Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zarrebini,Parham Soltanimohammadi
محمد ذره بینی اصفهانی (استاد راهنما) پرهام سلطانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reyhaneh Laghaei
ریحانه لقائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Development of scientifically engineered fibrous porous networks has been gaining momentum due to their potential advantages in a wide spectrum of end-uses. Behavior of fluid flow through fibrous networks is the determinant factor in engineering design of these materials for applications in various manufacturing and process industries. Precise definition of traort properties of fibrous porous networks entails greater understanding of their internal structure at micro-scale level. Thus, in this work using CFD simulation technique, the behavior of fluid flow in simulated images of needled nonwoven fabrics was investigated. Results were compared with available published empirical, analytical and numerical models. Comparison of the results were also made with the micro-computed tomography-based hybrid model of Soltani et al. It was found that the obtained results are in acceptable agreement with previously published findings. Using 3D simulated images of fibrous networks, behavior of fluid flow at micro-structure level was investigated. The 3D simulated images were prepared using sets of fiber networks with various degrees of fiber alignment including isotropic, layered and unidirectional. The in-plane and transverse permeability of the simulated structures were determined by solving the Stokes equations. It was found that permeability increases with increase in porosity and this variation was found to be non-linear. It was established that fibrous structures with marked fiber orientation in direction of the fluid flow, exhibit higher transverse permeability. Results revealed that increase in the angle between fiber axis and direction of the flow tends to reduce permeability. The amount of permeability due to the increase in the angle reduces in descending order in parallel to unidirectional networks, in parallel to layered networks, in isotropic networks, in flow perpendicular to layered networks and in ?ow perpendicular to unidirectional networks. Key Words: Needled nonwoven Fabric, Fluid flow simulation, Permeability, 3D fiber orientation, Porosity
توسعه سازه های الیافی مهندسی شده به علت مزایای بالقوه در کاربردهای متعدد مورد توجه بسیار قرار گرفته است. رفتار جریان سیال در سازه های الیافی تأثیر زیادی در طراحی فنی این مواد جهت استفاده در صنایع تولیدی و فرآیندی دارد. درک دقیق رفتار انتقالی سیال در سازه های الیافی مستلزم داشتن اطلاعات کامل از میکرو ساختار آن‌ها می باشد. به همین منظور، در این رساله شبیه سازی عبور جریان سیال در تصاویر شبیه‌سازی‌شده از ساختمان این منسوجات به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است. نتایج با مدل های تجربی، تحلیلی و عددی در دسترس مقایسه گردید. نتایج همچنین با مدل ترکیبی سلطانی و همکاران مبتنی بر شبیه سازی جریان سیال در تصاویر حقیقی به‌دست‌آمده از میکرو پرتونگاری مقطعی رایانه ای مقایسه شدند. یافته‌ها بیانگر وجود تطابق بسیار قابل‌قبول مابین نتایج این تحقیق و مطالعات پیشین می باشد. جهت بررسی تأثیر میکرو ساختار منسوجات بی‌بافت بر رفتار سیال، تصاویر شبیه سازی شده سه بعدی سازه های الیافی با ساختارهای همسانگرد، لایه ای و یک جهته تهیه و با حل معادلات استوکس، نفوذپذیری سازه‌ها در صفحه و در راستای ضخامت تعیین گردید. نتایج بیانگر افزایش غیرخطی نفوذپذیری به دلیل افزایش تخلخل در سازه الیافی می‌باشند. نتایج همچنین دلالت بر کاهش مقدار نفوذپذیری سازه به‌واسطه افزایش زاویه مابین محور الیاف و راستای جریان را نشان می دهد. میزان نفوذپذیری به‌واسطه افزایش زاویه به ترتیب نزولی در جریان موازی با ساختار های یک جهته، جریان در راستای صفحه ساختار های لایه ای، جریان در ساختار های همسانگرد، جریان در راستای ضخامت ساختار های لایه ای و جریان در جهت عمود بر ساختار های یک جهته کاهش می‌یابد. واژه‌های کلیدی: منسوج بی بافت سوزنی، شبیه سازی جریان سیال، نفوذپذیری، آرایش یافتگی سه بعدی الیاف، تخلخل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی