نام پژوهشگر: موسی محمدپورفرد

روش لتیس بولتزمن برای مدلسازی و شبیه سازی پدیده الکترووتینگ
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  موسی محمدپورفرد   حبیب امین فر

وقتی یک سطح مشترک بین دو ماده ناهمسان ایجاد می شود، یک انرژی خاصی که متناسب با تعداد مولکول های حاضر در سطح مشترک است بوجود می آید. این انرژی، انرژی بین سطحی یا تنش سطحی نامیده می شود. با توجه به این نکته که در پدیده های تر شدن بطور مشخص یک مایع، یک جامد و یک محیط گازی وجود دارد، پس سه نوع تنش سطحی وجود خواهد داشت: مایع- گاز، گاز- جامد و مایع- جامد. هنگامیکه قطرات با یک سطح جامد تماس داشته باشند، سطح مشترک مایع- گاز بصورت یک کلاهک کروی حفظ می شود که در انتهای آن قطره مایع با یک زاویه ای به سطح جامد متصل می گردد. این زاویه، زاویه تماس یا زاویه یانگ نامیده می شود. اگر در سطحی که قطره بر روی آن واقع شده است، یک الکترود جاسازی شود، با اعمال پتانسیل الکتریکی (درست در نزدیکی سطح جامد) لایه الکتریکی مضاعف در داخل قطره تشکیل می شود، که منجر به کاهش انرژی سطح مشترک مایع- جامد می گردد. از معادله یانگ این کاهش در انرژی سطح مشترک سبب کاهش در زاویه تماس تعادلی بین مایع و جامد می شود و سبب می شود که قطره بیشتر سطح را تر کند. امروزه این پدیده به عنوان پدیده الکترووتینگ شناخته می شود که در کاربردهای پیشرفته ای در زمینه سیستم های میکرو و نانو وارد شده است. برای نمونه می توان به استفاده از آن برای انتقـال، اختلاط و توزیع میکــروسیال ها، دستـگاههای آزمایشـگاهـی مـورد استفاده برای انجام تست بر روی نمونه های بیولوژیکی و میکروپمپ ها اشاره کرد.در ادبیات فن، بررسی های عددی که در آنها عملکردهای پدیده الکترووتینگ بطور جامع مورد مطالعه قرار گرفته باشند، اندک است و در این میان کارهایی که در آنها این پدیده به شکل سه بعدی آن مورد بررسی قرار گرفته باشد، بسیار کمتر. نکته ی که باید به آن اشاره کرد اینست که در تمامی بررسی های عددی موجود هم؛ اولا مدلسازی های انجام شده قادر به شبیه سازی تمامی عملکردهای مطرح در پدیده الکترووتینگ (یعنی پخش، حرکت، تقسیم و ترکیب) نمی باشند. ثانیا روش های مورد استفاده برای شبیه سازی دارای ماهیت ماکروسکوپیک می باشند (روش های چون روش تنظیم سطح ، روش شبه استاتیک و یا حجم سیال.)، لذا قادر به اعمال سهم برهمکنش ها در سطح مولکولی نمی باشند. ثالثا اکثر کارهای موجود به شکل دو بعدی انجام شده است. هدف اصلی از انجام این رساله توسعه روش لتیس بولتزمن به منظور مطالعه سه بعدی عملکردهای پدیده الکترووتینگ بود. در این راستا ابتدا با استفاده از بسط چاپمن- انسکوگ معادلات پیوستگی و ناویر- استوکس از معادله لتیس بولتزمن برای روش مدل انرژی آزاد به شکل سه بعدی با شبکه های مکعبی و حالت اختلاف محدود آن استخراج شدند و نشان داده شده است که عبارت خطای ناشی از این استخراج تابعی از مربع عدد ماخ می باشد. با توجه به اینکه در سیستم های میکروسیال عدد ماخ کاملا کوچک است، قابل پیش بینی است که این روش برای مطالعه این سیستم ها روش مناسبی باشد. با توجه به اینکه روش مورد استفاده، یک روش انرژی محور است (یعنی انرژی آزاد محور) سهم تمامی عناصر موثر در مسئله به شکل انرژی آزاد مدلسازی و تاثیر آن بر روی انرژی آزاد کل سیستم محاسبه شده است. با استفاده از روش حساب تغییرات و کمینه سازی معادله بدست امده برای انرژی آزاد کل سیستم، روابط جدیدی برای تنش های سطحی موجود در سیستم در حضور میدان بیان و با استفاده از معادله یونگ این تغییرات در تنش های سطحی به زاویه تماس ارتباط داده شد. قبل از انجام شبیه سازی ها، با توجه به اینکه در مدل ارائه شده فرض بر خطی بودن تغییرات پتانسیل الکتریکی در داخل قطره با اندازه میکرو شده است، در ابتدا به منظور یافتن دامنه ای که درآن این فرض صادق باشد اقدام به حل عددی معادله پواسون- بولتزمن (حل این معادله منجر به مشخص شدن توزیع پتانسیل الکتریکی در دامنه مورد نظر می شود.) بصورت دو بعدی در داخل قطرات با اندازه های نانو و میکرو (صرفنظر از امکان وجود این قطرات با اندازه های مورد بررسی) پرداخته شد. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص گردید که برای قطرات در اندازه میکرو توزیع پتانسیل الکتریکی در داخل قطرات همواره به شکل خطی می باشد. با استناد بر نتایج این بررسی از حل تحلیلی موجود برای معادله پواسون- بولتزمن یک بعدی، جهت تعیین پتانسیل الکتریکی در داخل قطره و استفاده از مقدار آن در معادلات ارائه شده (یعنی معادلات مورد نیاز برای محاسبه تنش های سطحی) بهره گرفته شد.به منظور انجام شبیه سازی ها، برنامه کامپیوتری با استفاده از زبان برنامه نویسی c++ تحت سیستم عامل لینوکس (linux opensuse) با در نظرگرفتن معادلات روش لتیس بولتزمن مدل انرژی آزاد و شرایط مرزی لازم، نوشته شده است. به کمک این برنامه اقدام به شبیه سازی عملکردهای مطرح در پدیده الکترووتینگ (یعنی پخش، حرکت، تقسیم و ترکیب) شد که در هر قسمت نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی و تجربی موجود مقایسه شده است. در آخرین مرحله یکی از جنبه های تازه پدیده الکترووتینگ ارائه و بررسی شده است یعنی تاثیر میدان الکتریکی بر روی تبخیرهای احتمالی در سیستم. با در نظر گرفتن این تاثیر، ترکیب قطرات با استفاده از مکانیزم تبخیر در حضور میدان الکتریکی پیشنهاد شده است. مهمترین نوآوری انجام شده، مبنا قرار گرفتن روابط ترمودینامیکی بجای استفاده از روابط جریان و همچنین تغییر متغیرها از حالت هندسی به متغیرهایی چون چگالی و پتانسیل الکتریکی برای شبیه سازی عملکردهای اشاره شده می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده و تطابق خیلی خوب نتایج با نتایج موجود در ادبیات فن، می توان نتیجه گرفت که روش لتیس بولتزمن می تواند یک روش قدرتمند برای مطالعه سه بعدی پدیده الکترووتینگ باشد.

مطالعه عددی تاثیرمیدان مغناطیسی بر رفتار حرارتی نانو سیال مغناطیسی با استفاده از مدل دو فازی اولر-لاگرانژ
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1390
  امیر عین الوند پور   حبیب امین فر

در این مطالعه، رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی نانوسیال مغناطیسی ( نفت و 4%fe3o4) در یک لوله قائم و در حضور میدان های مغناطیسی مختلف، به صورت عددی با استفاده از مدل های اولر-لاگرانژ و مخلوط با روش حجم کنترل گرفته شده است،که نتایج بدست آمده با استفاده از این دو مدل عددی با یکدیگر مقایسه شده اند و همچنین مدل اولر-لاگرانژ به دو صورت دائم و گذرا در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهند با استفاده از مدل اولر-لاگرانژ غلظت نانوذرات بیشتر در مرکز لوله است و به تدریج در نزدیکی دیواره کاهش می یابد. به منظور مطالعه تاثیر میدان مغناطیسی بر رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی نانوسیال مغناطیسی کدهایی به معادلات حاکم مورد استفاده در نرم افزار ansys fluent 12 اضافه شده است. در مطالعه حاضر میدان مغناطیسی به صورت غیر یکنواخت و با گرادیان های مثبت و منفی اعمال شده است. با توجه به نتایج بدست آمده مدل اولر-لاگرانژ گذرا از دقت بیشتری نسبت به مدل دائم برخوردار است. نتایج تاثیر اعمال میدان مغناطیسی نشان می دهند که میدان های مغناطیسی با گرادیان منفی باعث افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی دیواره، افزایش عدد ناسلت و افزایش ضریب اصطکاک می شوند در حالی که میدان های مغناطیسی با گرادیان مثبت نتایج عکس دارند. همچنین تغییرات در رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی نانوسیال مغناطیسی تحت تاثیر میدان مغناطیسی با زمان تا رسیدن به حالت دائم با استفاده از مدل اولر-لاگرانژ نشان داده شده است.

