شماره ركورد
33820
پديد آورنده
دانيال شكوه سرنوازي
عنوان
شبيه سازي تشكيل ريزقطره با نرم افزار المان محدود
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/07/16
استاد راهنما
ساسان اسيايي
استاد مشاور
-
دانشكده
مكانيك
چكيده
در اين پژوهش، شبيهسازي عددي توليد قطرات جانوس در يك ميكروكانال Y-شكل با استفاده از روش حجم سيال در نرمافزار فلوئنت انجام گرفت. هدف اصلي، بررسي رفتار چندفازي و تحليل اثر پارامترهاي مؤثر نظير نسبت دبي، عدد بدونبُعد كاپيلاري و وبر بر فرآيند تشكيل و پايداري قطرات بود. براي اين منظور، سيالات مختلف شامل پليكاپرولاكتون ، روغن سيليكون و محلول بهعنوان فازهاي گسسته و پيوسته مدلسازي شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش عدد كاپيلاري، انتقال رژيم جريان از حالت قطرهاي به حالت جت رخ ميدهد. همچنين، تحليل ميدان فشار و نيروهاي حاكم بيانگر آن بود كه نيروي كشش سطحي و برشي نقش غالب در شكلگيري و جدايش قطرات ايفا ميكنند. اعتبارسنجي مدل با دادههاي تجربي موجود، انطباق مناسبي را نشان داد و اختلاف كمتر از 7 درصد در اندازه قطرات ولي دقت كامل در گزارش رژيم جرياني گزارش شد. در نهايت، نتايج اين تحقيق ميتواند در طراحي بهينه ميكروكانالها براي كاربردهاي دارورساني هدفمند و رهايش كنترلشده مورد استفاده قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/23
عنوان به انگليسي
Simulating Microdroplet Formation with Finite Element Software
تاريخ بهره برداري
10/8/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
دانيال شكوه سرنوازي
چكيده به لاتين
In this research, numerical simulations of Janus droplet generation in a Y-shaped microchannel were carried out using the Volume of Fluid (VOF) method in ANSYS Fluent. The main objective was to investigate multiphase flow behavior and analyze the effects of influential parameters such as flow rate ratio, Capillary number, and Weber number on the formation and stability of droplets. For this purpose, different fluids, including polycaprolactone, silicone oil, and PVA solution, were modeled as the dispersed and continuous phases. The results demonstrated that increasing the Capillary number leads to a flow regime transition from dripping to jetting. Furthermore, analysis of the pressure field and governing forces revealed that surface tension and shear forces play dominant roles in droplet formation and breakup. Model validation with existing experimental data showed good agreement, with less than 7% deviation in droplet size, while the prediction of flow regimes was reported with full accuracy. Ultimately, the outcomes of this study can contribute to the optimal design of microchannels for applications such as targeted drug delivery and controlled release systems.
كليدواژه هاي فارسي
ميكروسيالات , قطرات جانوس , فاز پراكنده , فازپيوسته , عدد كاپيلاري , رژيم جرياني
كليدواژه هاي لاتين
Microfluidics , Janus droplet , Dispersed Phase , Continues Phase , Capillary Number , Flow Regimes
Author
Danial Shokooh Sarnavazi
SuperVisor
Dr. Sasan Asiaei