پایان نامه شبیه سازی عددی جریان نانوسیال‌ غیرنیوتنی در میکروکانال

اختصاصی از سورنا فایل پایان نامه شبیه سازی عددی جریان نانوسیال‌ غیرنیوتنی در میکروکانال دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:129

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

فهرست مطالب:
فصل اول:    معرفی    1
مقدمه    2
1-1    مروری بر روشهای افزایش انتقال حرارت    2
1-1-1    میکروکانال‌ها    2
1-1-1    مواد افزودنی به مایعات    3
1-2    نانوسیال     3
فصل دوم: نانوسیال و تعیین خواص آن    4
مقدمه    5
2-1    کاربردهای نانوسیال    5
2-2    پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب هدایت حرارتی    6
2-3    تعیین خواص نانوسیال    6
2-3-1    دانسیته    7
2-3-2    ظرفیت گرمایی ویژه    7
2-3-3    ضریب هدایت حرارتی    7
2-3-4    لزجت دینامیکی    8
فصل سوم: میکروکانال    9
مقدمه    10
3-1    دلایل گرایش به ابعاد میکرو    10
3-2    دسته‌بندی کانال‌ها از لحاظ ابعاد    10
3-3    اثرات ابعادی در میکروکانال    11
3-3-1    اثر ورودی    11
3-3-3    اتلاف لزجی    13
فصل چهارم: سیالات غیرنیوتنی    14
مقدمه    15
4-1    معرفی سیالات غیرنیوتنی    16
4-2    رفتار مستقل زمانی سیال    17
4-2-1    رفتار نازک برشی    18
4-2-1-1 معادله سیال توانی یا استوالد دی وائل    19
4-2-1-1 معادله ویسکوزیته کراس    21
4-2-1-3 معادله سیال الیس    21
4-2-2    رفتار ویسکو-پلاستیک سیال    21
4-2-3    رفتار ضخیم برشی یا دیلاتانت    24
4-3    رفتار وابسته زمانی سیال    26
4-4    رفتار ویسکو الاستیک سیال    26
فصل پنجم: بررسی کارهای انجام شده    28
مقدمه    29
5-1    جریان در میکروکانال    29
5-2    نانوسیال    33
5-3    سیال و نانوسیال غیرنیوتنی    36
5-4    نانوسیال در میکروکانال    44
5-5    سیال غیرنیوتنی در میکروکانال    46
فصل ششم: معادلات حاکم    50
مقدمه    51
6-1    معادلات حاکم    51
6-2    بررسی و گسسته سازی معادلات حاکم    53
6-2-1    معادله ممنتم در جهت x    54
6-2-2    معادله انرژی    56
6-2-3    حل معادله فشار    58
فصل هفتم:  نتایج    61
مقدمه    62
7-1    کانال    62
7-1-1    خواص رئولوژیکی نانوسیال    63
7-1-1    درستی آزمایی کد    64
7-1-2    حل مستقل از شبکه    65
7-1-3    نتایج    66
7-2    میکروکانال همگرا    76
7-2-1    حل مستقل از شبکه    76
7-2-2    نتایج    77
7-2    میکروکانال    90
7-2-1    حل مستقل از شبکه    91
7-2-2    نتایج    92
فصل هشتم:  نتیجه‌گیری و پیشنهادات    109
مراجع    111
 




