بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
شبیه سازی عددی جریان سیال بیومغناطیس در یک کانال سه بعدی تحت تاثیر میدان مغناطیسی
اسلاید 3 :
مقدمه
سیالات بیومغناطیس، سیالات بیولوژیکی هستند که تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار میگیرند. میتوان با برچسب زنی سلولهای بیولوژیکی با مواد مغناطیسی، قابلیت مغناطیسی آنها را افزایش داد.
شناخت رفتار سیالات بیومغناطیس، که شاخصترین سیال بیومغناطیس خون است، در حضور میدانهای مغناطیسی بسیار مورد توجه محققان قرار دارد. تا کنون در این زمینه کاربردهای زیادی در علوم پزشکی و مهندسی پزشکی ارائه شده است که از میان آن جدایش سلولی، تحویل هدفدار دارو، بهبود زخم به سبب اثر میدانهای مغناطیسی و درمان سرطان با هایپرترمیای مغناطیسی را میتوان نام برد.
اسلاید 4 :
مسئلهی حاضر
جریان سهبعدی، دائم، آرام و تراکم ناپذیر سیال بیومغناطیس در حالت همدما در یک کانال تحت تاثیر میدان مغناطیسی سیم حامل جریان الکتریسیته در نظر گرفته شده است. سیال بیومغناطیس، نیوتنی، همگن و هادی الکتریکی فرض شده است. مقطع x-y کانال مربعی به ضلع h است و کانال به طول L است. سیم موازی با محور z در فاصلهی زیر کانال قرار دارد که در مقطع عرضی بصورت نقطهای به مختصات (a,b) نشان داده شده است (h0/5=a و h0/2-=b).
طرح شماتیک مدل فیزیکی
مقطع عرضی کانال
در ورودی کانال (0=z) جریان کاملا توسعهیافتهی آرام با سرعت متوسط وارد میشود.
بر روی دیوارهها شرط عدم لغزش برقرار است.
در خروجی کانال (L=z) شار نفوذ برای همه متغیرهای جریان در جهت عمود به صفحه خروجی صفر فرض میشود.
اسلاید 5 :
برای مطالعهی جریان سیال از مدل دینامیک سیالات بیومغناطیس (BFD) که بر اساس فروهیدرودینامیک (FHD) است استفاده شده است.
در این شبیهسازی از نرمافزار انسیس فلوئنت استفاده شده است که در این نرمافزار برای حل از روش حجم محدود استفاده میشود. جهت حل مسئله از حلکنندهی مبتنی بر فشار و به منظور کوپل بین سرعت و فشار از الگوریتم سیمپل استفاده شده است. عبارتهای جابجایی و نفوذ در معادلات مومنتوم با استفاده از طرح بالادست مرتبه دوم گسسته شده است. برای اعمال نیروی مغناطیسی، توابعی مناسب (User-Defined Function (UDF)) به نرمافزار اضافه شده است.
اسلاید 6 :
نتایج
کانتور سرعت بیبعد محوری در 50=Re، 104×6/4=Mn و 2-10×3/881=N:
Re عدد رینولدز، Mnعدد مغناطیسی است و N عدد استوارت است.
متغیرهای بی بعد:
اسلاید 7 :
نتایج
خط جریان در مقطع عرضی در10= ، 50=Re، 104×6/4=Mn و 2-10×3/881=N:
اسلاید 8 :
نتایج
سرعت بیبعد محوری در 10= و 50=Re:
0=Mn و 0=N
2/09=
104×1/6=Mn و 3-10×9/703=N
2/02=
104×3/6=Mn و 2-10×2/183=N
1/87=
104×6/4=Mn و 2-10×3/881=N
1/77=
اسلاید 9 :
نتایج
تاثیر میدان مغناطیسی بر تنشهای برشی:
اسلاید 10 :
نتایج
تاثیر میدان مغناطیسی بر تنشهای برشی:
شیبهای بیبعد در 10= و 50=Re:
روی دیوارهی پایینی
روی دیوارهی بالایی
روی دیوارهی پایینی
روی دیوارهی بالایی
اسلاید 11 :
نتیجه گیری
نیروی مغناطیسی سبب تغییر میدان جریان میشود. تا فاصلهای از ورودی کانال این تغییر میدان جریان ادامه دارد و بعد از آن میدان جریان تغییر نمیکند. بعبارتی در یک قدرت مغناطیسی مشخص، بعد از فاصلهای جریان به توسعهیافتگی میرسد.
اعمال میدان مغناطیسی سبب تولید جریان ثانویه میشود. به علت این جریان ثانویه شکل پروفایل سرعت محوری تغییر میکند و ماکزیمم آن کاهش مییابد. تنشهای برشی بزرگی در جهت این جریان ثانویه ایجاد میشود که تنشهای غیر محوری هستند. با اعمال میدان مغناطیسی، تنشهای محوری نیز تغییر میکنند. با افزایش نیروی مغناطیسی تنشهای برشی افزایش و ماکزیمم سرعت محوری کاهش مییابد. افزایش تنش برشی غیر محوری بقدری است که در 105×1/0=Mn، ماکزیمم تنش برشی غیر محوری در حدود 2/5 برابر ماکزیمم تنش برشی محوری میباشد.
