این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۲، صفحات ۴۸۳-۴۹۰
عنوان فارسی مدل‌سازی سه‌بُعدی اجزای محدود حرکت ذره تحت اثر نیروی تابشی آکوستیکی در میکروکانال
چکیده فارسی مقاله آکوستوفلویدیک، به‌معنی مطالعه آکوستیک در سیستم‌های میکروفلویدیک، بستر تجزیه و تحلیل بسیاری از کاربردهای آزمایشگاهی از جمله جداسازی ذرات، دسته‌بندی ذرات، تمیزکاری و اختلاط سیستم‌های چندفازی است. در پژوهش حاضر، یک مدل سه‌بُعدی اجزای محدود برای شبیه‌سازی حرکت ذرات تحت اثر نیروی تابشی آکوستیکی در میکروکانال‌های آکوستیکی توسعه داده شده و اندرکنش یک ذره معلق با موج رخداد در میکروکانال‌ بررسی شده است. با استفاده از روش اجزای محدود ابتدا میدان‌های مرتبه اول ناشی از اعمال موج ایستا محاسبه شده و سپس نیروی تابشی آکوستیکی توسط معادلات اغتشاشی مرتبه دوم به‌صورت مستقیم محاسبه شده است. نتایج شبیه‌سازی برای نیروی تابشی آکوستیکی ابتدا در مقایسه با حل تحلیلی در محدوده ریلی صحت‌سنجی شده و سپس برای خارج از این محدوده که حل تحلیلی صریحی برای آن موجود نیست بررسی شده است. علاوه بر این، حرکت شبه‌استاتیکی ذره تحت اثر موج آکوستیکی اعمالی در میکروکانال شبیه‌سازی شده است. برای شبیه‌سازی حرکت ذره، تنش آکوستیکی روی سطح ذره محاسبه شده و به‌عنوان ورودی به معادلات جریان آرام منتقل می‌شود. سپس نیروی درگ براساس تنش برشی ناشی از جریان حول ذره برآورد شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که سرعت ذره به موقعیت آن نسبت به گره موج در مرکز میکروکانال بستگی دارد. با نزدیک‌شدن ذره به مرکز میکروکانال سرعت آن کاهش یافته تا جایی که در مرکز میکروکانال متوقف می‌شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آکوستوفلویدیک،نیروی تابشی آکوستیکی،روش اجزای محدود،میکروکانال،
عنوان انگلیسی Three-Dimensional Finite Element Modeling of Particle Motion under the Influence of Acoustic Radiation Force in Microchannel
چکیده انگلیسی مقاله Acoustofluidics, the study of acoustics in microfluidic systems, is the basis for analyzing many laboratory applications including the separation of particles, particle sorting, cleaning, and mixing multiphase systems. In this research, a three-dimensional finite element model for particle motion under acoustic radiation force in acoustic microchannels is developed and the interaction of the incident waves with a suspended particle in microchannel is investigated. Using finite element method, the first-order fields due to an applied standing wave are initially calculated and, then, the acoustic radiation force is directly calculated from the second-order perturbation equations. The simulation results for radiation force are first verified against the analytical solution in the Rayleigh limit and, then, examined beyond this limit, for which there is no explicit analytical solution. In addition, the quasi-static motion of a particle under the influence of an applied acoustic standing wave in microchannel is simulated. For simulating particle motion, the acoustic stress on particle surface is calculated and transferred as an input to the laminar flow equations. Then, the drag force is estimated based on the shear stress due to the flow around the particle. The simulation results demonstrate that the particle velocity depends on its position with respect to the wave node at the center of the microchannel. As the particle approaches to the center of microchannel, its velocity decreases until it stops at the center of microchannel.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله آکوستوفلویدیک,نیروی تابشی آکوستیکی,روش اجزای محدود,میکروکانال
نویسندگان مقاله سیدمصطفی زارعی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

مصطفی جمشیدیان |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

شاهرخ سپهری‌رهنما |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی سنگاپور‌‌، کوئینزتون، سنگاپور

سعید ضیایی راد |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10594_6c90037cc48f48ae94172a576e8cf2af.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات