بررسی ارتعاشات نانوتیوب های موجی حاوی سیال

یکی از زیر مجموعه های نانوساختارهای تک بعدی نانولوله های کربنی هستند که به دلیل کامل بودن هندسه ی ساختاری، اندازه ی کوچک، چگالی کم، مقاومت بالا، خواص عالی الکترونیکی، مغناطیسی و حرارتی کاربردهای زیادی در بسیاری از صنایع و حوزه های علوم مختلف پیدا کرده اند. ازجمله این کاربردها استفاده به عنوان سنسورها و عملگرهای هیدرولیکی می باشد. همچنین نانوله های حامل سیال می توانند برای رساندن دارو به صورت مداوم به جریان خون یک انسان و یا به یک محل خیلی خاص در بدن استفاده شوند. باتوجه به حساسیت انتقال سیال توسط نانولوله های کربنی نسبت به مودهای ارتعاشی و فرکانس های بحرانی، بررسی خصوصیات دینامیکی نانولوله های کربنی بسیار مهم می باشد. در بسیاری از مطالعاتی که تاکنون درمورد نانولوله های کربنی انجام شده است، نانولوله ها را به صورت تیر مستقیم درنظر گرفته اند، حال آن که عکس های جدیدی که توسط میکروسکوپ های الکترونی گرفته شده است، نشان می دهند که درحقیقت نانولوله ها مستقیم نیستند و درطول خود دارای انحنا می باشند. در این تحقیق برای نخستین بار به بررسی ارتعاشات درون صفحه ای نانولوله های کربنی حاوی سیال با درنظر گرفتن الاستیسیته ی غیرموضعی پرداخته شده است. سیال به صورت لزج درنظر گرفته شده است. ابتدا معادلات حاکم بر مساله استخراج شده اند و سپس به حل عددی آن ها پرداخته ایم. اثر لزجت سیال، اندازه ی پارامتر غیرموضعی، نوع انحنای هندسه ی نانولوله و میزان آن، و همچنین اثر فشار سیال داخلی و کشش های وارد بر نانوله که ناشی از وجود سیال در یک لوله ی انحنادار هستند و نیز شرایط مرزی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که وجود انحنا سبب می شود که نانولوله در سرعت های پایین تری دچار ناپایداری شود. نوع انحنا (هندسه ی نیم دایره ای یا موجی) نیز بر رفتار فرکانسی تاثیر می گذارد. هم چنین افزایش پارامتر غیرموضعی نیز سبب کاهش فرکانس طبیعی می شود. افزایش لزجت سیال نیز موجب افزایش فرکانس طبیعی و سرعت بحرانی می گردد.