فهرست شکل‌ها

عنوان    شماره صفحه
شکل 3-1 شکل ناحیه ورودی برای سیالی با Pr>1 ]7[    12
‏شکل 4-1  منحنی‌های جریان کیفی برای انواع مختلف سیالات غیرنیوتنی[chhabra]    18
شکل 4-2 نمایش ویسکوزیته‌های یک محلول پلیمری در برش صفر و برش بی نهایت[chhabra]    20
شکل 4-3 داده‌های تنش برشی-نرخ برش برای شیره گوشت و محلول کربوپول که به ترتیب رفتار بینگهام و ویسکو-پلاستیک نشان می‌دهند[chhabra]    25
شکل 4-4 داده‌های تنش برشی- نرخ برش برای سوسپانسیون‌های TiO2 که رفتار ضخیم برشی نشان می‌دهند[chhabra]    25
شکل 6-1 مقایسه شبکه الف) همجا و ب) غیرهمجا
58
شکل 6-2 توزیع فشار غیر یکنواخت در یک شبکه همجا    59
‏شکل 6-3 یک المان در شبکه همجا
59
شکل 7-1 هندسه کانال دوبعدی با دیواره‌های دما ثابت    63
‏شکل 7-2 هندسه کانال ساده دوبعدی با دیواره‌های دما ثابت    64
شکل 7-3 درستی آزمایی کد
64
شکل 7-4 درستی‌آزمایی کد در مقایسه با کار سانترا و همکاران ]68[    65
شکل 7-5 تغییرات شار حرارتی در دیواره بالا در کسر حجمی‌های مختلف نانوسیال در Rel=400 و nRe=1/5    67
شکل 7-6  توزیع ضریب اصطکاک در دیواره بالایی در کسر حجمی‌های مختلف نانوسیال در Rel=200 و nRe=1/5    68
شکل 7-7 توزیع عدد ناسلت در دیواره بالا در کسر حجمی‌ 01/0  نانوسیال به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم    69
شکل 7-8  توزیع تنش برشی در دیواره بالا در کسر حجمی‌ 01/0  نانوسیال CMC- اکسید مس به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم    69
شکل 7-9 عدد ناسلت متوسط به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی    70
شکل 7-10 توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5،  =0/01 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
71
شکل 7-11  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5،  =0/01 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
    72
شکل 7-12  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5 و 01/0  و مقادیر مختلف طول کانال
73
شکل 7-13  توزیع خط جریان به ازای Rel=200 و nRe=1/5 و a) 01/0  و b) 04/0
74
شکل 7-14   خطوط جریان برای 01/0  و nRe=1/5 و a)Rel=200  و b) Rel=400    75
شکل 7-15 میکروکانال همگرای مورد بررسی
    76
شکل 7-16 نتایج حل مستقل از شبکه برای هندسه میکروکانال همگرا    77
شکل 7-17 عدد ناسلت متوسط روی دیوار پایین برای AR=3،=3o α و مقادیر مختلف کسر حجمی و عدد رینولدز    78
شکل 7-18 عدد ناسلت متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و 01/0  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α
78
شکل 7-19 تنش برشی متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و 01/0  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α
79
شکل 7-20 مقایسه پروفیل سرعت خط مرکزی کانال برایRe=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر برای دو سیال نیوتنی و غیرنیوتنی    80
شکل 7-21 توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال    81
شکل 7-22 توزیع تنش برشی روی دیوار پایین برای Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
81
شکل 7-23 توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای سیال نیوتنی و Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال        82
شکل 7-24 پروفیل سرعت در انتهای کانال برای Re=600،04/0 ،  AR=3/0 و مقادیر مختلف α
83
شکل 7-25 پروفیل سرعت در انتهای کانال برای Re=300، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
83
شکل 7-26 خطوط جریان در 04/0 ، AR=3، =3 oα و a)Re=100 b)Re=300 و c)Re=600    85
شکل 7-27 خطوط جریان در Re=300، 04/0 ، =3 oα و a)AR=1، b)AR=2، c)AR=3 و d)AR=6    87
شکل 7-28 خطوط جریان و گردابه‌ها به ازای Re=600، 04/0 ، AR=3 و a) =2o α، b) =3o α و c) =5o α
89
شکل 7-29 توزیع بردار سرعت برای Re=600، 04/0 ، AR=3 و =3o α    89
شکل 7-30   هندسه و شرایط مرزی میکروکانال مورد بررسی    90
شکل 7-31 اندیس تابع نمایی وابسته به دما و کسر حجمی برای نانوسیال CMC/TiO2 ]73[    91
شکل 7-32 اندیس سازگاری وابسته به دما و کسر حجمی برای نانوسیال CMC/TiO2 ]73[    91
شکل 7-33  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی    93
شکل 7-34  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی    94
شکل 7-35  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا در  0/01= ، Rel=100 و مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم
94

شکل 7-36  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا در  0/01= ، Rel=100 و مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم    95
شکل 7-37  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا به برای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی    96
شکل 7-38  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا به برای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی    96
شکل 7-39  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5،  =0/04 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
97
شکل 7-40  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5،  =0/04 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
98
شکل 7-41  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا در Rel=200، nRe=1/5 و مقادیر مختلف طول کانال    99
شکل 7-42  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا در Rel=200، nRe=1/5 و مقادیر مختلف طول کانال    99
شکل 7-43  اثر ترم اتلاف لزجی روی انتقال حرارت در Rel=400، nRe=1/5 و 01/0
100
شکل 7-44  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5 با تغییر محل ورودی دوم    101
شکل 7-45  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5 با تغییر محل ورودی دوم    102
شکل 7-46 پروفیل سرعت در مرکزکانال در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی و تغییر محل ورودی دوم    102
شکل 7-47  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=600، nRe=1/5 و  04/0  و مقادیر مختلف شار حرارتی روی دیوار بالا    103
شکل 7-48 مقایسه پروفیل سرعت توسعه یافته برای سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی خالص و نانوسیال غیرنیوتنی    104
شکل 7-49   پروفیل سرعت در Rel=600، nRe=1/5، 01/0   و x های مختلف
105
شکل 7-50   توزیع خط جریان به ازای Rel=400 و nRe=1/5 و a) 0/0  و b) 04/0
106
شکل 7-51   خطوط جریان برای 0/0  و nRe=1/5 و a)Rel=400  و b) Rel=600    107
شکل 7-52   خطوط جریان به ازای 04/0  و nRe=1/5 و در Rel=400 a) با در نظر گرفتن ترم اتلاف ویسکوز و b) بدون در نظر گرفتن ترم اتلاف ویسکوز    108


فهرست جدول‌ها
عنوان    شماره صفحه
جدول 2-1 خواص برخی سیال‌ها و نانوذرات    7
‏جدول 3-1 دسته بندی انواع کانال از لحاظ قطر هیدرولیکی    11
جدول 4-1 مقادیر ویسکوزیته برخی سیالات معمول در دمای اتاق    16
جدول 7-1 خواص رئولوژیکی نانوسیال CMC- اکسید تیتانیم در دمای 25oC    63
جدول 7-2 نتایج حل مستقل از شبکه برای ماکروکانال    66
جدول 7-3  خواص رئولوژیکی وابسته به دما برای نانوسیال CMC- اکسید تیتانیم    92

چکیده:
تحقیقات در زمینه انتقال حرارت سوسپانسیون‌های با ذرات جامد در ابعاد نانومتر درون سیال پایه در دهه اخیر آغاز شده است. تحقیقات اخیر در زمینه نانوسیالات، نشان داده است که افزودن نانوذرات باعث افزایش چشمگیری در انتقال حرارت سوسپانسیون می‌شود. از راه‌های مرسوم دیگر جهت بهبود عملکرد حرارتی دستگاه‌ها، استفاده از کانال‌ها با ابعاد میلی و میکرو است. با توجه به گستردگی و اهمیت سیالات غیرنیوتنی در صنایع گوناگون، هدف از این تحقیق بررسی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال‌ غیرنیوتنی در رژیم جریان آرام درون میکروکانال است.
در پایان‌نامه حاضر، از ترکیب‌ نانوسیال محلول 5/0% وزنی کربوکسی متیل سلولز- اکسید تیتانیم با قطر نانوذرات  nm10 و کسرهای حجمی متفاوت برای بررسی اختلاط جریان در کانال و میکروکانال استفاده شده است. از مدل تک‌فازی برای حل معادلات استفاده شده است. برای حل معادلات، یک کد عددی دو بعدی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته‌سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم‌جا استفاده شده و معادلات کوپل فشار و سرعت نیز با استفاده از الگوریتم سیمپل تغییر یافته حل شده‌اند. در نهایت تأثیر پارامتر اتلاف لزجی که در جریان سیال در کانال‌هایی با ابعاد معمول اهمیت چندانی ندارند و در میکروکانال‌ها حائز اهمیت می‌شود مورد مطالعه قرار گرفته‌است.

کلمات کلیدی: نانوسیال غیرنیوتنی، میکروکانال، انتقال حرارت جابجایی، شبکه همجا.

تحلیل و شبیه سازی کاربرد ساختارهای EBG و Metamaterial superstrate در افزایش گین و دایرکتیویته آنتن های میکرواستریپ

اختصاصی از سورنا فایل تحلیل و شبیه سازی کاربرد ساختارهای EBG و Metamaterial superstrate در افزایش گین و دایرکتیویته آنتن های میکرواستریپ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

آنتن های میکرواستریپ کاربرد های زیادی در صنعت، تجهیزات مخابراتی و نظامی دارند که به دلیل سادگی تحلیل و ساخت و خصوصیات تشعشعی جالبشان است. با این وجود این آنتنها بهره و پهنای باند پایینی دارند که به دلیل وجود موج سطحی و تشعشع منبع در جهات مختلف است. یک راه حل جدید استفاده از ساختارهای متناوب Electromagnetic band gap یا به اختصار EBG است. در این رساله دو کاربرد این ساختارهای متناوب مورد بررسی قرار گرفته است. در کاربرد اول ساختار های
متناوب بر روی زیرلایه آنتن قرار می گیرند که با ایجاد یک باند شکاف در یک محدوده فرکانسی معین از انتشار موج سطحی جلوگیری می نمایند. در کاربرد دوم، ساختار های متناوب EBG در یک فاصله معین بالای منبع تشعشع آنتن که پچ است قرار گرفته و با ایجاد پدیده فوق شکست، تشعشع در جهات مختلف را در جهت عمود به ساختار های EBG متمرکز می نماید.

مقدمه:

مواد Electromagnetic bandgap، ساختارهای متناوب هستند که از دی الکتریک ها، مواد فلزی یا ترکیبی از مواد فلزی و دی الکتریکی، تشکیل شده اند. این ساختار ها می توانند از انتشارموج در جهات و فرکانس های ویژه جلوگیری نمایند، بنابراین آنها می توانند به عنوان فیلترهای فرکانسی و جهتی در نظر گرفته شوند. پیکربندی های گوناگونی از ساختارهای EBG وجود دارند که می توانند در آنتن های میکرواستریپ مورد استفاده قرار گیرند. این پیکربندی ها به سه طبقه تقسیم می شوند:

– سطوح امپدانس بالا مانند ساختار های EBG دو بعدی که می توانند به عنوان زیر لایه آنتن های میکرواستریپ به منظور حذف موج سطحی استفاده شوند.

– سطوح مصنوعی مانند هادی های مغناطیسی مصنوعی و سطوح غیرفعال برای طراحی آنتن های low profile.

– آنتن ها با دایرکتیوته بالا که بر اساس ایجاد باند گذر و ضریب شکست صفر در ساختارهای EBG طراحی می شود. در این حالت ساختار EBG به عنوان یک فلیتر فرکانسی و جهتی معین با ضریب کیفیت بالا عمل کرده و امواج الکترومغناطیسی را عبور می دهد.

برای برخی منابع تشعشعی مانند آنتن های پچ میکرواستریپ ساختارهای EBG می توانند به صورت فوق لایه پیکربندی شوند هدف اصلی از این پیکربندی افزایش بهره و دایرکتیویته آنتن های میکرواستریپ می باشد. آنتن های دایرکتیو فشرده با یک نقطه تغذیه، جذابیت بالایی در عمل دارند. با این وجود پترن های تشعشعی آنها توسط موج سطحی تحت تاثیر قرار گرفته و گین پایینی دارند. از سوی دیگر آنتن های آرایه ای بهره و دایرکتیویته بالایی دارند اما دارای مکانیسم تغذیه پیچیده و بازده تشعشع محدود به کاربرشان می باشند. بنابراین آنتن با بهره و دایرکتیویته بالا با ساختارهای فشرده و مکانیسم تغذیه ساده در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای رسیدن به این منظور از ساختار های EBG استفاده شده است.

فصل اول

کلیات

1-1) هدف

آنتن های میکرواستریپ مزیت زیادی از جمله low profile، تطبیق پذیری با سطوح صفحه ای و غیرصفحه ای، سادگی وارزانی ساخت با استفاده از تکنولوژی مدار چاپی مدرن، استحکام مکانیکی و تطبیق پذیری زیادی بر حسب فرکانس های رزونانس، پلاریزاسیون، پترن و امپدانس دارند. عیب های اصلی آنتن های میکرواستریپ بهره پایین، پهنای باند فرکانسی باریک به دلیل پراکندگی تشعشع از پچ آنتن میکرواستریپ و وجود امواج سطحی است.

هدف از این پایان نامه افزایش بهره و دایرکتیویته آنتن میکرواستریپ با تغذیه ساده مانند خط کواکسیال می باشد. برای نیل به این هدف، از ساختارهای Electromagnetic bandgap استفاده شده است.

2-1) پیشینه تحقیق

در سال های اخیر مواد EBG و Metamaterial مورد مطالعه و تحقیق بسیار در حوزه مایکروویو و آنتن های مخابراتی، به منظور بهبود پارامتر های آنتن های میکرواستریپ، قرار گرفته اند. در سال 2000 آقای B.Temelkuaran و همکارانش یک منبع تشعشعی منوپل را داخل یک حفره تشدید ساخته شده از کریستال های فوتونیک الکتریکی قرار دادند و یک دایرکتیویته بالا بدست آوردند. S.Enoc و همکارانش یک نوع متامتریال را طراحی کردند که از شش شبکه ورقه مسی و از تکه های فوم به منظور تشعشع جهتی تشکیل یافته است. در آنتن آنها یک منبع تشعشع منوپل مابین شبکه های سوم و چهارم قرار گرفته و نتایج تجربی نشان می دهد دایرکتیویته آنتن افزایش یافته است. بعلاوه M.Thevenot و A.R.Wiely و با قرار دادن یک فوق لایه از کریستال های فتونیک (superstrate photonic crystals) بالای یک آنتن پچ متعارف یک تشعشع با دایرکتیویته بالا بدست آوردند.

تعداد صفحه : 153

چکیده ......................................................................................................................... 1
مقدمه .......................................................................................................................... 2
فصل اول: کلیات .............................................................................................................. 3
1) هدف .……………………………………………………………………………………………………………… 4 -1
2) پیشینه تحقیق ........................................................................................................ 4 -1
3) روش کار تحقیق ...................................................................................................... 4 -1
4) نمای کلی پایان نامه……………………………………………………………………………………………… 5 -1
فصل دوم: آنتن های میکرواستریپ ........................................................................................ 6
-1 مقدمه .................................................................................................................. 7 -2
-2 اساس آنتن های میکرواستریپ ..................................................................................... 7 -2
-3 ویژگی های آنتن های میکرواستریپ ............................................................................... 8 -2
-1 پلاریزاسیون ........................................................................................................ 8 -3 -2
-2 پترن تشعشعی ..................................................................................................... 8 -3 -2
-3 پهنای بیم نصف توان ............................................................................................. 9 -3 -2
-4 بهره ............................................................................................................... 10 -3 -2
-5 نسبت موج ساکن ............................................................................................... 10 -3 -2
-6 پهنای باند ........................................................................................................ 10 -3 -2
-4 تکنیک های تغذیه.................................................................................................. 11 -2
-1 تعیین موقعیت نقطه ی تغذیه در آنتن مایکرواستریپ ..................................................... 12 -4 -2
-5 روش های تحلیل ................................................................................................... 13 -2
-1 مدل خط انتقال ................................................................................................. 13 -5 -2
-2 مدل حفره ........................................................................................................ 15 -5 -2
ز
-3 کوپلینگ متقابل در آنتنهای میکرواستریپ .................................................................. 21 -5 -2
23 .......................................................... metamaterial و EBG فصل سوم: معرفی ساختار های
24 .......................................................................... Metamaterail -1 معرفی ساختارهای -3
25 ............................................................. Viktor Veselago -2 تفکر و تعمق تئوری بوسیله -3
-3 اصطلاحات ........................................................................................................... 26 -3
26 ................................................................................... LH -4 نمایش تجربی ساختارهای -3
31 .................................................................................................. EBG -5 ساختارهای -3
34 ........................................ mushroom EBG و uni-planar EBG -6 مقایسه ساختار های -3
35 ........................................................................... Metamaterial و EBG -7 رابطه بین -3
در مهندسی آنتن ها .......................................................................... 36 EBG -8 کاربرد های -3
-1 استفاده در زیر لایه آنتن به منظور جلوگیری از انتشار موج سطحی ...................................... 36 -8 -3
-2 سطوح انتقال و انعکاس به منظور افزیش گین آنتن ........................................................ 37 -8 -3
فصل چهارم: تحلیل خط انتقال ساختارهای متامتریال ................................................................ 39
-1 مقدمه ................................................................................................................ 40 -4
همگن ایده آل ........................................................................... 40 CRLH -2 خطوط انتقال -4
معادل .......................................................................... 47 MTM -3 پارامتر های ساختمانی -4
-4 رزونانس های متعادل ونا متعادل .................................................................................. 49 -4
54 ...................................................................... EBG فصل پنجم: روش های تحلیل ساختارهای
-1 مقدمه ................................................................................................................ 55 -5
55 .................................................................... EBG -2 مدل مدار رزونانس برای ساختارهای -5
56……………………………………………………………………….. LC -1 مدل محیط موثر با المان های -2 -5
-3 مدل خط انتقال ..................................................................................................... 57 -5
-1 مدل خط انتقال برای موج سطحی ........................................................................... 57 -3 -5
-1-1 مدل خط انتقال اولیه ........................................................................................ 58 -3 -5
-2 مدل خط انتقال برای موج تخت…………………………………………………………………………… 62 -3 -5
63 ................................. FDTD ها و بررسی اثرات آنها با روش EBG -4 معرفی پارامتر های موثر در -5
ح
-1 اثر پهنای پچ ..................................................................................................... 64 -4 -5
-2 اثر پهنای شکاف ................................................................................................. 64 -4 -5
-3 اثر ضخامت زیر لایه ............................................................................................. 65 -4 -5
-4 اثر نفوذ پذیری زیر لایه ......................................................................................... 65 -4 -5
فصل ششم: استخراج پارامتر های ساختمانی ساختارهای متامتریال ................................................ 67
-1 مقدمه..………………………………………..………………………………………………………………… 68 -6
-2 روش تحلیلی برای تشعشع میدان راه دور ....................................................................... 68 -6
-3 ساختار موجبر صفحه موازی ...................................................................................... 70 -6
71 ............................................... NRW -1-3 استخراج پارامترهای محیط موثر با استفاده از روش -6
73 .......... NRW -4 مراحل استخراج پارا متر های موثر محیط از پارامتر های پراکندگی با استفاده از روش -6
-5 زیر لایه های متامتریال برای آنتن های میکرواستریپ ......................................................... 73 -6
74 ............................................................................................. Square UCEBG -1-5 -6
78 .............................................................................. modified square UCEBG -2-5 -6
82 ........................................................................................... coupled S -3-5 ساختار -6
86 ................................................................................. double split ring -4-5 ساختار -6
90 ...................................................................... H _ Split ring resonator -5-5 ساختار -6
در آنتن میکرواستریپ ..... 95 metamaterial superstrate و EBG فصل هفتم: بررسی تاثیر ساختارهای
-1 مقدمه……………………..………………………………………………………………..…………………… 96 -7
96 ................................................................................. Ku -2 آنتن میکرواستریپ برای باند -7
در افزایش گین و دایرکتیوته ............................................... 98 EBG substarte -3 بررسی تاثیر -7
98 ........................................................................... mushroom like EBG -1 ساختار -3 -7
102 .............................................................. fractal mushroom like EBG -2 ساختار -3 -7
105 .............................................................................................. UCEBG -3 ساختار -3 -7
-4 بررسی تاثیر فوق لایه متامتریال در افزایش گین و دایرکتیویته آنتن میکرواستریپ ..................... 108 -7
109 ............................................ square UCEBG -1 تاثیر فوق لایه متامتریال با ساختار های -4 -7
112 ............................ modified square UCEBG -2 تاثیر فوق لایه متامتریال با ساختار های -4 -7
115 ................................................... coupled S -3 تاثیر فوق لایه متامتریال با ساختار های -4 -7
ط
117 ......................................... double split ring -4 تاثیر فوق لایه متامتریال با ساختار های -4 -7
119 .................................. H _ double split ring -5 تاثیر فوق لایه متامتریال با ساختار های -4 -7
فصل هشتم: نتیجه گیری و پیشنهادات ............................................................................... 122
-1 نتیجه گیری ....................................................................................................... 123 -8
-2 پشنهادات .......................................................................................................... 123 -8
پیوست ……………....………………………………………………………………………………………………… 126
مراجع لاتین ............................................................................................................. 128
چکیده انگلیسی .......................................................................................................... 134

تحلیل و شبیه سازی ساختار Metamaterial برای بهبود گین و کوچک کردن ساختار آنتن موجبری

اختصاصی از سورنا فایل تحلیل و شبیه سازی ساختار Metamaterial برای بهبود گین و کوچک کردن ساختار آنتن موجبری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

