جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمد شهاب حیطاوی)
موضوع: شبیه سازی عددی جریان الکترواسموتیک سیالات ویسکوالاستیک تحت میدان های الکتریکی و مغناطیسی عرضی خارجی در میکروکانال
ارائه دهنده: محمدشهاب حیطاوی
استاد راهنما:دکتر محسن ثقفیان
استاد مشاور:دکتر احمدرضا پیشه ور اصفهانی
استادان داور:دکتر مسعود مددالهی- دکتر ابراهیم شیرانی چهارسوقی
چکیده
در این پژوهش جریان الکترواسموتیک دوبعدی سیالات ویسکوالاستیک مدل PTT خطی تحت تأثیر میدان الکتریکی و مغناطیسی عرضی بررسی‌شده است. معادلات بقای جرم و ممنتوم کوشی با در نظر گرفتن شرط عدم لغزش برای دیواره ها و شرط فشار ثابت برای ورودی و خروجی به‌صورت پایا حل‌شده‌اند.با توجه به افزایش روزافزون اهمیت استفاده از تجهیزات مراقبت در محل در بسیاری از زمینه ها و به‌خصوص در زمینه پزشکی همچون دارورسانی و تشخیص بیماری و یا پیش بینی وقوع مشکلات جسمی، بسیاری از پژوهش ها در رشته های متفاوت به بهینه سازی و ایجاد این نوع از تجهیزات می‌پردازند. با توجه به اینکه بسیاری از سیالات مورداستفاده در میکروفلویدیک ها رفتار سیال نیوتنی ندارند و با توجه به اهمیت دستیابی به جریان های سیال مناسب در این تجهیزات، لذا بررسی جریان سیالات نیوتنی در ابعاد میکرو و نانو و ارائه شیوه هایی که جریان بهینه ایجاد می کنند بسیار حائز اهمیت است. هدف اولیه این پژوهش بررسی وجود عدد هارتمن بحرانی برای سیال ویسکوالاستیک موردمطالعه بود. با افزایش دادن عدد هارتمن تا یک مقدار معین دبی جریان سیال افزایش می یابد و پس‌ازآن در اثر افزایش عدد هارتمن، دبی دچار کاهش می شود که این مقدار معین عدد هارتمن بحرانی نامیده میشود. یکی از دلایل اصلی استفاده از میدان های خارجی برای ایجاد جریان، بهینه بودن و قابل‌کنترل بودن جریان های سیال ناشی از اعمال میدان های خارجی در قیاس با روش های سنتی ایجاد جریان سیال همچون اعمال گرادیان فشار ابتدا و انتهای میکروکانال می باشد. نتایج حاصل از این شبیه سازی نشان می دهد که همچون سیالات نیوتنی برای سیال ویسکوالاستیک موردبررسی نیز مقداری از عدد هارتمن وجود دارد که دبی جریان در آن بیشینه است. در گام بعدی تأثیر پارامترهای مختلف بر مقدار عدد هارتمن بحرانی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهایی که تأثیر آنها بر عدد هارتمن بحرانی بررسی گردیدند، پارامترهای میدان الکتریکی عرضی بدون بعد، گرادیان فشار بیبعد و عدد الاستیسیته بودند. در بررسی تأثیر تغییرات میدان الکتریکی عرضی مشخص شد که برخلاف سیالات نیوتنی که در آن برای اعداد S≥100 عدد هارتمن بحرانی تقریباً مقداری ثابت است برای سیال ویسکوالاستیک برای مقادیر میدان الکتریکی عرضی S≥50
عدد هارتمن بحرانی کاهش مییابد. در رابطه با مقادیر کوچک میدان الکتریکی عرضی S<1
نیز مشاهده می شود که همچون سیال نیوتنی تغییرات عدد هارتمن بحرانی برحسب میدان الکتریکی عرضی به‌صورت خطی افزایش می یابد. همچنین مشاهده میشود که عدد هارتمن بحرانی با افزایش گرادیان فشار بدون بعد کاهش می یابد و رابطه ای معکوس دارند. روند تغییرات عدد هارتمن بحرانی با عدد الاستیسیته بدین‌صورت است که با افزایش عدد الاستیسیته عدد هارتمن بحرانی کاهش پیدا می کند اما شدت این روند کاهشی برای مقادیر E>100
بیشتر است و تأثیر افزایش عدد الاستیسیته بر کاهش عدد هارتمن بحرانی شدت بالاتری دارد. فرم پروفیل سرعت مربوط به جریان سیال نیوتنی در راستای طولی حالت سهمی شکل داشت که با بررسی سیال ویسکوالاستیک مدل LPTT در پژوهش حاضر مشاهده شد که فرم پروفیل سرعت این سیال نیز مشابه سیال نیوتنی است. همچنین پروفیل سرعت در راستای عرضی برای سیال ویسکوالاستیک مدل LPTT موردبررسی در این پژوهش همچون سیال نیوتنی است که دارای فرمی نوسانی میباشد.
کلمات کلیدی: جریان الکترواسموتیک، سیال ویسکوالاستیک، عدد هارتمن بحرانی، عدد الاستیسیته، دبی، میدان الکتریکی عرضی