مطالعه عددی جریان و انتقال گرمای یک نانوسیال مغناطیسی در کانال مارپیچ و در حضور میدان مغناطیسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  سجاد آهنگرزنوزی   حبیب امین فر

در این مطالعه، رفتار گرمایی و هیدرودینامیکی یک نانو سیال مغناطیسی (آب و 4? اکسید آهن) در یک کانال مستقیم عمودی و همچنین در یک کانال مارپیچ با سطح مقطع مربعی تحت میدان مغناطیسی متقاطع غیر یکنواخت به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. میدان مغناطیسی یاد شده توسط سیمی حامل جریان الکتریسیته ایجاد می شود که در فاصله ی مشخص و به موازات طولی کانال قرار می گیرد. از مدل دوفازی مخلوط و روش حجم محدود برای این مطالعه استفاده شده است. اثرات میدان مغناطیسی مربوطه نیز با نوشتن کدهایی به معادلات حاکم بر جریان سیال در نرم افزار ansys fluent 12 اضافه شده است. نتایج بدست آمده برای کانال مستقیم نشان می دهد که اعمال میدان مغناطیسی متقاطع غیریکنواخت باعث افزایش عدد نوسلت و ضریب اصطکاک شده و همچنین باعث ایجاد یک جفت گردابه خواهد شد که انتقال حرارت را بهبود می بخشد. همچنین مشاهده شد که نرخ افزایش عدد نوسلت در نتیجه ی اعمال میدان مغناطیسی فوق الذکر برخلاف میدان مغناطیسی محوری غیریکنواخت، در تمام طول کانال چشمگیر است و اثر اعمال میدان مغناطیسی متقاطع غیر یکنواخت در افزایش عدد نوسلت بیشتر از میدان مغناطیسی محوری غیریکنواخت است. همچنین نتایج حاصله از اعمال میدان مغناطیسی متقاطع غیر یکنواخت به فروسیال جاری در داخل کانال مارپیچ که با قرار دادن سیم حامل جریان الکتریسیته در فاصله ی مشخص و به موازات دیواره ی داخلی کانال ایجاد شده است، نشان می دهد که انتقال حرارت و ضریب اصطکاک روی دیواره ی داخلی افزایش قابل توجه و روی دیواره ی خارجی کاهش جزئی داشته است و در حالت کلی عدد نوسلت و ضریب اصطکاک درنتیجه ی اعمال میدان در کانال مارپیچ افزایش یافته است.

شبیه سازی عددی تاثیرات میدان مغناطیسی بر جریان نانوسیال داخل لوله با دیواره ی نفوذپذیر و الاستیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  کوثر خواجه   حبیب امین فر

