تحليل آناليز حساسيت ناپايداري و فركانسي نانو لوله‌هاي كربني تك لايه حامل سيال در محيط ترمومغناطيسي با اثرات الاستيسيته سطح

Instability and frequency sensitivity analysis of single-walled carbon nanotubes conveying fluid under thermomagnetic field considering the surface effect

در اين تحقيق بر اساس تئوري غيرمحلي تير اويلر برنولي به تحليل آناليز حساسيت ناپايداري و فركانسي نانولوله‌هاي كربني تك لايه حامل سيال پرداخته شده‌است. در اين تحليل اثرات محيط ترمومغناطيسي، تنش پسماند و الاستيسيته سطح، بستر ويسكوالاستيك و پارامتر غيرمحلي در استخراج معادلات حاكم بر حركت سيستم اعمال شده‌است. براي حل معادلات حاكم از روش گالركين به همراه توابع شكل مثلثاتي متناظر با شرايط مرزي استاندارد شامل تكيه‌گاه ساده، ساده-گيردار-ساده و گيردار-گيردار در دو انتهاي نانولوله استفاده شده‌است. با استخراج ماتريس‌هاي جرم، سفتي و استهلاك سيستم، مقادير ويژه و سرعت بحراني متناظر با آستانه ناپايداري محاسبه شده‌است. براي تحليل آناليز حساسيت ميدان مغناطيسي، تغييرات دما در دو حالت دمابالا و دماپايين، طول نانو لوله، قطر خارجي نانولوله و پارامتر غيرمحلي به‌عنوان فاكتورهاي ورودي در نظر گرفته شده‌اند. اثر ميزان حساسيت هريك از فاكتورهاي ورودي بر سرعت بحراني سيال و فركانس‌هاي طبيعي نانو لوله كربني حامل سيال به‌صورت كيفي و كمي محاسبه و با نرماليزه‌كردن با يكديگر مقايسه شده‌است. نتايج تحليل آناليز حساسيت انجام‌ شده را مي‌توان در طراحي بهينه يا هدف محور نانولوله‌هاي كربني تك لايه حامل سيال در كاربردهاي مختلف به‌ويژه در به‌كارگيري در تحويل داروهاي براي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني مورد استفاده قرار داد.

In this investigation according to the nonlocal nonlinear Euler-Bernoulli beam theory, the instability and frequency sensitivity analysis of single-walled carbon nanotube conveying fluid is studied. The thermomagnetic field, residual stress and surface elasticity, viscoelastic foundation and small-scale effects on the governing equation of single-walled carbon nanotube are taken into account. The Galerkin decomposition method with the trigonometric shape functions corresponding to the standard boundary conditions including simple-simple, clamped-simple and clamped-clamped at two ends of carbon nanotube are employed to solve. The eigenvalues and critical fluid velocity in the threshold of instability of system are computed by extracting the mass, stiffness and damping matrices. The magnetic intensity, change of temperature in the cases of high and low-temperature conditions, length of nanotube, outer diameter of nanotube and small scale parameters are conceded as the input factors for sensitivity analysis. The qualitative and quantitative effects of input factors on the critical fluid velocity and natural frequencies of single-walled carbon nanotube are computed and compared with together by normalization. The results of sensitivity analysis of present work can be used for optimal or target design of single-walled carbon nanotube for different applications especially for drug delivery to kill metastatic cancer cells.