1404/02/01
هاشم مظاهری

هاشم مظاهری

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس:
دانشکده: دانشکده فنی و مهندسی
نشانی: دانشکده فنی و مهندسی - گروه مکانیک - اتاق 360
تلفن: 09183082268

مشخصات پژوهش

عنوان
شبیه سازی و تحلیل رفتار مکانیکی عملگرهای هیدروژلی هوشمند
نوع پژوهش
طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها
هیدروژل های هوشمند، تورم همگن وناهمگن، تغییرشکل های بزرگ، روش اجزا محدود
سال 1396
پژوهشگران هاشم مظاهری

چکیده

در این طرح رفتار هیدروژل های هوشمند در دو حالت حساس به دما، و حساس به دما و pH، بررسی می شود. ابتدا مدلی تعادلی برای هیدروژل های حساس به دما ارائه می شود که رفتار پیوسته و پایداری به خصوص در نزدیکی دمای گذار، به دست می دهد. با مقایسه نتایج حاصل از مدل ارائه شده با نتایج تجربی موجود برای مسائل تورم همگن، درستی کارکرد آن تایید می گردد. نتایج حاصل از مدل حاصل به خصوص برای هیدروژل های با چگالی اتصالات عرضی بالا، تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد. سپس، مدل ارائه شده با استفاده از روش اجزا محدود گسسته سازی شده و به کمک ابزار عددی توسعه داده شده، مثال های متعدد تورم همگن و ناهمگن به صورت عددی مورد مطالعه قرا می گیرد. از جمله، با استفاده از مدل حساس به دمای ارائه شده، رفتار میکروشیر حساس به دما به طور تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه، با توسعه مدل حساس به دمای ارائه شده، مدل رفتاری تعادلی برای هیدروژل های حساس به دما و pH در تغییرشکل های بزرگ، ارائه و نتایج حاصل از آن نیز با نتایج تجربی مقایسه و صحه گذاری می شود. سپس، با استفاده از مدل مذکور برخی مسائل همگن و ناهمگن به روش تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. حل عددی انجام شده با استفاده از روابط گسسته استخراج شده برای این مدل، به روش اجزا محدود انجام می شود. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی رفتار پایدار و پیوسته این مدل، در برابر تغییرات دما و pH می باشد. سپس، مدل حساس به دمای ارائه شده با استفاده از قانون دوم ترمودینامیک، برای مدل سازی رفتار گذرای هیدروژل های حساس به دما، توسعه داده می شود. با استفاده از روش اجزا محدود، معادلات حاکم در این رژیم رفتاری، گسسته و برنامه نویسی می گردد به طوری که از فرمول بندی اجزا محدود ارائه شده، می توان برای مدل سازی رفتار گذرای هیدروژل های خنثی نیز بهره برد. در ادامه، مسائل مختلف همگن و ناهمگن گذرا با استفاده از فرمول بندی اجزا محدود ارائه شده مطالعه می شود که رفتار کلی آنها در تطابق با مشاهدات تجربی می باشد. با توجه به تطابق خوب نتایج حاصل از مدل های ارائه شده در این طرح با نتایج تجربی، می توان با استفاده از ابزار عددی توسعه داده شده از آنها برای مطالعه رفتار هیدروژل های هوشمند حساس به دما، و حساس به دما وpH بهره برد.