نام پژوهشگر: ملیحه مرتضی پور
ملیحه مرتضی پور فاطمه ابراهیمی
کاربرد فراوان مواد دانه ای در صنایع مختلف مانند صنایع داروسازی، صنایع معدن و بسیاری تولیدات اساسی در بخش های شیمیایی، داروسازی و صنایع غذایی سبب شده است که بررسی خواص این مواد از بسیاری جنبه ها، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر صنعتی اهمیت زیادی داشته باشد. بنابراین شناخت هرچه بیشتر رفتار مواد دانه ای می تواند به بهبود شرایط استفاده از آن ها در موارد متعددی از جمله انبارکردن دانه های خوراکی و موارد مورد نظر در صنایع دارویی و غیره کمک کند. یکی از پدیده های جالب در این محیط ها، اشباع فشار در یک عمق مشخص در ستونی از مواد دانه ای (سیلوها) است که به اثر یانسن معروف است. مواد دانه ای به هنگام تخلیه و ریزش از یک روزنه، گاهی قوس هایی تشکیل می دهند که به موجب آن، سرعت حرکت دانه ها کند شده و یا متوقف می شوند. به این کندشدن حرکت یا توقف ریزش دانه ای، پدیده قفل شدگی گویند. تاکنون آزمایش های واقعی و شبیه سازی های متفاوتی به بررسی ریزش مواد دانه ای از یک روزنه یا قیف پرداخته اند. بررسی های انجام شده حاکی از آن است که سرعت ریزش به ارتفاع لایه ی دانه ای بستگی ندارد ولی زمانیکه فشار اشباع می شود که ناشی از اثر یانسن می-باشد، سرعت ریزش ثابت باقی می ماند. در این پژوهش ما با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی که توسط نرم افزار lammps اجرا می شود، ابتدا اشباع فشار در سیلوهای باریک را بررسی کرده و سپس به بررسی پدیده قفل شدگی در طی ریزش مواد دانه ای از یک روزنه در سه بعد می پردازیم. در این بررسی ها نشان خواهیم داد که سرعت ریزش مواد دانه ای علاوه بر اینکه به ارتفاع لایه ی دانه ای بستگی ندارد، مستقل از فشار و اشباع آن و در نتیجه مستقل از اثر یانسن می باشد. همچنین مشاهده خواهیم کرد هرچه اندازه ی سیلو نسبت به اندازه ی روزنه بزرگتر باشد، سرعت ریزش مواد کمتر و تعداد دانه های گیر کرده در سیلو بیشتر خواهد بود و پدیده قفل شدگی با احتمال بیشتری اتفاق می افتد.