سمینار کارشناسی ارشد مهندسی شیمی مطالعه فرآیند ISOMAX وبررسی مدلسازی سینتیکی واکنش

اختصاصی از یارا فایل سمینار کارشناسی ارشد مهندسی شیمی مطالعه فرآیند ISOMAX وبررسی مدلسازی سینتیکی واکنش دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود سمینار کارشناسی ارشد مهندسی شیمی مطالعه فرآیند ISOMAX وبررسی مدلسازی سینتیکی واکنش با فرمت PDF تعداد صفحات 87

این سمینار جهت ارایه در مقطع کارشناسی ارشد طراحی وتدوین گردیده است وشامل کلیه مباحث مورد نیاز سمینارارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی مااین سمینار رابا  قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهد.حق مالکیت معنوی این اثر    مربوط به نگارنده است وفقط جهت استفاده ازمنابع اطلاعاتی وبالا بردن سطح علمی شما دراین سایت ارایه گردیده است.          

پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

 دانلود پایان نامه  رشته مهندسی برق مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجودبا فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 97

چکیده 

امروزه سرعت بیشتر و کیفیت سرویس بهتر مهمترین چالش های دنیای شبکه می باشند. تلاشهای زیادی که در این راستا در حال انجام می باشد، منجر به ارائه فنآوری ها، پروتکل ها و روشهای مختلف مهندسی ترافیک شده است. در این پایان نامه بعد از بررسی آنها به معرفی MPLS که به عنوان یک فنآوری نوین توسط گروه IETF ارائه شده است، خواهیم پرداخت. سپس به بررسی انواع ساختار سوئیچ های شبکه خواهیم پرداخت و قسمتهای مختلف تشکیل دهنده یک سوئیچ  MPLS را تغیین خواهیم کرد. سرانجام با نگاهی به روشهای طراحی و شبیه سازی و نرم افزارهای موجود آن، با انتخاب زبان شبیه سازی SMPL، به شبیه سازی قسمتهای مختلف سوئیچ و بررسی نتایج حاصل می پردازیم. همچنین یک الگوریتم زمانبندی جدید برای فابریک سوئیچ های متقاطع با عنوان iSLIP اولویت دار بهینه معرفی شده است که نسبت به انواع قبلی دارای کارآیی بسیار بهتری می باشد. 

- مقدمه 

  با گسترش تعداد کاربران اینترنت و نیاز به پهنای باند بیشتر از سوی آنها، تقاضا برای استفاده از سرویسهای اینترنت با سرعت رو به افزایش است و تهیه کننده های سرویس اینترنت برای برآورده سازی این تقاضا ها احتیاج به سوئیچ های با ظرفیت بیشتر دارند ]1[. در این میان تلاشهای زیادی نیز برای دستیابی به کیفیت سرویس بهتر در حال انجام می‌باشد. فنآوریATM  نیز که به امید حل این مشکل عرضه شد، بعلت گسترش و محبوبیتIP  نتوانست جای آن را بگیرد و هم اکنون مساله مجتمع سازی IP و ATM نیز به یکی از موضوعات مطرح در زمینه شبکه تبدیل شده است. در این فصل به معرفی مسائل و مشکلات مربوط به کیفیت سرویس و مجتمع سازی IP و ATM می پردازیم و راه حلهای ارائه شده از جمله MPLS   رابررسی خواهیم نمود.

فهرست
عنوان                                                                                                       صفحه
فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه    1
1-1- مقدمه    1
1-2- کیفیت سرویس در اینترنت    1
1-2-1- پروتکل رزور منابع در اینترنت    3
1-2-2- سرویس های متمایز    4
1-2-3- مهندسی ترافیک    6
1-2-4- سوئیچنگ برحسب چندین پروتکل    9
1-3- مجتمع سازی IP و ATM    9
1-3-1- مسیریابی در IP    12
1-3-2- سوئیچینگ    13
1-3-3- ترکیب مسیریابی و سوئیچینگ    14
1-3-4- MPLS    20
فصل دوم: فنآوریMPLS    23
2-1- مقدمه    23
2-2- اساس کار MPLS    24
2-2-1- پشته برچسب    26
2-2-2- جابجایی برچسب    27
2-2-3- مسیر سوئیچ برچسب (LSR)    27
2-2-4- کنترل LSP    29
2-2-5- مجتمع سازی ترافیک    30
2-2-6- انتخاب مسیر    30
2-2-7- زمان زندگی (TTL)    31
2-2-8- استفاده از سوئیچ های ATM به عنوان LSR    32
2-2-9- ادغام برچسب     32
2-2-10- تونل    33

