شبيه سازي ديناميك ملكولي رفتار جريان و انتقال حرارت سيال آرگون در نانوكانال‌ با حضور موانع بر روي ديوار

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

دكتري

چكيده در پژوهش پيش رو رفتار ديناميك ملكولي جريان پوازيه آرگون در نانوكانال مسي به‌صورت دو و سه‌بعدي با استفاده از نرم‌افزار لمپس مورد بررسي قرارگرفته است. در اين تحقيق حل غيرتعادلي رفتار جريان آرگون در نانوكانال با حضور زبري و مانع در دو بخش كلي مورد بررسي قرارگرفته است. در بخش اول تحقيق، حضور زبري (مانع با ساختار R)، مانع (مانع با ساختار P) و زبري-مانع (مانع با ساختار R-P) با تعداد متفاوت در يك نانوكانال مربعي دو بعدي و سه‌بعدي با اعمال نيروي خارجي به‌منظور بررسي رفتار ميدان دما، چگالي، سرعت، شار و هدايت حرارتي موردمطالعه قرارگرفته است و در بخش دوم عوامل فوق با درنظر گرفتن تغييرات ابعاد مانع بررسي خواهد شد. نتايج بخش اول و دوم تحقيق نشان مي¬دهند كه رفتار توزيع دما، چگالي، سرعت، ضريب هدايت حرارتي و شار گرمايي مبادله شده با ديواره متأثر از تغيير حركت اتم‌هاي جريان ناشي از مكانيزم برخورد و پخش اتمي (ديفيوژن) است. رفتار نوساني در نمودارهاي‌هاي چگالي در نزديك ديواره¬ها براي نانوكانال زبر نسبت به حالت بدون زبري، كمتر رخ مي¬دهد، كه ناشي از حضور بيشتر اتم ديواره در حالت وجود زبر است. قرار دادن زبري در داخل يك نانو¬كانال صاف، دامنه نوسانات اتم‌هاي سيال در مجاورت ديواره¬ها را كاهش مي¬دهد. وجود ميدان نيروي ديوار به دليل نيروي جاذبه ديوار، مدت قرارگيري اتم‌هاي سيال در كنار ديواره را افزايش داده و سرعت سيال به‌سرعت اتم¬هاي ديواره جامد نزديك مي¬شود. به دليل مكانيزم برخورد اتم‌هاي آرگون-ديواره علاوه بر انتقال ممنتوم (استهلاك)، تبادل دما نيز صورت مي‌گيرد. توزيع دما در نانوكانال زبر دوبعدي متأثر از نيروي خارجي، با برخورد اتم‌هاي سيال با يكديگر و افزايش دماي ناگهاني همراه است و اثرات آن تا نواحي مركزي جريان وجود دارد. از طرفي وجود ساختارهاي مانع P شكل مي‌تواند افزايش هدايت حرارتي براي نانوكانال دو را به ترتيب 5/1 تا 5/2 برابر نسبت به نانوكانال صاف را ايجاد كند.

225457

تبديل انرژي

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان