Μελέτη ταλαντωτικής συμπεριφοράς νανοσωλήνων με επικαθήμενη μάζα και ελαστική στήριξη

• Κύριος συγγραφέας: Περπυράκης, Κωνσταντίνος
• Άλλοι συγγραφείς: Perpyrakis, Konstantinos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Νανοσωλήνες; Νανοαισθητήρες; Ταλάντωση; Μέθοδος προσαρμοσμένης μάζας; Nanotubes; Nanosensors; Vibration; Adjustment mass method

Ο κλάδος της νανομηχανικής πραγματεύεται υλικά και συσκευές σε επίπεδο νανοκλίμακας και είναι ευρέως αναπτυσσόμενος καθώς μπορεί να εφαρμοστεί σε μια πληθώρα κατασκευών. Στην εργασία αυτή ο προσανατολισμός είναι η χρήση σε νανοαισθητήρες και η μελέτη πραγματοποιείται γύρω από την αλλαγή συχνότητας, που αποτελεί τη βασική ιδέα στη λειτουργία των νανοαισθητήρων. Βασικός στόχος λοιπόν για την ανάπτυξη της νανομηχανικής είναι η κατασκευή αξιόπιστων υπολογιστικών προτύπων για την προσομοίωση νανοϋλικών. Γι’αυτό στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η μαθηματική μοντελοποίηση των νανοσωλήνων με χρήση μοντέλων δοκών ταλαντωτικής συμπεριφοράς όπου οι ομοιόμορφες δοκοί δεν ακολουθούν τις κλασσικές οριακές συνθήκες, αλλά την ειδική περίπτωση ελαστικών στηρίξεων. Για τα μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν οι συναρτήσεις Krylov − Duncan που βασίζονται στη θεωρία δοκού των Euler και Bernoulli. Πραγματοποιήθηκε έλεγχος εγκυρότητας των μοντέλων με αριθμητικά αποτέλεσματα της βιβλιογραφίας ώστε να επιβεβαιωθεί η κατασκευή των συναρτήσεων. ΄Επειτα, στα μοντέλα ενσωματώθηκε η μέθοδος της προσαρμοσμένης μάζας (Adjustment Mass Method) για την μοντελοποίηση της επικαθήμενης μάζας στους νανοσωλήνες. Η μελέτη έγινε ως προς την επίδραση της μάζας και της θέσης της επικαθήμενης μάζας στη φυσική συχνότητα ταλάντωσης καθώς και του αριθμού των συγκεντρωμένων μαζών στη φυσική συχνότητα. Στην εργασία υπολοποιήθηκε το μοντέλο της αμφίπακτης δοκού νανοσωλήνα, ενώ μελετήθηκε η επίδραση των παραμέτρων (μέγεθος, θέση και πλήθος μαζών) στο μοντέλο. Η ανάλυση έγινε με την παραδοχή της συμμετρικής ταλάντωσης. Η υπολογιστική εργασία υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τα προγράματα Matlab και Wolfram Mathematica.