مقاله مدل ساختار مایع تعاملی برای نانو لوله های کربنی با در نظرگرفتن اثر اندازه نانو جریان و نانو ساختار

مدل ساختار مایع تعاملی برای نانو لوله های کربنی با در نظرگرفتن اثر اندازه نانو جریان و نانو ساختار -

Innovative coupled fluid–structure interaction model for carbon nano-tubes conveying fluid by considering the size effects of nano-flow and nano-structure

چکیده:

در این مقاله معادله حرکت لوله های انتقال سیال بررسی شده است. ما با استفاده از اصول مکانیک سیالات مانند مدل استوکس و همچنین چندین معیار در زمینه تعامل ساختار مایع(FSI) استفاده کرده ایم و نشان می دهد که ویسکوزیته جریان سیال باید در معادله حرکت سیال صدق کند. براساس این نتیجه ما می توانیم یک مدل ابتکاری برای ارتعاشات نانولوله های کربنی (CNT) ها را با استفاده از  سرعت لغزش جریان سیال بر دیواره های CNT ارائه نموده و همچنین از نظریه زنجیره اثر اندازه نانوجریان و نانو ساختار را بررسی کردیم. بنابراین ابتکار در معادله FSI نشان می دهد که نانو لوله برای انتقال نانوجریان برای سرعت های بالاتر پایدارتر است. به عبارت دیگر به طور متوسط سرعت برای جریان سیال که در آن بی ثباتی اتفاق می افتد باید در مقایسه  با سرعت بحرانی پیش بینی شده توسط  مدل های مورد استفاده مانند پلاگین و نظریه های زنجیره کلاسیک کارساز باشد.

کلیدواژه ها: تعامل ساختار مایع(FSI) ، بی ثباتی واگرایی،سرعت جریان بحرانی،عدد نودسن،پارامتر ویسکوزیته،تئوری نظریه زنجیره وابسته به حجم.

1-مقدمه:

نانو لوله های کربنی در حال تبدیل شدن به مواد نانو الکتریک،نانودستگاه ها و نانوکامپوزیت ها برای استفاده در نانوپیپت ها،دیسک ها،راکتورها و دستگاه های فیلتراسیون مایع،حمل و نقل یون،دستگاه های داروسازی و میکروسکوپ های هدایت یون است. در این راستا تعداد قابل توجهی از مطالعات به افشای رفتار ارتعاشی از جمله نانوساختارها و انتقال سیال توسط آنها انجام شده است. در این تحقیق ما یک ارزیابی مجدد برای محاسبات مدل سازی CNT های چسبناک را با برخی از دیدگاه های  تازه را انجام داده ایم. و سعی می کنیم به منظور توسعه آن قدم برداریم و معادله ای را با در نظر گرفتن شرایط لغزش برروی دیواره ناولوله ارائه دهیم. مورد مطالعه جریان مایعات چسبناک از طریق CNT و ایجاد یک توازن جدید حرکت لوله های انتقال مایع با درنظرگرفتن اثرویسکوزیته است. آنها دریافتند که یک نانولوله انتقال یک سیال لزج را در برابر کمانش لرزش ناشی از یک نانولوله غیر چسبناک را دارد. مدل سازی محاسباتی مایع چسبناک منتقل شده از CNT توسط خوسرویان و رفیعی تبار ارائه شده است. و پس از آن اصلاح معادله FSI و فاش کردن اثر ویسکوزیته جریان سیال در لرزش و بی ثباتی نانولوله ها باعث نادیده گرفتن می شود. لی و چانگ تجزیه و تحلیل تاثیرات اثر آنش،اثرلزجیت،میزان نسبت و مقدار ثابت متوسط الاستیک را برروی نانولوله یک دیواره کربنی (SWCNT) با یک مایع چسبناک را در یک محیط الاستیک اندازه گرفتند. آنها نشان دادند که فرکانس به عنوان پارامتر ویسکوزیته افزایش یافته است. (سلطانی و همکاران). یک مدل ارتعاشی عرضی برای (SWCNT) که مایع چسبناک در  آن جاسازی شده است ارائه شد. تحقیقات آنها مشخص کرد که بی ثباتی ساختاری و سرعت جریان بحرانی می تواند با تات تاثیر قرار دادن ویسکوزیته مایع و پارامتر آنش همراه باشد.(خدامی و همکاران). مورد مطالعه دیگری در رابطه با ارتعاشات غیر خطی الکتروحرارتی و بی ثباتی در دو جداره نانولوله بورنیترید براساس تئوری پیزو الاستیسیته انجام شده است. آنها گزارش داده اند که افزایش پارامترهای حقیقی و فرکانس و سرعت سیال حیاتی است. علاوه براین آنها به این نتیجه رسیده اند که اثر گرانروی مایع در لرزش و بی ثباتی (DWBNNTS) ممکن است نادیده گرفته شود. در بسیاری از مطالعات اخیر نظریه های زنجیره ارتعاش و ثبات توسط تجزیه و تحلیل هایی توسعه یافته اند.(لی و چانگ)(ژن و نیش) (لانساری و همکارام) تاثیر کم معادلات حرکت با استفاده از کشش آنش در مطالعات بررسی شده و نشان داد که افزایش پارامتر آنش از کاهش سرعت بحرانی مایع می باشد.(وانگ). لرزش و بی ثباتی سیال در انتقال در نانولوله های دو دیواره براساس تئوری جفتی بررسی شده است. آنها نشان دادند که مولفه های موهومی فرکانس و سرعت جریان بحرانی با  افزایش پارامتر مقیاس طول افزایش یافته است.(وانگ). تجزیه و تحلیل نظری توسعه انتشار امواج از نانولوله های تک جداره کربن در انتقال مایع براساس تئوری الستیسیته تاثیر بسیار زیادی بر پراکندگی دارد(وانگ). تئوری الستیسیته آنش به صورت یکپارچه با تئوری الاستیسیته سطح تجزیه و تحلیل شده و پاسخ دینامیکی نانولوله برای انتقال مایع بررسی شده است.