2-3- پروتکل های توزیع برچسب در MPLS    34
فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبکه    35
3-1- مقدمه    35
3-2- ساختار کلی سوئیچ های شبکه    35
3-3- کارت خط    40
3-4- فابریک سوئیچ    42
3-4-1- فابریک سوئیچ با واسطه مشترک    43
3-4-2 فابریک سوئیچ با حافظه مشترک    44
3-4-3- فابریک سوئیچ متقاطع    45
فصل چهارم: مدلسازی و شبیه‌سازی یک سوئیچ MPLS    50
4-1- مقدمه    50
4-2- روشهای طراحی سیستمهای تک منظوره    50
4-3- مراحل طراحی سیستمهای تک منظوره    52
4-3-1- مشخصه سیستم    53
4-3-2- تایید صحت    53
4-3-3- سنتز    54
4-4 – زبانهای شبیه سازی    54
4-5- زبان شبیه سازی SMPL    56
4-5-1- آماده سازی اولیه مدل    58
4-5-2 تعریف و کنترل وسیله    58
4-5-3 – زمانبندی و ایجاد رخدادها    60
4-6- مدلهای ترافیکی    61
4-6-1- ترافیک برنولی یکنواخت    62
4-6-2- ترافیک زنجیره ای    62
4-6-3- ترافیک آماری    63
4-7- مدلسازی کارت خط در ورودی    64
عنوان                                                                                                        صفحه
4-8- مدلسازی فابریک سوئیچ    66
4-8-1- الگوریتم iSLIP    66
4-8-2- الگوریتم iSLIP اولویت دار    71
4-8-3- الگوریتم iSLIP  اولویت دار بهینه    76
4-9- مدلسازی کارت خط در خروجی    79
4-9-1 – الگوریتم WRR    80
4-9-2- الگوریتم DWRR    81
4-10- شبیه سازی کل سوئیچ    82
4-11- کنترل جریان    90
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات    93
5-1- مقدمه    93
5-2- نتیجه گیری    93
5-3- پیشنهادات    94
مراجع     ..........................95

دانلود پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود بافرمت ورد(word)

اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود بافرمت ورد(word) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود بافرمت ورد(word)

 امروزه سرعت بیشتر و کیفیت سرویس بهتر مهمترین چالش های دنیای شبکه می باشند. تلاشهای زیادی که در این راستا در حال انجام می باشد، منجر به ارائه فنآوری ها، پروتکل ها و روشهای مختلف مهندسی ترافیک شده است. در این پایان نامه بعد از بررسی آنها به معرفی MPLS که به عنوان یک فنآوری نوین توسط گروه IETF ارائه شده است، خواهیم پرداخت. سپس به بررسی انواع ساختار سوئیچ های شبکه خواهیم پرداخت و قسمتهای مختلف تشکیل دهنده یک سوئیچ  MPLS را تغیین خواهیم کرد. سرانجام با نگاهی به روشهای طراحی و شبیه سازی و نرم افزارهای موجود آن، با انتخاب زبان شبیه سازی SMPL، به شبیه سازی قسمتهای مختلف سوئیچ و بررسی نتایج حاصل می پردازیم. همچنین یک الگوریتم زمانبندی جدید برای فابریک سوئیچ های متقاطع با عنوان iSLIP اولویت دار بهینه معرفی شده است که نسبت به انواع قبلی دارای کارآیی بسیار بهتری می باشد.

پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک: مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک: مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد در

رشته مهندسی مکانیک – گرایش طراحی کاربردی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه

فهرست علائم. ر

فهرست جداول. ز

فهرست اشکال. س

چکیده 1

فصل اول..

مقدمه نانو. 3

1-1 مقدمه. 4

1-1-1 فناوری نانو. 4

1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی.. 5

1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی.. 5

1-2-2 کشف نانولوله. 7

1-3 تاریخچه. 10

فصل دوم.

خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی.. 14

2-1 مقدمه. 15

2-2 انواع نانولوله‌های کربنی.. 16

2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT). 16

2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT). 19

2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی.. 21

2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره 21

2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره 24

2-4 خواص نانو لوله های کربنی.. 25

2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن.. 29

2-4-1-1 مدول الاستیسیته. 29

2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک… 33

2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها 36

2-5 کاربردهای نانو فناوری.. 39

2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی.. 40

2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد. 41

2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی.. 43

2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی.. 46

2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی.. 47

فصل سوم.

روش های سنتز نانو لوله های کربنی 55

3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی.. 56

3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی.. 56

3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری.. 58

3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD). 59

3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD ) 61

3-1-5 رشد فاز بخار. 62

3-1-6 الکترولیز. 62

3-1-7 سنتز شعله. 63

3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی.. 63

3-2 تجهیزات.. 64

3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی.. 66

3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM). 67

3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM). 68

3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM). 70

3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM). 70

3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM). 71

فصل چهارم.

شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته. 73

4-1 مقدمه. 74

4-2 مواد در مقیاس نانو. 75

4-2-1 مواد محاسباتی.. 75

4-2-2 مواد نانوساختار. 76

4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو. 77

4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد. 77

4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد. 77

4-4 روش های شبیه سازی.. 79

4-4-1 روش دینامیک مولکولی.. 79

4-4-2 روش مونت کارلو. 80

4-4-3 روش محیط پیوسته. 80

4-4-4 مکانیک میکرو. 81

4-4-5 روش المان محدود (FEM). 81

4-4-6 محیط پیوسته مؤثر. 81

4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی.. 83

4-5-1 مدلهای مولکولی.. 83

4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی) 83

4-5-1-2 روش اب انیشو. 86

4-5-1-3 روش تایت باندینگ… 86

4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی.. 87

4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها 87

4-5-2-1 مدل یاکوبسون. 88

4-5-2-2 مدل کوشی بورن. 89

4-5-2-3 مدل خرپایی.. 89

4-5-2-4 مدل قاب فضایی.. 92

4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته. 95

4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته. 97

4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل.. 97

4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله. 98

4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله. 99

4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته. 99

4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته. 99

4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته. 99

4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته 100

فصل پنجم.

مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی 102

5-1 مقدمه. 103

5-2 نیرو در دینامیک مولکولی.. 104

5-2-1 نیروهای بین اتمی.. 104

5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی.. 105

5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی.. 109

5-2-2 میدانهای خارجی نیرو. 111

5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته. 111

5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی.. 113

5-4-1 مدل انرژی- معادل. 114

5-4-1-1 خصوصیات محوری نانولوله های کربنی تک دیواره 115

5-4-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره 124

5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS. 131

5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود. 131

5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS. 141

5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB.. 155

5-4-3-1 مقدمه. 155

5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته. 157

5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی.. 158

5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان. 158

5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی.. 161

5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای.. 162

5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن.. 163

5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه. 167

5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه. 168

فصل ششم.

نتایج   171

6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل. 172

6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره 173

6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره 176

6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS. 181

6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [. 182

6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره 192

6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB.. 196

فصل هفتم.

نتیجه گیری و پیشنهادات 203

7-1 نتیجه گیری.. 204

7-2 پیشنهادات.. 206

فهرست مراجع 207

فهرست علائم

تعریف                                                                                               علائم اختصاری    

SWCNTs : Single-Walled Carbon Nanotubes

MWCNTs : Multi-Walled Carbon Nanotubes

CNTs : Carbon Nano Tubes

MWNTs : Multi-Walled Nano Tubes

FED : Field Emission Devices

TEM : Transmission Electron Microscope

SEM : Scanning Electron Microscopy

CVD : Chemical Vapor Deposition

PECVD : Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition

SPM : Scanning Probe Microscopy

NEMs : Nano Electro Mechanical System

AFM : Atomic Force Microscopy

STM : Scanning Tunnelling Microscopy

FEM : Finite Element Modeling

ASME : American Society of Mechanical Engineers

RVE : Representative Volume Element

SLGS: Single-Layered Grephene Sheet

فهرست جداول

عنوان                                                                                                           صفحه

جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته ……………………………………………………………..76

جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر………………………………………………………………………135

جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس ……………………………………………………………………………….150

جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS ……………184

جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل …………………………………….185

جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS …………………………………186

جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS …………………………………187

جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده …………………………………194

جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی ………………………………………196

جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ ……………………………………………..197

جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………….202

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                               صفحه

شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد ………………………….4

شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن ……………………………………………………………………………………..6

شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد ……………………………………………………………………………………………………………………………….7

شکل 1-4 : تصویر TEM از نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM nm 36/0 می باشد …………………………………………………………………………………………………………………………………………..8

شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شده از نانوپیپاد ……………………………………………………………………………..8

شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991…………….15

شکل 2-2 : انواع نانولوله: (الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12) (ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10) …………………………………………………………………………………………………………..17

شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن ………………………………………………………………………………18

شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره ………………………………………………………………………………..19

شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs ……………………………………………20

شکل 2-6 : نانو پیپاد ……………………………………………………………………………………………………………………21

شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله که از حلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است …………………22

شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوطه………………………………………..22

شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی …………………………………………………….23

شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطی از بردارهای پایه b , a …………………23

شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………24

شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله …………………………………………………………………………………..25

شکل 2-13: مراحل آزاد سازی نانو لوله کربن ………………………………………………………………………………..33

شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری ……………………………………..36

شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششی الف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی ………………………………………….38

شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله …………………39

شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM. ……………………………………………….47

شکل2-18 : نانودنده ها ……………………………………………………………………………………………………………….50

شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس ……………………………………………………………………………………………………56

شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری ………………………………………………………………………………………….58

شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD …………………………………………………………………………………………………60

شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTs را که به روش PECVD رشد یافته نشان می دهد …………………………………………………………………………………………………………………………………….62

شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف)  40–50 nmو (ب). 200–300 nm …………………………………………………………………………………………………………………………………62

شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM …………………………………………………………71

شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی …………………..75

شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته ……………………………………………………………………..77

شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول ……………………………………..82

شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی …………………………………………………….82

شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش …………………………………………….83

شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ……………………………………………85

شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله ……………………85

شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی …………………………………………………………………………….90

شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل ………………………………………………………………………………………90

شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته …………………………………….92

شکل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف ……………………………………………………………….92

شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی ………………………………………………………………..93

شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی ………………………………………………………………….93

شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.96

شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی ……………………………………………………………….97

تحقیق مدلسازی سیستم گردش خون در شریانها با استفاده از متد المان محدود

اختصاصی از یارا فایل تحقیق مدلسازی سیستم گردش خون در شریانها با استفاده از متد المان محدود دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:57

فهرست مطالب:

چکیده ................................................................................................5

مروری بر کارهای پیشین.........................................................................6

مقدمه..................................................................................................8

روش مدلسازی .....................................................................................9

معادلات حاکم بر جریان خون در یک درخت شریانی .......................................12

معادلات حاکم بر پیوستگی و بقای مومنتوم....................................................12

معادلات حاکم بر انشعابها ........................................................................13

رابطه بین فشار خون و سطح مقطع شریان ....................................................15

مدل تحلیلی رابطه فشار- سطح مقطع ..........................................................15

مدل استریتر .......................................................................................15

مدل رینز ...........................................................................................16

مدل اسکالاک ...................................................................................16

معادله حالت کلی ................................................................................17

معادله حالت خون ............................................................................... 19

مدل توانی ........................................................................................ 20

مدل کیسونی .......................................................................................20

بررسی روش انجام شده ...........................................................................30

فرموله کردن مدل...................................................................................30

 هدایت المان ........................................................................................32

ماتریس هدایت جهانی .............................................................................35

شرایط مرزی و یا نقاط انتهایی ..................................................................37

مراحل محاسباتی .............................................................................37

نتایج محاسبات......................................................................................39

جریان ایستا ........................................................................................39

اصطلاحات به کار برده شده در برنامه مطلب .............................................40

اعتبار سنجی مدل................................................................................43

جدول شماره 1 ...................................................................................44

جدول شماره 2 ....................................................................................52

جدول شماره 3 ....................................................................................53

