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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « contact angle » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «contact angle» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مریم رواقی*
    سطوح فوق آب گریز دافع آب هستند و با کج کردن سطح قطره آب از روی آن می لغزد. محققان بسیاری در طی سالیان متمادی، به ساخت این سطوح و توسعه کاربرد آن ها در علوم مختلف پرداخته اند. مقاله مروری حاضر ضمن تمرکز بر پیشرفت های اخیر، به بررسی روش های ساخت و کاربردهای سطوح فوق آب گریز در صنعت بسته بندی و زنجیره تامین پرداخته است. در این مقاله از طریق جستجو در پایگاه های Scopus، Springer، Science Direct، Pub Med، Sage journals و مجله علوم و فنون بسته بندی به بررسی اطلاعات منتشر شده طی سال های 2004 تا 2021 در این زمینه پرداخته شد. نتایج تحقیقات متعدد حاکی از کاربرد گسترده این فناوری در توسعه ساخت سطوح با اثرات ضد میکروبی، ضد چسبندگی، ضد خوردگی، ضد رسوب، ضد یخ زدگی و ضد مه، مقاومت به رطوبت و کاهش پدیده مهاجرت است که در زنجیره تامین (از زمان تولید تا رسیدن به دست مصرف کننده نهایی) به خصوص صنعت بسته بندی، ساخت ظروف حمل و وسایل نقلیه اهمیت دارد. علی رغم تحقیقات صورت گرفته تا به امروز، مطالعات بیشتری در این زمینه مورد نیاز است چرا که هزینه بالا، پایداری پایین و پیچیدگی زیاد از نقاط ضعف ساخت این سطوح است که کاربرد گسترده آن را در صنعت بسته بندی و زنجیره تامین محدود می سازد.
    کلید واژگان: بسته بندی, پوشش, زاویه تماس, سطوح فوق آب گریز}
    Maryam Ravaghi *
    Superhydrophobic surfaces have water repellent properties, and water droplets easily move down on such a tilted surface. Over the years, many researchers have been working on different fabrication methods and applications of these surfaces in diverse fields. The present review focuses mainly on the recent progress in different construction methods and applications of superhydrophobic surfaces in the packaging industry and food supply chain. Hence, this study investigates the essential extracted information from some articles published from 2004- 2021 by Scopus, Springer, Science Direct, Pub Med, Sage journals and the Journal of Packaging Science and Technology databases. Researchers have found various applications of this technology in the development of surfaces with antimicrobial, anti-sticking, anticorrosion, antifouling, anti-icing, antifogging, moisture resistant and migration phenomenon reduction properties, which play key roles along the supply chain (from the time they are manufactured until they reach the end user) especially in the packaging industry, fabricating containers and vehicles. Despite all the researches, more investigations are needed as this technology suffers from limitations such as high cost, poor durability and technical complexity
    Keywords: Packaging, Coating, Contact angle, Superhydrophobic surfaces}
  • Moshen Bastegani, Morteza Bayareh *

    Drop motion on a solid surface has many applications in science and engineering, such as in architecture, offshore structures, and electronics. The present paper aims to simulate the motion of a water droplet located on a hydrophobic inclined surface and investigate its deformation rate using ANSYS FLUENT software. The sessile droplet subjected to uniform airflow can be shed depending on the value of drag and drop’s adhesion forces. In the present work, coupled level set and volume of fluid method are employed to estimate the motion of the interface. The effect of drop size, wind velocity, drop contact angle, and drop size on the location, velocity, and drop deformation is investigated. The results demonstrate that the drop is splashed as the contact angle decreases. The drop acceleration has an approximately constant trend at Reynolds numbers ranging from 8000 to 80,000. The maximum acceleration corresponds to the hydrophilic surface and is equal to 0.9 m/s2. As the contact angle increases, the acceleration becomes constant. For instance, the drop acceleration is about -0.3 for a contact angle of 135°. The results reveal that the drop requires a longer time to reach the lowest point of the inclined surface by decreasing its diameter and increasing surface hydrophobicity and wind velocity. It is found that as surface hydrophobicity increases, the drop reaches the bottom of the surface in a long time in comparison with the deformed drop.

