வெப்பப் பாய்வு மாதிரியை மேம்படுத்துதல்

ஒசாகா பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள், வெப்ப இடமாற்றத்தை மிகச்சிறிய அளவில் உருவகப்படுத்த, மூலக்கூறு இயக்கவியல் கணினி உருவகப்படுத்துதலைப் பயன்படுத்தினர். திடப்பொருட்களுக்கும் திரவங்களுக்கும் இடையிலான எல்லையை உள்ளடக்கிய தனிப்பட்ட துகள்களின் இயக்கங்கள் மற்றும் தொடர்புகளைப் படிப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் துல்லியத்துடன் வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கணக்கிட முடிந்தது. இந்த வேலை நானோ அளவிலான சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கான எங்கள் திறன்களிலும், செயல்பாட்டு மேற்பரப்புகள் மற்றும் நானோஃப்ளூடிக் சாதனங்களிலும் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.

ஒரு திடப்பொருள் திரவத்தை சந்திக்கும் இடத்தில் வெப்பம் மாற்றப்படும் செயல்முறை ஒரு எளிய இயற்பியல் சிக்கலாகத் தோன்றலாம். வரலாற்று ரீதியாக, அடர்த்தி, அழுத்தம், வெப்ப திறன் மற்றும் வெப்பநிலை போன்ற மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுகள் வெப்ப ஆற்றல் ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு நகர்ந்த விகிதத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்பட்டன. இருப்பினும், ஆற்றல் மற்றும் வேகத்தைப் பாதுகாப்பதற்கான விதிகளைக் கவனிக்கும் போது தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தை சரியாகக் கணக்கிடுவது நிறைய சிக்கலைச் சேர்க்கிறது. மேம்படுத்தப்பட்ட அணு-அளவிலான கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள், நிஜ உலகப் பயன்பாடுகளின் பரந்த வரிசையை, குறிப்பாக நானோ தொழில்நுட்பத் துறையில் மிகவும் துல்லியமாகப் புரிந்துகொள்வதற்கு விலைமதிப்பற்றதாக இருக்கும்.

இப்போது, ​​ஒசாகா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, முதல் முறையாக அணு அளவில் வெப்பப் பாய்வைக் காட்சிப்படுத்த புதிய எண் நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளது. “திட-திரவ இடைமுகத்தின் மூலம் வெப்பப் போக்குவரத்தை அடிப்படையாகப் புரிந்து கொள்ள, அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் போக்குவரத்து பண்புகளை கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்” என்று ஆய்வின் முதல் ஆசிரியர் குனியோ புஜிவாரா விளக்குகிறார். “கிளாசிக்கல் மூலக்கூறு இயக்கவியல் உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்தி துணை-அணு இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனுடன் திட-திரவ இடைமுகப் பகுதிக்கு அருகில் வெப்பப் பாய்ச்சல் வடிவமைக்கப்பட்டது. இது அடுக்குகளுக்கு இடையில் வெப்பம் மாற்றப்படும்போது ஆற்றல் ஓட்டத்தின் முப்பரிமாண கட்டமைப்பின் படங்களை உருவாக்க எங்களுக்கு அனுமதித்தது.”

லெனார்ட்-ஜோன்ஸ் திறனைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அருகிலுள்ள அணுக்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளைக் கணக்கிட்டனர். வெப்ப ஓட்டத்தின் திசையானது திடமான அல்லது திரவ கட்டமைப்புகளில் உள்ள துணை அணு அழுத்தங்களைப் பொறுத்தது என்பது கண்டறியப்பட்டது.

“முன்பு, அணு அளவில் வெப்பப் பாய்ச்சலைக் காட்சிப்படுத்த நல்ல வழி இல்லை” என்று மூத்த எழுத்தாளர் மசாஹிகோ ஷிபஹாரா கூறுகிறார். “இந்த கண்டுபிடிப்புகள் 3D வெப்பப் பாய்வு கட்டமைப்பின் அடிப்படையில் வெப்ப இடமாற்றத்தை தெளிவுபடுத்தவும் மாற்றவும் அனுமதிக்க வேண்டும்.”

தனிப்பயனாக்கப்பட்ட நானோ அளவிலான உற்பத்தியை மிகவும் திறமையாக மேற்கொள்ள இது அனுமதிக்கலாம்.

References:

• Yadav, A. S., Shukla, O. P., & Bhadoria, R. S. (2022). Recent advances in modeling and simulation techniques used in analysis of solar air heater having ribs. Materials Today: Proceedings.
• Cao, Y., Farouk, N., Ayed, H., Aly, A. A., Jarad, F., Dahari, M., … & Saleh, B. (2022). Heat transfer improvement between a pair of heater and cooler inside an energy storage by using nano-encapsulated phase change material/water: A numerical modeling. Case Studies in Thermal Engineering, 101770.
• Xuan, Y., & Li, Q. (2000). Heat transfer enhancement of nanofluids. International Journal of heat and fluid flow, 21(1), 58-64.
• Jung, W., Jazizadeh, F., & Diller, T. E. (2019). Heat flux sensing for machine-learning-based personal thermal comfort modeling. Sensors, 19(17), 3691.