محاسبه مولفه‏های عمودی و جانبی تنسور فشار و خواص دینامیکی سیال‏های محدودشده در نانوحفره صفحه‏ای با استفاده از قضیه ویریال و نظریه تابعی چگالی

پایان نامه
چکیده

با توجه به اهمیت سیال‏های محدودشده در فضای نانو و همچنین کاربرد فراوان آنها در زمینه‏های مختلف علمی و صنعتی، هدف این پایان‏نامه مطالعه و بررسی برخی خواص ترمودینامیکی و دینامیکی این سامانه‏هاست. در این رساله با استفاده از دو روش ویریال و نظریه تابعی چگالی، فشار موضعی در این‏گونه سامانه‏ها مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از ویژگی‏های حائز اهمیت در این سامانه‏ها تنسوری بودن فشار در آنهاست. تنسور فشار دارای 9 مولفه به صورت است که می‏باشد. در نانوحفرات صفحه‏ای که محتوی سیال ساکن و دارای دیواره‏های بدون ساختار هستند مقدار متوسط مولفه‏های غیر قطری تنسور فشار صفر است و فشار در چنین سامانه‏‏هایی به صورت تنسور قطری است که دارای دو مولفه عمودی یا نرمال و جانبی است. در قسمت نخست این پایان‏نامه با استفاده از قضیه ویریال در مکانیک آماری و با توجه به رابطه تنش و نیرو، رفتار موضعی مولفه‏های نرمال و جانبی تنسور فشار در نانوحفره صفحه‏ای محاسبه و معادله‏ای کلی برای هر یک ارائه شده است که برای انواع پتانسیل‏های سیال-سیال و سیال-دیواره قابل حل است. لذا هر دو معادله برای سیال کره‏سخت به‏طور عددی حل شده است. نتایج به‏دست آمده نشان می‏دهد که در هر دو مولفه تنسور فشار با افزایش فاصله دو دیواره در نانوحفره، تعداد نوسان‏ها افزایش یافته اما از مقدار فشار و شدت نوسان‏ها کاسته شده است. همچنین هر دو مولفه عمودی و جانبی با افزایش چگالی توده‏ای و دما رفتار نوسانی مشابهی دارند اما نوسان‏های فشار عمودی شدیدتر از فشار جانبی است. از آنجا که این معادلات از مکانیک آماری استخراج شده است سهم انرژی جنبشی، سهم پتانسیل برهم‏کنش‏های بین مولکولی و همچنین سهم دیواره به‏طور مجزا در آنها قابل تحلیل و بررسی است. به منظور بررسی نقش نیروهای جاذبه در فشار موضعی، این معادلات با استفاده از نظریه اختلال برای سیال لنارد-جونز محدودشده نیز به‏طور عددی حل شده‏است. نتایج حاصل نشان‏دهنده رفتار نوسانی اما منفی سهم جاذبه در فشار است که این موضوع باعث کاهش فشار موضعی سیال لنارد-جونز نسبت به سیال کره‏سخت شده است. با توجه به سرعت و دقت نظریه تابعی چگالی در بخش بعدی این پایان‏نامه، معادله‏ای کلی مبتنی بر این نظریه برای پیش‏بینی مولفه‏های قطری تنسور فشار ارائه شده است. این معادله قابل استفاده برای انواع نانوحفره‏ها با اشکال هندسی مختلف و پتانسیل‏های بین مولکولی متنوع است. در این راستا از معادله اویلر-لاگرانژ و ارتباط آن با معادله نیروها استفاده شده است. در نانوحفره صفحه‏ای، با استفاده از این معادله، مولفه نرمال تنسور فشار قابل پیش‏بینی است که برای دو سیال کره‏سخت و لنارد-جونز حل شده است. فشار در نقطه مماس با دیواره با استفاده از این معادله در نانوحفرات صفحه‏ای با اندازه‏های مختلف به‏دست آمده که تطابق نسبتاً خوبی با نتایج شبیه‏سازی رایانه‏ای دارد. روند کیفی نتایج به‏دست آمده در این قسمت مطابق با نتایج به‏دست آمده از معادلات ویریال ارائه شده در بخش نخست پایان‏نامه است. در آخرین قسمت از پایان‏نامه نیز فرایند انبساط آزاد در سامانه کرات سخت خالص و مخلوط با استفاده از نسخه وابسته به زمان نظریه تابعی چگالی مطالعه شده است. نتایج این قسمت نشان می‏دهد که سیال کره سختی که به صورت ناهمگن و با ساختار لایه‏ای بین دو دیواره نانوحفره آرایش یافته، با حذف دیواره‏ها و پتانسیل خارجی آزادانه منبسط شده و آرایشی همگن و یکنواخت اختیار خواهد کرد.

