نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (100 نانومتر) به یک سیال پایه باهدف بهبود انتقال حرارت حاصل می‌شود. یکی از کاربردهای نانوسیالات، استفاده در سیستم‌های انتقال حرارتی مانند ترانسفورماتورها و رادیاتور اتومبیل می‌باشد. این نانوسیالات باید دارای توانایی بالای انتقال حرارت و در برخی موارد عایق الکتریکی باشند. در این پروژه تحقیقاتی در ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده ( اکسید تیتانیوم، اتیلن گلیکول و آب)، خواص تأثیرگذار برای نانوسیال به‌منظور بهبود انتقال حرارت مانند هدایت حرارتی، ویسکوزیته و دانسیته توسط روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی و مطالعات نظری موردبررسی و بحث قرار می‌گیرد. داده‌های خروجی از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی به‌عنوان ورودی روش شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی مورداستفاده قرار گرفت تا تأثیر ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده نانوسیال در ضریب انتقال حرارت موردبررسی قرار گیرد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اضافه کردن نانو ذرات به سیال پایه باعث بهبود هدایت حرارتی نانوسیال و همچنین افزایش دانسیته و ویسکوزیته سیال پایه می‌شود. مطالعات نظری انجام‌گرفته در این زمینه حاکی از دقت بالای شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی می‌باشد. لازم به ذکر است که روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی می‌تواند به‌عنوان روشی مؤثر و دقیق در بررسی نانوسیالات مورداستفاده قرار گیرد. کد استفاده‌شده در شبیه‌سازی‌های رسانش هدایتی، نوع جدید و بهبودیافته‌ای از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی می‌باشد که میزان خطا در شبیه‌سازی‌ها را به مقدار قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. از دیگر مزیت‌های این کد می‌توان به کاهش چشمگیر زمان انجام شبیه‌سازی نسبت به روش‌های مشابه اشاره کرد چون شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نیازمند صرف زمان زیاد برای انجام شبیه‌سازی‌ها می‌باشند.

واژه‌های کلیدی: نانوسیال، اکسید تیتانیوم، دینامیک مولکولی غیر تعادلی، دینامیک سیالات محاسباتی، خواص ترموفیزیکی

متن کامل [PDF 907 kb]   (9722 دریافت)