بررسي اثر زبري ديواره بر ميدان جريان درون ميكروكانال ها

در این تحقیق با استفاده از مدل سازی CFD به بررسی اثر زبری دیواره بر روی میدان جریان درون میكروكانال ها پرداخته شده است. مكانیزم های سطحی درون هندسه های با مقیاس بسیار كوچك با طول مشخصه 1 تا 1000 میكرومتر انتقال به دلیل تقویت اثرات سطحی می تواند حتی غالب باشد. چنین پدیده هایی اثرات كشش سطحی به دلیل اختلاف چسبندگی سطح مشترك سیال – دیواره در دیواره كانال هستند، كه زبری سطح تاثیر قابل ملاحظه ای روی آن دارد. در این تحقیق تاثیر موثر زبری سطح روی رفتار سیال مایع با جریان آرام مقیاس میكرو تایید شده است. نتایج مدل سازی CFD با داده های موجود در مقالات مقایسه شده است، با این تفاوت كه تاثیر زبری دیواره میكروكانال نیز در نظر گرفته شده است. برای طول توسعه یافتگی جریان در مقیاس ماكرو روابط تجربی در منابع ذكر گردیده است اما در مقیاس میكرو كمتر به این موضوع پرداخته شده است، كه در این تحقیق طول توسعه یافتگی جریان در میكروكانال نیز بررسی می شود. نتایج نشان می دهد كه زبری دیواره میكروكانال تاثیر قابل ملاحظه ای روی پروفایل سرعت در نزدیك دیواره دارد.

In this research CFD modeling performed to evaluate the effect of surface roughness on fluid field in micro channels. These surface mechanisms of transportation in flows at small length-scale geometries, with characteristic lengths ranging from 1 to 1000 μm may even become dominant due to the amplification of the surface-based effects on transport phenomena at micro scales. Such phenomena are the surface tension effects caused by the different fluid/wall interactions that surface roughness have great effect on them. In this work was confirmed the effective influence of the surface roughness on the laminar microscopic liquid flows behavior. CFD results have been compared with data in literature studies but in this case micro channel also effect of wall roughnesses has been considered. Relatives for length of fully developed flow in macro scale exist but for micro scale it has been noted less. So in this work length of fully developed flow has been considered. Also results shows that wall roughnesses have considerable effect on velocity profile near the wall.