بررسی خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیالات بر پایه آب-اتیلن گلیکول با استفاده از روش های شبیه سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی و دینامیک سیالات محاسباتی

نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (100 نانومتر) به یک سیال پایه باهدف بهبود انتقال حرارت حاصل می شود. یکی از کاربردهای نانوسیالات، استفاده در سیستم های انتقال حرارتی مانند ترانسفورماتورها و رادیاتور اتومبیل می باشد. این نانوسیالات باید دارای توانایی بالای انتقال حرارت و در برخی موارد عایق الکتریکی باشند. در این پروژه تحقیقاتی در ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل دهنده ( اکسید تیتانیوم، اتیلن گلیکول و آب)، خواص تأثیرگذار برای نانوسیال به منظور بهبود انتقال حرارت مانند هدایت حرارتی، ویسکوزیته و دانسیته توسط روش شبیه سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی و مطالعات نظری موردبررسی و بحث قرار می گیرد. داده های خروجی از شبیه سازی های دینامیک مولکولی به عنوان ورودی روش شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی مورداستفاده قرار گرفت تا تأثیر ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل دهنده نانوسیال در ضریب انتقال حرارت موردبررسی قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اضافه کردن نانو ذرات به سیال پایه باعث بهبود هدایت حرارتی نانوسیال و همچنین افزایش دانسیته و ویسکوزیته سیال پایه می شود. مطالعات نظری انجام گرفته در این زمینه حاکی از دقت بالای شبیه سازی های دینامیک مولکولی می باشد. لازم به ذکر است که روش شبیه سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی می تواند به عنوان روشی مؤثر و دقیق در بررسی نانوسیالات مورداستفاده قرار گیرد. کد استفاده شده در شبیه سازی های رسانش هدایتی، نوع جدید و بهبودیافته ای از شبیه سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی می باشد که میزان خطا در شبیه سازی ها را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. از دیگر مزیت های این کد می توان به کاهش چشمگیر زمان انجام شبیه سازی نسبت به روش های مشابه اشاره کرد چون شبیه سازی های دینامیک مولکولی نیازمند صرف زمان زیاد برای انجام شبیه سازی ها می باشند.