در این مطالعه، انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال به صورت تک فاز، تراکم ناپذیر، آرام و دائم در یک کانال دوبُعدی سینوسی تحت تاثیر میدان مغناطیسی دارای محیط متخلخل بررسی شده است. شار حرارتی متناوب در دیوارهای کانال اعمال شده است. معادلات حاکم بر مسئله از طریق نرم افزار فلوئنت و با رویکرد حجم محدود گسسته-سازی شده و کوپلینگ سرعت و فشار با استفاده از الگوریتم سیمپل انجام شده است. محدوده عدد رینولدز جریان 500 ≤ Re ≤ 200 است. آب به عنوان سیال پایه در نظر گرفته است و نانوذره اکسید منیزیم به آن افزوده شده است. درصد حجمی نانوسیال 04/0 است. جریان نانوسیال در 4 عدد دارسی مختلف (00001/0، 0001/0، 001/0، و 01/0) و اعمال میدان مغناطیسی در 4 عدد هارتمن (0، 4، 7 و10) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در همه موارد با افزایش عدد هارتمن، حرارت منتقل شده بهبود و افت فشار افزایش می یابد. با افزایش عدد دارسی از 00001/0 به 01/0 در شرایط یکسان (رینولدز 500 و هارتمن 10) عدد ناسلت 392/4 برابر می شود. همچنین با افزایش عدد دارسی مقاومت ویسکوز کاهش یافت و همواره افت فشار کمتر شد به نحوی که نسبت افت فشار عددی کوچک تر از 1 به دست آمد.

در مطالعه حاضر، برای اولین بار، اثر جهت حرکت دیواره­های محفظه ربع دایره­ای شکل متخلخل بر انتقال حرارت جابجایی ترکیبی با وجود جذب/تولید حرارت یکنواخت به روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. میدان مغناطیسی به دو صورت یکنواخت و پریودیک بر محفظه اعمال می­گردد. جابجایی ترکیبی بر اثر حرکت دیواره­ها در جهات مختلف به وجود می­آید. نتایج نشان می­دهد که افزایش عدد ریچاردسون، عدد هارتمن، ضریب جذب/تولید حرارت و کاهش ضریب تخلخل سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می­شود. با ثابت ماندن تمامی پارامترها، بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به زاویه اعمال سرعت 90 درجه است که در این حالت عدد ناسلت متوسط در حدود 25 درصد بیشتر است. همچنین افزایش عدد ریچاردسون سبب کاهش تأثیر اعمال میدان مغناطیسی می­شود. پریودیک اعمال کردن میدان مغناطیسی در مقایسه با اعمال یکنواخت، حدود 30 درصد انتقال حرارت بیشتری را منجر می­شود. افزایش ضریب تخلخل، اثر عدد هارتمن و زاویه اعمال سرعت را افزایش می­دهد. افزایش هم زمان ضریب جذب/تولید حرارت و عدد هارتمن، کاهش بیشتر عدد ناسلت متوسط را در پی دارد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مطالعه، عملکرد هیدرولیکی-حرارتی یک کانال موجی نیمه متخلخل با جریان نانوسیال و اِعمال میدان مغناطیسی ارزیابی شده است. میدان مغناطیسی عمود بر کانال اِعمال شده است. جریان نانوسیال در این طرح، به صورت تک فاز، تراکم ناپذیر و دائم در نظر گرفته شده است. محدوده ی عدد هارتمن و عدد دارسی به ترتیب 10≤ Ha ≤0 و 2-10≤ Da ≤ 5-10 است. نانوذرات اکسید منیزیم در چهار کسر حجمی مختلف (0، 2، 4 و 5 درصد) مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم، به روش حجم محدود حل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش کسرحجمی نانوذرات و موج کانال باعث بهبود انتقال حرارت خواهد شد. در یک رینولدز ثابت، افزایش تعداد موج کانال از 4 تا 6 موجب کاهش 8/7 درصدی عملکرد هیدرولیکی-حرارتی شده است. افزایش نفوذپذیری در محیط متخلخل، سبب تشدید عدد ناسلت و کاهش اصطکاک شده است. بهترین عملکرد هیدرولیکی-حرارتی در عدد دارسی 01/0 به مقدار 08/10 و کمترین آن در عدد دارسی 00001/0 به مقدار 52/0 است. همچنین، وجود میدان مغناطیسی تأثیر مثبتی بر عملکرد حرارتی داشته است. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند در طراحی مبدل های حرارتی، راه گشا باشد.

در این مقاله تاثیر چرخش حفره پر شده با مواد متخلخل که در معرض دو میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته است بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی مورد بررسی قرار میگیرد. دو نیم استوانه گرم در حال خنک شدن از طریق انتقال حرارت جابجایی طبیعی محیط متخلخل هستند. دو میدان مغناطیسی جریان نانوسیال و انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون حفره متخلخل را تحت تاثیر قرار میدهد. معادلات مشخصه مرتبط با جریان سیال شامل معادله پیوستگی، مومنتوم و دو معادله انرژی مربوط به نانو سیال و ماتریس جامد محیط متخلخل جهت پیش بینی رفتار مسئله مورد نظر حل شده است. تاثیر زاویه چرخش حفره بر خطوط جریان و میدان دما بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش زاویه چرخش تاثیرات نوسانی بر روی بزرگی خطوط جریان دارد. برای زاویه چرخش =20 و =100 جابجایی طبیعی هر دو فاز تشدید شده است. چرخش حفره بستگی به چگونگی قرارگیری نیروهای لرنز و کلوین ناشی از میدان مغناطیسی سبب تقویت و یا تضعیف انتقال حرارت جابجایی سیال نانو شده و در نتیجه باعث تغییر عدد ناسلت هر دو فاز محیط متخلخل میشوند.

تاثیر توامان تنش، حرارت، فشار منفذی و آسیب بر عوامل هیدرولیکی مخازن هیدروکربوری و ژیوترمال و بازدهی چاه های تولیدی آنها نشان می دهد طراحی واقع گرایانه فرآیند تولید از این مخازن، نیازمند بهره گیری از یک مدل رفتاری جامع تنش-کرنش است. در این پژوهش با ارایه تعریف جدیدی از آسیب کلی ناشی از اثرات وجود سیال با دمای بالا در محیط متخلخل، معادله رفتاری تنش-کرنش تنیده ترموهیدرومکانیکی آسیب سنگ در شرایط بارگذاری سه محوری مرسوم بر پایه تیوری محیط موثر، مفهوم تنش موثر بایوت، تابع چگالی احتمال توزیع توانی، انتقال همرفت و رسانش ارایه شده است. نتایج نشان می دهد: الف) با افزایش ضریب بایوت، ضریب نفوذپذیری، فشار منفذی و دما، آسیب ترموهیدرومکانیکی در سنگ افزایش می یابد، افزایش فشار محصورکننده منجر به کاهش آسیب و در نتیجه بهبود ظرفیت باربری سنگ می شود. ب) با افزایش دما، میزان آسیب ترموهیدرومکانیکی کل کاهش می یابد و مقدار حداکثر آن در کرنش های بزرگ تر رخ می دهد. این در حالی است که نرخ رها سازی انرژی منطبق بر تنش حداکثر و کرنش متناظر با آن افزایش می یابد. ج) معیار شکست لید اصلاح شده در مقایسه با معیارهای "موهر-کولمب" و "دراگر-پراگر"، پیش بینی واقع گرایانه تری را از رفتار تنیده ترموهیدرومکانیکی در آسیب سنگ ارایه می دهد. از نتایج این پژوهش چنین استنباط می شود که در نظر گرفتن مفهوم تنش موثر بایوت و آسیب هم رفت در کنار تابع توزیع توانی، منجر به ارایه پیش بینی های دقیق تری از پاسخ تنیده ترموهیدرومکانیکی-آسیب سنگ ها خواهد شد.

در این پژوهش، اثر میدان های رطوبتی-حرارتی-مغناطیسی بر دینامیک تیرهای مدرج تابعی متحرک محوری با درنظرگیری مدل های مختلف تخلخل مطالعه شده است. همچنین، مطالعات پارامتریک برای شفاف سازی اثرات فاکتور اینرسی دورانی، بستر ویسکوهیتنی، شاخص توانی مواد، نیروی پیرو و شرایط مرزی بر فرکانس های ارتعاشاتی و آستانه ناپایداری انجام شده اند. خواص مکانیکی به صورت عرضی طبق قانون توانی مدرج شده اند. مدل های مختلف تخلخل یکنواخت و غیریکنواخت درنظرگرفته شده اند. تیر در شرایط متغیر دمایی و رطوبتی ارتعاش می کند و تحت یک میدان مغناطیسی طولی خارجی قرار دارد. معادله دینامیکی سیستم براساس اصل تعمیم یافته همیلتون و فرضیات تئوری تیر رایلی استخراج شده است. با کمک روش گالرکین، مسئله مقدار ویژه حل شده است و مشخصات فرکانسی و مرزهای ناپایداری سیستم به صورت عددی مشخص شده اند. سرعت محوری مربوط به ناپایداری استاتیکی سیستم به صورت تحلیلی تعیین شده است. نتایج نشان داده اند که با افزایش تخلخل برای سیستم با توزیع تخلخل غیریکنواخت نوع اول، پایداری بهبود می یابد. مشاهده شده است که همانند اثرات محیط های رطوبتی-حرارتی، با افزایش شاخص توانی مواد مدرج، سرعت محوری بحرانی کاهش می یابد. اثبات شده است که با افزایش پارامتر اینرسی دورانی/اعمال میدان مغناطیسی، پایداری سیستم کاهش/افزایش می یابد. نتایج پژوهش حاضر می توانند برای طراحی سیستم های متحرک محوری غیرهمگن در محیط های پیچیده مفید باشند.

هدف: سرطان کولورکتال (CRC)، دومین عامل مرگ و میر در دنیا محسوب می­شود و نانوذرات ترانوستیک با قابلیت درمانی و تصویربرداری به­صورت هم‫زمان به­عنوان بسترهای درمانی و تشخیصی در نظر گرفته می­شوند.  مواد و روش‫ها: در این مطالعه، نانوذرات متخلخل مغناطیسی (SPION-MSNs) با یک طراحی­ ویژه، به­منظور عدم آزادسازی داروی شیمی­درمانی 5-FU در مجاورت سلول­های سالم سنتز شده و توسط کنترل­گرهای دریچه­ای طلا، رهایش دارو مهار شد. در گام بعد، به‫کمک پلیمر دوسر عملکردی پلی­اتیلن­گلیکول (PEG) با هدف افزایش زیست‫سازگاری، سطح بیرونی نانوذرات پوشانده شده و نانوذرات غیر هدفمند سنتز شد. به­علاوه، به­منظور دستیابی به رویکرد درمانی فعال و تحویل انتخابی داروی 5-FU، سطح بیرونی نانوذرات مجهز به آپتامر EpCAM شد. در ادامه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوذرات سنتز­شده، ارزیابی شده و فعالیت ضدسرطانی آن­ها در محیط برون­تنی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: SPION-MSNs ساختار کروی به‫همراه توزیع یکنواخت را نشان دادند. داروی شیمی‫درمانی 5-FU با موفقیت داخل منافذ باز نانوذرات سیلیکا بارگذاری شد و نتایج نشان داد که رهایش داروی 5-FU از نانوذره، وابسته به pH می­باشد. نانوذرات هدفمند با اندازه­ی حدود nm 78 و بار سطحی منفی سنتز شدند. مطالعات برون­تنی سمیت معنی‫دار نانوذرات هدفمند را در برابر سلول­های بیان­کننده­ی گیرنده­ی EpCAM نشان داد و این سمت بر روی سلول­های CHO بسیار ناچیز بود. این نتایج حاکی از کارآیی موثر اتصال آپتامر EpCAM در هدف­گیری اختصاصی سلول­ها­ی سرطانی می­باشد. نتیجه­گیری: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که این نانوذرات هدفمند، می­توانند به­عنوان یک نانوبستر ترانوستیک امیدوارکننده جهت درمان CRC در نظر گرفته شوند.

رفتار شناگرهای مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی در این مقاله شبیه سازی شده است. سیستم مورد بررسی از شناگرها یا ذرات کروی خودران مغناطیسی معلق در یک جعبه تشکیل می شود. میدان مغناطیسی همگن با تقارن دایره ای در این پژوهش به کار برده شده و از برهم کنش های ذره با ذره، ذره با دیواره و برهم کنش های دوقطبی-دوقطبی نیز صرفنظر شده است. برای توضیح حرکت ذرات از معادله ی لانژون و برای تحول تابع توزیع چگالی احتمال از معادله ی فوکر-پلانک استفاده شده است. حل این معادلات در حالت پایا، رفتار جمعی این ذرات مغناطیسی را نشان می دهد. ذرات در غیاب میدان مغناطیسی به طور یکنواخت در فضای جعبه پخش می شود. حرکت ذرات را می توان با اعمال میدان مغناطیسی خارجی کنترل کرد. ذرات در حضور میدان مغناطیسی همگن خارجی در مرزهای جعبه متمرکز می شود و اگر میدان مغناطیسی تابع نمایی فاصله باشد، ذرات در وسط کانال جمع می شود. این نوع پژوهش ها در تحویل هدفمند دارو به بافت های آسیب دیده و جداسازی ذرات مغناطیسی کاربرد دارد.