در این مطالعه به بررسی پارامترهای موثر بر پدیده ی غلظت دوقطبی در رگ و تاثیر همودینامیک جریان خون بر شروع و توسعه ی تصلب شریان پرداخته می شود. پژوهش در دو مرحله انجام یافته است. ابتدا جریان پایای خون در لوله ای با شرط مرزی دیواره ی نفوذپذیر به صورت متقارن محوری حل شده است. مدل دیوار-آزاد برای در نظر گرفتن انتقال جرم در دیواره به کار رفته است. در ادامه میدان مغناطیسی متقاطع ناشی از سیم حاوی جریان به صورت عمود بر لوله اعمال شده و تاثیر آن بر پارامترهای درگیر در مساله بررسی شده است. طبق نتایج بدست آمده؛ غلظت سطحی ماکرومولکول های موجود در خون با افزایش عدد اشمیت و نرخ فیلتراسیون دیواره، در طول لوله افزایش یافته و با زیاد شدن عدد رینولدز ورودی از مقدار آن کاسته می شود. اعمال میدان مغناطیسی با تولید گردابه هایی در محل سیم منجر به افزایش تنش برشی دیواره و کاهش غلظت سطحی ذرات می شود. با افزایش شدت جریان سیم و نزدیک کردن آن به مرکز لوله بر تاثیر میدان افزوده می شود. از مدل تکفاز همگن (به منظور کاهش حجم محاسبات) برای نانوسیال، روش حجم محدود و نرم افزار ansys cfx 14 برای حل معادلات حاکم استفاده شده و معادلات مربوط به میدان مغناطیسی در قالب cel به حلگر اضافه شده اند. در قسمت دوم پایان نامه رفتار هیدرودینامیکی نانوسیال جاری در لوله ی سه بعدی دارای گرفتگی متقارن مورد تحقیق قرار گرفته است. جریان ورودی ناپایا بوده و شرایط مرزی الاستیک و نفوذپذیری هم زمان به دیواره اعمال شده است. برای معادلات مربوط به دیواره ی الاستیک از روش المان محدود و نرم افزار ansys استفاده شده و داده های مربوط به دامنه های سیال و جامد با استفاده از الگوریتم ale مبادله می شوند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که تنش ون میسس در قسمت داخلی دیواره که تحت فشار اعمالی از طرف سیال است، بیشتر می باشد. همچنین به دلیل ایجاد جریان برگشتی بعد از گرفتگی، غلظت سطحی ماکرومولکول ها بیشتر شده که مهمترین دلیل برای توسعه ی بیماری تصلب شریان به حساب می آید.

شبیه سازی عددی رشد حباب در جریان جوششی نانوسیال مغناطیس شونده در یک میکروکانال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید مدنی آذربایجان - دانشکده فنی 1393
  مهدی قربانی فیروزسالاری   موسی محمدپورفرد

در پایان نامه ارائه شده ابتدا مسئله ی جوشش هسته ای آب خالص به صورت عددی و با تکنیک حجم محدود مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج عددی، تجربی موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. در مرحله ی بعدی جوشش هسته ای نانوسیال حاوی نانو ذرات اکسید آهن با سیال پایه ی آب به شکل مذکور مورد مطالعه قرار گرفته است و در پایان تاثیر میدان مغناطیسی برانتقال حرارت جوشش نانو سیال مغناطیس شونده بررسی شده است. نتایج به صورت قابل قبولی با نتایج تجربی مشابه همخوانی داشته و نسبت به روش های عددی قبلی از اعتبار مناسب تری برخوردار می باشد.

شبیه سازی دینامیک مولکولی جریان نانوسیال درون نانوکانال ها در حضور میدان مغناطیسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  نیر رزم ارا   حبیب امین فر

رکت ذرات در مقیاس میکرو و نانو به پارامترهایی بستگی دارد که در سطح مولکولی خود را نشان می دهند. بررسی پدیده انتقال ذرات در این مقیاس با استفاده از مدل محیط پیوسته در مکانیک سیالات امکان پذیر نمی باشد. علاوه بر این، مطالعه تجربی انتقال ذرات در این مقیاس مستلزم صرف هزینه های فراوان می باشد. لذا، جریان درون میکرو و نانو کانال ها باید در سطح مولکولی تعریف و بررسی شوند. در رساله حاضر جریان نانوسیال درون نانوکانال ها به روش دینامیک مولکولی شبیه سازی شده و ریزساختار مولکولی سیستم در شرایط مختلف و با اعمال نیروهای مغناطیسی بررسی و مقایسه شده است. این شبیه سازی توسط کد منبع باز لمپس به زبان c++ در محیط لینوکس انجام گرفته و تحلیل خواص و ریزساختار سیستم توسط نرم افزارهای جانبی صورت گرفته است. نانوکانال شبیه سازی شده شامل نانوسیال متشکل از تعدادی نانوذره جامد درون سیال پایه آرگون می باشد که بین دو صفحه مسطح ساکن محصور گردیده است. نانوسیال تحت تأثیر نیروی خارجی فشاری درون نانوکانال جریان می یابد. این نیرو بر تمامی ذرات سیال در جهت جریان اعمال می شود. نتایج بدست آمده نشانگر کلوخگی نانوذرات در جریان نانوسیال درون نانوکانال تحت تأثیر نیروی خارجی می باشد. دلیل اصلی این پدیده، نیروی خارجی اعمال شده می باشد که باعث حرکت و نزدیک شدن نانوذرات به یکدیگر می شود. به محض نزدیک شدن نانوذرات به یکدیگر به دلیل شدت برهمکنش بالای نانوذرات در مقایسه با ذرات سیال پایه، کلوخه ای از نانوذرات تشکیل می گردد. در هنگام چسبیدن نانوذرات و یا کلوخه ای از آن ها به یکدیگر، سطح مشترک سیال- نانوذره کاهش یافته و لذا تعداد برخوردهای بین نانوذرات و سیال پایه کم می شود. با کاهش برخوردها انرژی پتانسیل و آنتالپی سیستم کاهش می یابد. از اینرو در گام های زمانی مربوط به کلوخگی نانوذرات، سیستم به صورت لحظه ای از حالت تعادل خارج شده و سطح انرژی سیستم به صورت پله ای کاهش می یابد. سپس تا زمان کلوخگی بعدی انرژی سیستم دوباره متعادل می شود. این روند تا چسبیدن تمامی نانوذرات ادامه می یابد به طوری که سیستم در نهایت به مینیمم سطح انرژی رسیده و نوسانات در سیستم افزایش می یابد. همچنین در اثر کلوخگی نانوذرات در جریان نانوسیال، لایه بندی ذرات سیال در اطراف سطح نانوذرات کاهش یافته و بیشتر به سمت دیواره ها جذب می شوند. در ادامه نتایج جالبی از تأثیر عواملی مانند جنس نانوذرات، شعاع قطع، شدت برهمکنش سطح مشترک سیال- نانوذره، نیروی خارجی، تعداد و اندازه نانوذرات بر نرخ کلوخگی نانوذرات گزارش شده است. نانوذرات متشکل از دو جنس مس و پلاتین در سیستم نانوسیالی در دو شعاع قطع مختلف قرار می گیرند. به دلیل مقادیر کم پارامترهای برهمکنش نانوذرات مس، این نانوذرات در مقایسه با نانوذرات پلاتین سریعتر کلوخه می شوند. همچنین با افزایش شعاع قطع کلوخگی نانوذرات به تأخیر می افتد. افزایش در نیروی خارجی باعث افزایش ممنتم ذرات نانوسیال شده و کلوخگی نانوذرات سریعتر اتفاق می افتد. تأثیر افزودن لایه پوشاننده در سطح نانوذرات با افزایش شدت برهمکنش سطح مشترک سیال- نانوذره انجام می پذیرد به طوریکه با افزایش این پارامتر نانوذرات در مدت زمان بیشتری کلوخه می شوند. همچنین تغییر در کسرحجمی نانوذرات از طریق تغییر در تعداد و اندازه نانوذرات صورت می گیرد. با افزایش تعداد و اندازه نانوذرات، کلوخه نانوذرات در مدت زمان کمتری تشکیل می گردد. در نهایت با اعمال برهمکنش های دوقطبی- دوقطبی، به نانوذرات خاصیت مغناطیسی داده شده و ریزساختار جریانی نانوسیال مغناطیسی بررسی می گردد. نتایج نشان می دهند که به دلیل نوع برهمکنش نانوذرات مغناطیسی، نرخ کلوخگی در جریان نانوسیال مغناطیسی افزایش می یابد. همچنین با اعمال میدان مغناطیسی یک بار در جهت جریان و بار دیگر در جهت عمود بر جریان، تأثیر نیروی مغناطیسی خارجی بر نرخ کلوخگی بررسی می گردد. نتایج بیانگر کاهش نرخ کلوخگی با اعمال میدان مغناطیسی در هر دو جهت می باشد. نتیجه قابل توجه دیگر، پایداری بیشتر نانوذرات مغناطیسی با اعمال نیروی مغناطیسی در جهت عمود بر جریان می باشد.

