Loading...

Modeling of Flow of Nano-filled Viscoelastic Fluids and its Application in Rheometry

Kamyabi, Mohammad Mahdi | 2013

1219 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 45047 (06)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Chemical and Petroleum Engineering
  6. Advisor(s): Ramazani Saadatabadi, Ahmad
  7. Abstract:
  8. Despite of passing many years from invention of Computational Fluid Dynamics (CFD), simulation of the fluid-solid interfaces and free surfaces are still completely challenging and progressive problems. In addition knowing and understanding nanotechnology huge applications,modeling of nano-fluids have been became a priority for researchers. Adding importance of Non-Newtonian fluids (especially polymeric solutions) to this two subjects, triangle topics of this research becomes vivid. In this research tried to consider and examine behavior of Newtonian,Generalized-Newtonian, Viscoelastic and nano-filled viscoelastic fluids in one and two phase mediums. we followed mesh free methods which are more powerful in order to model fluid-solid two phase problems. Lagrangian view and mesh free nature, these methods allow modeling of more complex geometries and moving fluid-solid boundaries. Within all these methods, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) has been chosen.This research has been done in two major sections. In the first section the prepared software and the numerical method have been validated through comparing results of cavity and falling problem for Newtonian fluid with available valid results in the literature. Solving the problem of falling a cylinder in some different kind of fluids is the continuation of this section where finding the effects of different factors is the goal. Addition of being classic, what makes this problem applicable and important is possibility of using its result in order to design falling ball (cylinder) rheometer which may be used to find rheological characteristics of such fluids.This is done by using Neural Networks concepts. In the second section,it is tried to verify some of the results of the previous section by experiments. Although matching all conditions of simulation with reality was impossible, we attempted to consider some parameters such as polymer solution concentration and nanofibers concentration on the falling behavior of the cylinder
  9. Keywords:
  10. Nanofluid ; Non-Newtonian Fluids ; Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) ; Falling Cylinder ; Fluid-Solid Interface

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست جداول
  • فهرست اشکال
  • اول مقدمه
    • آشنایی با مفاهیم کلی
      • انواع سیالات و رئولوژی
        • سیالات نیوتونی
        • سیالات غیرنیوتونی
        • نانوسیالات
      • روش های نزدیک شدن به درک جریان سیالات
        • روش تجربی
        • روش تئوری
      • مفاهیم شبکه های عصبی و یادگیری ماشین
        • شبکه های عصبی RBF
    • پیشینه پژوهش حاضر
      • مدلسازی نانوسیالات
        • نانوسیالات با پایه ویسکوالاستیک
        • سوسپانسون های نانو الیاف
      • مسائل مرز مایع-جامد
        • مساله سقوط جسم جامد
      • پارامترهای موثر
    • پژوهش حاضر
      • اهداف
      • فرضیات
      • ساختار رساله
  • دوم معادلات حاکم و روش عددی
    • معادلات حاکم
      • معادلات تک فاز
        • بقای جرم
        • بقای تکانه خطی
        • معادلات ساختاری
        • معادله حالت
        • جریان تراکم ناپذیر
      • معادلات دو فاز
    • روش دینامیک ذرات هموار
      • مقدمه
      • تخمین بر پایه تابع هموارساز
        • تخمین گسسته
        • توابع هموارساز
      • مشتقات مکانی
        • طرح های مشتق اول
        • طرح های مشتق دوم
      • مشتق زمانی
        • اویلر صریح
        • شرط پایداری و اندازه گام زمانی
      • پیاده سازی شرایط مرزی
        • شرط مرزی دیوار
      • الگوریتم پیاده سازی
  • سوم ارزیابی و صحّه گذاری
    • ارزیابی و صحه گذاری
      • مساله حفره
      • مساله سقوط دوبعدی استوانه جامد
  • چهارم بررسی نتایج
    • نتایج مدلسازی
      • سقوط در سیال نیوتونی
      • سقوط در سیال نیوتونی تعمیم یافته
      • سقوط در سیال ویسکوالاستیک
        • امکان سنجی استفاده از نتایج برای طراحی رئومتر
      • سقوط در نانو سیال
        • اثر آرایش اولیه
        • اثر نسبت حجمی الیاف
        • اثر نسبت جنبه الیاف
    • نتایج آزمایشگاهی
      • تاثیر غلظت CMC
      • تاثیر درصد حجمی نانوالیاف
    • ارزیابی نتایج و نتیجه گیری
    • پیشنهادات
    • مراجع
    • نرم افزار رمضان
    • اثبات روابط ریاضی
...see more