مدلسازی سهبُعدی اجزای محدود حرکت ذره تحت اثر نیروی تابشی آکوستیکی در میکروکانال | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 23, Volume 19, Issue 2, 1397, Pages 483-490 PDF (944.77 K) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| سیدمصطفی زارعی1; مصطفی جمشیدیان* 1; شاهرخ سپهریرهنما2; سعید ضیایی راد1 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی سنگاپور، کوئینزتون، سنگاپور | ||
| Abstract | ||
| آکوستوفلویدیک، بهمعنی مطالعه آکوستیک در سیستمهای میکروفلویدیک، بستر تجزیه و تحلیل بسیاری از کاربردهای آزمایشگاهی از جمله جداسازی ذرات، دستهبندی ذرات، تمیزکاری و اختلاط سیستمهای چندفازی است. در پژوهش حاضر، یک مدل سهبُعدی اجزای محدود برای شبیهسازی حرکت ذرات تحت اثر نیروی تابشی آکوستیکی در میکروکانالهای آکوستیکی توسعه داده شده و اندرکنش یک ذره معلق با موج رخداد در میکروکانال بررسی شده است. با استفاده از روش اجزای محدود ابتدا میدانهای مرتبه اول ناشی از اعمال موج ایستا محاسبه شده و سپس نیروی تابشی آکوستیکی توسط معادلات اغتشاشی مرتبه دوم بهصورت مستقیم محاسبه شده است. نتایج شبیهسازی برای نیروی تابشی آکوستیکی ابتدا در مقایسه با حل تحلیلی در محدوده ریلی صحتسنجی شده و سپس برای خارج از این محدوده که حل تحلیلی صریحی برای آن موجود نیست بررسی شده است. علاوه بر این، حرکت شبهاستاتیکی ذره تحت اثر موج آکوستیکی اعمالی در میکروکانال شبیهسازی شده است. برای شبیهسازی حرکت ذره، تنش آکوستیکی روی سطح ذره محاسبه شده و بهعنوان ورودی به معادلات جریان آرام منتقل میشود. سپس نیروی درگ براساس تنش برشی ناشی از جریان حول ذره برآورد شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که سرعت ذره به موقعیت آن نسبت به گره موج در مرکز میکروکانال بستگی دارد. با نزدیکشدن ذره به مرکز میکروکانال سرعت آن کاهش یافته تا جایی که در مرکز میکروکانال متوقف میشود. | ||
| Keywords | ||
| آکوستوفلویدیک; نیروی تابشی آکوستیکی; روش اجزای محدود; میکروکانال | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 594 PDF Download: 782 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,196 |
| Number of Articles | 24,856 |
| Article View | 27,817,036 |
| PDF Download | 18,464,575 |