Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad-Reza Azimian
احمدرضا عظیمیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Davood Toghraie Semiromi
داود طغرائی سمیرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1385

TITLE

Molecular Dynamics Simulation of Boiling in Nanochannels
Molecular dynamics simulation of annular flow boiling in a nanochannel is numerically investigated. In this research, an annular flow model is developed to predict the superheated flow boiling heat transfer characteristics in a nanochannel. To characterize the forced annular boiling flow in a nanochannel, an external driving force is applied along the flow direction to inlet fluid particles during the simulation. Based on an annular flow model analysis, it is found that saturation condition and superheat degree have great influences on the liquid-vapor interface. Also, the results show that due to the relatively strong influence of the surface tension in small channels, the interface between the liquid film and the vapor core is fairly smooth, and the mean velocity along the stream-wise direction does not change anymore.
روش شبیه سازی دینامیک ملکولی یک روش قابل اعتماد و معین است که قابلیت برنامه نویسی بسیار بالایی را دارا است و برای مطالعه در مقیاس های میکرو و نانو مناسب خواهد بود. هدف از تحقیق اخیر شبیه سازی و بدست آوردن خواص سطح اشتراک، پروفیل سرعت، شار حرارتی، پروفیل چگالی برای جریان جوششی در میکروکانال ها و نانو کانال ها با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک ملکولی است. اگر چه شبیه سازی سطح اشتراک با استفاده از روش دینامیک ملکولی در کار تعداد زیادی از محققان به چشم می خورد، اما در این رساله سعی بر آن است تا با استفاده از روش دینامیک ملکولی و در نظر گرفتن نیروهای بلند برد و کوتاه برد به طور همزمان و استفاده از یک روش شبیه سازی موسوم به ذره- ذره- ذره- مش برای بدست آوردن نیروهای بین ذرات، در کنار استفاده از یک الگوریتم مناسب و دقیق برای گسسته سازی معادله دیفرانسیل مربوط به حرکت و استفاده از یک تابع پتانسیل جدید برای تقابل بین ذراتنتایج قبلی را بهبود بخشیده و تاثیر الگوریتم های انتگرال گیری، تعداد ذرات، مقدار گرادیان فشار، تاثیر دما و ترموستات های دمایی را بر روی نتایج حاصل بررسی کنیم. اعمال یک میدان خارجی به ذرات، استفاده از ترموستات هایی دمایی مختلف، استفاده از توابع پتانسیل مختلف برای دیواره ها، استفاده از تابع پتانسیلی موسوم به استدارد- فورد، شبیه سازی دینامیک ملکولی یک قلمرو دوفازی پریودیک، شبیه سازی دینامیک ملکولی یک قلمرو دو فازی در حضور دیواره های جامد، شبیه سازی دینامیک ملکولی جریان های پوازیه و کوئت و شبیه سازی دینامیک ملکولی تبخیر یک نانو قطره همگی در زمره شبیه سازی هایی قرار دارند که هر کدام دارای یک سری از ویژگی های موضوع اصلی شبیه سازی یعنی جریان جوششی حلقوی هستند که با شبیه سازی آنها زیر بناهای لازم برای شبیه سازی دینامیک ملکولی جریان جوششی حلقوی بدست می آیند. در نهایت جریان های جوششی حلقوی با تعداد 3200، 70000 و 700000 ذره مورد بررسی قرار گرفتند. ضمن اینکه به عنوان کارهای تکمیلی، تاثیر تعداد ذرات، شعاع قطع، نیروی خارجی، ترموستات گذاری روی دیواره ها و سیال، الگوریتم های انتگرال گیری و نوع سیال بر روی دقت و زمان مورد نیاز برای شبیه سازی نیز در شبیه سازی های صورت گرفته بررسی شدند. کلمات کلیدی: شبیه سازی دینامیک ملکولی، جوشش، نانوکانال، شار حرارتی، پروفیل سرعت، چگالی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی