| Περίληψη: | Πολλές πειραματικές και θεωρητικές μελέτες έχουν δείξει ότι η προσθήκη νανοσωματιδίων σε συμβατικά ρευστά μπορεί να δημιουργήσει νανορευστά με σημαντικά βελτιωμένες ιδιότητες μεταφοράς θερμότητας. Παρά την πληθώρα μελετών, οι μηχανισμοί αύξησης της αγωγιμότητας στα νανορευστά και η ρεολογική τους συμπεριφορά παραμένει ένας ενεργός τομέας έρευνας. Παράλληλα η μελέτη φαινομένων μεταφοράς σε περίπλοκες γεωμετρίες πορωδών υλικών και συσσωματωμάτων είναι υπολογιστικά δύσκολη και χρονοβόρα. Σε αυτήν την εργασία αναπτύσσεται μια καινοτόμος αριθμητική μέθοδος με βάση τις απλεγματικές τεχνικές, καθώς και αλγόριθμοι για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας επίλυσης προβλημάτων αγωγής θερμότητας. Οι προβλέψεις του μοντέλου για την θερμοκρασιακή κατανομή και την ισοδύναμη αγωγιμότητα επαληθεύονται με προβλήματα αναφοράς, άλλες αριθμητικές τεχνικές, και πειραματικά δεδομένα από τη βιβλιογραφία. Χρησιμοποιώντας τη μικροπολική θεωρία αναπτύσσεται ένα μοντέλο για την περιγραφή της φυσικής συναγωγής νανορευστών σε πορώδεις δομές, όπως και ένας αλγόριθμος επίλυσης. Παρατηρείται ότι η προσθήκη νανοσωματιδίων μειώνει την μεταφοράς θερμότητας υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Η μικροδομή των νανορευστών και η χρήση πρόσθετων ουσιών για την σταθεροποίησή τους φαίνεται να είναι κρίσιμοι παράγοντες για την θερμική αγωγιμότητα των νανορευστών. Αναπτύσσεται μία τεχνική, γρήγορη και εύκολη στην εφαρμογή, με σκοπό την στοχαστική αναπαράσταση συσσωματωμάτων σωματιδίων με προκαθορισμένα μορφολογικά χαρακτηριστικά παρουσία επιφανειοδραστικών ουσιών. Προσομοιώνονται νανορευστά και υπολογίζεται η ισοδύναμη θερμική αγωγιμότητα. Οι συγκρίσεις με πειραματικά δεδομένα είναι σε ικανοποιητική συμφωνία, και συμπεραίνεται ότι για την πρόβλεψη της αγωγιμότητας στα νανορευστά απαιτείται η γνώση του τύπου και της ποσότητας του επιφανειοδραστικού που προστίθεται.
|
|---|
