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太赫兹波在流体输送单壁碳纳米管中的传播,初始应力受到温度和磁场的影响。 (英语) Zbl 1329.74081号

摘要:本文研究了温度和磁场作用下太赫兹波在载流单壁碳纳米管(SWCNT)中的传播。基于非局部弹性理论,将SWCNT建模为Timoshenko梁,其中纳米尺度效应仅通过非局部参数包含在弯矩和剪力中。基于非局部Timoshenko梁理论推导了运动控制方程。进行了波分析,得到了波传播的色散特性方程。数值结果通过对比简化案例中的结果与已发表文献中的结果,证实了本模型的有效性。波传播的色散曲线表明,初始应力对流体传输SWCNT的剪切和弯曲频率起着非常重要的作用。同时,讨论了非局部参数、流体速度、流体密度、温度变化和磁场对载流单壁碳纳米管临界应力的影响。这项研究可能有助于设计智能纳米器件,用于向细胞输送药物、携带气体以及纳米束器件的其他应用。

MSC公司:

74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
74F05型 固体力学中的热效应
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
76周05 磁流体力学和电流体力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Arghavan S.,Singh A.V.:关于单壁碳纳米管的振动。J.声音振动。330, 3102-3122 (2011) ·doi:10.1016/j.jsv.2011.01.032
[2] Arash,B.,Wang,Q.:用碳纳米管检测气体原子。科学。报告3(2013年)。doi:10.1038/srep01782
[3] Mahar B.、Laslau C.、Yip R.、Yu S.:基于碳纳米管的传感器的发展——综述。IEEE Sens.J.7,266-284(2007)·doi:10.1109/JSEN.2006.886863
[4] Joshi A.Y.、Harsha S.P.、Sharma S.C.:基于单壁碳纳米管的纳米机械传感器的振动特征分析。物理学。E 42,2115-2123(2010)·doi:10.1016/j.physe.2010.03.033
[5] Khamolthosseini F.,Phani A.S.,Nojeh A.,Rajapakse N.:碳纳米管扭转振动的非局部连续介质建模和分子动力学模拟。IEEE传输。纳米技术。11, 34-43 (2012) ·doi:10.1109/TNANO.2011.2111380
[6] Yan J.W.,Liew K.M.,He L.H.:悬臂单壁碳纳米颗粒质量检测器的超灵敏分析。纳米技术24,125703(2013)·doi:10.1088/0957-4484/24/12/25703
[7] Zhang S.,Liu W.K.,Ruoff R.S.:双壁碳纳米管(DWCNT)作为旋转轴承的原子模拟。纳米Lett。4, 293-297 (2004) ·doi:10.1021/nl0350276
[8] Schoen P.A.E.、Walter J.H.、Arcidiacono S.、Poulikakos D.、Koumoutsakos P.:螺旋轨道上的纳米颗粒流量?通过碳纳米管的热传质。纳米Lett。6, 1910-1917 (2006) ·doi:10.1021/nl060982r
[9] Soltani P.、Pashaei O.、Taherian Mohammad M.、Farshidianfar A.:基于碳纳米管的质量传感器的自由振动。高级主管。第403-408号决议、第1163-1167号决议(2012年)
[10] Chang W.-J.,Lee H.-L.:使用Timoshenko梁模型研究含有流体的单壁碳纳米管的自由振动。物理学。莱特。A 373982-985(2009)·Zbl 1236.74101号 ·doi:10.1016/j.physleta.2009.01.11
[11] Ghavanloo E.、Rafiei M.、Daneshmand F.:粘弹性介质中输送流体的弯曲碳纳米管的平面内振动分析。物理学。莱特。A 3751994-1999(2011)·doi:10.1016/j.physleta.2011.03.025
[12] 王义忠,崔洪涛,李福明,岸本K.:粘性流体对碳纳米管中波传播的影响。物理学。莱特。A 3752448-2451(2011)·doi:10.1016/j.physleta.2011.05.016
[13] 王晓云,陈伟:流体填充多壁碳纳米管与管间变形的耦合振动。J.应用。物理学。108, 114307-114313 (2010) ·doi:10.1063/1.3480987
[14] Decher G.:模糊纳米组装:走向层状聚合物多元复合物。《科学》2771232-1237(1997)·doi:10.1126/science.277.5330.1232
[15] Narendar S.,Gopalakrishnan S.:温度对纳米板中波传播的影响。作曲。B部分工程43,1275-1281(2012)·Zbl 1398.74123号 ·doi:10.1016/j.composites.2011.11.029
[16] Eringen A.C.:平面波非局部弹性和色散的线性理论。国际工程科学杂志。10425-435(1972年)·兹比尔0241.73005 ·doi:10.1016/0020-7225(72)90050-X
[17] Eringen A.C.:关于非局部弹性微分方程以及螺位错和表面波的解。J.应用。物理学。54, 4703-4710 (1983) ·doi:10.1063/1.332803
[18] Reddy J.N.:梁弯曲、屈曲和振动的非局部理论。国际工程科学杂志。45, 288-307 (2007) ·Zbl 1213.74194号 ·doi:10.1016/j.ijengsci.2007.04.004
[19] Ghavanloo E.,Fazelzadeh S.A.:嵌入粘性流体中的粘弹性碳纳米管的流动热弹性振动和不稳定性分析。物理学。E 44,17-24(2011)·doi:10.1016/j.physe.2011.06.024
[20] Narendar S.,Gopalakrishnan S.:使用非局部Timoshenko束模型研究含有流体流动的单壁碳纳米管的太赫兹波特性。物理学。E 421706-1712(2010)·doi:10.1016/j.physe.2010.01.028
[21] Kiani K.:使用非局部瑞利梁模型传输粘性流体的简支倾斜单壁碳纳米管的振动行为。申请。数学。模型。37, 1836-1850 (2013) ·Zbl 1349.74174号 ·doi:10.1016/j.apm.2012.04.027
[22] Lim C.W.,Yang Q.,Zhang J.B.:基于非局部弹性理论的纳米棒热屈曲。国际期刊非线性力学。47, 496-505 (2012) ·doi:10.1016/j.ijnonlinme.2011.09.023
[23] 王宏,董凯,门峰,颜义杰,王欣:纵向磁场对弹性基体中碳纳米管波传播的影响。应用。数学。模型。34, 878-889 (2010) ·Zbl 1185.82077号 ·doi:10.1016/j.apm.2009.07.005
[24] Chang T.P.:基于非局部弹性理论,嵌入弹性介质中的载流单壁碳纳米管的热机械振动和不稳定性。申请。数学。模型。36, 1964-1973 (2012) ·Zbl 1243.74083号 ·doi:10.1016/j.apm.2011.08.020
[25] Zimmermann J.、Pavone P.、Cuniberti G.:石墨烯和碳纳米管的振动模式和低温热性能:最小力常数模型。物理学。版本B 78,045410(2008)·doi:10.1103/PhysRevB.78.045410
[26] Ansari R.、Ghoma R.、Sahmani S.:关于嵌入式单壁碳纳米管的动态稳定性,包括热环境效应。科学。伊朗。19, 919-925 (2012) ·doi:10.1016/j.science.2012.02.013
[27] Narendar S.,Gupta S.S.,Gopalakrishnan S.:使用非局部欧拉-伯努利束理论在纵向磁场下单壁碳纳米管中的波传播。申请。数学。模型。364529-4538(2012年)·Zbl 1252.74016号 ·doi:10.1016/j.apm.2011.11.073
[28] 王磊、倪琦、李明、钱琦:热效应对输送流体的碳纳米管的振动和不稳定性的影响。物理学。E 40、3179-3182(2008)·Zbl 1149.81368号 ·doi:10.1016/j.physe.2008.05.009
[29] Murmu T.,McCarthy M.A.,Adhikari S.:双壁碳纳米管在外加纵向磁场下的振动响应:非局部弹性方法。J.声音振动。3315069-5086(2012年)·doi:10.1016/j.jsv.2012.06.005
[30] Murmu T.,McCarthy M.A.,Adhikari S.:平面磁场通过等效非局部弹性方法影响嵌入单层石墨烯板的横向振动。作曲。结构。96, 57-63 (2012) ·doi:10.1016/j.compstruct.2012.09.05
[31] Benzair A.、Tounsi A.、Besseghier A.、Heireche H.、Moulay N.、Boumia L.:使用非局部Timoshenko束理论对单壁碳纳米管振动的热效应。《物理学杂志》。D申请。物理学。41, 225404 (2008) ·doi:10.1088/0022-3727/41/22/225404
[32] Heireche H.,Tounsi A.,Benzair A.:初始轴向载荷下双壁碳纳米管波传播的尺度效应。纳米技术19,185703(2008)·doi:10.1088/0957-4484/19/18/185703
[33] Chen X.,Kong T.,Wang X.:初始应力对多壁碳纳米管中波传播的影响。物理学。Scr.公司。78, 015601 (2008) ·doi:10.1088/0031-8949/78/01/015601
[34] Song J.,Shen J.,Li X.F.:初始轴向应力对使用广义非局部模型在碳纳米管中传播的波的影响。计算。马特。科学。49, 518-523 (2010) ·doi:10.1016/j.commatsci.2010.05.043
[35] Murmu T.,Adhikari S.:初始预应力耦合纳米梁系统基于非局部弹性的振动。欧洲力学杂志。A/固体34,52-62(2012)·Zbl 1348.74149号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2011.11.010
[36] 蔡宏,王欣:基于Timoshenko层合梁模型的初始应力对碳纳米管中横波传播的影响。纳米技术17,45-53(2006)·doi:10.1088/0957-4484/17/1/009
[37] Selim M.M.:碳纳米管在初始压缩应力下的扭转振动。钎焊。《物理学杂志》。40, 283-287 (2010) ·doi:10.1590/S0103-9733210000300004
[38] Selim M.M.,Abe S.,Harigaya K.:初始压缩应力对碳纳米管中波传播的影响。欧洲物理学会。J.B 69,523-528(2009)·doi:10.1140/epjb/e2009-00184-5
[39] Selim M.M.:初始应力下使用非局部尺度效应的单壁碳纳米管中膨胀波传播的色散。J.计算。西奥。纳米科学。10, 2547-2554 (2013) ·doi:10.1166/jctn.2013.3245
[40] Soltani P.、Taherian M.M.、Farshidianfar A.:嵌入粘弹性介质中的粘性流体输送单壁碳纳米管的振动和不稳定性。《物理学杂志》。D申请。物理学。43, 425401 (2010) ·doi:10.1088/0022-3727/43/42/425401
[41] Yang J.,Ke L.L.,Kitipornchai S.:使用非局部Timoshenko梁理论的单壁碳纳米管的非线性自由振动。物理学。E 42,1727-1735(2010)·doi:10.1016/j.physe.2010.01.035
[42] Kaya M.O.,Ozgumus O.O.:具有弯扭耦合的旋转均匀Timoshenko梁的能量表达式和自由振动分析。J.可控震源。控制16915-934(2010)·Zbl 1269.74093号 ·doi:10.1177/1077546309104876
[43] Banerjee J.R.:复合材料Timoshenko梁的频率方程和振型公式。作曲。结构。51, 381-388 (2001) ·doi:10.1016/S0263-8223(00)00153-7
[44] 张义清,刘欣,赵建华:温度变化对多壁碳纳米管柱屈曲的影响。物理学。莱特。A 3721676-1681(2008)·Zbl 1217.82140号 ·doi:10.1016/j.physleta.2007.10.033
[45] Heireche H.,Tounsi A.,Benzair A.,Mechab I.:声波在具有初始轴向应力的单壁碳纳米管中的传播。J.应用。物理学。104, 014301-014309 (2008) ·数字对象标识代码:10.1063/1.2949274
[46] Heireche H.、Tounsi A.、Benzair A.、Maachou M.、Adda Bedia E.A.:使用非局部弹性在单壁碳纳米管中的声波传播。物理学。E 40,2791-2799(2008)·doi:10.1016/j.physe.2007.12.021
[47] Kiani K.:使用非局部弹性模型在纵向磁场作用下弹性约束单壁碳纳米管中的横波传播。物理学。E 45,86-96(2012)·doi:10.1016/j.physe.2012.07.015
[48] 王春明,张玉玉,何晓秋:非局部Timoshenko梁的振动。纳米技术18,105401(2007)·doi:10.1088/0957-4484/18/10/105401
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