استفاده از موجبرها در بسیاری از کاربردها اجتناب ناپذیر است، موجبرها دارای مزایایی نسبت به ساختارهای هدایت کننده صفحه ای هستندکه به تلفات کمتر، قابلیت انتقال توان بالا و ایزولاسیون خوب در برابر سیگنال های مجاور، می توان اشاره کرد، هزینه بالای ساخت و اندازه بزرگ در فرکانس های پایین مایکروویو، بزرگترین عیب آنها می باشد. اولین روش برای کوچک سازی موجبرها، پرکردن آنها با یک دی الکتریک بود که منجر به کاهش اندازه شان با ضریب 1<εr نسبت به موجبر خالی می شد، عیب این روش، قیمت بالای دی الکتریک و عدم استفاده از آن به عنوان آنتن، به دلیل تشعشع کم از انتهای باز موجبر بود. در این تحقیق ما روش بهبود گین و کوچک سازی آنتن موجبری مستطیلی با استفاده از ساختار های متامتریال را بررسی می کنیم. پارامتر های الکترومغناطیسی ساختار متامتریال استخراج شده و آنتن موجبری مستطیلی با این ساختارها، مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که لایه متامتریال وقتی که ضریب شکستش نزدیک به صفر باشد، می تواند انژری تشعشعی را متمرکز کرده باعث افزایش گین شده و خصوصیات تشعشعی آنتن را به طور موثری بهبود دهد. ما همچنین از ساختار Omega به علت ایجاد قابلیت تشعشع برای آنتن در زیر فرکانس قطع موجبر، استفاده خواهیم کرد.

مقدمه:

با توجه به مزایای زیاد موجبرها، استفاده از آنها در بسیاری از موارد اجتناب ناپذیر می باشد برای انتشار موج داخل موجبر، باید فرکانس موج از فرکانس قطع موجبر، بزرگتر باشد، در غیر این صورت موج تزریقی به موجبر به شدت با فاصله تضعیف شده و میرا می شود. چون فرکانس قطع به ابعاد مقطعی موجبر وابسته است، ابعاد آن در فرکانس های پایین باند مایکروویوکه از پرکاربرد ترین رنج های فرکانسی می باشد، نسبتا بزرگ خواهد بود. استفاده از مواد متامتریال که دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشند، به موج اجازه انتشار زیر فرکانس قطع موجبر خالی به علت پشتیبانی Backward waves ها یا امواج وارونه را خواهد داد، از این ویژگی می توان برای کوچک سازی موجبر استفاده کرد. خصوصیت جالب توجه دیگر متامتریال ها اینست که ضریب شکستشان می تواند منفی یا نزدیک به صفر شود. طبق قوانین الکترو مغناطیسی، اگر ضریب شکست ماده ای نزدیک به صفر شود، پدیده فوق شکست رخ داده و امواج بازتابشی به جهت بردار نرمال سطح نزدیک شده و باعث متمرکز شدن میدان ها شده و خصوصیات تشعشعی بطور موثری بهبود می یابد. بدین منظور ماده متامتریال با ضریب شکست نزدیک به صفر در فرکانس مورد نظر به صورت لایه فوقانی در بالای صفحه تشعشعی آنتن قرار گرفته و تاثیر آن در بهره آنتن بررسی خواهد شد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف

با وجود اینکه ساختارهای هدایت کننده صفحه ای در بسیاری از موارد کوچک سازی، جایگزین موجبرهای مستطیلی شده اند، موجبرها هنوز هم دربسیاری از موارد مورد نیاز هستند. موجبرها دارای مزایایی مثل تلفات کمتر و قابلیت انتقال توان بالاتری می باشند. آنتن های صفحه ای مثل آنتن های پچ، دارای معایبی چون تلفات زیر لایه و تشعشع از منبع تغذیه و پایین بودن میزان غلظت پلاریزاسیون هستند، معایب آنتن های موجبری این است که ابعادشان در فرکانسهای پایین تر، نسبتا بزرگ می باشند، پس ما می خواهیم با استفاده متامتریال ها اندازه این آنتن ها را کوچک کرده و بهره آنها را افزایش دهیم.

از قوانین الکترومغناطیسی می دانیم که برای انتشار موج داخل یک موجبر باید مقطع طولی موجبر حداقل نصف طول موج عبوری از آن باشد.

روش ابتدایی برای کوچک کردن موجبرها، پر کردن آنها با یک ماده دی الکتریک بود که منجر به کاهش ابعاد آنها با ضریب  1<εr نسبت به موجبر خالی کوچکتر شد، در اینجا εr ثابت دی الکتریک می باشد. با این وجود موجبرهای پر شده از هوا دارای تلفات کمتری نسبت به موجبرهای معادل پر شده از دی الکتریک می باشند، همچنین بالا بودن ضریب دی الکتریک εr  در موجبرهای پر شده، اجازه تشعشع از انتهای باز موجبر را نخواهد داد. از قانون اسنل می دانیم که اگر ضریب شکست ماده ای صفر یا نزدیک به صفر باشد اگر موجی تحت هر شرایطی به آن ماده بتابد سوی موج خروجی از سطح به جهت بردار نرمال نزدیکتر شده و این بدین معنی است که میدان های بازتابشی از سطح ماده حالت متمرکزتری پیدا کرده و در نتیجه خصوصیات تشعشعی آنتن، بطور موثری بهبود می یابد.

