دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد“M.Sc”
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی
عنوان :
بررسی میکروهندسه ها بر جریان سیالات و نانوسیالات
چکیده:
این گزارش به بررسی اثرات هندسههای با ابعاد کوچک (در حد میکرون) بر روی جریان سیالات پرداخته
و دلایل اختلاف معادلات حاکم بر جریان سیال در هندسههای ماکرو و میکرو بیان شده است.
در ادامه، به بیان اثرات افزایش ذرات فلزی یا اکسید فلزی – با ابعاد نانومتر- به سیال پایه پرداخته شده
و نتیجه تحقیقات اخیر انجام شده بر روی خواص حرارتی مخلوط کلوئیدی حاصل – که نانوسیال نامیده
میشود- ارایه شده و مورد بحث قرار گرفته است.
این گزارش در چهار فصل تنظیم شده است. فصل اول به معرفی میکروسیستمها میپردازد و با ذکر دو
مثال از کاربرد جریان سیالات در میکروسیستمها، اهمیت تحلیل این جریانها بیان شده و به بحث بر
روی صحت فرضیه پیوستاری و معرفی روشهای تحلیل میکروجریانها میپردازد. در فصل دوم معادلات
پیوستار حاکم بر میکروجریانها بیان شده و ضمن بیان ناکارآمدی شرایط مرزی کلاسیک، نتایج
تحقیقات انجام شده برای دستیابی به شرط مرزی مناسب برای میکروجریانها ارایه شدهاند. این نتایج
برای مدلهای مختلف شرط مرزی لغزش برای معادلات مختلف حاکم بر میکروجریان با هم مقایسه شد.
شرط مرزی مرتبه اول لغزش فقط میتوانند برای معادله مرتبه اول (ناویر- استوکس) بکار روند و برای
معادلات با مرتبه بالاتر بارنت باید از شرط لغزش مرتبه بالا استفاده کرد.
در فصل سوم، اثرات وجود گرادیان دما و تنشهای حرارتی در ایجاد جریان در میکروهندسهها معرفی و
بویژه، جریان خزش حرارتی مورد بحث قرار گرفته است. فصل چهارم گزارش حاضر، به بحث بر روی
خواص مختلف نانوسیالات پرداخته و نتایج تحقیقات اخیر بر روی این سیالات ارایه شده است.
واژه هــای کلیــدی: نــانو، نانوسیال،شــبیه ســازی عــددی، دینامیــک مولکــولی، Meshless
Continum Methods،Method، شبیهسازی مستقیم مونت کارلو
مقدمه
در این سمینار، ابتدا مثالهایی از کاربردهای مهندسی در ابعاد میکرو ارائه شده و سپس برخی از نتایج
کلیدی حاصل از کارهای انجام شده که در روند تکامل و پیشرفت علم میکروجریانها تأثیرگذار بوده اند
بیان شدهاند. تاکید اصلی این سمینار بر مفاهیم اساسی از جمله ناکارآمدی قوانین ساختاری در شبیه
سازی رژیمهای جریانی جدید و مسایل مدلسازی میکروسیستمها میباشد. در مورد اندرکنشهای سیال
، که در ابعاد بسیار 1 مایع با سطوح اطراف آن و از جمله اثرات الکترو- سینتیک و اثرات خیسشدگی سطح
کوچک عوامل تعیینکنندهای هستند، به اشاره اکتفا شده و در انتها در مورد مسأله شبیهسازی جریان در
میکرو- الکترو- مکانیکی MEMSبحث میشود.
همچنین روابط اصلی حاکم بر جریانهای قابل تراکم و غیر قابل تراکم ارایه شده و سپس بر روی بیبعد-
سازی این روابط برای جریانهای کم سرعت و سرعت بالا بحث میشود. اگرچه بیشتر جریانهایی که در
کاربردهای میکروسیستم ها وجود دارند جریانهای با سرعت کم هستند، اما در برخی موارد مثل
میکروپیشرانها، جریانهای با سرعت بسیار بالا (مافوق صوت) نیز وجود دارند. در ادامه، معادلات ناویر
استوکس برای جریان قابل تراکم را در نظر گرفته و برای شرط مرزی سرعت در لغزش روی دیواره جامد
بحث میشود. این معادلات میتوانند بر روی رژیم جریانی با نودسن کمتر از یک اعمال شوند و دقت آنها
از مرتبه دو خواهد بود. این روابط، دقت فرمول مرتبه اول ماکسول – که به جریانهای با نودسن کمتر از
0.1 محدود بود- را بهبود میبخشند. سپس با استفاده از نتایج تحقیقات مختلف و استفاده از دادههای
روش شبیه سازی مونت کارلو، جوابهای معادله خطی شده بولتزمان و نتایج تجربی در مورد درستی این
مدل بحث میشود.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند