14789

14789

تحليل جريان الكترواسمزي سيالات ويكوپلاستيك با استفاده از روش عددي شبكه ي بولتزمن

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر شهرام درخشان

مكانيك

چكيده در دو دههي اخير، ميكروپمپها اهميت فوقالعادهاي در زمينههاي مختلف تحقيقاتي، به خصوص پزشكي يافتهاند. در بين ميكروپمپها، ميكروپمپ الكترواسمزي به دليل نداشتن قطعهي متحرك و همچنين كار با سيالاتي مانند خون، نسبت به ساير انواع ميكروپمپها در زمينههاي پزشكي تحقيقاتي از كاربرد بيشتري - برخوردار شده است. البته با توجه به ابعاد بسيار كوچك، آزمايشهاي تجربي بر روي اين ميكروپمپها دشوار و پرهزينه بوده و به همين دليل تحليلهاي عددي ميتوانند در اين زمينه مفيد واقع شوند. در اين پژوهش، جريان عبوري از يك ميكروپمپ الكترواسمزي مورد تحليل عددي واقع شده است. سيال عبوري از ميكروپمپ، سيال غيرنيوتوني ويسكوپلاستيك از نوع كاسان در نظر گرفته شده كه ساختار حاكم بر سيالات بيولوژيك از جمله خون را بهتر از ساير مدلهاي ساختاري سيالات غيرنيوتوني شبيهسازي ميكند. اين سيالات داراي تنش تسليم بوده و بنابراين در بخشي از كانال كه ميزان تنش از تنش تسليم كمتر است، سرعت ثابت بوده و جريان به صورت پلاگشكل درميآيد. براي تحليل عددي، از روش شبكهي بولتزمن استفاده شده كه روشي در مقياس مزوسكوپيك ميباشد. اين مقياس، براي مدلسازي مواردي مورد استفاده قرار ميگيرد، كه داراي مقياسي مابين مقياسهاي ميكروسكوپيك و ماكروسكوپيك هستند. در اين تحقيق، نحوهي رفتار سرعت محوري سيال در ميكروكانال مورد بررسي عددي قرار گرفته و پارامترهاي مؤثر بر اين كميت تحليل گشتهاند. نتايج به دست آمده حاكي از نقش قابل ملاحظهي تنش تسليم بر عملكرد اين نوع پمپ ميباشد.