6877

آناليز ديناميك ميكروشناگر ها در شرايط عدد رينولدز پايين

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1399

دكتر مجيد رجبي

1399/07/19

مهندسي مكانيك

Analysis of Micro-swimmers’ Dynamics in Low Reynolds Number Flow

مطالعه و مدل سازي ريزشناگرها در دهه هاي اخير مورد توجه پژهشگران بوده است؛ در مقاله پيش رو تعامل جريان خزشي محيط بر سازه اي متشكل از دو گوي جرم دار، كه توسط دو لينك به يك ميله ي مركزي متصل اند، به صورت تحليلي و عددي مورد بررسي قرار گرفته است. چرخش لينكها حول نقاط اتصال، به انضمام ارتعاش محوري ميله مركزي،‌ ميدان سرعت سيال را به نحوي كه در رساله ذكر شده، دستخوش تغيير مي كنند. با صرف نظر از اثرات اينرسي، معادلات اشتقاق يافته از خزش استوكس، تراكم ناپذيري و ديناميك جسم در دو حالت كوپل و دكوپل خطي سازي و گسسته شده، تا مولفه هاي بردار سرعت شناگر در دستگاه متحرك را بدست دهد. اين بردار آن گاه با انتگرال گيري عددي Runge-Kutta درجه ششم يا تفاضل محدود، مسير حركت جسم را تعيين مي كند. اثرات تغيير فركانس، ابعاد سازه و نرخ دوران لينك ها بر خط سير شناگر بررسي شده و «مسيرهاي حركت مشخصه» استخراج شده اند. نتيجتا، در دوران هاي هم فازو پادفاز، به ترتيب حركت شبه بيضوي و پاپيوني قابل مشاهده است كه در حالت خاص زاويه اوليه برابر،‌ به حركت رفت و برگشتي ساده مبدل مي شود. در مواردي مسير هاي غير قابل پيش بيني به دست داده اند.