Produto:Molecular Flow Module
Produto:Molecular Flow Module
Model Low-Pressure Gas Flow in Vacuum Systems with the Molecular Flow Module

Em um implantador de íons, a densidade numérica média das moléculas que liberam gases ao longo da via de feixes é usada como fator de mérito para avaliar o projeto. Ela deve ser computada em função do ângulo de pastilha, com rotação em torno de um eixo.
Entendendo e Prevendo Escoamentos Moleculares Livres
Engenheiros de vácuo e cientistas usam o Molecular Flow Module para projetar sistemas à vácuo e para entender e prever escoamentos de gases a baixas pressões. O uso de ferramentas de simulação no ciclo de projeto se torna mais disseminado conforme essas ferramentas melhoram o entendimento, reduzem os custos com prototipagem e aceleram o desenvolvimento. A prototipagem de sistemas à vácuo normalmente é cara. Portanto, um aumento do uso da simulação no processo de projeto pode resultar em substancial redução de custos. Os escoamentos gasosos que ocorrem dentro de sistemas à vácuo são descritos por físicas diferentes das usadas em problemas convencionais de escoamento de fluidos. Em baixas pressões, o caminho livre médio das moléculas do gás se torna comparável às dimensões do sistema e a rarefação gasosa se torna importante. Os regimes de escoamento podem ser categorizados quantitativamente através do número de Knudsen (Kn), o qual representa a razão entre o caminho livre médio molecular e o tamanho da geometria do escoamento dos gases:
Tipo de Escoamento | Número de Knudsen |
---|---|
Escoamento contínuo | Kn < 0.01 |
Escoamentos com escorregamento | 0.01 < Kn < 0.1 |
Escoamentos transicionais | 0.1 < Kn < 10 |
Escoamento molecular livre | Kn > 10 |
Enquanto o Microfluidics Module é usado para modelar escoamentos contínuos e com escorregamento, o Molecular Flow Module é projetado para simular com precisão escoamentos no regime molecular livre. Historicamente, escoamentos nesse regime são modelados pelo método direto de Monte Carlo (DSMC). Este calcula as trajetórias de um grande número de partículas aleatórias através do sistema, mas introduz ruído estatístico ao processo de modelagem. Para escoamentos de baixa velocidade, tais como aqueles encontrados em sistemas à vácuo, o ruído introduzido pelo DSMC tornas as simulações inviáveis.
Imagens adicionais:
Modelagem Precisa de Escoamentos Gasosos à Baixa Pressão e Baixa Velocidade
O Molecular Flow Module é projetado para oferecer capacidades de simulação previamente indisponíveis para a modelagem de escoamentos gasosos a baixas pressões em geometrias complexas. Ele é ideal para simulações de sistemas à vácuo, incluindo aqueles usados no processamento de semicondutores, aceleradores de partículas e espectrômetros de massa. Aplicações envolvendo pequenos canais (por exemplo, exploração de gás de xisto e escoamentos em materiais nanoporosos) também podem ser modeladas. O Molecular Flow Module usa o método do coeficiente angular para simular escoamentos moleculares livres em regime permanente o qual permite que o fluxo molecular, pressão, densidade de número e fluxo de calor sejam calculados nas superfícies. A densidade de número pode ser recuperada em domínios, superfícies, arestas e pontos, a partir do fluxo molecular das superfícies ao arredor. É possível modelar escoamentos moleculares isotérmicos e não isotérmicos e calcular a contribuição das moléculas gasosas para o fluxo de calor.
Molecular Flow Module
Recursos do Produto
- Escoamentos isotérmicos e não-isotérmicos usando método de coeficiente angular
- Reconstrução das densidades de números em domínios, contornos, arestas e pontos
- Múltiplas espécies
- Fluxo difuso, evaporação, e condições de reservatório para contornos com fluxo de entrada
- Condições de vácuo total e bomba de vácuo para contornos com fluxo de saída
- Condições de desgaseificação, dessorção térmica, adsorção e deposição em paredes
- Condições de contorno adicionais para escoamentos não isotérmicos
- Opção de gerar malha na geometria inteira ou apenas nas superfícies
Áreas de Aplicação
- Sistemas de vácuo
- Equipamentos para processamento de semicondutores
- Equipamentos para processamento de materiais
- Deposição química à vapor de vácuo ultra alto (UHV/CVD)
- Implantação de íons
- Células de troca de carga
- Evaporação térmica
Outgassing Pipes
This benchmark model computes the pressure in a system of outgassing pipes with a high aspect ratio. The results are compared with a 1D simulation and a Monte-Carlo simulation of the same system from the literature.
Rotating Plate in a Unidirectional Molecular Flow
This model computes the particle flux, number density and pressure on the surface of a plate that rotates in a highly directional molecular flow. The results obtained are compared with those from other, approximate, techniques for computing molecular flows.
Molecular Flow Through a Microcapillary
Computing molecular flows in arbitrary geometries produces complex integral equations that are very difficult to compute analytically. Analytic solutions are, therefore, only available for simple geometries. One of the earliest problems solved was that of gas flow through tubes of arbitrary length, which was first treated correctly by Clausing. ...
Differential Pumping
Differentially pumped vacuum systems use a small orifice or tube to connect two parts of a vacuum system that are at very different pressures. Such systems are necessary when processes run at higher pressures and are monitored by detectors that require UHV for operation. In this model, gas flow through a narrow tube and into a high vacuum chamber ...
Molecular Flow in an Ion-Implant Vacuum System
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Adsorption and Desorption of Water in a Load Lock Vacuum System
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Molecular Flow Through an RF Coupler
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Charge Exchange Cell Simulator
A charge exchange cell consists of a region of gas at an elevated pressure within a vacuum chamber. When an ion beam interacts with the higher-density gas, the ions undergo charge exchange reactions with the gas which then create energetic neutral particles. It is likely that only a fraction of the beam ions will undergo charge exchange ...
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