تعداد صفحه : 113

چکیده............................................................................................................................................................................. 1
مقدمه.............................................................................................................................................................................. 2
فصل اول: کلیات............................................................................................................................................................ 3
-1 هدف................................................................................................................................................................. 4 -1
-2 پیشینه تحقیق................................................................................................................................................ 4 -1
-3 مراحل کاری.................................................................................................................................................... 5 -1
فصل دوم: متامتریال های الکترو مغناطیسی......................................................................................................... 6
-1 مقدمه................................................................................................................................................................ 7 -2
-2 ضریب شکست................................................................................................................................................. 7 -2
-3 ساختار مورد بررسی.................................................................................................................................... 10 -2
11......................................................................( ɛ < -1 ضریب نفوذ پذیری الکتریکی منفی ( 0 -3 -2
١٢.......................................................................(μ< -2 ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی منفی ( 0 -3 -2
-4 آنالیز خط انتقالی متامتریال های چپ گرد........................................................................................... 15 -2
22..........................................................CRLH -1 آنتن های دو بانده حلقوی بر اساس مفاهیم -4 -2
-5 اثر داپلروارونه.............................................................................................................................................. 25 -2
26..................................μ و ɛ -6 تشعشعات میدان های دور منبع خطی در حضور ماده ای با ضرایب -2
فصل سوم: کوچک کردن و بهبودگین با استفاده از متامتریال های الکترومغناطیسی.............................. 29
-1 مقدمه............................................................................................................................................................ 30 -3
-2 تئوری انتقال موجبری............................................................................................................................... 30 -3
-3 موجبر مستطیلی......................................................................................................................................... 31 -3
33.................................................................................................. (TE) -3 مدهای الکتریکی عرضی -3 -1
34.............................................................................................. (TM) -2 مدهای مغناطیسی عرض -3 -1
-4 کوچک سازی............................................................................................................................................... 36 -3
-5 استفاده از ساختار متامتریال برای بهبود گین آنتن های موجبری................................................. 43 -3
موثر یک ماده........................................................................... 47 μ وɛ فصل چهارم : بدست آوردن پارامترهای
48................................................................................................................................NRW -1 معرفی روش -4
موثر............................................................................................... 53 μ و ɛ -2 الگوریتم استخراج پارامترهای -4
فصل پنجم: شبیه سازی و نتایج عددی.............................................................................................................. 55
-1 بررسی تحقیقات تئوریک و شبیه سازی.............................................................................................. 56 -5
56...............................................................................................Ansoft HFSS نرم افزار FEM -2 روش -5
ز
-3 بهبود گین.................................................................................................................................................... 57 -5
59.......................................................................................................................................S -1 ساختار -3 -5
65...............................................................................................................SRR&TW -2 ساختار -3 -5
-4 کوچک سازی................................................................................................................................................ 67 -5
-5 شبیه سازی و نتایج عددی....................................................................................................................... 69 -5
-1 تاثیر استفاده از لایه اول........................................................................................................... 69 -5 -5
2 تاثیر استفاده از لایه دوم............................................................................................................. 72 -5 -5
76...................................................................................................................................... Omega -6 ساختار -5
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات............................................................................................................... 87
-1 جمع بندی................................................................................................................................................ 88 -6
-2 پیشنهادات................................................................................................................................................. 88 -6
پیوست.......................................................................................................................................................................... 90
مراجع لاتین .............................................................................................................................................................. 93
چکیده انگلیسی.

دانلود پروژه شبیه سازی دستی بانک (همراه با قابلیت ویرایش کامل پروژه و دریافت فایل Word پروژه) وفایل اکسل

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پروژه شبیه سازی دستی بانک (همراه با قابلیت ویرایش کامل پروژه و دریافت فایل Word پروژه) وفایل اکسل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این پروژه، شبیه سازی سیستم صف و سرویس دهنده را دنبال کرده و سیستم یک صف و یک سرویس دهنده را شبیه سازی کردیم.  برای این شبیه سازی به بانک ملت شعبه ی میدان ارتش سوم رفتیم و حدود 3 ساعت به جمع آوری داده ها پرداختیم.  جهت جمع آوری داده ها یک نفر مسئول بررسی ورود به صف و نفر دیگر مسئولیت ثبت زمان های سرویس دهی را بر عهده داشت. در جمع آوری داده ها برای زمان های سرویس دهی از دو صف مختلف داده جمع آوری کردیم.

سپس داده ها را وارد Excel کرده و توسط نرم افزار Arena هیستوگرام مربوط به زمان های بین دو ورود و زمان های سرویس دهی را رسم کردیم و آزمون های K-S و CHI-SQUARE را برای هر دو زمان انجام دادیم. پس از نرمال سازی داده ها و حذف داده های نامعتبر توزیع نمایی را برای مدت زمان سرویس دهی و توزیع نرمال را برای زمان های بین دو ورود برگزیدیم.

