بررسی عددی دینامیک قطرات غیرنیوتنی کارئو تحت پدیده الکترووتینگ

Abstract

چکیده مطالعه رفتار دینامیکی قطرات از اهمیت بالایی در پدیده‌های الکترووتینگ برخوردار است. باتوجه به کاربرد گسترده سیالات غیرنیوتنی بخصوص در کاربردهای زیستی، در مطالعه حاضر دینامیک قطرات غیرنیوتنی کارئو تحت پدیده الکترووتینگ مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات ویسکوزیته، اندازه قطره و اختلاف پتانسیل اعمالی در نوسانات و تغییر ارتفاع قطره مشخص شده‌اند. شبیه‌سازی این پدیده به کمک روش اجزا محدود صورت گرفته و به منظور اعتبارسنجی مدل‌سازی انجام شده، نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی موجود مقایسه گردیده‌اند. نتایج نشان می‌دهند، برای سیال غیر نیوتنی مدل کارئو با افزایش لزجت دامنه نوسانات کاهش می‌یابد اما فرکانس ارتعاشی ثابت است همین نتیجه برای سیال نیوتنی نیز وجود دارد با این تفاوت که در سیال نیوتنی دامنه نوسانات بزرگتر و فرکانس آن نسبت به سیال غیرنیوتنی کمتر است. در سیال غیرنیوتنی کارئو با ضریب توان کوچکتر از یک رفتار سیال غیرنیوتنی مشابه سیال نیوتنی می‌باشد اما زمانیکه ضریب بزرگتر از یک می‌شود سیال غیرنیوتنی در زمان کمتری به ارتفاع نهایی خود رسیده و این تغییر ارتفاع به صورت یک مرتبه همگرا می‌شود. افزایش ارتفاع در سیال غیرنیوتنی منجر به افزایش دامنه ارتعاشی و کاهش مقدار فرکانس در سیال می‌شود که رفتاری مشابه سیال نیوتنی داشته با این تقاوت که در سیال غیرنیوتنی دامنه ارتعاشی کمتر ولی مقدار فرکانس آن بیشتر است.