IR
۴۳۵۵پ
فارسی
IR
بررسی راهکارهای کاهش جریان‌های کاذب در شبیه‌سازی جریان‌های دوفازی در اعداد کپیلاری پایین
[پایان‌نامه]
Study on the reduction of the spurious currents in two-phase flow with low capillary numbers
/بهمن رحیم‌پور
: مهندسی پلیمر
، ۱۴۰۰
۱۰۳ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی پلیمر- فرآورش
۱۴۰۰/۰۷/۰۱
صنعتی سهند
علم میکروسیال به بررسی حرکت سیالات در مقیاس میکرونی گفته می‌شود که در سال‌های اخیر به دلیل مزایایی نظیر سرعت و دقت بالا و مصرف انرژی پایین‌تر مورد توجه قرارگرفته است .عواملی همچون نسبت ویسکوزیته و دبی فازها، دما، هندسه‌کانال، کشش‌سطحی و زاویه‌تماس و در نتیجه عدد کپیلاری بر شکل‌گیری قطره حاصل از امتزاج دو سیال تاثیرگذار است؛ به‌طوریکه کنترل همزمان آنها به صورت تجربی بسیار مشکل می‌باشد .لذا جهت شناخت دقیق رفتار فازها در سامانه‌های میکروسیالی و کنترل بهتر آن جهت افزایش کارآمدی چیپ‌های میکروسیالی از شبیه‌سازی استفاده می‌شود .طبق مطالعات انجام شده از معایب روش‌های شبیه‌سازی این است که با کاهش ویسکوزیته و دبی و همچنین افزایش کشش بین‌سطحی و به تبع آن کاهش عدد کپیلاری، جریان‌های کاذب و موهومی ناشی از خطاهای محاسباتی در فصل مشترک ایجاد می‌شود .هدف از پروژه حاضر شبیه‌سازی، بررسی راهکارهای کاهش جریان‌های کاذب (spurious currents) و به حداقل رساندن خطاهای محاسباتی ناشی از آن می‌باشد .به این منظور با استفاده از روش ترکیبی المان محدود/حداقل مربعات متحرک (PMLS) تاثیر توابع شکل، توابع وزنی و شعاع همسایگی بررسی شد، بطوریکه تابع شکل دوخطی ناقص کسینوسی، تابع وزنی اسپلاین درجه سوم و شعاع همسایگی ۱۰ نقطه‌ایی بیشترین تاثیر را نسبت به پارامترهای بررسی شده در کاهش حداکثر اندازه جریان‌های کاذب داشتند .همچنین تابع شکل خطی، تابع وزنی اسپلاین درجه‌سوم و شعاع همسایگی ۱۰ نقطه‌ایی علاوه بر کاهش حداکثر اندازه جریان‌های کاذب توانست توزیع فشار دقیق در فصل مشترک بدست آورد .در مطالعه حاضر روش تنظیم‌سطح (level set) بعلت دقت بالاتر جهت به حداقل رساندن خطاهای شبیه‌سازی مورد استفاده قرارگرفته است .به منظور حل معادلات جریان شامل معادلات ناویراستوکس و پیوستگی از روش المان محدود بهبودیافته (xtended finite element) استفاده شده است .همچنین جهت انجام شبیه‌سازی و تحلیل نتایج از نرم افزار متلب (matlab) استفاده شده است.
Microfluidic science is the study of the motion of fluids at the micro-scale, which in recent years has been considered because of advantages such as high speed and accuracy and lower energy consumption. Factors such as the ratio of viscosity and flow rate of phases, temperature, channel geometry, surface tension and contact angle and consequently the capillary number affect the formation of droplets resulting from the fusion of two fluids; As it is very difficult to control them simultaneously experimentally. Therefore, simulation is used to accurately understand the behavior of phases in microfluidic systems and better control it to increase the efficiency of microfluidic chips. According to studies, one of the disadvantages of simulation methods is that by reducing the viscosity and flow rate, as well as increasing the interfacial tension and consequently reducing the capillary number, spurious and parasitic flows are created as a result of computational errors in the interface. The purpose of the present simulation project is to investigate solutions for reducing spurious currents and minimizing computational errors. In the present study, the level set method has been used due to higher accuracy to minimize simulation errors. In order to solve the flow equations including Navier-Stokes and continuity equations, finite element method and xtended finite element method have been used. MATLAB software has also been used to simulate and analyze the results.
ba
Study on the reduction of the spurious currents in two-phase flow with low capillary numbers
شبیه‌سازی
سامانه‌های میکروسیال
المان محدود
جریان‌های کاذب
Simulation; Microfluidics system; Finite element method; Spurious currents
شبیه‌سازی، سامانه‌های میکروسیال، المان محدود، جریان‌های کاذب
رحیم‌پور، بهمن
سلامی حسینی، مهدی، استاد راهنما
مصطفائیان، مهدی، استاد مشاور
ایران
20230703
پلیمر ،۶۰۳۲۵ ،۱۴۰۰
ن‌ییاپ ی‌رلایپک دادعا رد ی‌زافود ی‌اهن‌ایرج ی‌زاسه‌یبش رد ب‌ذاک ی‌اهن‌ایرج ش‌هاک ی‌اهراکه‌ار ی‌سررب.pdf
عادی
عادی
396.pdf
p60325.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ۴۳۵۵
فارسی
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
92029
1
a
Y