منابع مشابه

The Study of Stressful Factors in Clinical Education for Nursing Students Studying in Nursing and Midwifery College in Khorramabad

کچ هدي پ شي مز هني فده و : شزومآ لاب يني شخب ساسا ي شزومآ مهم و راتسرپ ي تسا . و هنوگ ره دوج لکشم ي شزومآ رد لاب يني ، آراک يي هدزاب و ا ني شزومآ زا شخب راچد ار لکشم م ي دنک . فده اب رضاح شهوژپ سررب ي لماوع سرتسا از ي شزومآ لاب يني رد وجشناد ناي راتسرپ ي هدکشناد راتسرپ ي و يامام ي ماـجنا داـبآ مرـخ تسا هتفرگ . شور و داوم راک : رضاح هعلاطم کي هعلاطم صوت يفي عطقم ي تسا . د...

متن کامل

The effect of cyclosporine on asymmetric antibodies and serum transforming growth factor beta1 in abortion-prone model of mice CBA/J x DBA/2

كچ ي هد فده و هقباس : ي ک ي طقس زورب للع زا اه ي ،ررکم ا لماوع تلاخد ي ژولونوم ي ک ا رد ي ن قم طققس عون ي وراد دقشاب ي س ي روپسولک ي ،ن ح لدم رد طقس شهاک بجوم ي ناو ي CBA/j×DBA/2 م ي تنآ ددرگ ي داب ي اه ي ان و راققتم TGF-β لماوع زا عت مهم يي ن گلماح تشونرس هدننک ي سررب روظنم هب رضاح هعلاطم تسا ي ات ث ي ر اس ي روپسولک ي ن م رب ي از ا ي ن تنآ عون ي داب ي س و اه ي اکوت ي ن TGF...

متن کامل

مقایسه تأثیر وضعیت طاق باز و دمر بر وضعیت تنفسی نوزادان نارس مبتلا به سندرم دیسترس تنفسی حاد تحت درمان با پروتکل Insure

کچ ی هد پ ی ش مز ی هن ه و فد : ساسا د مردنس رد نامرد ي سفنت سرتس ي ظنت نادازون داح ي سکا لدابت م ي و نژ د ي سکا ي د هدوب نبرک تسا طسوت هک کبس اـه ي ناـمرد ي فلتخم ي هلمجزا لکتورپ INSURE ماجنا م ي دوش ا اذل . ي هعلاطم ن فدهاب اقم ي هس عضو ي ت اه ي ندب ي عضو رب رمد و زاب قاط ي سفنت ت ي هـب لاتـبم سراـن نادازون ردنس د م ي سفنت سرتس ي لکتورپ اب نامرد تحت داح INSURE ماجنا درگ ...

متن کامل

محاسبه خواص مکانیکی و ترمودینامیکی ساختار 3C کربید سیلیکون با استفاده از دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی

کربید سیلیکون به خاطر خواص فوق‌العاده مکانیکی، فیزیکی، ترمودینامیکی و شیمیایی، یک سرامیک بسیار جذاب برای اکثر صنایع است. در این پژوهش خواص مکانیکی و ترمودینامیکی ساختار C3 کربید سیلیکون با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی مبتنی بر تقریب شیب تعمیم یافته در دما و فشارهای بالا محاسبه و جهت صحت با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. محاسبات دینامیک مولکولی با استفاده از پت...

متن کامل

The study of relationship between the tension-making factors and mental health of Semnan nurses

هديكچ فده و هقباس : راتسرپ هفرح ي م رد سرتسارپ لغاشم ردص رد ي ب لغاشم نا تشاده ي نامرد و ي لـماوع و دراد رارـق سرتسا از ي لغش ي ددعتم ي ناور تملاس ي لغاش ي ا ن ي م رارق رطخ ضرعم رد ار هفرح ن ي دهد . فدـه اـب رـضاح شهوژپ سررب ي ت أ ث ي نت لماوع ر ي گد ي ناور تملاس رب از ي نانمس رهش ناراتسرپ دش ارجا . شور و داوم اه : رامآ هعماج ي زا دوب ترابع لك ي ر ناراتسرپ ه مس ي ب ي ناتسرام اه ي رهش هك ...

متن کامل

بررسی نظری ناخالصی‌های نیکل و طلا بر خواص الکترونیکی گرافین با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این مقاله، خواص الکترونی گرافین در حضور وغیاب ناخالصی‌های نیکل و طلا با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی بررسی می‌شود. در تمامی موارد با استفاده از نتایج به دست آمده ساختار الکترونی، چگالی حالت‌ها، پایداری، گاف انرژی و گشتاور مغناطیسی مطالعه شده است. محاسبات ما با استفاده از نرم افزار SIESTA انجام شده و از تقریب‌های GGA و LDA برای پتانسیل تبادلی- همبستگی استفاده شده است. با افزایش اندازه‌ی م...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده شیمی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023