    Keywords: numerical simulation, Drop, Inclined Surface, Contact angle, Hydrophobicity, CLSVOF Method}
  • علی موسوی*، رضا ایزدی

    مطالعه رفتار دینامیکی قطرات از اهمیت بالایی در پدیده های الکترووتینگ برخوردار است. باتوجه به کاربرد گسترده سیالات غیرنیوتنی بخصوص در کاربردهای زیستی، در مطالعه حاضر دینامیک قطرات غیرنیوتنی کاریو تحت پدیده الکترووتینگ مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات ویسکوزیته، اندازه قطره و اختلاف پتانسیل اعمالی در نوسانات و تغییر ارتفاع قطره مشخص شده اند. شبیه سازی این پدیده به کمک روش اجزا محدود صورت گرفته و به منظور اعتبارسنجی مدل سازی انجام شده، نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی موجود مقایسه گردیده اند. نتایج نشان می دهند، برای سیال غیر نیوتنی مدل کاریو با افزایش لزجت دامنه نوسانات کاهش می یابد اما فرکانس ارتعاشی ثابت است همین نتیجه برای سیال نیوتنی نیز وجود دارد با این تفاوت که در سیال نیوتنی دامنه نوسانات بزرگتر و فرکانس آن نسبت به سیال غیرنیوتنی کمتر است. در سیال غیرنیوتنی کاریو با ضریب توان کوچکتر از یک رفتار سیال غیرنیوتنی مشابه سیال نیوتنی می باشد اما زمانیکه ضریب بزرگتر از یک می شود سیال غیرنیوتنی در زمان کمتری به ارتفاع نهایی خود رسیده و این تغییر ارتفاع به صورت یک مرتبه همگرا می شود. افزایش ارتفاع در سیال غیرنیوتنی منجر به افزایش دامنه ارتعاشی و کاهش مقدار فرکانس در سیال می شود که رفتاری مشابه سیال نیوتنی داشته با این تقاوت که در سیال غیرنیوتنی دامنه ارتعاشی کمتر ولی مقدار فرکانس آن بیشتر است.

    کلید واژگان: پدیده الکترووتینگ, یانگ-لیپمان, سیال نیوتنی, سیال غیرنیوتنی, زاویه تماس}
    Ali Moosavi *, Reza Izadi

    Studying the dynamic behavior of droplets is very important in electrowetting phenomena. Due to the widespread application of non-Newtonian fluids, especially in bio applications, in the present study, the dynamics of non-Newtonian Carreau droplets under the electrowetting phenomenon has been investigated. The effects of the viscosity, the size and the applied voltage on the oscillations and the change in the height of the droplets have been inspected. The simulations have been conducted using the Finite Element Method (FEM) and in order to validate the method, the results have been compared with the available experimental and numerical results. The results indicate that by increasing the viscosity the amplitude of the oscillations increases but the frequency remains constant. These are similar to those of the Newtonian fluids with this difference that in Newtonian fluids the amplitude is larger but the frequency is smaller. Also, for a Carreau fluids when the power index is smaller than one the results are similar to the Newtonian fluids but when the power index is larger than one the droplet reaches to its final height faster and without any fluctuation. Increasing the height in the non-Newtonian fluid leads to an increase in the amplitude of the oscillations and decreases the amount of frequency in the fluid, which is similar to the Newtonian fluid, with the difference that in the non-Newtonian fluid the amplitude is less but the frequency is higher.

    Keywords: Electrowetting On Dielectric, Young-Lipmmann, Newtonian Fluid, Non-Newtonian Fluid, Contact Angle}
  • لقمان محمدپور، احسان امینیان، حمید صفاری*

    تغییر فاز بخار به مایع که کاربردهای گسترده ای در صنعت دارد را چگالش می نامند. چگالش قطره ای بر روی سطوح آبگریز و ابر آبگریز اتفاق می افتد. تحقیقات نشان داده اند که ایجاد ساختار های میکرو-نانو ساختار بر روی سطوح،یکی از زوش های ابگریز نمودن آنها می باشد.اختلاف دمای بخار و مایع میتواند منجر به ایجاد گرادیان دما و بالطبع همرفت مارانگونی شود. در این مقاله به شبیه سازی تک قطره بر روی سطوح با ساختار های کیسی، ونزل در چهار حالت مختلف و سطح صاف پرداخته شده است و نرخ انتقال حرارت برای تک قطره چگالیده شده بر روی این سطوح و در دو حالت با و بدون مارانگونی محاسبه گشته است. نتایج نشان داده اند نرخ انتقال حرارت عبوری از قطره ساکن در حالتی که اثر مارانگونی احتساب گشته است از حالتی که از آن صرف نظر شده است، بیشتر می باشد.میزان انتقال حرارت عبوری از قطره در حالت بدون مارانگونی بر روی سطح با زبری کیسی از سطح صاف350% و سطح صاف نیز از سطح با زبری ونزل128% بیشتر است.در حالت با مارانگونی نحوه تغییر نرخ انتقال حرارت از این سطوح متاثر از زاویه تماس قطره بر روی سطح می باشد.

    کلید واژگان: چگالش قطره ای, دینامیک سیالات محاسباتی, ساختار ونزل, ساختار کیسی, زاویه تماس}
    L. Mohammadpour, E. Aminian, H. Saffari *

    The change of the vapor to liquid phase, which is widely used in industry, is called condensation. Dropwise condensation(DWC) occurs on the hydrophobic and the super hydrophobic surfaces. Research has shown that the creation of micro-nanostructured structures on surfaces is one of the ways . The difference in temperature between the vapor and the liquid can lead to temperature gradient, which causes the convection Marangoni convection. This paper simulates a single drop on surfaces with Cassie and Wenzel structures in four different modes and a smooth surface, and the heat transfer rate for a single drop condensed on these surfaces is calculated in two modes with and without marangoni.The results show that the rate of heat transfer passing through the static drop in the case of the presence of marangoni is higher than the non-Maragoni mode. The rate of heat transfer from the droplet in the without-Marangoni state on the surface with the roughness of the cassie from the smooth surface is 350% ,And the smooth surface is 128% higher than the surface with the roughness of the the Wenzel. In the case of Marangoni, the mode of change of heat transfer rate from these surfaces is affected by the contact angle of the drop on the surface.

    Keywords: Dropwise Condensation, computational fluid dynamic, Wenzel Structure, Cassie Structure, Contact Angle}
  • محسن نظری*، مریم رمضانی بازان، محمدمحسن شاه مردان

    فیلم فلوتاسیون یک روش برای جداسازی ذرات معدنی آب گریز از ذرات آب دوست است. در این مقاله به منظور شبیه سازی این روش، برخورد ذرات آب گریز کروی با سطح مشترک هوا - آب، مورد آزمایش قرار گرفت. هدف پژوهش حاضر، بدست آوردن سرعت بحرانی برخورد است که ذره آب گریز در آن روی سطح مایع شناور می ماند طوریکه در سرعت های بالاتر از سرعت بحرانی به طور کامل در مایع نفوذ می کند. برای پیش بینی سرعت بحرانی، یک مدل ریاضی بر اساس موازنه انرژی ارایه شده است. ذرات از جنس تفلون در اندازه های 3 - 5 میلی متر مورد استفاده قرار گرفتند. از آب مقطر با چگالی kg/m3 71/1000 به عنوان سیال آزمایش استفاده شد. با استفاده از یک دوربین پرسرعت 4500 فرم در ثانیه، سرعت برخورد ذره، سرعت و مکانیزم نفوذ و سرعت خط تماس سه فازی برای اولین بار بدست آمد. مدل ریاضی توسعه داده شده با مشاهدات آزمایش هم خوانی خوبی دارد.