مراجع...............................................................................................54





چکیده :
هدف این تحقیق شبیه سازی رفتار سیستم گردش خون طوری که بتواند جنبه های کلی این رفتار و به ویژه رفتار درخت شریانی را بازگو کند، می باشد.. به طور کلی شبیه سازی هر پدیده واقعی در صورتیکه به صورت مطلوبی انجام گیرد می تواند در شناخت بررسی و تحلیل آن ابزار اصلی باشد. امروزه علم شبیه‌سازی را در شاخه های مختلفی می تواند دید و علم مهندسی پزشکی دارای ابزارهای شبیه سازی پدیده‌های زیستی در بدن آدمی می باشد.
سیستم قلب و عروق یکی از زمینه هایی است که از دیرباز توجه بسیاری از محققین به بررسی و شناخت رفتار آن معطوف بوده است و از آنجا که این سیستم به صورت تعاملی از اعضای تشکیل دهنده اش عمل می کند، بررسی آن به صورت سیستمی از اعضایش کارآمدتر واقع می شود. از این رو است که در تاریخچه تحقیق انجام شده در این موضوع می توان ردپای ایده «دیدگاه سیستمی» را مشاهده کرد ولی پیچیدگی مکانیکی رفتار آن مانعی در این راه بوده و جهت غلبه بر این مانع دیدگاههایی که آن را به صورت مدارهای الکتریکی یا اجزای لامپ شده در نظر گرفته اند، وارد عمل شده اند. ظهور روشهای عددی در علم مکانیک ابزار دیگری را در این باب در اختیار محققین قرار داد. یکی از این روشها، روش اجزای محدود است که در این تحقیق نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
با داشتن ابزاری که بتواند رفتار سیستم گردش خون را مدل کند، می تواند تاثیر بیماریها بر رفتار آن را مدل کرد و از این راه دید روشنی از تاثیرات آنها بر روی سیستم داشته و راهکار مناسبی در جهت درمان در پیش گرفت. از نظر اهداف آموزشی، می تواند با کمک تجهیزات و لینک کردن این تجهیزات با ابزار موجود جهت شبیه سازی، عملا نمونه شبه زنده ای از این سیستم را ارایه نمود. از نظر اهداف پیش بینی کننده، چنین ابزاری می تواند برای پیش بینی اتفاقاتی که هنگام برخی اعمال جراحی مانند عمل بای پس در جراحی قلب و یا در برخی اعمال جراحی رگهای مغز، در تغییر فشار و جریان خون، رخ می دهند، مورد استفاده قرار گیرد.


مروری بر کارهای پیشین

در طی سه دهه گذشته مطالعات متعددی برای آنالیز جریان خون در شریانهای تکی و انشعابی صورت گرفته باید به مطالعه womersly در سال 1955 Atabekو Lew 1966 Cox در 1968 و Rubinow وKeller 1976، Bauer و Buses در 1975، Schwerdt و Constantinescu در 1976Bauerدر 1985 ، Holestein در سال 1984-1980 وGiddens در سال 1983  Sekhon , در 1985 در این زمینه به تحقیق پرداخته اند.و به عنوان نتیجه نگرش ارزشمندی در ارتباط با تاثیر پارامترهای مختلف مانند ویسکوزیته خون و الاستیسیته رگهای خونی و هندسه ورودی، میدان مغناطیسی و تنگ شدگی یا گرفتگی حاصل شده است و در این باره بحث شده است
این چنین مطالعاتی از نظر کاربردهای عملی به دلیل اینکه سیستم شریانی واقعی انسان از تعداد زیادی اتصالات رگها با طولهای مختلف و مقاطع مختلف تشکیل شده محدود شده است بنابراین نمی توان به عنوان یک رگ تنها با آن برخورد کرد.
مکدونا لد در سال 1974 از مدل ویندکسل برای تعیین برون دهی قلبی با فرض سرعت موج پالسی نامحدود استفاده کرده است و فیلر در سال 1964 و 1966 گردش کوچک سگ به عنوان یک مسیر چهارتایی که هر کدام به عنوان یک تیوپ هم جنس با دیواره نازک که ایده ال می باشند مدل کرده است. در سال (1965 و 1966) یک مدل را برای رگهای سیستمیک از سگ شامل 41 بلوک 4 مسیره که هر کدام از تیوبهای هم جنس با دیواره نازک  می باشد پیشنهاد داده است. مدلی که به وسیله تیلور در سال 1966 پیشنهاد داده است شامل یک درخت که شاخه هایش دارای طولی با توزیع رندوم بوده و قطر داخلی لوله مرتبط بصورت  بخش به بخش به درخت شریانی واقعی نمیباشد.
نوردرگراف (در سال 1956 تا 1963) یک مدل شبه الکتریکی از درخت شریانی سیستمیک که شامل 113 RLC می باشد پیشنهاد داده است.
وسترهوف و نوردرگراف در سال 1968 مدل الکتریکی را به صورت اشتراکی با چندین بهینه سازی که از 113 تا 123 تعداد سگمنت ها را افزایش دادندارائه دادند.
(1980) Avolio یک مدل پیچیده ای که شامل 128 شاخه بود فرموله کرد. او از مقایسه الکتریکی برای آنالیز تاثیرهای امواج منتشر شده تحت شرایط جریان ضرباندار استفاده کرد.
اثر متقابل واقعی از حرکت به سمت جلو و انعکاس موجها همانطور که توسط شیرازی در سال 1972 مشاهده شده بود در نظر گرفته نشده بود.




