بررسی اثر مقیاس کوچک بر ارتعاشات نانولوله‌های کربنی تک جداره در حضور نانوذره متحرک

Abstract

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد نانولوله کربنی تک‌جداره و نیز پاسخ دینامیکی آن به ذره متحرک پرداخته شده است. از مدل پوسته استوانه‌ای غیرمحلی با در نظرگرفتن فرضیه تغییر شکل مرتبه اول برشی برای مدل‌سازی نانولوله کربنی روی تکیه‌گاه ساده استفاده شده است. پس از حل معادلات، نتایج با نتایج حاصل از شبیه سازی نانولوله در نرم‌افزار اجزای محدود مقایسه شده و تطابق بسیار بالایی میان نتایج وجود دارد. در مرحله بعد پاسخ دینامیکی نانولوله به ذره متحرک بررسی می‌شود. برای ذره متحرک از مولکول C₆₀ استفاده شده که با سرعت ثابت از میان نانولوله عبور می‌کند. فرض شده است نانولوله در بستر الاستیک قرار دارد. اثر مقیاس کوچک نیز به نیروی واندروالس میان ذره و نانولوله و همچنین سختی محیط اعمال شده است. از تابع دینامیکی گرین برای بررسی دینامیکی عبور ذره از میان نانولوله استفاده می‌شود. نتایج حاصل از این بخش بوسیله پژوهش‌های پیشین صحت‌سنجی شده که نشان دهنده صحت روابط بدست‌آمده است. نتایج نشان داد اثر غیرمحلی باعث کاهش فرکانس طبیعی و جابجایی دینامیکی نانولوله می‌گردد.