بررسی تأثیر میکروساختار بر نفوذپذیری سازههای الیافی بی بافت با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی

توسعه سازه های الیافی مهندسی شده به علت مزایای بالقوه در کاربردهای متعدد مورد توجه قرار گرفته است. رفتار جریان سیال در سازه های الیافی تأثیر زیادی در طراحی فنی این مواد جهت استفاده در صنایع تولیدی و فرآیندی دارد. درک دقیق رفتار انتقالی سیال در سازههای الیافی مستلزم داشتن اطلاعات کامل از میکرو ساختار آن ها میباشد. در این مطالعه به منظور بررسی تأثیر میکروساختار سازه الیافی بر رفتار سیال، منسوجات بیبافت با استفاده از روش سوزن زنی تهیه شد. تصاویر سه بعدی حقیقی نمونهها با استفاده از روش میکرو پرتونگاری مقطعی رایانه ای μCT به دست آمد. با استفاده از الگوریتمهای متنوع مبتنی بر پردازش تصویر، آرایش یافتگی سه بعدی الیاف، اندازه منافذ، قطر الیاف و تخلخل سازه الیافی حقیقی محاسبه شد. با استفاده از این اطلاعات، ساختارهای الیافی سه بعدی مشابه با سازههای واقعی با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی گردید. در ادامه، شبیه سازی عبور جریان سیال در تصاویر حقیقی و شبیه سازی شده با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی CFD انجام گفت و نفوذپذیری این ساختارها محاسبه شد. نتایج با مدلهای تجربی، تحلیلی و عددی پیشین مقایسه گردید. نتایج بیانگر افزایش غیرخطی نفوذپذیری با افزایش تخلخل سازه الیافی می باشند. نتایج همچنین دلالت بر دقت بالای مدلهای پیشنهادی دارند.

کلیدواژه ها:

منسوج بیبافت سوزنی ، میکرو پرتو نگاری مقطعی رایانه ای ، شبیه سازی جریان سیال ، نفوذپذیری ، تخلخل