محاسبه ويسكوزيته نانو سيال مدل فرضي SPC آب در ديناميك مولكولي: ((يادداشت مهندسي))

Calculation of the Viscosity of Nanofluid Water SPC Model in Molecular Dynamics

در اين تحقيق از مدل‌ شبيه سازي ديناميك مولكولي براي محاسبه ويسكوزيته نانو سيال حاوي نانو ذرات مس استفاده شده است. در ابتدا، نانو ذرات مس به‌صورت ناحيه كروي بين نانو سيال پايه آب با مدول سه‌گانه SPC قرار گرفته‌اند. سيستم تحت شرايط مرزي تعيين‌شده و كد نويسي در نرم‌افزار لمپس و كسر حجمي هاي ۳/۲ و ۴/۴ و ۶/۹ و ۹/۱ درصد تحت حركت براوني اتم ها مورد اجرا قرار گرفته است . سه تابع پتانسيل معروف لنارد جونز، كولمب و روش جاسازي اتمي به كار گرفته ‌شده اند. از بين روش‌هاي ديناميك تعادلي و ديناميك غيرتعادلي، روش ديناميك تعادلي و معادله گرين - كوبو براي محاسبه ويسكوزيته به كار گرفته شده است. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي دهد كه به‌طور كلي با اضافه شدن نانو ذرات مس به سيال آب و افزايش درصد كسر حجمي، مقدار ويسكوزيته نيز افزايش مي يابد. نانو سيالات علاوه بر كسر حجمي ذرات تابع، عوامل ديگري، نظير حركت براوني و پديده خوشه شدن دارند كه هريك به‌ نوبه خود باعث تغييراتي در مقدار ويسكوزيته مي شود. نتايج شبيه‌سازي باكارهاي ديگران و مدل پيش‌بيني خواص ترموديناميكي مقايسه و مشخص شد كه از دقت قابل‌توجهي برخوردارند.

This paper presents molecular dynamics modeling for calculating viscosity of nanofluids containing copper nanoparticles. In the first case, the copper nanoparticles were located as a spherical region in water-based fluid module SPC. System under specified boundary conditions, and writing code by LAMMPS software, and nanofluid ratios of 3.2,4.4,6.9 and 9.1 percented by Brownian motion of atoms, was carried out. three popular potential function, Lennard-Jones, Coulomb, and embedded atom method were used. Between equilibrium molecule dynamic, and non- equilibrium molecule dynamic, (EMD) and Green-kubo formula were used to calculate viscosity. The results show that by increasing the amount of voloume fraction, viscosity increases. nanofluids in addition to other factors, such as volume fraction of particles in Brownian motion and clustering phenomenon, each in turn causes changes in viscosity. The simulation results were compared with other's works and found that the obtained results are remarkably accurate.