مقدمه:
قابل توجیه است که در مدلسازی از  مدلهای ریاضی بیولوژیکی واقعی استفاده شود که تا حد ممکن نزدیک به ساختار پیچیده سیستم قلبی و عروقی انسان شبیه سازی می شود کارهای ارائه شده در چنین مدلهایی خیلی نادر هستند. به این دلیل که بتوانند در زمان واقعی یک تعداد زیادی از معادلات را در ارتباط با حل سیستم‌های پیچیده به صورت همزمان انجام دهند
محدودیت گفته شده امروزه تا حد زیادی از بین رفته و با کامپیوترهای مدرن امروزی تعدادی از مدلهای تقریبی برای آنالیز جریان و خون برای سیستم قلبی و عروقی در پستانداران استفاده شده است. در این کار از روش ایستای مدل المان محدود [FEM] برای مدلسازی جریان ایستا خون از طریق سیستم شریانی انسان با بحث کردن در رگهای انفرادی به صورت یک تیوپ الاستیک در نظر گرفته شده است و اثرات ورودی صرفنظر شدهاس و خون به عنوان یک مایع ویسکوز نیوتنی فرض شده است.در واقع ارزش و اهمیت کاربردی و تحقیقاتی که هدف انجام این تحقیق بوده به اندازه ای است که تحقیقات و پایان نامه های زیادی از دیرباز تا کنون به آن پرداخته  شده است.
همانگونه که در قسمت قبل گفته شد، از دیرباز تحقیقات متعددی در جهت بررسی و مطالعه رفتار این سیستم، حلهای تحلیلی معادلات حاکم بر رفتار آن غیر ممکن بوده و به همین دلیل در گذشته یا از دیدگاه لامپ کردن اجزاء این سیستم و یا مدلسازی آنها توسط مدارهای الکتریکی استفاده شده است.
مدل ویندکسل اساس تحلیلهای مبتنی بر لامپ کردن می باشد. در این مدل سیستم عروقی به صورت یک محفظه الاستیک در نظر گرفته شده و فشار خروجی صفر در نظر گرفته می شود. با این فرضیات می توان رابطه دبی ورودی، فشار ورودی و دبی خروجی را به سادگی به دست ‌آورد. همچنین مدلهایی با توسعه دادن مدل ویندکسل ساخته شده است.
در مدلهای الکتریکی از تشابه معادلات حاکم بر جریان خون و معادلات حاکم بر جریان در خطوط انتقال جریان الکتریسیته استفاده می کنند.
دیدگاه لامپ کردن و مدل کردن الکتریکی اجزای سیستم قلب و عروق به دلیل از بین بردن ماهیت سیستم نمی توانند رفتار آن را به صورت واقعی توصیف کنند چرا که مدلسازیی با ساده سازیهای غیر قابل اجتناب همراه است که با واقعیت رفتار سیستم قلب و عروق همخوانی ندارند.
با ظهور روشهای عددی در مکانیک سیالات، محققین این ابزارها را برای بررسی رفتار سیستم عروقی بکار برده اند. روش تفاضل محدود رینز و همکارانش (1974) و روش المان محدود پورنتا و همکارانش (1986)، از جمله این ابزار می باشند. این روشها بر پایه تخمینهای مکانی و زمانی معادلات بنیادی حاکم بر جریان خون بوده و از این نظر قادرند با حفظ ماهیت سیستم (بر خلاف دو دیدگاه پیشگفته قبلی) به بررسی آن بپردازند. با این حال محدودیت های سخت افزاری یعنی محدودیتهای موجود در توانایی رایانه ها ضعف ذاتی این روشهاست. جهت غلبه بر این ضعف معادلات بنیادی ساده سازی می شوند و این ساده سازی از طریق مدل کردن سیستم با فرضیاتی درباره خصوصیات آن صورت می گیرد. اینجاست که خطای مدلسازی که می تواند یک روش محاسباتی را با مشکل جدی روبرو کند وارد کار می شود.
آنچه تحقیق انجام شده را از تحقیقات گذشته متمایز می کنددر این است که:
1- تاثیر غیر نیوتنی بودن خون در مدلسازی شبکه های شریانی را بررسی می کند.
2- مطالعاتی که در گذشته انجام گرفته اند اغلب شریانهای یک اندام خاص و یا کل بدن را مدلسازی کرده اند حال آنکه در اِین تحقیق  می توان هر شبکه دلخواه از شریانها را توسط این روش  مدل کرد.ودر شبیه سازی شریانهای یک اندام، چند اندام و یا کل بدن بکار رود.