بررسی عددی تاثیرات میدان مغناطیسی بر روی جوشش جریان چرخشی نانوسیال مغناطیس شونده در مجاری حلقوی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مکانیک 1393
  مسعود کریمی   حبیب امین فر

در این پایان نامه، جوشش جریان چرخشی یک نانوسیال رقیق ( آب و %1/0 ) در یک آنالوس با نوار پیچیده شده بر روی دیواره داخلی آن در حضور یک میدان مغناطیسی عرضی غیریکنواخت به صورت عددی و به وسیله مدل دو سیالی و تکنیک حجم کنترل، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می¬دهند که در جوشش جریانی چرخشی، نرخ انتقال حرارت افزایش می¬یابد. این پدیده را می-توان به تاثیر نیروی گریز از مرکز بر جریان فاز مایع سیال و همچنین کاهش ضخامت زیرلایه هدایت حرارتی موجود روی دیواره گرم، نسبت داد. تاثیرات بهبود ترشوندگی سطح ناشی از رسوب نانوذرات در طی فرایند جوشش نیز در نظر شده است. نتایج نشان می¬دهند که خواص بهبود یافته سیال ناشی از وجود نانوذرات، تاثیرات قابل صرفنظری بر روی عملکرد انتقال حرارت جوششی نانوسیالات رقیق دارد. در حالی که افزایش ترشوندگی سطح نقش مهمی را ایفا می کند و منجر به کاهش کسر حجمی بخار و در نتیجه افزایش شار حرارتی بحرانی می¬شود. اعمال یک میدان مغناطیسی متقاطع سبب تشدید نیروی گریز از مرکز و در نتیجه افزایش آشفتگی جریان می¬شود. به علاوه در حضور میدان مغناطیسی به علت نیروی کلوین قطر جدایش حباب کاهش یافته و همچنین جدایش حباب سریع¬تر اتفاق می-افتد. با در نظر گرفتن دلایل ذکر شده، با اعمال میدان مغناطیسی شار حرارتی بحرانی افزایش می¬یابد.

مطالعه عددی و تجربی فرآیند پیش سرمایش توت فرنگی به روش هوادهی اجباری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده کشاورزی 1393
  حبیبه نعلبندی   صادق سیدلو

از جمله عملیاتی که نقش موثری در افزایش عمر قفسه¬ای و کاهش ضایعات محصولات باغی دارد، فرآیند پیش¬سرمایش است. علی¬رغم اینکه در حال حاضر فرآیند پیش¬سرمایش در سطح دنیا بر روی توت¬فرنگی انجام می¬شود، ولی افت این محصول به دلیل سرمایش غیریکنواخت، هنوز قابل توجه است. هدف از این تحقیق، توسعه سامانه جدید برای پیش¬سرمایش توت¬فرنگی است که بتواند غیریکنواختی سرمایش میوه¬ها را به حداقل برساند که نتیجه آن کاهش افت محصول و مصرف انرژی فرآیند است. در این تحقیق، ابتدا با حل معادلات پیوستگی و انتقال ممنتوم برای فاز سیال و انتقال گرما برای فاز سیال و محصول بصورت توام و به روش اجزای محدود در محیط نرم¬افزار comsol multiphysics و در فضای جعبه¬های طراحی شده، الگوی جریان هوا در داخل جعبه¬ها و سینی حاوی جعبه¬ها به صورت سه بعدی شبیه¬سازی شد. با اعمال تغییرات مناسب در طراحی جعبه، سینی و الگوی هوادهی، سامانه جدیدی تحت عنوان سامانه پیش¬سرمایش موازی برای توت¬فرنگی معرفی گردید که قادر است هوای سرد را بصورت یکنواخت و با دمای یکسان به کلیه جعبه¬ها در داخل هر سینی انتقال دهد و موجب سرمایش یکنواخت میوه¬ها در جعبه¬های مختلف گردد. نتایج نشان داد که بین سرمایش دو جعبه مورد مطالعه، کمتر از 1/0 درجه سانتیگراد اختلاف دما وجود دارد و اختلاف زمانی بین زمان سرمایش نهایی میوه¬ها در این جعبه¬ها، از 55 دقیقه در سامانه تجاری به کمتر از 5 دقیقه کاهش یافت. میزان افت فشار و مقدار هوای کنار¬گذر نیز در این سامانه بسیار ناچیز بود و فرآیند پیش-سرمایش می¬توانست با دبی هوای کمتری انجام شود. بنابراین، این سیستم با کاهش مصرف انرژی هزینه سرمایش توت¬فرنگی را نیز کاهش داد.

بررسی عددی تاثیرات میدان مغناطیسی بر جریان و انتقال حرارت فروسیال غیرنیوتونی دارای هدایت الکتریکی در مجاری با دیواره الاستیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  علی النقی مداین شیشوان   حبیب امین فر

در دهه های اخیر بیماری های عروقی سهم قابل توجهی در آمار مرگ و میر داشته اند.تصلب شریان(آترواسکلروز) و ترومبوز از مهم ترین این بیماری ها هستند. ایجاد و توسعه آترواسکلروز که در مراحل نهایی منجر به ترومبوز می شود به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. این پارامترها می توانند مربوط به جریان خون(پارامترهای همودینامیکی)، انتقال جرم در خون و یا انتقال حرارت و توزیع دما در خون باشند. مطالعه حاضر در دو بخش مختلف به بررسی دو بیماری مهم ذکر شده یعنی آترواسکلروز و ترومبوز پرداخته است. در بخش اول انتقال جرم و توزیع غلظت ذرات لیبوپروتئین کم چگال(ldl) در جریان خون و تاثیر انواع میدان مغناطیسی شامل میدان عرضی یکنواخت و میدان حاصل از سیم الکتریکی حامل جریان مورد بررسی قرار گرفته است. خون سیالی غیرنیوتونی و دارای رسانندگی الکتریکی فرض شده و از مدل دیوار-آزاد برای شبیه سازی انتقال جرم استفاده گردیده است. نتایج نشان می دهند میدان مغناطیسی عرضی یکنواخت که توسط مکانیزم مگنتوهیدرودینامیک بر جریان خون اثر می گذارد، باعث افزایش تنش برشی در جداره رگ شده و متعاقبا منجر به کاهش غلظت سطحی ذرات می شود. با افزودن نانوسیال به جریان خون مشاهده گردید روند ته نشینی ذرات تقویت می شود. از طرف دیگر، میدان تولید شده توسط سیم که منجر به ایجاد اثرات فروهیدرودینامیک می-گردد، با ایجاد تغییر در سرعت مکش دیواره باعث از بین رفتن اثر افزایشی ناشی از نانوسیال شده و حتی منجر به مقادیر غلظت کمتری نیز می شود. در بخش دوم مطالعه جریان، انتقال حرارت خون و همچنین توزیع تنش روی پلاک در یک رگ دارای انحنا و گرفتکی بررسی شده است. پلاک ناشی از آترواسکلروز به دلیل تمرکز سلول های التهابی منشا تولید حرارت است که باعث عدم یکنواختی توزیع دما روی جداره آن می شود. مشاهده گردیده یکی از نشانه های بروز ترومبوز عدم یکنواختی دما است. نتایج بررسی حاضر نشان داد در افراد دچار فشار خون نوسان تنش روی پلاک زیاد بوده که احتمال ترومبوز را زیاد می کند. با اعمال میدان عرضی مشاهده شد که توزیع تنش در پلاک تقریبا یکنواخت گردید، هرچند مقدار متوسط آن افزایش می یابد. همچنین میدان باعث یکنواختی توزیع دما در جداره پلاک هم می شود.

مطالعه عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر پایداری و رسوب نانو سیالات مغناطیسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  رامین مرتضی زاده   حبیب امین فر

نانو سیالات دسته جدیدی از سیالات دوفازی می باشند که به علت دارا بودن خواص گرمای و هیدرودینامیکی توجه ویژه ای را در میان تحقیقات علمی رایج در مکانیک سیالات و انتقال گرما از آن خود نموده اند. و دارای کاربردهای بسیاری از صنایع کامپیوتر، پزشکی، مبدل های گرمای و می باشند. با این حال یکی از مشکلاتی که در مورد تجاری کردن این دسته از سیالات رخ می دهد مساله پایداری ذرات و رسوب گذاری آنها بر اثر نیروی گرانش می باشد.عدم پایداری این سیالات می تواند باعث بروز مشکلاتی همچون از دست رفتن خواص گرمای نانو سیال در کاربرد های مربوط به انتقال گرما در مبدل ها و همچنین انسداد مجراهایی چون میکرو کانال هامی باشد. که از این رو به علت بروز چنین مشکلاتی انجام این چنین تحقیق ضروری می نماید.