بررسي مكانيزم حركتي يك ميكروشناگر در سيال غيرنيوتوني و محدوده عدد رينولدز پايين

كارشناسي

ميكروشناگرها تحولي جديد در صنعت ميكرورباتها هستند كه در آينده اي نزديك به لطف پيشرفت¬هاي چشم¬گير در زمينه ساخت در ابعاد ميكروسكوپي مي¬تواند در حوزه زيست¬پزشكي و صنعتي بسيار كاربردي باشد. اين ميكرومكانيزم¬ها از ظرفيت زيادي در زمينه پزشكي از جمله نمونه گيري از سلول هاي سرطاني و دارو رساني دقيق برخوردار بوده و كاربردهاي صنعتي از جمله بازرسي خطوط لوله ويا مخازن پر شده از سيال با ويسكوزيته بالا دارند. علي¬رغم پيشرفت¬هاي گسترده در زمينه ساخت مكانيزم¬ها در ابعاد ميكروسكوپي همچنان چالشهاي زيادي براي اينگونه ميكروشناگر ها از جمله چگونگي تحريك، مكانيزم حركتي بهينه و كنترل وجود دارد. در اين رساله سعي شده است با توجه به اهميت موضوع و در راستاي كاربردهاي موجود، به طراحي و شبيه¬سازي ميكروشناگر با قابليت حركت در شرايط رينولدز بسيار پايين تر از يك در سيال غير¬نيوتوني و با الهام از حركت ميكرو¬ارگانيسم¬هاي طبيعي بپردازيم و چالش اصلي يعني طراحي بهينه مورد بررسي قرارداده شود. به همين خاطر در اين رساله مكانيزمي متشكل از دو كره با ابعاد مختلف كه به كمك يك ميله به يك ديگر متصل شده¬اند و قابليت حركت در راستاي اين ميله را دارند مورد بررسي قرار¬گرفته است. مكانيزم رفت و برگشتي و غير متقارن زماني كره ها در راستاي ميله اتصال دهنده آن ها ميكروشناگر را قادر به حركت مستقيم¬الخط مي¬كند. جهت مدلسازي ديناميكي و تحليل رفتار شناگر و سيال، معادلات حاكم بر حركت شناگر و محيط سيال از حل همزمان معادلات حاكم بر برهم¬كنش سيال و سازه به كمك روش هاي المان محدود و با به كار¬گيري نرم افزار كامسول، استفاده شده است. سپس به منظور صحت سنجي نتايج حاصل با داده هاي تجربي و تئوري مقايسه گرديد. درمرحله بعد تاثير پارامترهاي مرتبط به هندسه، تحريك و خواص سيال بر سرعت ميكروشناگر مورد بررسي قرار¬گرفت. سپس تاثير حركت ميكروشناگر بر ديواره رگ هاي خوني بررسي شد.

210655

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر مجيد رجبي