دینامیک حرکت براونی نانوهواویزهای جوی در لوله استوانه ای

در این پژوهش ضمن بررسی روش های مختلف تهیه نانوذرات زیستی (نانوهواویزها)، حرکت شان در شاره های گوناگون با کمک روش های عددی و آزمایشگاهی جدید مورد مطالعه قرار می گیرد. ابتدا حرکت یک نانوذره معلق در شاره آرام با روش عددی جدیدی بررسی می شود. در نتیجه این بررسی معلوم می شود که فرایندهای حاکم بر حرکت ذرات در دستگاه های مختصات استوانه ای و دکارتی بسیار شبیه هم هستند. همچنین جملات جدیدی برای تخمین حرکت براونی در دستگاه مختصات استوانه ای پیشنهاد می شوند. در ادامه فرایندهای پاشندگی و رسوب ذرات معلق در یک شاره متلاطم با استفاده از روش های شبیه سازی عددی بررسی می شوند. حرکت شاره با کمک روش شبیه سازی عددی مستقیم (dns) شبیه سازی و مسیر حرکت ذرات با رویکرد لاگرانژی مبتنی بر جفت شدگی یگانه دنبال می گردد. مشاهده خواهد شد که ناحیه همدوس نزدیک دیوار و تنش وشکسانی روی دیوار نقش مهمی در فرایندهای پاشندگی و رسوب ذرات دارند. در پایان نانوذرات مختلف با دو روش کاملاً متفاوت تهیه و با طراحی یک سامانه شارشی چندفازی آزمایشگاهی جدید که تنها از یک شمارنده cpc استفاده می کند حرکت نانوذرات زیستی در یک لوله استوانه ای تحت شرایط شاره متلاطم بررسی خواهد شد. اندازه گیری ها با نتایج حاصل از روابط موجود مقایسه خواهد شد. خواهیم دید که معادله نیمه تجربی فَن و احمدی که با کمک یک مدل زیرلایه به دست آمده است بیشترین همخوانی را با نتایج به دست آمده دارد. آزمایش های دیگری جهت بررسی بازده رسوخ پذیری نانوذرات گذرنده از یک انحناء 90 تحت شارش متلاطم انجام شده و مشاهده می شود که بازده رسوخ پذیری نانوذرات با افزایش کسر انحناء افزایش می یابد و تغییرات عدد رینولدز تاثیری بر بازده رسوخ پذیری ندارد.