Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
2
1
gregorian
2017
5
1
17
3
online
1
fulltext
fa
تحلیل عددی و آنتروپی ریزپمپی لزجتی با روتور بیضوی به روش شبکه بولتزمن و بهینه سازی ریزپمپ به روش سطح پاسخ
A numerical and entropy analysis of viscous micropump with an elliptic rotor by LBM and micropump optimization by RSM
در مقاله حاضر یک شبیه سازی عددی به روش شبکه بولتزمن برای تحلیل یک ریزپمپ لزجتی با تک روتور بیضوی صورت گرفته است. اثرات سه پارامتر هندسی مهم ریزپمپ شامل نسبت منظری روتور، ارتفاع ریزپمپ و خارج از مرکزی روتور بر دبی و تولید آنتروپی متوسط بررسی شده است. با استفاده از روش سطح پاسخ نتایج به دست آمده از شبیه سازی های موردنظر تحلیل گردیده است. نتایج این تحلیل ها حاکی از آن داشت که با افزایش نسبت منظری و نیز خارج از مرکزی روتور دبی متوسط افزایش در حالی که با افزایش ارتفاع ریزپمپ دبی متوسط کاهش پیدا می کند. علاوه بر این میزان حساسیت دبی متوسط به تغییرات نسبت منظری و خارج از مرکزی بیشتر از تغییرات ارتفاع ریزپمپ مشاهده گردید. همچنین نتایج نشان دادند که با افزایش هر سه پارامتر هندسی، تولید آنتروپی متوسط نیز افزایش یافته و به تغییرات هر سه پارامتر نیز حساس بوده است. در انتها پارامترهای هندسی بهینه توسط روش سطح پاسخ محاسبه شدند که به ترتیب مقادیر بهینه 1، 1.5 و 0.9 برای نسبت منظری، ارتفاع و خارج از مرکزی جهت حصول بیشینه دبی متوسط و مقادیر 0.2، 1.5 و 0.1 جهت حصول کمینه تولید آنتروپی متوسط می باشند.
In the present paper a numerical simulation based on the LBM is performed to analyze a viscous micropump with a single elliptic rotor. The effects of three important geometric parameters including aspect ratio of rotor, micropump height and rotor eccentricity are investigated on the average flow rate and entropy generation. The obtained results from the simulations are analyzed by response surface method (RSM). The results indicate that the average flow rate increases by increasing the aspect ratio and rotor eccentricity and decreases by increasing the micropump height. Moreover, the sensitivity of the average flow rate to changes of aspect ratio and eccentricity is more than the change of microchannel height. The results also show that by increasing all three geometric parameters, the average entropy generation increases and is sensitive to changes of three geometric parameters. Finally, the optimal geometric parameters are determined by RSM that for maximizing the flow rate, the optimum values of 1, 1.5 and 0.9 are for aspect ratio, height and eccentricity respectively and for minimizing the entropy generation, the optimum values of 0.2, 1.5 and 0.1 are achieved.
ریزپمپ لزجتی,روتور بیضوی,تحلیل آنتروپی,روش شبکه بولتزمن,روش سطح پاسخ
Viscous micropump,elliptic rotor,Entropy analysis,LBM,RSM
343
354
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-25544-3&slc_lang=fa&sid=15
Hojat
Khozeymeh Nezhad
حجت
خزیمه نژاد
100319475328460048781
100319475328460048781
No
دانشگاه فردوسی مشهد
Hamid
Niazmand
حمید
نیازمند
100319475328460048782
100319475328460048782
Yes
دانشگاه فردوسی مشهد