تحلیل دینامیکی میکرولوله‌های حامل سیال واقع بر بسترهای مختلف

Abstract

در این مقاله تحلیل دینامیکی میکرولوله‌های حامل سیال قرار گرفته بر انواع بسترها با استفاده از تئوری الاستیسیته کوپل اصلاح یافته به‌طور کامل موردبررسی قرار گرفته است. معادلات دینامیکی حاکم بر سیستم با استفاده از اصل همیلتون توسعه‌یافته استخراج‌شده‌اند. حل عددی معادله با کمک روش گالرکین انجام‌شده است. برای صحت سنجی راه‌حل ارائه‌شده، نتایج مدل ساده‌شده با نتایج موجود در ادبیات فنی مطابقت داده‌شده‌اند. نمودارهای پایداری برای هر بستر استخراج‌شده‌اند و مطالعه جامعی برای بررسی اثرات پارامترهای مختلف همچون پارامتر مقیاس طولی ماده، قطر خارجی، بسترهای الاستیک متغیر، جزئی، سری و پاسترناک انجام‌شده است. نتایج نشان می دهند با توجه به مقدار پارامتر بی‌بعد جرم، بسترهای الاستیک می توانند باعث افزایش و همچنین کاهش نواحی پایداری سیستم شوند. علاوه بر آن مشخص‌شده است بسترهای سری نه‌تنها توانایی شبیه سازی محیط های گوناگون اطراف میکرولوله را دارند، بلکه می‌توانند در طراحی بهینه میکرولوله ها، پایداری آن‌ها را برای محدوده های کاری مختلف، به‌صورت چشمگیری افزایش دهند. درنهایت نشان داده‌شده است که می‌توان عملکرد میکرولوله ها را با تعیین دقیق شرایط عملیاتی و سازه‌ای به‌خوبی بهبود داد. بدون شک نتایج تحقیق حال حاضر می تواند برای مهندسین مکانیک و پزشکی که در امر طراحی و بهینه‌سازی سیستم های میکرو و نانولوله حاوی جریان سیال فعال هستند مفید باشد.