روش مدلسازی:
به دلیل پیچیدگیهای موجود در پدیده ها و سیستم های واقعی، بررسی آنها به طور مستقیم ممکن نبوده و لازم است آنها را از فیلتر مدلسازی عبور داد. اولین مرحله مدلسازی، مدلسازی فیزیکی است که در آن از پاره ای از خصوصیات فیزیکی پدیده مورد بررسی صرف نظر شده و مشخصات بارزی از سیستم که مورد بررسی هستندبه طوری که به زبان ریاضی قابل بیان باشند، مدل می شوند. در مرحله بعد رفتار مدل حاصل توسط روابط ریاضی بیان می شود که مدلسازی ریاضی نامیده می شود.
سیستم قلب و عروق از دیدگاه مهندسی با چنان پیچیدگیهایی همراه است که بررسی آن به طور مستقیم غیرممکن بوده و مدلسازی آن ضروری می باشد. در مرحله مدلسازی فیزیکی، با توجه به اینکه هدف ما بررسی رفتار جریان خون در شریانها می باشد، از اجزایی مانند قلب، مویرگها و گره های لنفاوی صرف نظر شده تنها شریانها مورد توجه قرار می گیرند.
از سویی به دلیل وجود تعداد زیادی شریان در بدن و به دلیل عدم وجود اطلاعات کافی از جزئیات خواص و رفتار مکانیکی آنها و به ویژه نقش عمده ای که شریانهای اصلی در وظیفه خونرسانی دارند تنها این شریانها مورد توجه قرار می گیرند. با این دیدگاه، مجموعه ای از شریانهای الاستیک ایده آل متصل به هم با عنوان درخت شریانی  حاصل می شود. چنین مدلی در بسیاری از مراجع به عنوان مدلی قابل قبول از سیستم شریانی کل بدن پذیرفته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. چنانچه بررسی شریان خاصی از بدن مورد نظر باشد می تواند مدلسازی مشابهی را در مورد آن اعمال نمود. در ادامه نمونه ای از این مدلها که در مورد شریان فمورال و انشعابهای آن صورت گرفته ارایه می شود.
هرچند فرض شریان الاستیک ایده آل در نوع خود بسیار دور از واقعیت است. لیکن جهت مدلسازی ریاضی لازم است فرضیات ساده کننده دیگری در مورد رفتار جامداتی آن و رفتار سیالاتی خون اتخاذ نمود. از این رو فرض می شود رفتار حالت دیواره شریان در مقابل فشار خون مشخص است و خون به صورت یک سیال عمل می کند.
در درخت شریانی کل بدن. جزییات درباره شماره شریانها که در ادامه آورده شده است.در این بحث به بررسی فیزیک جریان خون داخل شریان انشعابها پرداخته می شود.