شبيه سازي عددي الكتروهيدروديناميك يك نانو حفره فوق نازك با مقطع بيضوي يا مسطح

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده مطالعه عددي حاضر جرياني از يك محلول الكتروليت آبي است كه از يك نانوكانال فوقالعاده نازك بيضوي مستقيم ساخته شده از ماده ديالكتريك كه دو مخزن را به هم متصل ميكند، عبور ميكند. كل اين سيستم شامل نانوكانال و مخزنها، به عنوان نانوحفره شناخته ميشود. در كار حاضر، حل‌كننده ثابت كاملا جفت شده يكپارچه شده است. براي حل معادلات ديفرانسيل جزئي غيرخطي از نرم افزار المان محدود COMSOL (V6) استفاده شده است. روش حل شامل حل جفتي معادلات ديفرانسيل جزئي پواسون-نرنست-پلانك (همرفت، انتقال و انتشار)، ناوير-استوكس است. در اين مطالعه، محاسبات اجزاي محدود با استفاده از المانهاي شبكه مثلثي انجام شده است. نتايج به دست آمده نشان ميدهند كه فشار از سمت مخزن پر فشار به سمت مخزن كم فشار داراي روند كاهشي است و اين امر در داخل نانو لوله نيز رخ ميدهد. لازم به توضيح اينكه تنها عامل حركت جريان در حالت بدون ميدان الكتريكي، همين اختلاف فشار ميباشد. همچنين بايد اشاره داشت كه روند كاهش فشار در طول نانو لوله خطي است. جريان صرفا در داخل لوله اتفاق ميافتد و در وسط لوله به بيشترين مقدار خود ميرسد كه تقريبا 9/1 متر بر ثانيه ميباشد. همچنين بر اساس اصل عدم لغزش انتظار ميرود سرعت عرضي داخل كانال شكل سهمي به خود گيرد. نتايج نشان ميدهند كه مقدار تاثير ميدان در بالا دست و پايين دست جريان ناچيز است. مقدار سرعت زماني كه از ميدان الكتريكي استفاده ميشود افزايش مييابد. همچنين با افزايش شعاع نيز مقدار سرعت افزايش پيدا ميكند و بايد اشاره داشت كه ميزان افزايش سرعت در اين حالت بسيار قابل توجه بوده و به 700 درصد ميانجامد.

217150

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان