NATIONAL BIBLIOGRAPHY NUMBER
Number
۲۳۳۳۲پ
LANGUAGE OF THE ITEM
.Language of Text, Soundtrack etc
per
TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Title Proper
بررسی عددی حرکت یک میکروارگانیسم در سیال
Parallel Title Proper
Numerical investigation of a microorganism motility in a fluid
First Statement of Responsibility
/الیاس مرندی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مکانیک
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۹
Name of Manufacturer
، کبیری
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۵۲ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
تبدیل انرژی
Date of degree
۱۳۹۹/۰۶/۲۹
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در پژوهش حاضر حرکت یک ریزارگانیسم شبیه به اسپرم انسان در سیال لزج، با مدل‌سازی اندرکنش سیال-جامد و بصورت سه‌بعدی بررسی می‌شود .ریزارگانیسم روی محور تقارن کانالی استوانه‌ای حاوی سیال نیوتنی تراکم‌ناپذیر قرار گرفته است .حل معادلات ناویر-استوکس حاکم بر میدان سیال به روش المان محدود و روی شبکه‌بندی بی‌سازمان مثلثی صورت می‌پذیرد .هد بررسی و مقایسه دو نوع از مهم‌ترین حرکات تاژک در شنای ریزارگانیسم‌هایی مانند باکتری و اسپرم، یعنی حرکت مارپیچی و حرکت سینوسی صفحه‌ای پیش‌رونده است .روش به کار برده شده در شبیه‌سازی حاضر که با استفاده از نرم‌افزار کامسول صورت پذیرفته، با داده‌های عددی و تجربی پژوهش‌های پیشین مورد ارزیابی قرار گرفت و توافق خوبی بین آن‌ها مشاهده گردید .سرعت میانگین شنا و آهنگ میانگین کار انجام گرفته برای شنای پایای ریزارگانیسم دو پارامتر مهم در بررسی شنای ریزارگانیسم‌ها است که در پایان‌نامه حاضر به عنوان معیار بررسی انتخاب شده‌اند .مطابق با یافته‌های گذشته، نتایج پژوهش حاضر نیز حاکی از آن است که نزدیکی دیواره به ریزارگانیسم تأثیر بسیاری روی سرعت شنای ریزارگانیسم دارد، بطوری که با فاصله گرفتن ریزشناگر از دیواره کانال) به معنی افزایش شعاع کانال (سرعت شنا کاهش پیدا کرده و از اثرات دیواره روی ریزارگانیسم کاسته می‌شود .نتیجه مشابه در افزایش دوره نوسان موج مشاهده گردید بطوری که هرچه دوره نوسان بزرگتر باشد سرعت شنا کاهش پیدا می‌کند .افزایش دامنه نوسان در حالت کلی باعث افزایش سرعت شنا و آهنگ کار می‌شود، ولی در حالت موج مارپیچی در دامنه‌های بزرگ تأثیر آن کاهش می‌یابد .در حالت موج مارپیچی با افزایش طول موج تاژک تا مقدارm۲۰ ، دیده شد که سرعت شنا افزایش می‌یابد و بعد از آن روند کاهشی به خود می‌گیرد .در بازه در نظر گرفته شده برای شعاع کانال در این پایان‌نامه، طول موج ۲۰ m برای موج مارپیچی بیشترین سرعت شنا را رقم می‌زند .اما در حالت موج صفحه‌ای این طول موج فقط برای کانال با شعاع‌های کوچک سرعت بیشینه ایجاد می‌کند .در ادامه، شنای ریزارگانیسم در سیال با لزجت مختلف بررسی گردید و دیده شد در صورتی که حرکات تاژک از قبل معلوم باشد، تغییرات لزجت اثری روی سرعت شنای ریزارگانیسم ندارد .با این حال افزایش لزجت سیال باعث افزایش آهنگ میانگین کار می‌شود .بررسی نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که برای شنا در فضایی مانند داخل کانال با شعاع‌های کوچک، حرکت موج مارپیچی با دامنه بالا مناسب بوده و برای این نوع حرکت طول موجی بهینه وجود دارد که در آن بیشترین سرعت شنا اتفاق می‌افتد .همچنین دیده شد که با تغییر دوره نوسان می‌توان بدون دست‌کاری پارامترهای هندسی، سرعت شنا را افزایش داد
Text of Note
In the present study, the motion of a human sperm-like microorganism in a viscous fluid is investigated via using the fluid-solid interaction scheme in a three-dimensional manner. The microorganism is located on the symmetry axis of a cylindrical channel containing incompressible Newtonian fluid. The Navier-Stokes equations governing the fluid domain are solved on an unstructured triangular mesh using the finite element method. The goal is to investigate and compare the two most important types of flagellum movements in microorganisms swimming, namely helical and sinusoidal planer motion. The method used in the present simulation, which was performed using Camsol software, is validated with numerical and experimental data from the literature, and so good agreement was achieved between them. The average swimming velocity and the average rate of work are two critical parameters in investigating the swimming of a microorganism. Similar to previous findings, the results of the present study indicate that the proximity of the wall to the microorganism has a considerable effect on the swimming velocity. By moving the microorganism away from the channel wall (increasing the channel radius), the swimming velocity decreases, and the effects of the wall on the microorganism are reduced. Similar results were observed in increasing the wave oscillation period. Increasing the amplitude of the oscillation generally increases the velocity of the swimming and the average of the work. In the helical wave shape, as the flagellum wavelength increases to 20 m, the swimming velocity increases and then decreased. In the present simulation, the 20 m wavelength for the helical wave is the maximum swimming velocity. But in the planer wave shape, this wavelength generates the maximum velocity only for channels with small radii. In the following, the swimming of the microorganism in the fluid with different viscosity was investigated and it was seen that if the deformation of the flagellum is already known, the changes in the viscosity have no effect on the swimming velocity. However, increasing the viscosity of the fluid increases the average work rate. Analysis of the achieved results shows that for swimming in places such as inside a small channel, the motion of a helical wave with a high amplitude is suitable. For this type of motion, there is an optimal wavelength in which the highest swimming velocity occurs. It was also concluded that by changing the oscillation period, the swimming velocity increases without manipulating the geometric parameters
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Numerical investigation of a microorganism motility in a fluid
PERSONAL NAME - PRIMARY RESPONSIBILITY
مرندی، الیاس
Marandi, Elias
ELECTRONIC LOCATION AND ACCESS
Public note
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
