https://mej.aut.ac.ir/ نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر fa daily 1 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 https://mej.aut.ac.ir/article_6067.html در این پژوهش، یک سامانه نوین مبتنی بر تراشه‌های مگنتوفورتیک برای هدایت و جداسازی کنترل شده ذرات مغناطیسی میکرومتری در محیط میکروفلویدیک بر اساس اندازه آن‌ها طراحی و شبیه‌سازی شده است. این سیستم شامل فیلم‌های نانومتری مغناطیسی به صورت دیسک‌های به هم پیوسته با یک شکاف جداساز و میدان مغناطیسی چرخانی است که توسط آهن‌رباهای دائمی ایجاد می‌شود. سامانه تولید میدان مغناطیسی با استفاده از یک استپر‌موتور و کنترلر آردوینو، امکان تنظیم فرکانس چرخش میدان را فراهم می‌کند. طراحی سه‌بعدی با نرم‌افزار سالیدورکس انجام شده و توزیع انرژی مغناطیسی بر روی تراشه توسط نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی گردیده است. همچنین، با بهره‌گیری از کدهای توسعه‌داده‌شده در محیط متلب، نیروهای وارد بر ذرات و مسیر حرکت آن‌ها تحلیل شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی، جهت اعتبارسنجی، با داده‌های تجربی مطالعات پیشین مقایسه گردید و تطابق مناسب مسیر حرکت ذرات (با میانگین خطای 2.61% در فاصله شعاعی) دقت خوب شبیه‌سازی‌ها را نمایان نمود. سپس با استفاده از این مدل تأییدشده، عملکرد سامانه طراحی‌شده در جداسازی ذرات ارزیابی شد و مشخص گردید با انتخاب شکاف‌های 2 تا 7 میکرومتری، در میدان با شدت‌های 50 و 100 ارستد و با تنظیم فرکانس، می‌توان ذرات میکرومتری با اندازه‌های مختلف را از یکدیگر جدا نمود. با حذف چالش‌هایی نظیر پیچیدگی مدارهای سیم‌پیچی و گرمایش ناخواسته در روش‌های پیشین، این مطالعه راهکاری کارآمد، ساده و قابل اطمینان را با کاربردهای زیستی و پزشکی فراهم می‌سازد. https://mej.aut.ac.ir/article_6096.html در مقاله کنونی، تأثیر چیدمان‌های مختلف سه استوانه چرخان درون یک محفظه بسته مستطیلی بلند بر الگوی جریان و افزایش انتقال حرارت جابجایی طبیعی به صورت عددی بررسی شده است. از روش حجم محدود با فرض دوبعدی، دائم و تک فاز برای حل معادلات جریان و انرژی استفاده گردید. تأثیر پارامترهایی همچون چیدمان استوانه‌ها (پیکربندی 1 الی 5)، سرعت زاویه‌ای (5- الی 5+)، و جهت چرخش استوانه‌‌ها نسبت به یکدیگر بر الگوی جریان، توان لازم برای چرخش استوانه‌ها و افزایش نرخ انتقال حرارت درون محفظه ارزیابی شده است. نتایج نشان می‎دهد که حضور سه استوانه درون محفظه در تمامی حالات (ساکن یا چرخان) موجب تغییر الگوی جریان جابجایی طبیعی درون محفظه شده، به نحوی که گردابه ناشی از جابجایی طبیعی به چندین گردابه با اندازه‌های متفاوت تبدیل می‌شود. نتایج حاکی از آن است که چرخش استوانه‌ها در جهت پادساعتگرد در مقایسه با جهت ساعتگرد موجب افزایش بیشتر عدد ناسلت می‌گردد. نتایج نشان می‎دهد که با چرخش هم‌زمان استوانه‌ها در یک راستا، بیشترین افزایش عدد ناسلت نسبت به محفظه بدون استوانه، برای پیکربندی 1 به ازای سرعت زاویه‌ای 5- رخ داده و در حدود %47/6 می‌باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که با تغییر چرخش مستقل هر یک از استوانه‌ها به ترتیب با سرعت زاویه‌ای ω_1=+5، ω_2=+5 و ω_3=-5 برای پیکربندی 1، عدد ناسلت متوسط حدود 66% افزایش می‌یابد.