Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad saeed Saeedi,Ahmad Reza Pishevar
محمدسعید سعیدی (استاد مشاور) احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sorush Khajepor
سروش خواجه پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
A particle based analysis is carried out to simulate formation of a viscous Newtonian liquid drop from a mesoscale nozzle into an inert medium by imposing low flow rate says dripping. In the case of mesoscale free surface flow, thermal fluctuations become important as they can no longer be justifiable with the continuum perturbation theory. On the other hand, the resolution of this scale is beyond the applicability of Molecular Dynamics. Therefore this category of physics problems is remarkably challenging. According to mentioned conditions, Dissipative Particle Dynamics (DPD) is an eligible method. In seeking validation of method, dripping simulation is compared with macroscopic experiment. This comparison is governed by matching only Ohnesorge number and bond number and leaving dimensionless thermal length unmatched. Our results are in good agreement with the macroscopic experiment except near the break-up time, when the fluid thread that connects the primitive drop to the nozzle, becomes tenuous. At this point, the DPD simulation comes into question by two issues: thermal length of DPD fluid and the finest achievable resolution that is radius of a particle. The former was much longer than corresponding value in physics of mentioned experiment. Larger thermal length leads to break-up which happens before expected time. However this simulation could be observed in different way; in fact it corresponds to physics of dripping from a nano nozzle that thermal length of both are matched. Accordingly in this view fast drop break-up would be intelligible. A nano-jet in a centrifugal field is simulated by DPD. The simulation is run in a rotating reference frame that results in the addition of fictitious forces to DPD inter-particle forces. In seeking validation of trajectory of jet, DPD simulation is comprised with continuum theory.It is shown that the occurrence of mode 1 and mode 2, which are observed in macroscopic, is unlikely in nano-scale. Mode 3 and mode 4 of breakup is simulated by DPD. Fast breakup of spiralling jet in mode 3 is justified with surface thermal fluctuations. The Simulation of mode 4 of breakup is similar to that of macroscopic. The breakup length of jets are measured as a function of Roy number in nano-scale and compared with macroscopic one. Although they have the same procedure, breakup length of nano-scale jets are apparently shorter than macroscopic jets. This difference is also the consequence of thermal fluctuation in nano-scale. Key Words: Dissipative Particle Dynamics, Nano and micro flows, Two-phase flows, Nano-Jet, Drop, Spiralling Jet, Breakup.
DPDروشی نوپاست که برای شبیه‌سازی در ابعاد مزوسکوپیک از آن استفاده می‌شود. در این پایان نامه از این روش به عنوان ابزار شبیه‌سازی قطره سیال در مقیاس نانو در میدان گریز از مرکز استفاده می‌شود. بعد از بررسی فیزیک مسئله مورد نظر، روشDPDو چگونگی کاربرد آن توضیح داده می‌شود. در پی آن روند شبیه‌سازی جریان دو فازی و سطح آزاد در شرح داده می‌شود و شرط مرزی جدیدی در جریان سیال سطح آزاد ارایه می‌شود. برای صحت سنجی این روش مسئله آزمایشی قطره آویزان ساکن در محیط دوفازی مطالعه می‌شود. سپس افتادن قطره از نازل با دبی کم شبیه‌سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می‌شود و نشان داده می‌شود که به دلیل در نظر گرفتن نوسانات سطحی سیال، استفاده از این روش در مسایل دوفازی درگیر با سطح مشترک درمقیاس نانو مناسب می‌باشد. با شبیه‌سازی نانوجت سیال نیوتنی و مقایسه آن با نتایج اخیر بدست آمده در ابعاد نانو، مسیر انتخاب شده برای شبیه‌سازی نهایی تایید می‌شود. سپس نیرو‌های گریز از مرکز در دستگاه مختصات چرخان به سیستم ذراتDPDاعمال می‌شود. رفتار سیال نانو در این شرایط با مقیاس ماکروسکوپیک مقایسه می‌شود و اختلاف رفتار این دو در زمان جدایی سیال از نازل با نوسانات دمایی در ابعاد نانو بررسی می‌شود. لغات کلیدی: نانوجت - میکرو و نانو جریان - جت گریز از مرکز - قطره - دی پی دی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی