به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب کیوان فلاح

  • ایمان جعفری، کیوان فلاح*، جواد علی نژاد

    سیستم های میکروسیالی مبتنی بر قطرات کاربردهای علمی و صنعتی متنوعی مانند مهندسی بیولوژیک، آزمایشگاه روی تراشه، انتقال دارو و کپسول سازی مشاهده می شود. در مطالعه حاضر، شکست قطرات مادر در یک میکروکانال Y-شکل متقارن تحت میدان الکتریکی به صورت عددی بررسی می شود. برای این رویکرد، یک مدل عددی 2 بعدی بر اساس روش تنظیم سطح توسط نرم افزار چند فیزیکی کامسول انجام می شود که براساس روش عناصر محدود است. برای صحت سنجی تحقیق حاضر، نتایج با مقالات قبلی ارزیابی می شود. این مقایسه نشان می دهد که شبیه سازی های فعلی با مطالعات منتشر شده بسیار مطابقت دارند. دو روش برای اعمال میدان الکتریکی در نظر گرفته شده است: میدان الکتریکی متقارن و میدان الکتریکی نامتقارن. در میدان الکتریکی متقارن مشاهده می شود که قطره مادر در مقایسه با مورد بدون میدان الکتریکی در حضور میدان الکتریکی سریعتر می شکند. همچنین، قطره مادر به دو قطره دختر با اندازه های مساوی تقسیم می شود. برای میدان الکتریکی نامتقارن، نتایج نشان می دهد که قطره مادر به دو قطره دختر با اندازه های نابرابر تقسیم می شود. علاوه بر این، یک الگوی جریان جدید به نام الگوی ترکیبی برای میدان الکتریکی نامتقارن قطره دیده می شود. به اضافه، یک عدد ککاپیلاری الکتریکی بحرانی برای هر اندازه طول بی بعد قطره وجود دارد که در مقدار بیشتر از آن، قطره نمی شکند.

    کلید واژگان: جریان دوفازی, میکرو کانال Y-شکل متقارن, شکست قطره, نرم افزار کامسول, تنظیم سطح}
    Iman Jafari, Keivan Fallah *, Javad Alinejad

    Droplet based microfluidic systems have found versatile industrial and scientific applications, like biological engineering, lab-on-chip, drug delivery, and encapsulation. In the current study, the breakup of mother droplets in a symmetric Y-junction microchannel under an electric field is numerically investigated. To this approach, a 2D numerical model base on the level set method is performed by the COMSOL Multi-physics software. Two methods for applying the electric field are considered: a symmetric and an asymmetric electric field. In the symmetric electric field, it is observed that the mother droplet splits faster in the presence of an electric field when compared with the case without the electric field. Also, the mother droplet is divided into two daughter droplets with equal sizes. For the asymmetric electric field, the results reveal that the mother droplet splits into two daughter droplets with unequal sizes. Furthermore, a novel flow pattern called hybrid pattern is determined in the asymmetric splitting of droplets. In addition, there is a critical electric capillary number above which a non-splitting pattern.

    Keywords: Two-phase flow, Symmetric Y-junction microchannel, Comsol software, Level set method}
  • کیوان فلاح*
    حرکت قطرات در میکروکانال ها کاربردهای زیادی، از جمله کپسوله نمودن دارو، آنالیز DNA و حمل دارو دارد. در این مقاله، فرآیند تشکیل قطرات در میکروکانال Y-شکل، بصورت عددی، شبیه سازی می شود. به این منظور، از نرم افزار Ansys Fluent استفاده می شود. کار عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین اعتبارسنجی شده است. مقایسه بین نتایج نشان می دهد که شبیه سازی حاضر انحرافی کمتر از 10 درصد با مطالعات آزمایشگاهی محققان پیشین دارد. تاثیر تغییر نسبت جریان (2/25≥Q≥6/0) روی الگوی جریان، اندازه قطره، فاصله بین قطرات و زمان شکست برای چهار زاویه بین ورودی میکروکانال (45، 90، 135 و 180 درجه) با جزییات انجام شده است. سه نوع رژیم جریان: فشاری، چکیدن و موازی ملاحظه شد. نتایج نشان می دهند زاویه بین ورودی های میکروکانال 135، زاویه بهینه برای تولید کوچکترین قطرات می باشد. همچنین مشاهده می شود که در زاویه بهینه با افزایش نسبت جریان از 6/0 به 2/25، اندازه و زمان بی بعد قطرات به ترتیب 83/3 و 33/3 برابر کاهش می یابد. هرچند این پارامتر اثر معکوس روی فواصل مابین قطرات دارد بطوریکه که منجر به افزایش 33/4 برابری فواصل مابین قطرات تشکیل شده می شود.
    کلید واژگان: میکروفلوئیدیک, جریان دوفازی, میکروکانال Y-شکل, روش حجم سیال}
    Keivan Fallah *
    Motion of drops in microchannels is encountered in a wide range of applications, such as encapsulation, DNA analysis, and drug delivery. In this study, the formation of drops in a Y-junction microchannel is numerically investigated. To this approach, the Ansys Fluent software is used. To verify the simulation, results are compared to the previous experimental data. The comparison depicts that the current simulation has a deviation of less than 10% with previous experimental results. Effect of change in the flow rate ratio (0.6≤Q≤25.2) on the flow pattern, size of drops, the distance between them, and the breakup time are studied for the four junction angles of the microchannel (45, 90, 135 and 180 °) in details. Three flow regimes are observed: parallel, squeezing and dripping flow. Results reveal that the junction angle of 135° is the optimum angle for the formation of the smallest drops in the microchannel. It is also observed that, at the optimum angle, increasing the flow rate ratio from 0.6 to 25.2 decreases the size and time of drop formation by factors of 3.83 and 3.33, respectively. However, it has an adverse effect on the distance between the drops which results in 4.33 time larger distance between formed drops.
    Keywords: Microfluidics, Y-junction microchannel, Two-phase flow, Volume of fluid method}
  • کیوان فلاح*

    یک تکنیک مناسب برای جداسازی ذرات در سیستم میکروسیالی استفاده از دی اکتروفور الکتروفورزیس می باشد. دی اکتروفوریسیس پدیده ای است که به حرکت ذرات در یک میدان الکتریکی غیر یکنواخت که منجر به نیروهای الکترواستاتیک نامتوازن روی ذرات قطبی القایی می شود، اشاره دارد. از این رو، در مطالعه حاضر جداسازی سلول های پلاکت از سلول های قرمز خونی در جریان پیوسته توسط مکانیزم دی الکتروفورزیس بصورت عددی در کانال میکروفلوییدیک بررسی می شود. برای این منظور از از نرم افزار کامسول استفاده می شود. بمنظور اعتبارسنجی شبیه سازی حاضر، نتایج عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین مقایسه می شود. اثر پارامترهای مختلف شامل اختلاف پتانسیل الکتریکی، سرعت جریان و فرکانس روی فرآیند جداسازی با جزییات مطالعه می شود. نتایج نشان می دهد که با اعمال میدان الکتریکی عمل جداسازی پلاکت ها از سلول های قرمز خونی انجام می شود. ولتاژ کم باعث می شود که پلاکت ها و سلول های قرمز خونی از یک سمت کانال خارج شوند در حالیکه ولتاژ بالا سبب برخورد گلبول های قرمز به جداره کانال می شود. با توجه به شرایط، یک طیف مشخصی از ولتاژ در دستگاه مورد نظر برای جداسازی سلولهای قرمز خون و پلاکت ها از هم مناسب می باشد. همچنین، با افزایش سرعت ورودی ذرات، مکان جداسازی در فاصله دورتری از ورودی اتفاق می افتد و فاصله بین دو ذره متوالی جدا شده گلبول های قرمز یا پلاکت ها بیشتر می شود.

    کلید واژگان: میکروفلوئیدیک, کامسول, نیروی دی الکتروفورزیس, سلول های خون, پلاکت ها}
    Keivan Fallah*

    An appropriate technique for separation of particles in microfluidic system is the use of dielectrophoresis (DEP), a phenomenon referring to the motion of a particle in a non-uniform electric field due to the unbalanced electrostatic forces on the particle’s induced dipole. Therefore, in current study, separating platelet cells from red blood cells in a continuous flow using dielectrophoretics (DEP) mechanism is numerically investigated in microfluidic device. To this approach, COMSOL Multiphysics software is used. To verify the simulation, the results are compared to previous experimental data. The effects of different parameters including voltage, flow speed and frequency on the separation of platelets are studied in details. The results reveal that successful separation of platelets from blood cells are occurred by applying voltages. Low voltage causes platelet cells and red blood cells to exit from one side of the channel while high voltage causes the red blood cells to collide with the channel wall. According to condition, a range of voltage is suitable for current device to efficiently separate red blood cells and platelets. Also, with increasing particle inlet velocity, the separation takes place farther from the inlet, and the distance between the two consecutive isolated particles of red blood cells or platelets increases.

    Keywords: Microfluidics, COMSOL Multiphysics, Dielectrophoretics force, Red blood cells, Platelets}
  • زینب خلیل زاده، کیوان فلاح*، جواد علی نژاد، یاسر رستمیان

    حرکت قطرات در میکروکانال ها در زمینه های علمی و صنعتی متنوعی مانند مهندسی بیولوژیک، آزمایشگاه روی تراشه، انتقال دارو و کپسول سازی مشاهده می شود. در پژوهش حاضر، فرآیند شکست قطره در میکروکانال T-شکل  بوسیله نرم افزار متن باز جریس شبیه سازی می شود. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی حاضر، نتایج با تحقیقات آزمایشگاهی و عددی محققان پیشین ارزیابی می شوند. مقایسه بین نتایج نشان می دهد که شبیه سازی حاضر تطابق خوبی با مطالعات گذشته دارند. اثر حضور یک مانع نیم دایره ای در اعداد کاپیلاری مختلف (019/ 006/0) و نسبت طول اولیه بی بعد قطره متفاوت (4 و 3 ،2L*=) روی الگوی جریان و زمان شکست قطره مادر در میکروکانال T-شکل مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد، با یک اصلاح ساده روی هندسه میکروکانال T-شکل متقارن، شکست قطره مادر در مقایسه هندسه T-شکل متقارن معمولی سریع تر اتفاق می افتد. برای نمونه، درعدد کاپیلاری 01/0 برای نسبت بی بعد طول اولیه 3،2 و4 با حضور مانع به ترتیب زمان شکست قطره مادر تقریبا75%، 45% و 32% کاهش می یابد. همچنین، با افزایش عدد کاپیلاری در هر نسبت بی بعد طول اولیه قطره، زمان شکست قطره کاهش می یابد.

    کلید واژگان: حجم سیال, میکرو کانال T-شکل متقارن, شکست قطره, نرم افزار متن باز جریس, مدل حجم سیال}
    Zeinab Khalilzadeh, Keivan Fallah*, Javad Alinejad, Yaser Rostamiyan

    Droplet motion in microchannels is observed in versatile industrial and scientific applications, such as biological engineering, drug delivery, and encapsulation. In current investigation, breakup of mother droplet in a T-junction microchannel is simulated using the Gerris open-source software. To validate current simulation, results are appraised by the published literatures. The comparison depicts that the current results are in good agreement with previous studies. The effect of the presence of a semi-circular obstacle on the flow pattern and the breakup time of mother droplet is investigated for different Capillary numbers (0.006 Ca 0.019) and the non-dimensional initial length of droplet (L*=2, 3, and 4). The results reveal that by simple modifications on the symmetry T-junction, the mother droplet splits faster in the comparison of the ordinary symmetry T-junction geometry under the same conditions. For instance, the breakup time of mother droplet at Ca=0.01 for L*=2, 3, and 4 approximately decreases 75%, 45%, and 32% in the presence of obstacle, respectively. Furthermore, the breakup time of the drop decreases by increasing the Capillary number.

    Keywords: Microfluidics, Symmetric T-junction microchannel, Gerris open-source software, Volume of fluid method}
  • کیوان فلاح*، محمد طیبی رهنی، آتنا قادری
    در مطالعه حاضر جریان سیال غیرنیوتنی گذرنده از روی سیلندر دایروی ساکن واقع در یک کانال با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. رژیم جریان ناپایا و دو بعدی (100Re=) برای شاخص های سیال غیرنیوتنی مدل توانی (8/1≤n≤4/0) و چهار نسبت انسداد 2، 4، 6 و 8 بررسی شده است. برای بررسی رفتارسیال غیرنیوتنی، مدل توانی بکار گرفته شده است. نتایج عددی حاضر با نتایج عددی و آزمایشگاهی پیشین مقایسه شده است. اثرات شاخص توانی و نسبت انسداد بر روی کانتور ورتیسیته، متوسط ضریب پسا، نوسانات ضریب برا و توزیع متوسط زمانی فشار، با جزئیات، مطالعه شده است. نتایج نشان می-دهد که طبیعت پایا یا تناوبی بودن جریان عبوری بر روی سیلندر دایروی به مقادیر شاخص توانی و نسبت انسداد وابسته می باشد. بطور کلی، برای شاخص توانی ثابت با افزایش نسبت انسداد، متوسط ضریب پسا کاهش می یابد. برای همه نسبت انسدادهای در نظر گرفته شده به جز 2B=، متوسط ضریب پسا با تغییر خواص سیال از سیال رقیق شونده برشی به غلیظ شونده برشی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: سیلندر دایروی ساکن, سیال غیرنیوتنی, روش شبکه بولتزمن}
    K. Fallah *, M. Taeibi Rahni, A. Ghaderi
    In the current study, the non-Newtonian fluid over a stationary circular cylinder has been simulated using the lattice Boltzmann method. The regime of 2D and unsteady flow (Re=100) for different non-newotonian power-law indices (0.4≤n≤1.8) and four different aspect ratios of 2, 4, 6 and 8 has been investigated. The power-law model was used for describing the non-Newtonian behavior of the fluid. The results have been compared with previous experimental and numerical results. The effects of the power– law index and aspect ratio on the vorticity contour, average drag coefficient, fluctuations of lift coefficient and time averaged of pressure coefficient have been studied in detail. The results show that the steady or unsteady fluid behavior depend on power-law index and aspect ratio. Generally, the average of drag coefficient deacreases by increasing aspect ratio at fixed power-law index. For all considered aspect ratio, except B=2, the average of drag coefficient increases when the fluid behavior changes from shear thining to shear-thickening.
    Keywords: Staionary Circular Cylinder, Non-Newtonian Fluid, Lattice Boltzmann Method}
  • محمد علی راعی*، سید اسماعیل موسوی تیله بنی، کیوان فلاح، آتنا قادری
    در این تحقیق، سقوط آزاد قطره در یک سیال لزج در کانال دو بعدی مستطیلی بصورت عددی با روش شبکه ی بولتزمن مدل پتانسیل بین ذره ای مطالعه می شود. برای اعتبارسنجی شبیه سازی حاضر، نتایج عددی حاضر با نتایج محققان پیشین مقایسه می شود. مقایسه بین نتایج، دقت روش عددی حاضر در شبیه سازی جریان های دوفازی را نشان می دهد. اطلاعات کمی در مورد متغیرهای جریان از جمله رفتار قطره، خطوط جریان و گردابه های موجود در دنباله قطره در دو حالت مورد بررسی قرار می گیرد: الف) سقوط آزادانه یک قطره منفرد و ب) سقوط دو قطره یکسان در آرایش پشت سر هم. نتایج نشان می دهد که برای یک قطره در حال سقوط با افزایش عدد اتوس گردابه پشت قطره بزرگ تر شده می شود و آشفتگی جریان بیستر می شود در حالیکه با افزایش عدد اونسورج عکس این روند دیده می شود. برای سقوط دو قطره در آرایش پشت سر هم، سرانجام دو قطره به هم برخورد کرده و منعقد می شوند و تشکیل قطره بزرگتر تقریبا دو برابر قطره اولیه را می دهند. در نهایت قطره در نتیجه اینرسی زیاد قطره شکل گرفته شده، می شکند.
    کلید واژگان: سقوط قطره, روش شبکه بولتزمن, مدل پتانسیل بین ذره ای}
    M. A. Raei *, S. E.Mousavi Tilehboni, K. Fallah, A. Ghaderi
    In this study, falling droplet in the 2-D channel is numerically studied using the lattice Boltzmann method with the pseudopotential model. Quantitative information about the flow variables such as behavior of droplet, stream line and wake of behind of droplet for two cases is investigated: a) of falling of single droplet and b) falling of two droplets in tandem arrangement. To validate the current numerical simulation, the result are compared with previous literature. The comparison shows a good agreement. The results show that wake region at the back of the droplet increases by increasing Eovos number while a reverse trend can be seen by increasing of Ohnesorge number. In the case of falling of two droplets in tandem arrangement, the droplets collide and soon after form a larger droplet with twice the diameter as the initial droplet. Eventually, the droplet breaks up due to high inertia of formed droplet.
    Keywords: Falling Droplet, Lattice Boltzmann Method, Pseudo-potential Model}
  • کیوان فلاح *
