گامی بلند در راستای طراحی ساختارهای انتقال حرارت بهینه

به گزارش خبرنگار گروه استان‌های خبرگزاری آنا، معبود حکمتی‌فر دانشجوی دکتری تخصصی رشته مهندسی مکانیک که در هفت ترم موفق به دفاع از رساله دکتری خود با عنوان «شبیه‌سازی دینامیک ملکولی فرآیند میعان نانوسیال‌های مختلف روی سطوح نانوساختار با هندسه‌های مختلف در حالت‌های آب‌دوست و آب‌گریز» شده است، موفق شد نظر داوران را جلب کرده و با موفقیت از طرح خود دفاع کند و نخستین دانش‌‌آموخته دکتری رشته مهندسی مکانیک در دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‌شهر باشد.

از رساله این دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک یک مقاله WOS به چاپ رسیده و دو مقاله WOS دیگر تحت داوری است.

حکمتی‌فر در تشریح چکیده‌ای از پایان‌نامه و رساله دکتری خود با عنوان «شبیه‌سازی دینامیک ملکولی فرآیند میعان نانوسیال‌های مختلف روی سطوح نانوساختار با هندسه‌های مختلف در حالت‌های آب‌دوست و آب‌گریز» اظهار کرد که در این رساله به شبیه‌سازی و بررسی فرآیند میعان سیال پایه آرگون و نانوسیال تشکیل یافته از این ساختار اتمی که بین صفحات پلاتینی با ناهمواری‌های مختلف محبوس شده با استفاده از روش شبیه‌سازی دینامیک ملکولی پرداخته شده است.

وی افزود: برای انجام شبیه‌سازی‌ها، ابتدا سیال پایه در محیط تعریف شده و سپس تأثیر عوامل فیزیکی از قبیل نوع ناهمواری، جنس نانوذرات، اختلاف دمای مازاد ساختارهای آب‌دوست و آب‌گریز بر فرایند میعان بررسی شده است.

دانش‌‌آموخته دکتری رشته مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‌شهر ادامه داد: با تعیین مکان و سرعت اولیه ذرات و محاسبه نیروهای بین ملکولی بر حسب تابع پتانسیل انتخابی و شرایط شبیه‌سازی سیستم، معادلات حرکت انتگرال‌گیری شده و مکان‌ها و سرعت‌های جدید ذرات در هر مرحله به دست می‌آیند و این حلقه آنقدر تکرار می‌شود تا در نهایت سیستم به تعادل برسد، پس از آن با استفاده از مکانیک آماری مشخصات ماکروسکوپی سیستم تعیین می‌شوند.

برای انجام شبیه‌سازی‌ها، ابتدا سیال پایه در محیط تعریف شده و سپس تأثیر عوامل فیزیکی از قبیل نوع ناهمواری، جنس نانوذرات، اختلاف دمای مازاد ساختارهای آب‌دوست و آب‌گریز بر فرایند میعان بررسی شده است.

حکمتی‌فر با بیان اینکه برای مطالعه رفتارگرمایی ساختارهای بیان شده، ضریب هدایت گرمایی و مدت زمان تغییر فاز گزارش شده‌اند، عنوان کرد: نتایج حاصل از پژوهش‌های انجام شده بیانگر بهبود رفتار گرمایی ساختارها با اضافه‌شدن ناهمواری به دیواره‌هاست، به‌گونه‌ای که در حالت بهینه مقدار ضریب هدایت گرمایی W/m.K 017/0 به دست آمد و ساختار سیال پایه بعد از گذشت 320 هزار گام زمانی (ns 32/0) قابل مشاهده بود.

وی خاطرنشان کرد: از سوی دیگر، افزودن نانوذرات (مس و آلومینیوم)، افزایش اختلاف دمای بین دیواره‌ها و ایجاد لایه آب‌گریز روی دیواره‌ها موجب تشدید فرایند میعان می‌شوند به‌طوری که در شرایط بهینه در هر یک از موارد بیان شده تعداد ذرات سیال آرگون چگالش شده به فاز مایع به ترتیب 3450، 3435 و 3055 به دست آمد.

به گفته دانش‌‌آموخته دکتری رشته مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‌شهر در نهایت انتظار می‌رود که نتایج عددی حاصل از شبیه‌سازی‌های دینامیک ملکولی انجام گرفته گامی بلند در راستای طراحی ساختارهای انتقال حرارت بهینه باشند.

انتهای پیام/4062/