مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی میکرو پمپ مغناطیسی

در این تحقیق، جریان خاصی از سیال بنام مگنتوهیدرودینامیک (mhd) که در میکرو پمپ ها جاری است، در حالت سه بعدی مدل سازی و شبیه سازی شده و دبی جریان بهینه سازی شده است. میکرو پمپ موردمطالعه شامل یک کانال مستطیل شکل در مقیاس میکرو با الکترودهای موجود در دیواره ها جهت اعمال میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی که به صورت متقاطع و عمود بر میدان الکتریکی است. این جریان پیوسته سیال ناشی از اثر نیروی لورنتز است که به صورت عمود بر دو میدان مغناطیسی و الکتریکی، سیال رسانا را در داخل کانال به پیش می راند. با فرض جریان آرام، تراکم ناپذیر و سه بعدی، روش حجم محدود (fvm) برای حل معادلات استخراجی استفاده شده است. اثر پارامترهای هندسی و میدان های اعمالی بر دبی جریان، بیشترین فشار تولیدی و نرخ انرژی مصرفی در یک مقدار ثابت جریان الکتریکی و یک مقدار ثابت انرژی مصرفی، مطالعه شده اند. در ادامه، جهت تعیین پارامترهای هندسی در طراحی، از روش saw استفاده شده و نشان داده شده است که عرض کانال مستطیلی پارامتر مناسبی برای دست یابی به دبی های بیشتر است. بعلاوه، طرح جدیدی با پروفیل کانال عریض شده، جهت افزایش دبی جریان سیال ارائه شده است. نتایج بدست آمده بر اساس پروفیل جدید، نشان از افزایش چشمگیر دبی جریان دارند. همچنین مقدار بهینه ای برای پارامتر هندسی جدید ارائه شده در پروفیل جدید، زمانی که انرژی مصرفی ثابت است، وجود دارد. برای اعتبار سنجی کد محاسباتی به دست آمده، مقایسه ای بین محاسبات عددی و تجربی محققان پیشین به صورت کمی و کیفی انجام شده است.