    در مطالعه حاضر انتقال گرما در سیال غیرنیوتنی گذرنده از سیلندر دایروی چرخان با روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. رژیم جریان ناپایا دو بعدی در 100 Re=و 20Pr= برای شاخص های سیال غیرنیوتنی مدل توانی (8/1≤n≤4/0) و سرعت های چرخشی بی بعد (3≤β≤0) بررسی شده است. اثرات سرعت چرخشی بی بعد سیلندر و شاخص توانی بر روی کانتور گردابه، کانتور دما، نوسلت موضعی، نوسلت میانگین سطح و عدد نوسلت میانگین سطح-تناوبی، با جزئیات، مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر خواص سیال از نیوتنی به سمت سیال غلیظ شونده برشی کانتور دما کشیده تر و پهن تر می گردد در حالیکه با تغییرخواص از نیوتنی به رقیق شونده برشی عکس این روند مشاهده می شود. با افزایش نسبت سرعت چرخشی بی بعد، میدان جریان و میدان دما پایا می شوند، که این روند برای سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی مشابه می باشد. دیده می شود که با افزایش خواص رقیق شونده برشی و ضخیم شونده برشی در سیالات، آهنگ انتقال گرما ازسطح سیلندر دایروی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. همچنین، نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت چرخشی بی بعد آهنگ انتقال گرما از سطح سیلندر کاهش می یابد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, سیال غیرنیوتنی, انتقال گرما, سیلندر دایروی چرخان}
    K .Fallah *
    In the current study, the non-Newtonian flow over a cylinder is simulated using the lattice Boltzmann method. Two-dimensional unsteady flow at Re=100 and Pr=20 for different non-Newtonian power-law indices (0.4≤n≤1.8) and rotational ratios (0≤β≤3) is investigated. The effects of dimensionless rotational ratio and the power–law index on the vorticity contour, isotherm contour, local Nusselt number, average Nusselt number, periodic average Nusselt number and periodic-surface average Nusselt number are studied in detail. The results show that the fluid behavior changes from Newtonian to shear-thickening, the isotherms contour become elongated and wide, while the change in the liquid behavior from Newtonian to shear-thinning shows the reverse influence on the isotherm patterns. As dimensionless rotational ratio increases, the fluid and the thermal fields become steady. This behavior occurs in both Newtonian and non-Newtonian fluids. It is found that the increment of the shear-thinning and shear thickening of the fluid leads to the increase and decrease of heat transfer rate of circular cylinder surface, respectively. Results also show that the heat transfer rate of circular cylinder surface decreases with increasing of dimensionless rotational ratio.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Non-Newtonian Fluid, Heat Transfer, Rotating Circular Cylinder}
  • کیوان فلاح، محمد طیبی رهنی، علیرضا محمدزاده، محمد نجفی
    در مطالعه حاضر، انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی گذرنده از روی سیلندر دایروی ساکن در جریان آزاد با استفاده از روش شبکه بولتزمن در حالت دو بعدی و رژیم جریان ناپایا شبیه سازی شده است. از مدل توانی برای شبیه سازی رفتار سیال غیرنیوتنی استفاده شده است. شبیه سازی های عددی برای سه عدد رینولدز اعداد رینولدز (80، 100 و 120)، اعداد پرانتل 10 و 20، شاخص های توانی متفاوت در بازه بین 0/4 تا 1/8 و اعداد بریکمن صفر، 1 و 3 انجام شده است. اثر پارامترهای مختلف بر روی کانتور ورتیسیته، خطوط هم دما، عدد ناسلت محلی و عدد ناسلت متوسط سطح-تناوبی مطالعه می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که ترم اتلاف ویسکوز نقش بسیار مهمی در سیالات غیر نیوتنی ایفا می کند. با تغییر خواص سیال از رقیق شونده برشی به نیوتنی و سپس به غلیظ شونده برشی، طول و پهنای گرابه ها افزایش و فاصله مابین خطوط هم دما کاهش می یابد. بطورکلی، نرخ انتقال گرما از سطح سیلندر با کاهش اعداد رینولدز و پرانتل و با افزایش عدد بریکمن و شاخص توانی، کاهش می یابد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, سیال غیرنیوتنی, انتقال حرارت, سیلندر دایروی ساکن}
    K. Fallah, M. Taeibi Rahni, A.R. Mohammadzadeh, M. Najafi
    In the current study, force convection heat transfer from a stationray circular cylinder in non-newtonian fluids has been simulated using the lattice Boltzmann method in 2D and unsteady flow regime. The simulations were performed for three Reynolds numbers (80, 100 and 120), with Prandtl numbers 10 and 20, the different non-newotonian power-law index in the range of 0.4 to 1.8 while varying the Brikman number from 0, 1 to 3. The effects of different Parameters on the vorticity contour, isotherm patterns, local Nusselt number and periodic-surface average Nusselt number is studied. The results show that viscous dissipation plays main when the operating fluid is non-newtonian. As the fluid behavior changes from shear-thinning fluids to Newtonian and then to shear-thickening fluids, the length and width of the wakes increase and sepration between the isotherms contours deacreases. Broadly, the rate of heat transfer deacreses with decreasing Reynolds and Prandtl numbers, and with increasing value of the Brikman number and the power-law index.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Non, Newtonian Fluid, heat transfer, StationraCircular Cylinder}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال