|
Title
|
بررسي عددي جريان سيال در مخلوط كننده هاي ميكرو پره دار به روش هيدروديناميك ذرات هموار
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
Numerical investigation of the fluid flow in the
stirred micromixers by Smoothed Particle
Hydrodynamics
|
|
Abstract
|
موضوع اصلي مورد بحث در اين رساله، بررسي عددي جريان سيالات نيوتني و غير نيوتني
در داخل يك مخلوط كننده ميكرو فعال در حالت اختلاط سيالات مخلوط پذير ميباشد. روش
حل، روش لاگرانژي "هيدروديناميك ذرات هموار" انتخاب شده است. معادله بقاي جرم و معادله
ناوير استوكس براي شبيه سازي جريان سيال، حل معادله غلظت براي بررسي ميزان اختلاط و
مدل قاعده تواني براي مدل سازي سيال غيرنيوتني معرفي شده است. در اين رساله يك الگوريتم
خوشرفتار عددي براي محاسبات ارائه ميشود كه داراي توانايي حذف نوسانات غيرفيزيكي روش
هيدروديناميك ذرات هموار است. اين الگوريتم از عواملي چون كوپلينگ مجدد سرعت و فشار،
مصححهاي پيشرفته تابع كرنل، تابع جابجايي ذرات و دو نوع انفصال مرتبه دوم براي بهبود روش
هيدروديناميك ذرات هموار تراكم پذير ضعيف استفاده ميكند. علاوه بر روش تراكم پذير ضعيف
ارائه شده يك حلگر تراكم ناپذير نيز در كد محاسباتي پياده سازي شده است. سپس با استفاده از
اين الگوريتمها، مخلوط كننده در حالت محفظه بسته و محفظه باز (داراي ورودي و خروجي)
امتحان شد. در حالت محفظه بسته، براي حالت تكپره و دوپره اثر سرعت زاويه دوران پره بر
ميزان اختلاط بررسي و شكل مناسب محفظه تعيين شده است. موارد ذكر شده براي سيال غير
نيوتني نيز امتحان و علاوه بر آن، اثر ضريب تواني سيال تواني بر ميزان اختلاط نيز بررسي گرديده
است. در حالت محفظه باز نيز اختلاط سيال در حالت نيوتني و غير نيوتني بررسي شده است.
مهمترين پارامتري كه در تمام بررسيها مورد توجه قرار گرفته است، اثر فركانس حركت پره بر
ميزان اختلاط است. تحليل ابعادي و رعايت اصول استخراج نتايج بر اساس گروههاي بدون بعد،
شاخصه اصلي اين رساله است. سپس الگوريتم محاسباتي براي حالتي كه تغييرات چگالي و لزجت
را نيز شامل شود تعميم داده شده است. بررسيها براي نسبت چگالي و نسبت لزجت لگاريتمي
مختلف صورت گرفته و اثر هر كدام بر ميزان اختلاط تعيين شده است. در نهايت، با تركيب جريان
محوري و جريان در محفظه دايروي، يك پمپ مخلوطكننده ميكرو ارائه شده كه داراي خصوصيات
منحصر به فردي است؛ اين مخلوط كننده به جز دوران پرهها هيچ نيازي به انرژي ورودي براي به
حركت درآوردن سيال در كانال ندارد و بدون اينكه نياز باشد در محفظه پرهها اختلاط مناسبي
ايجاد شود، در خروجي اختلاط كافي و مناسب را ايجاد ميكند
|
|
Researchers
|
Rahim Shamsoddini (Student) , Mohammad Sefid (Primary advisor) , Rouhollah Fatehi (Advisor)
|