％，平台6的15％的影响在平台中起着更为重要的作用。5和6。压力和温度之间的相互作用对平台1、4和7的聚集产生了超过5％的影响。
为了确认仿真结果，PSL（ρ= 1 gr/cm^3）和金（ρ= 20 gr/cm^3）纳米颗粒沉积在撞击器中。将测试中的点序列与模拟进行了比较。结果表明，模拟的沉积点面积的平均值为0.18 mm^2，测试的平均值为0.077 mm^2。差异可以部分通过从测试中获得的沉积点的椭圆形形状来解释，这是由于附近存在其他喷嘴所致。根据从执行的实验和模拟中分析的数据，我们可以得出结论，模拟沉积点和获得的收集效率曲线的结果与从测试中获得的值并在文献中报告的值非常吻合。
