7330

ديناميك غيرخطي گردابه هاي چشمك زن جهت تحليل اختلاط

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1400

زينب پورانصاري

1400/06/27

مهندسي مكانيك

Nonlinear dynamics of Blinking vortex for mixing analysis

اختلاط يكي از واحدهاي بنيادين در فرآيندهاي صنايع شيميايي، دارويي و غذايي است. علاوه بر همگن بودن كه هدف اصلي است كنترل نرخ مبادله گرما و جرم، كنترل واكنش ها و تغييرات ساختاري هدف هاي بعدي اختلاط هستند. يكي از انواع مهم اختلاط، مخلوط كردن سيال هاي بسيار لزج است كه موضوع مورد بحث در فرايندهاي تهيه غذا و ساخت و آميختگي پليمرها مي باشد. يكي از بارزترين نشانه هاي آشوب جدايي نمايي نقاطي كه در ابتدا به هم نزديك هستند، مي باشد. اگر تمام نقاط نزديك به هم در ناحيه اي از جريان بصورت نمايي از هم جدا شوند، نتيجه نهايي براي سيال بهبود يافتن اختلاط است، پس استفاده از رفتار آشوبناك و ديناميك غير خطي مي تواند در اختلاط موثر به ما كمك كند. در جريان هاي تراكم ناپذير و استوكس دانستن ميدان سرعت براي تعيين موقعيت مكاني ذرات بعد از يك مدت زمان خاص كافي است. نگاشت هاي پوآنكاره مربوط به ميدان سرعت مي توانند در مشخص كردن مناطق اختلاط آشوبناك و حركت منظم به ما كمك كنند. اين نگاشت ها ممكن است شامل نقاط متناوب و جزاير تناوبي باشند. اين نواحي با بقيه سيال مخلوط نمي شوند و سيال نه مي تواند به آن ها نفوذ كند و نه از آن ها خارج شود، پس عامل محدود كننده اختلاط بوده و پيداكردن آن ها ضروري است. حتي ساده ترين سيستم هاي ديناميكي توانايي ايجاد الگوهاي پيچيده و در نهايت آشوب را دارند. در اين مقاله به نمونه اي از اين سيستم ها يعني جريان گردابه چشمك زن كه شامل دو گردابه مجزا است و بصورت تناوبي روشن و خاموش مي شوند، مي پردازيم.

آشوب، اختلاط، جريان گردابه چشمك زن، سيستم ديناميكي، نگاشت پوآنكاره، نقطه تناوبي، جزيره تناوبي