بررسی ارتعاشات نانولوله کربنی دوجداره حامل جریان سیال واقع بر روی بستر ویسکو الاستیک، با استفاده از تئوری های مرتبه بالای محیط پیوسته

در دو دهه ی اخیر خواص جالب و منحصر به فرد نانولوله های کربن باعث شده که از این نانو ساختارها برای ساخت دستگاه ها در مقیاس نانو مانند نانو حسگرها، نانو محرک ها و نانو نوسان گرها استفاده شود، از طرفی عبور جریان مایع در نانولوله ها ولتاژ ایجاد می کنند و از این روش برای ساخت حسگرهای جریان مایع استفاده می شود؛ و همچنین از نانولوله ها برای تزریق دارو در سلول های سرطانی استفاده می کنند. بنابراین عملکرد صحیح و مناسب نانولوله های حامل جریان سیال ضروری بوده و نیازمند بررسی و شناخت کامل رفتار مکانیکی آن ها می باشد. در سال های اخیر بررسی رفتار دینامیکی نانولوله های کربن حامل جریان سیال توجه محققان زیادی را به خود جلب نموده است. با توجه به این که رفتار دینامیکی نانولوله حامل جریان سیال در مقیاس نانو بررسی می شود، تئوری کلاسیک الاستیسیته قادر به پیش بینی رفتار دینامیکی این نانو ساختارها نمی باشد؛ و همچنین روش های آزمایشگاهی و دینامیک مولکولی پر هزینه و پیچیده می باشد، برای این منظور باید از تئوری های مرتبه بالای محیط پیوسته که در آن اثر اندازه نانولوله در نظر گرفته می شود، استفاده نمود. تئوری گرادیان کرنش اصلاح شده از جمله تئوری های مرتبه بالای محیط پیوسته می باشد، که در آن تغییرات کرنش در محاسبه انرژی کرنشی در نظر گرفته شده و همچنین یک پارامتر جدید به نام اثر اندازه وارد معادلات ساختاری جسم می شود. در این پایان نامه ارتعاشات نانولوله دوجداره حامل جریان سیال با استفاده از تئوری گرادیان کرنش اصلاح شده به ازای پارامترهای مختلف بررسی می شود. ابتدا انرژی کرنشی نانولوله با استفاده از تئوری گرادیان کرنش به دست می آید، با محاسبه انرژی جنبشی و کار نیروهای ناشی از بستر ویسکو پسترناک و سیال و با استفاده از اصل همیلتون معادلات نانولوله برای دو حالت تئوری تیر تیموشنکو و تئوری پوسته دانل استخراج می شود. معادلات نانولوله و شرایط مرزی با استفاده از روش های حداقل مربعات دیفرانسیلی و ناویر گسسته سازی شده و مسئله مقدار ویژه به ازای پارامتر های مختلف حل می شود. نتایج نشان می دهد تأثیر پارامتر اثر اندازه، مقیاس طول، سختی و میرایی بستر و ویسکوزیته سیال بر فرکانس ارتعاشی نانولوله دوجداره حامل جریان سیال قابل توجه می باشد.