مطالعه رفتار ميكروشير هيدروژلي مدرج حساس به دما با درنظرگرفتن برهم‌كنش سيال و سازه

هيدروژل‌ها مواد پليمري هوشمند هستند كه در تماس با سيال تحت تحريك‌هاي مختلف فيزيكي و شيمايي تغيير شكل‌هاي بزرگ مي‌دهند. همچنين اين مواد به‌عنوان سنسور و عملگر مورد استفاده قرار مي‌گيرند از جمله كاربردهاي اين مواد مي‌توان به مسائل مربوط به ميكروسيال‌ها اشاره كرد كه در آن برهم‌كنش بين سازه و سيال از اهميت بالايي برخوردار است. از طرفي استفاده از مواد مدرج نيز با توجه به مزاياي آنها اهميت بسزايي دارد. در اين پژوهش رفتار يك ميكروشير مدرج هيدروژلي حساس به دما با درنظرگرفتن برهم‌كنش سيال و سازه مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. در اين راستا ابتدا ابزار عددي مناسب براي تحليل اجزاء محدود يك ميكروشير مدرج هيدروژلي توسعه داده شده است كه پس از صحت‌سنجي براي استفاده در روند شبيه‌سازي برهم‌كنش سيال و سازه مورد استفاده قرار گرفته است. براي بررسي اهميت مدرج نمودن اين ميكروشيرها حالت‌هاي حدي همگن نيز بررسي شده‌اند. همچنين رفتار ميكروشيرها بدون درنظرگرفتن برهم‌كنش سيال و جامد نيز شبيه‌سازي شده است. نتايج به‌دست آمده حاكي از آن است كه اثرات برهم‌كنش سازه و سيال حايز اهميت بوده و تاثيرات قابل توجهي بر پارامترهاي ميكروشير به‌خصوص دماي بسته‌شدن و دبي سيال عبوري از آن را دارند. بنابراين با درنظرگرفتن پارامترهاي كاري از جمله فشار داخلي سيال و چگالي اتصالات عرضي هيدورژل مورد استفاده در دماهاي متفاوت مطالعه‌اي دقيق روي ميكروشير انجام گرفته است.