Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farrokhpour,Ahmad Reza Pishevar
حسین فرخ پور (استاد مشاور) احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyyed mohammad javad Mousavi
سیدمحمدجواد موسوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Molecular dynamics simulation of coated polymer nanoparticles and its effect on thermal conductivity and stability of nanofluid
Nano fluids are very suitable for enhancing heat transfer in electronics cooling systems. Exploring the behavior of thermo physical properties of these fluids helps us to use them in various industrial applications. Different theories have been proposed so far to predict the properties of nanofluid. However, there are many inconsistencies in these studies, which have been done experimentally, numerically, and theoretically. These discrepancies in results persuade us to use molecular dynamics simulations for understanding the behavior of nanofluids properties since drastical changes in the physical properties of the base fluid by the nano particles can be described in the molecular interaction scales. In this project, the stability problem and thermal conductivity of nanofluid were investigated using the molecular dynamics simulation method. The results showed that the addition of nanoparticles to the base fluid with a volume fraction of 1.15 % increase the thermal conductivity of nanofluid by 12.8 % compared to the base fluid. Also, by increasing the volume fraction of nanofluid to 5.78 percent, thermal conductivity increases by 38 percent compared to the base fluid. The results show aggregation of nanoparticles increases the thermal conductivity of nanofluid by 22 percent compared to the base fluid. Moreover, covering the nanoparticles with one type of silane coupling agent improves the stability of the nano fluid, but on the other hand, it reduces the thermal conductivity of nanofluid compared to non-coated nanofluid and increases only 5 % of the thermal conductivity compared to the base fluid. Keywords: nanofluids, molecular dynamics, thermal conductivity, stability of nanofluids, polymer coating, non equilibrium, aggregation of nanoparticle
نانوسیالات، مخلوط نانوذرات و سیال پایه، واسطه ی نوید بخشی برای سیستم‌های انتقال حرارتی می‌باشد. دانستن خواص ترموفیزیکی و انتقال حرارتی این نوع سیال‌ها به درک رفتار و پیاده‌سازی آنها در کاربردهای صنعتی و مطالعات علمی کمک می‌کند. نظریه‌های زیادی برای پیش‌بینی رفتار و خواص نانوسیالات از جمله هدایت حرارتی آنها ارائه شده است. در این مطالعات که به روش‌های تجربی، عددی و تئوری می‌باشد، تناقض‌های زیادی به چشم می‌خورد. این تفاوت در تحلیل و بررسی‌ها نشان می‌دهد که همچنان درک رفتار نانوسیال با چالش‌های زیادی روبرو است. روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، روشی مناسب برای شبیه‌سازی نانوسیالات و برهمکنش‌های مولکولی می‌باشد. در این پایان نامه با استفاده از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، مسئله پایداری و هدایت حرارتی نانوسیال و عوامل موثر بر آن مورد توجه قرار گرفته است. نتایج این بررسی‌ها نشان داد افزودن نانوذرات به سیال پایه با کسر حجمی 15/1 درصد، باعث افزایش هدایت حرارتی مجموعه نانوسیال به میزان 8/12 درصد نسبت به سیال پایه می‌شود. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذره تا مقدار 78/5 درصد، هدایت حرارتی به میزان 38 درصد نسبت به سیال پایه افزایش می‌یابد. بررسی‌های مربوطه نشان می‌دهد که کلوخه‌ای شدن نانوذرات باعث افزایش هدایت حرارتی نانوسیال به میزان 22 درصد نسبت به سیال پایه می‌گردد. همچنین پوشش‌دهی نانوذرات با وجودی که باعث بهبود پایداری نانو سیال می‌شود، اما از طرف دیگر باعث کاهش ضریب هدایت حرارتی نانوسیال نسبت به نانوسیال بدون پوشش‌دهی می‌گردد و فقط 5 درصد هدایت حرارتی را نسبت به سیال پایه افزایش می‌دهد. کلمات کلیدی: نانوسیال، دینامیک مولکولی، هدایت حرارتی، پایداری نانوسیال، پوشش‌دهی پلیمری، روش دینامیک مولکولی غیر تعادلی، کلوخه‌ای شدن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی