Bayan Nasser ALtayyer

محضرة مختبر - قسم كيمياء - كلية التربية بالزلفي

نمذجة الموائع

عندما يتعلق الأمر بغليان الماء، هل هناك شيئاً لم يدرسه العلماء بعد؟ الجواب المفاجىء هو: نعم! كيف  تتشكل الفقاعات على السطح، كيف ترتفع نحو الأعلى وتتجمع مع بعضها، ما هي خواص السطح، ماذا يحدث عندما تزداد درجة الحرارة بسرعة مقابل ازديادها ببطىء؟  قد تكون هذه الأفكار مفهومة تجريبياً بينما هي ليست مفهومة تماماً باستخدام النماذج الرياضية.

لذا، فقد عمل الرياضيون من عدة جامعات، على وضع نماذج رياضية للسوائل ضمن المستوى الوسطي Mesoscale.

يقع المستوى الوسطي ما بين المستوى الصغري Microscale، حيث يستخدم الفيزيائيون والكيمائيون الحركية الجزيئية Molecular Dynamics، لتوصيف حركة الذرات والجزيئات، والمستوى الجهري Macroscale، حيث يطبق العلماء والمهندسون النماذج المستمرة Continuum Models لوصف تدفق المائع والذي يمكن رصده بالعين المجردة.

“نمذجة السوائل ضمن المستوى الوسطي هو مجال علمي جديد. الفكرة هي دمج التأثيرات الفيزيائية الهامة عند المستوى الصغري إلى النماذج المستمرة. نحن نقوم ببناء المعادلات الأفضل ضمن هذين العالمين”. يقول جون بيل John Bell، الباحث الرئيسي في هذه الدراسة.

تتعدد التطبيقات المستقبلية لهذه الدراسة. “هناك العديد من الظواهر المثيرة للاهتمام التي تحدث عند هذين المستويين، بدءاً من المستوى النانومتري، إلى المستوى الميليمتري، وتتراوح السلالم الزمنية ما بين النانوثانية إلى الميكروثانية”. يقول آنوج شودري Anuj Chaudhri، باحث ضمن فريق العمل. “كمثال، الفصل الطوري، تكتل البروتين، حركية تشابك السلاسل البوليميرية، التجاوب الريولوجي للموائع المعقدة، التجمع الذاتي، انطواء البروتين، وحركة الموائع الحيوية، هي فقط عناوين قليلة مما تستطيع هذه الدراسة أن تقدمه. تعود آلية حركة هذه الموائع إلى بنيتها. من فائق الأهمية فهم بنية الموائع الصغرية من أجل أن نكون قادرين على فهم خواصها الجهرية”.

نماذج جديدة من أجل علم موائع جديدة

يسمى هذا البحث بعلم تذبذب الموائع كونه يأخذ بعين الاعتبار حركات، أو تذبذبات الذرات والجزيئات. يقول شودري: “ما تفقده النماذج المستمرة هو فكرة التذبذبات (1). بالنظر إلى زجاجة ماء، لا يمكنك رؤية أي شيء يتحرك. لكن عندما تنظر بالمجهر، ترى أنّ الأشياء الصغرية تتحرك بشكل مستمر. توصف العديد من خواص الماء، كاللزوجة والناقلية الحرارية، من خلال حركات فردية والتي تمت نمذجتها كخواص وسطية ضمن المعادلات المستمرة”.

يمكن استخدام طريقة حركية الجزيئات لتحديد حركة أي مائع بدقة. لكن لا يستطيع أي حاسوب أن يشغل هذه النماذج. يقول بيل: “لايمكن التعامل مع نموذج يدرس حركة جميع الجزيئات. هذه النماذج محدودة ضمن حركة الملايين من الذرات عند نفس اللحظة. حيث يكون عدد الذرات ضمن قطعة صغيرة من أية مادة أكبر بحوالي 12 مرة ضعفاً. لذا بالكاد يمكنك فعل أي شيء معها، نحن فقط لا نملك طاقة حاسوبية كافية”.

من ناحية أخرى، يمكن للنماذج المستمرة عند المستويات الصغيرة أن تقدم أجوبة خاطئة كون التذبذبات غير موجودة. لذا فهناك حاجة لعلم حركة السوائل متضمنةً التذبذبات لنمذجة تدفق المائع ضمن هذه النظم، وبنفس الوقت تتضمن الأسس الفيزيائية المطلوبة”.

يمكن مقارنة نتائج النموذج مع النتائج  التجريبية. يقول شودري: “هذه هي الطريقة التي يمكننا من خلالها تقييم نموذجنا، يمكن لهذا النموذج التنبؤ بظاهرة تراها في الطبيعة لا يمكنك أن تملك إدراكاً جيداً لها باستخدام المعادلات المستمرة”.

أعداد ماخ منخفضة للتدفق (2)

يعمل الفريق البحثي ضمن توجهين، الأول مع الموائع القابلة للإنضغاط، مثل الغازات، والأخرى مع التدفقات ذات أعداد ماخ المنخفضة غير الضغوطة، وهي تدفقات لموائع يمكن عندها إهمال تأثير ا

الساعات المكتبية

من الساعة 8 صباحاً حتى الساعة 2 مساءً

 

 

الوقت ..



هديتي لكم ..


اعلان هام..

يمكنك التواصل مع عميد الكلية مباشرة من خلال صوتك مسموع فضلا اضغط على الصورة


أرقام الاتصال..

0164043880

b.altayer@mu.edu.sa

إستبانة..


عزيزتي الطالبة أضع بين يديك استبانة لمدى وعي طالبات جامعة المجمعة في مواجهة مخاطر المختبر..أمل التكرم بتعبئتها ولك مني جزيل الشكر..




الموقع الرسمي لجامعة المجمعة


الرؤيا والرسالة لجامعة المجمعة

  • ورود صغيرة متحركةالـرؤية

   أن تكون الجودة والتحسين المستمر والإبداع ثقافة عمل يومية في جامعة المجمعة

  • ورود صغيرة متحركةالـرسالة

التحسين المستمر لعمليات الجودة وتطوير المهارات لمنسوبي الجامعة من أكاديميين وإداريين وطلبة  بما يسهم في تحقيق أهداف الجامعة الاستراتيجية وتبوأها  مكانة متميزة بين الجامعات الوطنية


للتواصل مع الجامعة

                 


اعلام الجامعة


عمادات جامعة المجمعة

كلية التربية بالزلفي

   

      

 


تعلمت من الكيمياء..


فلاشات كيميائية..


الكيمياء وصبغة الانتخابات

روابط كيميائية





الجدول الدوري

Chemistry Dictionary

مواقع صديقة

نتيجة بحث الصور عن ويكيبيديا الموسوعة الحرة


محرك بحث للمواقع الكيميائية

     

التقويم الأكاديمي للعام 1438/37هـ


تفاعلات كيميائية








وطني..

نتيجة بحث الصور عن دعاء للوطن الغالي

هل تعلم ؟؟


حالات المادة

قناة الكيمياء التعليميه

إضاءة..

نتيجة بحث الصور عن فوائد القراءة

فروع علم الكيمياء

الماء سر الحياة ..

العاب كيميائية ممتعة

إحصائية الموقع

عدد الصفحات: 734

البحوث والمحاضرات: 426

الزيارات: 28955