    کلید واژگان: برخورد ذره, آب گریز, سرعت بحرانی برخورد, زاویه تماس, جریان چند فازی}
    Mohsen Nazari *, Maryam Ramezani Bazan, MohammadMohsen Shahmardan

    Film flotation is a process for separating hydrophobic mineral materials from hydrophilic at the gas-liquid free surface. In this study, for simulation of this process, the impact of spherical hydrophobic particles on an air–water interface was experimented. The aim of this study is to obtain a critical impact velocity in which the hydrophobic particle remains on the liquid surface so that it penetrates completely at higher velocities than the critical velocity. A mathematical model based on energy balance approach was developed to predict the critical impact velocity. The Teflon particles of diameter 3-5mm were used. Distilled water with density of 1000.71 kg/m3 was used as the fluid. The particle impact velocity, cavity profile and velocity of three-phase contact line were obtained for the first time for a number of different particles by using a high speed video camera with the rate of 4500 fps. In the model, the critical impact velocity was obtained by employing the cavity profile and fitted advancing contact angle at critical conditions. It was showed that the mathematical model was in good agreement with experimental observations, including showing a decrease in critical impact velocity with increasing particle diameter.

    Keywords: Particle impact, critical impact velocity, contact angle, multi-phase flow}
  • محمد امدادی، سید پدرام پورنادری*
    در این تحقیق، فرآیند برخورد قطره آب به سطح جامد با استفاده از یک رویکرد نامیرا در مدل کردن سطح مشترک، شبیه سازی می گردد. این رویکرد بر مبنای حل معادلات مومنتوم و پیوستگی با اعمال شرایط پرش مناسب در سطح مشترک می باشد. از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک و از تکنیک سیال مجازی برای اعمال دقیق شرایط پرش در سطح مشترک استفاده می شود. بدین ترتیب از میرا کردن کمیت ها در عرض سطح مشترک اجتناب و ناپیوستگی آن ها در سطح مشترک حفظ می شود. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی و عددی، دقت روش عددی را تایید می کند. نتایج حاصل نشان می دهند که روش عددی مورد استفاده، در مقایسه با روش حجم سیال پیش بینی دقیق تری از رفتار قطره در فرآیند برخورد ارائه می دهد. اثر زاویه تماس قطره آب با سطح روی فرآیند برخورد بررسی می شود. در زوایای تماس کمتر از 90°، قطره آب پس از برخورد، روی سطح پخش می شود. ولی برای زوایای تماس بیشتر از 90°، قطره پس از پخش شدن شروع به جمع شدن می کند. در این حالت، پس از جمع شدن قطره امکان بلند شدن آن از روی سطح وجود دارد. با افزایش زاویه تماس، ماکزیمم شعاع پخش شدن قطره کاهش می یابد.
    کلید واژگان: برخورد قطره, روش سطح تراز, روش سیال مجازی, زاویه تماس}
    Mohammad Emdadi
    In this research, water droplet impact process on a solid surface is simulated using a sharp approach for interface modeling. This approach is based on the solving momentum and continuity equations and imposing appropriate jump conditions at the interface. The level set method is used for interface tracking and the ghost fluid method is used to impose jump conditions at the interface accurately. In this way, smearing of quantities across interface is prevented and discontinuities are preserved at interface. The accuracy of numerical procedure is approved via comparison of simulation results with experimental and numerical data. Simulation results show that the used numerical method in comparison with the VOF method, represents more accurate prediction of droplet behavior during impact process. The effect of contact angle between water droplet and surface on the impact process is investigated. For contact angles less than 90°, water droplet spreads on the surface after impact. But, for contact angles greater than 90°, droplet starts to recoil after spreading. In this case, it is possible that droplet rebound from surface after recoiling. Maximum spreading radius of droplet decreases by an increase in contact angle.
    Keywords: Droplet Impact, Level set Method, Ghost Fluid Method, contact angle}
  • حمیدرضا طالش، حمید صفاری*، علی رستم نژاد، غلام رضا شهریاری

    سطوح ابرآب گریز کاربردهای گسترده ای نظیر بهبود انتقال گرما، کاهش خوردگی سطح و کاهش نیروی پسا دارند. در این تحقیق با یک فرایند الکتروشیمیایی درون الکترولیت دو جزئی آبی پتاسیم پرسولفات و سدیم هیدروکسید، ساختار های میکرو/ نانو بر روی فلز مس ایجاد شده و برای کاهش انرژی سطحی از پوشش اکتا دکان تیول استفاده شده است. در ادامه اثر پارامترهایی نظیر زمان فرآیند و غلظت اجزاء الکترولیت بر بهبود زاویه تماس بررسی شده است. برای بررسی میکرو/نانو ساختارهای ایجاد شده، عکس میکروسکوپ الکترونی روبشی در شرایط مختلف فرآیند تهیه و بررسی شده است. همچنین با انجام آنالیز پراش اشعه X، مشخص شد که ساختارهای به وجود آمده بر روی سطح از جنس اکسید مس(I)  است. بیشترین زاویه تماس در 10 دقیقه فرایند الکتروشیمیایی و پوشش دهی 24 ساعته با ماده انرژی سطحی پایین به میزان 8/158 درجه به دست آمد. میزان پایداری سطوح در برابر هوا، آب خالص و آب دریا بررسی شده و نمونه ها در مجاورت هوا در طی 6 هفته، خاصیت ابرآب گریزی خود را حفظ کرده و پایداری خوبی در برابر آب و آب دریا نشان دادند.

    کلید واژگان: ابرآب گریزی, فرایند الکتروشیمیایی, زاویه تماس, میکرو نانوساختار, انرژی سطحی}
    Hamid Reza Talesh Bahrami, Hamid Saffari *, Ali Rostamnejad, Gholamreza Shahriari

    Superhydrophobic surfaces have extensive applications like as heat transfer improvement, surface corrosion reduction, and fluid drag reduction. In this research, micro-nano structures were grown on the copper using an electrochemical process. The electrolyte is a two-component solution composing of Potassium persulfate and Sodium hydroxide. An octa-decane-thiol coating is used to reduce the surface energy. In the following, effects of different papmrters including the duration of the process and the concentration of electrolyte components on the contact angle increment are examined. To investigate the created micro/nano structures building block scanning electron microscopy pictures in different conditions were taken and inspected. X-ray diffraction analysis of samples’ surfaces showed that micro-nano structures are copper oxide (I). The maximum contact angle of 158.8 degrees was reached after 10 minute of electrochemical process and 24 hour of coating with low surface energy. Also, the durability of the samples exposing to the open air, pure water and seawater are studied. The samples retained their superhydrophobicity property after up to 6 weeks of exposition to the air; in addition, they showed good durability in contact with pure water and sea water

    Keywords: Superhydrophobicity, electrodeposition, contact angle, micro-nano structure, surface energy}
  • محمد آزادی تبار، فرزاد برزگر، محمد حسین غضنفری*

    در این مطالعه، کاربرد معادله ی کسی بکستر در محاسبه ی زاویه ی تماس ظاهری برای قطرات با اندازه ی مختلف روی سطح زبر بررسی شده است. زاویه ی تماس محاسبه شده از تقریب کسر سطحی ارائه شده توسط کسی بکستر در سطوح زبر با مقدار حاصل از روش عددی توسعه داده شده در این مطالعه، مقایسه شده است. همچنین مفهوم کسر طولی پیشنهادی توسط یارسلو و میلر بررسی و روش عددی برای محاسبه ی آن ارائه شده است. بدین منظور قطرات کروی در اندازه های مختلف روی سطح مصنوعی زبر با ساختار زبری مکعبی شبیه سازی شده است. کسر طولی و کسر سطحی محاسبه شده توسط روش عددی توسعه داده شده در این کار، حول تقریب کسی بکستر رفتاری نوسانی دارد. مقدار این دو کسر هنگامی که شعاع قطره به بی نهایت میل می کند، برابر تقریب کسی بکستر است. نتایج این کار به تحلیل و پیش بینی مقدار زاویه ی تماس برای بازه گسترده یی از ابعاد قطرات به منظور تعیین ترشوندگی در سطوح زبر کمک می کند.

    کلید واژگان: ترشوندگی, زاویه ی تماس, سطح زبر, کسی بکستر}
    M. Azadi Tabar, F. Barzegar, M.H. Ghazanfari *

    Controlling surface properties, such as wetting, plays an important role in the research and development of various industries. Even though wettability has many applications in diverse technologies, such as painting, filtration, printing, porous media saturation, medicine, climate, soil, plant biology, and oil recovery enhancement, the effect of roughness pattern on contact angle and wetting needs more attention. In this study, application of the Cassie---Baxter equation for calculating the apparent contact angle of drops with different sizes on the rough surfaces is investigated. To do this, the free energy equation is analyzed on a rough and chemically homogeneous surface to study the Cassie-Baxter equation along with line tension and roughness. The contact angle calculated by using the surface fraction approximation of Cassie-Baxter for rough pattern surfaces has been compared with the values obtained from the developed numerical method. Moreover, the concept of length fraction proposed by Jaroslaw and Miller is discussed, and a numerical method is established to compute its value. To do this, spherical drops of different sizes are simulated on an artificial rough surface consisting of an array of cubic roughness. The line and surface fraction occupied by the drop are calculated and compared with the Cassie-Baxter approximation of surface fraction. Furthermore, the difference in advancing contact angle obtained by the numerical method and Cassie-Baxter model are compared. By using a developed numerical method, the length fraction and surface fraction can be computed for a wide range of drop sizes and roughness dimensions. The length fraction and surface fraction obtained in this work show oscillation behavior around the Cassie-Baxter approximation. When the drop radius tends to infinity, both values of surface and length fraction are equal to the Cassie-Baxter approximation. The results of this work help analyze predict the apparent contact angle value for a wide range of drop sizes on rough surfaces for wettability determination.