تحلیل و شبیه سازی کاربرد BAND GAP STRUCTURE در آنتن های میکرواستریپ به منظور افزایش بهره و پهنای باند

اختصاصی از سورنا فایل تحلیل و شبیه سازی کاربرد BAND GAP STRUCTURE در آنتن های میکرواستریپ به منظور افزایش بهره و پهنای باند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

برخی خصوصیات آنتن های میکرواستریپی موجب شده که از دامنه کاربرد این آنتن ها در صنعت و ادوات نظامی کاسته شود. از این معایب می توان به کم بودن پهنای باند فرکانسی و بهره این آنتن ها اشاره کرد که دلیل آن وجود امواج سطحی در این آنتن ها می باشد. در این پایان نامه از ساختارهای متناوب Band Gap Structure برای کاهش امواج سطحی این آنتن ها استفاده شده است. این ساختارها در یک پهنای باند فرکانسی معین به نام متناوب Band Gap از انتشار امواج سطحی جلوگیری کرده و باعث افزایش پهنای باند فرکانسی و گین آنتن می شوند.

مقدمه

انواع آنتن های میکرواستریپ با توجه به وزن سبک و قیمت کم، کاربردهای زیادی در صنعت مخابرات و نظامی پیدا کرده اند. علیرغم مزایای زیادی که این آنتن ها دارند، وجود بعضی از معایب در این آنتن ها باعث شده است که از این آنتن ها در بعضی از مصارف نتوان استفاده کرد. از ضعف های عمده این آنتن ها می توان به کم بودن پهنای باند فرکانسی و گین این آنتن ها اشاره کرد. البته از زمان مطرح شدن این آنتن ها راهکارهای مختلفی برای از بین بردن این معایب ابدا شده است، که می توان در کتاب های مرجع و یا در مقالات به آنها رجوع کرد.

یکی از مشکلات ریشه ای این آنتن ها وجود امواج سطحی در آنهاست. با توجه به ساختار صفحه ای این آنتن ها وجود دی الکتریک زمین شده در اطراف اکثر آنتن های میکرواستریپی که محیط مناسب برای انتشار امواج سطحی می باشند امواج سطحی در این المان ها به وجود می آیند و باعث کاهش گین و پهنای باند آنتن های میکرواستریپی می شوند.

چند سال اخیر ساختارهای جدید وارد عرصه تحقیقات مخابرات شده است که توانایی کاهش امواج سطحی را دارند این ساختارها که اصطلاحا به ساختارهای Band Gap Structure مشهور هستند در رده ساختارهای متناوب تقسیم بندی می شوند.

ساختارهای BGS در یک پهنای باند فرکانس معین به نام Band Gap از انتشار امواج سطحی جلوگیری کرده و باعث افزایش پهنای باند فرکانسی و گین آنتن می شوند و می توان این ساختارها را به دو دسته Via دار و تک صفحه ای تقسیم کرد. برای ساختار Via دار یک مدل ساده ای به نام مدل تشدیدی ارائه شد، که در قسمت های بعدی خواهیم دید که این مدل توانایی تحلیل کلی ساختارها را ندارد و تنها می تواند فرکانس تشدید یکی از Band Gap ها را نشان دهد.

از مشکلات ساختار Via دار، وجود Via های زیاد می باشد، که در عمل ساخت این ساختار را بسیار مشکل می کند. بنابراین محققین دنبال روشی برای تک صفحه ای کردن این ساختارها بودند، که حاصل تلاش آنها منجر به وجود آمدن ساختار تک صفحه ای شد. این ساختار تقریبا عملکردی همانند ساختار Via دار را دارد.

در مورد تحلیل ساختارهای BGS به غیر از مدل تشدیدی ارایه شده مدل دیگری به نام مدل خط انتقال ارایه شده است. این مدل بر پایه اصول خط انتقال می باشد و برخلاف مدل تشدیدی توانایی نماین کردن Band Gap موجود در فرکانس های بالای مایکرویوی را با تقریب خیلی خوبی دارد. ولی توانایی معین کردن Band Gap موجود در فرکانس های پایین را ندارد. با بررسی ساختارهای مورد بحث توانستیم، با بهبود مدل خط انتقال مدل جدیدی برای این ساختارها ارایه کنیم. این مدل توانای آشکارسازی Band Gap ساختار را در فرکانس های پایین دارد. این مدل توسط نرم افزار Matlab مورد تحلیل قرار گرفت. نتاج به دست آمده تطبیق خوبی با نتایج حاصل از تحلیل این ساختار توسط نرم افزار HFSS را دارد.

در فصل دوم، امواج سطحی و سطوحی که می توانند این امواج را در خود به وجود آورند به صورت کلی بررسی شده است. و همچنین مفهوم امپدانس سطحی معرفی شده و رابطه آن را با امواج سطحی مورد مطالعه قرار می گیرد. در فصل چهارم، با مدل خط انتقال برای تحلیل ساختار Via دار و تک صفحه ای آشنا می شویم. ابتدا مدل اولیه خط انتقال را معرفی می کنیم. اما چون این مدل، توانایی معین کردن Band Gap را در فرکانس های پایین ندارد. مدل جدیدی به نام مدل بهبود یافته برای رفع این مشکل معرفی می کنیم. نتایج به دست آمده از تحلیل این مدل توسط نرم افزار Matlab تطبیق خوبی با نتایج حاصل از تحلیل این ساختار توسط نرم افزار HFSS را دارد.

در فصل پنجم، با بکار بردن این ساختارها در دو آنتن میکرواستریپ مونوپل با Patch مثلثی و مستطیلی و تغذیه میکرواستریپ لاین تغییرات حاصل در پارامترهای آنتن را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

تعداد صفحه : 89