مطالعه رفتار میکروشیر هیدروژلی مدرج حساس به دما با درنظرگرفتن برهم کنش سیال و سازه

هیدروژل ها مواد پلیمری هوشمند هستند که در تماس با سیال تحت تحریک های مختلف فیزیکی و شیمایی تغییر شکل های بزرگ می دهند. همچنین این مواد به عنوان سنسور و عملگر مورد استفاده قرار می گیرند از جمله کاربردهای این مواد می توان به مسائل مربوط به میکروسیال ها اشاره کرد که در آن برهم کنش بین سازه و سیال از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی استفاده از مواد مدرج نیز با توجه به مزایای آنها اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش رفتار یک میکروشیر مدرج هیدروژلی حساس به دما با درنظرگرفتن برهم کنش سیال و سازه مورد مطالعه قرار می گیرد. در این راستا ابتدا ابزار عددی مناسب برای تحلیل اجزاء محدود یک میکروشیر مدرج هیدروژلی توسعه داده شده است که پس از صحت سنجی برای استفاده در روند شبیه سازی برهم کنش سیال و سازه مورد استفاده قرار گرفته است. برای بررسی اهمیت مدرج نمودن این میکروشیرها حالت های حدی همگن نیز بررسی شده اند. همچنین رفتار میکروشیرها بدون درنظرگرفتن برهم کنش سیال و جامد نیز شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که اثرات برهم کنش سازه و سیال حایز اهمیت بوده و تاثیرات قابل توجهی بر پارامترهای میکروشیر به خصوص دمای بسته شدن و دبی سیال عبوری از آن را دارند. بنابراین با درنظرگرفتن پارامترهای کاری از جمله فشار داخلی سیال و چگالی اتصالات عرضی هیدورژل مورد استفاده در دماهای متفاوت مطالعه ای دقیق روی میکروشیر انجام گرفته است.