بررسی رفتار دینامیکی ( ارتعاشات عرضی) و تحلیل ناپایداری نانولوله های کربنی سه جداره حاوی نانو سیال

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

سهیل اویسی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‏شهر ، اصفهان، ایران)
حسن نحوی ² (دانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.)
داود طغرایی ³ (استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی‏شهر، اصفهان، ایران)

Received: 2016-02-06 Accepted : 2016-02-06 Published : 2013-04-21

Keywords: نانولوله کربنی, نانوسیال, ارتعاشات عرضی, روش تقریبی گالرکین,

Abstract :

در این تحقیق، بحث بر روی رفتار دینامیکی نانولوله‏های‏کربنی شامل ارتعاشات، انتشار موج و برهم‏کنش سیال-‏ سازه متمرکز شده‏است. در تحقیق جاری، ارتعاشات عرضی نانولوله‏های کربنی بررسی خواهد شد. بدین منظور بر اساس تئوری‏های الاستیسیته پیوسته‏ی غیرمحلی و گرادیان کرنش-اینرسی و نیز با استفاده از مدل‏های میله و تیر اویلر-برنولی رفتار دینامیکی سیستم مدل‏سازی شده و معادلات حرکت با استفاده از روش تقریبی مانده ‏وزنی گالرکین گسسته‏سازی و حل می‏شوند. نتایج نشان‏ می‏دهندکه ‏سیال ‏عبوری از درون نانولوله‏ها می‏تواند فرکانس‏های طبیعی آن را به‏ویژه در نانولوله‏های طویل با شعاع داخلی بزرگ و در سرعت‏های بالای سیال به‏طور قابل توجهی کاهش دهد. همچنین فرکانس‏های طبیعی و پایداری سیستم به‏خصوص در ارتعاشات محوری، به‏شدت به پارامتر مقیاس طول ماده (نانومقیاس) وابسته هستند

References:

[1] Hummer G., Rasaiah J.C., Noworyta J.P., Water conduction through the hydrophobic channel of a carbon nanotube, Nature, vol. 414, 2001, pp. 188-190.

[2]Mattia D., Gogotsi Y., Review: static and dynamic behavior of liquids inside carbon nanotubes, Microfluidics and Nanofluidics, vol. 5, 2008, pp. 289-305.

[3]Rao C.N.R., Cheetham A.K., Science and technology of nanomaterials: current status and future prospects, Journal of Materials Chemistry, vol. 11, 2001, pp. 2887-2894.

[4]Dong K., Liu BY., Wang X., Wave propagation in fluid-filled multi-walled carbon nanotubes embedded in elastic matrix, Computational Materials Science, vol. 42, 2008, pp. 139-148.

[5]Yan Y., Wang W.Q., Zhang J.M., Zhang L.X., Free vibration of the water-filled single-walled carbon nanotubes, Procedia Engineering, vol. 31, 2012, pp. 647-653.

[6]Chang W.J., Lee H.L., Free vibration of a single-walled carbon nanotube containing a fluid flow using Timoshenko beam model, Physics Letters A, vol. 373, 2009, pp. 982-985.

[7]Rafiei M., Mohebpour S.R., Daneshmand F., Small-scale effect on the vibration of non-uniform carbon nanotubes conveying fluid and embedded in viscoelastic medium, Physica E, vol. 44, 2012, pp. 1372-1379.

[8]Wang  L., Vibration analysis of fluid-conveying nanotubes with consideration of surface effects, Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, vol. 43, 2010, pp. 437-439.

[9]Yan Y., Wang W.Q., Zhang L.X., Dynamical behaviors of fluid-conveying multi-walled carbon nanotubes, Applied Mathematical Modelling, vol. 33, 2009, pp. 1430-1440.

[10] Askes H., Aifantis E.C., Gradient elasticity and flexural wave dispersion in carbon nano-tubes, Physical Review B, vol. 80, 2009, p. 195412.

[11] Rashidi V., Mirdamadi H.R., and Shirani E., A Novel Model for Vibrations of Nanotubes Conveying Nanoflow, Computational Materials Science, vol. 51 (1), 2012, pp. 347–352.

[12] Polard W.G., Present R.D., On gaseous self-diffusion in long capillary tubes, Physics Review, vol. 73, 1948, pp. 762-74.

[13] Paidoussis M.P., Fluid-Structure interactions: Slender Structures and Axial Flow, Vol. 1, Academic Press, London, 1998.

 [14] اویسی س.، تحلیل انتشار موج تنش و ارتعاشات در نانولوله‏های کربنی حاوی سیال براساس تئوری غیرمحلی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی­شهر، 1393.