    Keywords: Wettability, contact angle, rough surface, cassie-baxter}
  • سید حسین گنجیانی، علیرضا حسین نژاد*
    در این کار، اثر طول نانولوله کربنی بر یک سیستم جذب انرژی نانوسیالی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای این منظور 6 طولnm 5، 6 nm، 7 nm، 8 nm، 9 nm و nm 10 برای هر یک از چهار نانولوله کربنی صندلی تک جداره صلب (8،8)، (10،10)، (12،12) و (14،14) انتخاب شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که در طول و قطر های مختلف نانولوله کربنی، سطح نانولوله کربنی بدون اصطکاک است که باعث می شود بعد از اعمال یک سیکل بارگذاری-باربرداری بر سیستم، مولکول های آب بطور کامل از نانولوله کربنی خارج شوند. زاویه تماس که متناظر با شدت آب گریزی سطح نانولوله کربنی است، با افزایش طول و قطر نانولوله کربنی بطور متوسط به ترتیب 4 و 2 درصد کاهش می یابد؛ در نتیجه، فشار نفوذ مولکول های آب به درون نانولوله کربنی بطور متوسط به ترتیب 30 و 15 درصد کاهش می یابد. بعلاوه، با افزایش قطر و طول نانولوله کربنی جرم و اندازه آن افزایش یافته و باعث کاهش چگالی و بازده جذب انرژی در سیسستم جذب انرژی نانوسیالی می شود. همچنین چگالی شعاعی مولکول های آب در نانولوله کربنی برخلاف توده فاز مایع غیریکنواخت بوده و با افزایش طول نانولوله کربنی مقدار آن در هر دو پوسته کاهش یافته و در فاصله میان آنها افزایش می یابد.
    کلید واژگان: فشار نفوذ, کشش سطحی, زاویه تماس, تبدیل انرژی}
    Sayed Hossein Ganjiani, Alireza Hossein Nezhad*
    In this work the effect of carbon nanotube length on the nanofluidic energy absorption system is investigated by using molecular dynamic simulation. For this purpose, four rigid armchair carbon nanotubes (8,8), (10,10), (12,12) and (14,14), and six lengths (5.0 nm, 6.0 nm, 7.0 nm, 8.0 nm, 9.0 nm and 10.0 nm ) for each one are studied. Results of simulations show that the surface of carbon nanotube is frictionless in all length and diameters, causing water molecules defiltrated from carbon nanotubes after applying the loading-unloading cycle on the system. Contact angle which represents hydrophobic intensity of carbon nanotube is decreased averagely 4 and 2 % by increasing length and diameter of carbon nanotube, respectively; therefore, infiltration pressure of water molecules through carbon nanotube is decreased averagely 30 and 15 %, respectively. Moreover, the mass and size of carbon nanotube increase by increasing length and diameter of carbon nanotube, leading to the reduction of energy absorption density and efficiency. Also, density of water molecules in carbon nanotube unlike the bulk of liquid phase is non uniform, decreases in the first and second shells, and increases along the distance between them by increasing length of carbon nanotube.
    Keywords: Infiltration pressure, Surface tension, Contact angle, Energy conversion}
  • سجاد خدادادی، نیما سام خانیانی، مفید گرجی، داوود دومیری گنجی، محمدرضا انصاری
    در این پژوهش برخورد حباب به صفحه مایل شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی از روش حجم سیال در نرم افزار متن باز اپن فوم (حلگر اینترفوم) استفاده شده است. دو سیال غیرقابل تراکم هستند و کشش سطحی بین دوفاز با روش CSF درنظر گرفته می شود. در مطالعه ی حاضر تاثیر پارامترهایی مانند زاویه شیب، زاویه تماسی و اعداد بی بعد مورتون و باند بر سرعت و شکل حباب به دست آمده است. نتایج نشان می دهد با افزایش زاویه شیب، سرعت حباب افزایش می یابد. در زاویه ی شیب 50 درجه سرعت حباب ماکزیمم می شود. در این مطالعه با تغییر زاویه شیب صفحه مایل سه رژیم جریان معرفی شد که این سه رژیم عبارتند از رژیم لغزشی، رژیم پرشی و رژیم زیگزاگی. در زاویه شیب بین 30 تا 40 درجه صفحه از افق، رژیم حباب از حرکت لغزشی به حرکت پرشی تغییر وضعیت می دهد. همچنین نشان داده شد که با ثابت نگه داشتن عدد مورتون و تغییر عدد باند سرعت و دامنه نوسانات آن افزایش می یابد و با افزایش عدد مورتون در عدد باند ثابت سرعت نوسانات سرعت حباب کم می شود. با افزایش عدد مورتون حرکت حباب از حرکت شتاب دار به حرکت سرعت ثابت تبدیل می شود.
    کلید واژگان: برخورد حباب به صفحه, زاویه تماسی, روش حجم سیال, اینترفوم}
    Sajad Khodadadi, Nima Sam Khaniani, Mofid Gorji, Davood Domiri Ganji, Mohammad Reza Ansari
    In present study, impact of single bubble on an inclined wall and its movement are investigated by applying volume of fluid method (VOF) in OpenFOAM open source cfd package using a solver called interFoam. Both phases are incompressible and surface tension between two phases is estimated by CSF method. The effect of some parameters such as contact angle, wall slope and Bond and Morton dimensionless numbers on bubble shapes and velocity are studied. The numerical results show bubble velocity along wall increases with the increase of wall slope angle. The maximum bubble velocity happens at 50 degree. Three bubble regimes are recognized and introduced in this study named as: sliding, bouncing, and zigzagging based on wall slope. The bubble regime changes from sliding to bouncing when wall slope changes from 30 to 40 degrees. In constant Morton number, increment of Bond number increases both velocity and amplitude of fluctuations. In addition, an increment of Morton number in constant Bond number, decreases velocity and amplitude of fluctuations. Moreover, by increment of Morton number, the bubble motion will change from an accelerating motion to a constant velocity condition.
    Keywords: Bubble Impact, Contact Angle, VOF method, interFoam}
  • سحر جعفری، محمدرضا انصاری، نیما سام خانیانی
    در مطالعه حاضر، به بررسی مدل های زاویه تماس در پیش بینی رفتار قطره پس از برخورد به سطح جامد پرداخته و با هم مقایسه می شوند. دوفاز غیرقابل تراکم، مخلوط نشدنی و سیال ها نیوتنی فرض شده اند. برای شبیه سازی فصل مشترک بین دوفاز از روش حجم سیال تابع رنگ (CF_VOF) در نرم افزار متن باز اپن فوم استفاده شده است. مدل های مختلف زاویه تماسی همچون: مدل تانر و مدل یوکویی در این نرم افزار پیاده و با مدل های موجود در آن همچون: مدل زاویه تماس استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده است. این مطالعه نشان می دهد مدل زاویه تماس استاتیکی با وجود سادگی بهترین مدل برای پیش بینی رفتار قطره در محدوده وسیعی از شرایط مختلف برخورد قطره به سطح جامد است. نشان داده شده ویسکوزیته سیال در تعیین نوع الگوی برخورد قطره تاثیرگذار است و با افزایش ویسکوزیته سیال انرژی بیشتری برای برخاست دوباره قطره از سطح لازم است. همچنین ناپایداری کلوین- هلمهولتز ناشی از اختلاف سرعت بین دو فاز قطره و هوا، بعنوان عاملی در تغییر شکل فصل مشترک بوده و با ایجاد طول موج هایی روی سطح مشترک در شبیه سازی ها دیده شده است.
    کلید واژگان: جریان دوفازی قطره ای, تغییرشکل سطح مشترک, برخورد قطره با سطح جامد, زاویه تماس, ناپایداری کلوین هلمهولتز}
    Sahar Jafari, Mohammad Reza Ansari, Nima Sam Khaniani
    In present work, models that predict contact angle of a droplet with a solid surface, are considered and compared with each other. Two phases were assumed to be Newtonian, incompressible and immiscible fluids. OpenFOAM software is applied to simulate the two phases interface by using Color function VOF (CF-VOF) method. Different models for contact angle of a droplet as Tanner and Yokoi models are implemented in the OpenFOAM. In addition, the dynamics and statics contact angle models were used to compare with recent models in order to choose the best one. The outcome of study shows, even though the static contact angle model is simple to understand, however, it could be the best model to predict the droplet behavior in a wide range of different conditions. The fluid viscosity effect was also considered in different models of the present study. It concluded that the fluid viscosity affects the type of pattern of droplet impact and as viscosity of fluid increases; more energy is needed to uplift the droplet again from the surface. Kelvin-Helmholtz instability (K-H) was also simulated and explained in details which initiates on the interface of two fluids due to velocity differences of droplet and the surrounded air.
    Keywords: Two, phase droplet flow, Interface deformation, Droplet impact on solid interface, Contact angle, K, H instability}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال