روش جديدي براي پيش‌بيني عملكرد نانوسامانه‌هاي الكتريكي- مكانيكي ابداع شد

[pesare baba 2,250]

محققان دانشگاه صنعتي شريف با حل عددي جريان و انتقال حرارت درون ميكرو و نانومجاري كوتاه، به راهكاري مفيد براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانوتجهيزات دست يافتند.

 

به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، دكتر شيدوش وكيلي‌پور، دانش‌اموخته دكتري مهندسي هوافضاي دانشگاه صنعتي شريف و مجري طرح خاطرنشان كرد: با گسترش روزافزون سرعت پردازش و حجم حافظه رايانه‌ها، شبيه‌سازي‌هاي عددي، جايگاه ويژه‌اي در صنايع گوناگون به دست آورده است. امروزه مدل‌سازي عددي توانسته بسياري از هزينه‌هاي انجام آزمايش‌هاي تجربي را در صنايع مختلف كاهش دهد. انجام آزمايش و اندازه‌گيري در ابعاد ميكرو و نانو علاوه‌بر داشتن هزينه‌هاي هنگفت، در اغلب موارد غير ممكن است. حل عددي جريان و انتقال حرارت در ابعاد ريز، راه‌كاري مفيد براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانوتجهيزات در شرايط دست‌نيافتني در سطح آزمايشگاهي خواهد بود.

 

وي درباره ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه گفت: «ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه از جمله تجهيزاتي هستند كه به وفور در ميكرو و نانوسامانه‌هاي الكتريكي- مكانيكي به كار برده مي‌شوند. هم‌چنين به دليل طول كوتاه اين تجهيزات، نواحيِ در حال توسعه سرعت و دما در نزديكي دهانه ورودي، در عملكرد و بازده هيدروليكي و حرارتي ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه، نقشي اساسي دارند. از اين رو، حل صحيح عددي ميدان‌هاي سرعت و دما در اين نواحي براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانومجراهاي كوتاه لازم است.»

 

وكيلي پورافزود: «هدف اصلي پژوهش، به دست آوردن نوعي شرط مرزي ورودي براي حل عددي ميدان‌هاي سرعت و دما با دقت مناسب درون ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه، به‌خصوص در نواحي در حال توسعه، است.»

 

به گفته وي، روش عددي كه در اين پژوهش استفاده شده، از مزاياي هر دو روش اجزاي محدود و حجم محدود به خوبي بهره مي‌گيرد؛ از اين رو، به كمك توانمندي روش عددي حاضر و با استفاده از روش بقايي، جريان ورودي درون مجرا از دور دست مدل‌سازي مي‌شود. بدين ترتيب، نواحي در حال توسعه سرعتي و دمايي، تحت اثر شرايط صحيح‌تر به وجود آمده در مقطع ورودي مجرا (از نقطه نظر فيزيكي) با صحت بيشتري حل عددي مي‌شوند.

 

نتايج اين پژوهش مي‌تواند در طراحي و بهينه‌سازي ميكرو و نانوتجهيزات پزشكي ومهندسي كه از عبور سيال، درون مجاري استفاده مي‌كنند، مؤثر واقع شود.

 

به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، جزئيات اين پژوهش كه به‌عنوان بخشي از پايان‌نامه دكتري شيدوش وكيلي‌پور و با همكاري دكتر مسعود دربندي انجام شده، در مجله (Journal of Heat Transfer (ASME(جلد 131، صفحات 044505-044501، سال 2009) منتشر شده است.