عنوان پایان‌نامه
بررسی عددی دینامیک حباب گازی کروی شکل با غلاف الاستیک از جنس بیو پلیمر
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2060;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51471
- تاریخ دفاع
- ۱۰ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمد جلالی سندی
- استاد راهنما
- کیوان صادقی
- چکیده
- در پایان نامه حاضر دینامیک حباب گازی غشادار کروی شکل به صورت عددی تحلیل شده است. به این منظور ابتدا اهمیت موضوع و کاربرد این پژوهش از منظر پزشکی بیان گردیده و سپس معادلات حاکم بر نوسان حباب غشادار با فرض کروی بودن به دست آمده اند. برای سیال احاطه کننده دور حباب از یک مدل تیکسوتروپیک استفاده شده و معادلات حاکم بر نوسان حباب غشادار برای دو حالت غشای نازک و ضخیم ارائه گردیده اند. به منظور مدلسازی غشا نیز از دو مدل ویسکوالاستیک خطی و غیرخطی استفاده شده است که به ترتیب مدل های کلوین-ویت و گزیکس هستند. پس از به دست آوردن معادلات حاکم، روش حل عددی آن¬ها ارائه شده و کمی پیرامون روش حل و مزایای آن بحث شده است. در بخش نتایج نیز اثر پارامتر¬های مختلف بر رفتار حباب غشادار ارائه و بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که چه در حالت غشا نازک و چه در حالت غشا ضخیم، پارامتر¬های غشا نقشی اساسی در رفتار غیر خطی حباب بازی می کنند. الاستیسیته غشا نقشی اساسی در رفتار غیرخطی حباب بازی می کند، در دامنه تحریک های بالا علاوه بر این که الاستیسیته دامنه نوسانات حباب را کاهش می¬دهد و آن را پایدار می کند بلکه همچنین باعث پیدایش زیرهارمونیک ها مفید در پاسخ حباب می شود. این زیرهارمونیک ها نقشی اساسی در عملیات تصویربرداری بازی می کنند چرا که بافت های بدن این نوع از سیگنال ها را تولید نمی کنند.
- Abstract
- In this thesis, the dynamics of an encapsulated spherical gas bubble is numerically investigated. At first, the importance of and application of current research is discussed and then governing equations of encapsulated bubble is derived using spherical symmetry assumption. Relying on a thixotropic fluid obeying Moore’s model, governing equations is presented for two cases of thin-shell and thick-shell. Moreover, in order to represent the viscoelasticity of the enclosing shell, two models are used, the linear Kelvin-Voigt and the nonlinear Giesekus model. The modified integro-differential Rayleigh-Plesset equation is then solved using the Gauss-Laguerre Quadrature (GLQ) method. After solving the governing equations, effect of various parameters on the response of encapsulated bubble are investigated. It is shown that both in thin-shell and thick-shell cases, shell parameters play an important role in nonlinear behavior of bubble, especially, the effect of shell elasticity was significant. In large pressure amplitudes, shell elasticity not only stabilizes bubble oscillation but also causes subharmonics to emerge in the bubble response. Subharmonics are effectively being used in ultrasound imaging since body tissues do not generate such signals.
