دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی مکانیک

  آقای مهندس صادق صادق‌زاده، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی،سه‌شنبه بیست و چهارم بهمن ماه سال91، از رساله خود با عنوان « مدل‌سازی دینامیکی چندمقیاسی نانوربات‌ها و اختلالات مکانیکی آن‌ها بر پایه روش المان محدود» دفاع خواهد نمود.

  چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر محرم حبیب نژاد کورایم، بر عهده دارند به شرح زیر می‌باشد.

  هدایت، موقعیت‌دهی و دست‌کاری در مقیاس‌های نانو از پرکاربردترین تکنولوژی‌های روز است که در ساخت بلوک‌ها، سازه‌ها و مکانیزم‌ها در این ابعاد نقشی اساسی دارند. هزینه بالای این عملیات‌ها، استفاده از شبیه‌سازی را به منظور اجتناب از آزمایشات گران، ضروری می‌سازد. در این رساله، میزان قابلیت اعتماد روش‌های معمول مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده که روش‌های بر پایه مکانیک محیط پیوسته، علیرغم اینکه از نظر هزینه محاسباتی بهینه‌اند، اما قادر به پیش‌بینی صحیح دینامیک در مقیاس کوچک نیستند. از طرف دیگر، روش‌های بر پایه دینامیک مولکولی هزینه محاسباتی زیادی دارند و استفاده از آن‌ها برای فرآیندی که در مرتبه بزرگ‌تر از چند صد آنگستروم باشد و یا بیش از چند نانوثانیه طول بکشد، حتی با ابرکامپیوترها هم مشکل است. سپس، به عنوان راه حلی بسیار مفید، روش‌های چندمقیاسی پیشنهاد شده‌اند. با توجه به دینامیک نانوربات‌ها، روش چندمقیاسی رابط ثابت شده ( FIMM ) در این رساله ارائه شده و با اعمال بر سیستم‌های تک‌جسمه و چندجسمه صحه‌گذاری شده است. این روش، یک ارتباط مستقیم بین زیر مدل بزرگ‌مقیاس و زیر مدل کوچک‌مقیاس برقرار نموده و مشکل بعدهای طولی و زمانی را تا حدود چند میکرومتر و چند میکروثانیه امکان‌پذیرمی‌سازد. از آنجا که نتیجه انجام عملیات نانومتری با نانوربات‌هاشدیداً در وجود اثرات غیرخطی از جمله لغزش، هیسترزیس و یا رانش حرارتی تهدید می‌شود، مدل این اثرات هم ارائه شده و مدل بزرگ‌مقیاس نیز برای اعمال این اثرات منطبق‌سازی شده است. در پایان، چند عملیات نانومتری از جمله تصویربرداری و دست‌کاری نانوذرات فلزی با در نظر گرفتن اثراتی که غیرخطی‌های بزرگ‌مقیاس مدل شده‌اند.

  به طور کلی، روش ارائه شده به عنوان یک سیستم مجازی بلادرنگ و به منظور تخمین برخی پارامترها برای استفاده در یک مجموعه واقعی قابل استفاده است. همین امر، مهم‌ترین نوآوری رساله حاضر به حساب می‌آید. از آنجا که با استفاده از روش چندمقیاسی می‌توان با سرعت بسیار بیشتری یک شبیه سازی دقیق‌تری را انجام داد، کار حاضر تلاشی برای ارائه مدلی که بتواند به صورت بلادرنگ و واقعی یک سیستم چندمقیاسی را مورد مطالعه قرار دهد به حساب می‌آید.

  واژه‌های کلیدی: روش چندمقیاسی، نانوربات‌ها، پیزومحرک‌ها، مکانیک محیط پیوسته، دینامیک مولکولی درشت شده، اثرات غیرخطی