نمونه ترجمه مقاله:

1. مقدمه

ذرات جامد معلق شده در یک سیال ماهیتا در همه جا مورد استفاده قرار می­گیرند و کاربرد گسترده­ای در صنعت دارند. تعيين رئولوژي یک سوسپانسيون ذره برای کنترل دقیق فرآیندهای جریان صنعتی مهم است [1]. ویژگی رئولوژي یک سوسپانسیون معمولا با ويسكوزيته­ی نسبي  مشخص مي شود كه برابر است با نسبت ميان ويسكوزيته موثر سوسپانسيون و ويسكوزيته­ی سیال پايه. اولین مطالعه­ی نظری برای تعیین ویسکوزیته نسبی ممکن است به سال 1906 بازگردد، زمانی که انیشتین عبارت ریاضی را برای یک سوسپانسیون رقیق حاوی ذرات کروی بدست آورد [2]. در اینجا،  کسر حجمی ذره­ی جامد است، ویسکوزیته­ی ذاتی است و مقدار آن برابر با است. سپس، برای مطالعه یک سوسپانسیون نیمه رقیق که دارای کسر حجمی بالاتری است، رابطه­ی  پیشنهاد داده شد که در آن جملات مرتبه بالاتر  نیز در نظر گرفته شدند [3]. برای یک سوسپانسیون غلیظ که کسر حجمی ذرات آن بیشتر است، یعنی ، رابطه­ی  پیشنهاد داده شد به طوری که اگر کسر حجمی ذره به سمت چگال­ترین کسر انباشتگی ممکن میل کند، آنگاه ویسکوزیته­ی نسبی به سمت بی­نهایت میل خواهد کرد [4]. علاوه بر سوسپانسیون ذرات کروی، توجهات پژوهشی به سمت ذرات غیر کروی رفته است. نمونه­ای از آن عبارت است از راه حل تحلیلی جفری برای ویسکوزیته نسبی سوسپانسیون ذرات بیضوی که بادامی یا پَخ هستند [5]. اخیرا با افزایش قابل توجه در توانایی محاسباتی، تکنیک­های مدل سازی مبتنی بر اصل اول که قادر به پردازش مسائل مرزی متحرک پیچیده هستند نیز به عنوان یک استراتژی جایگزین برای تعیین رئوولوژی سوسپانسیون­ها مورد استفاده قرار می­گیرند [6-11]. ایده اصلی این رویکردهای عددی بدست آوردن اتلاف انرژی ذره­ی معلق شده در یک جریان کوئت از طریق شبیه سازی عددی مستقیم میدان جریان است. به عنوان مثال، لیشچاک و همکاران [7] ویسکوزیته برشی سوسپانسیون­های ذرات کروی را محاسبه کردند و هر دو رابطه انیشتین را برای کسر حجمی کم ذرات و رابطه­ی کریگر-داگرتی برای کسر حجمی بالای ذرات بازتولید کردند. علاوه بر این، این رویکردهای عددی جریان را در عدد رینولدز (Re) کم محدود نمی­کنند، که امکان بررسی وابستگی ویسکوزیته­ی ذاتی به Re را فراهم می­سازد. به عنوان مثال، کولکارنی و موریس [8] ویسکوزیته­ی نسبی سوسپانسیون ذرات کروی را در  گزارش کردند. آنها نشان دادند که اینرسی می­تواند سهم ذرات را در ویسکوزیته موثر سوسپانسیون افزایش دهد. هوانگ و همکاران [11] دریافتند که برای سوسپانسیون­های کروی پخ و بادامی، در رژیم Re کم، ویسکوزیته ذاتی به طور خطی و در رژیم Re بالا، به صورت غیرخطی با Re تغییر می­کند.

مطالعات فوق بر روی ذرات جامدی تمرکز داشتند که نسبت به سیال نفوذ ناپذیر هستند، در حالی که در کاربردهای واقعی جهان، غالبا با ذرات متخلخلی که نسبت به سیالات نفوذ پذیر هستند نیز مواجه می­شویم، از جمله ذرات هسته-پوسته مانند، خوشه­های کاتالیستی، داروهای کپسوله شده و غیره [12-14]. تلاش­­هایی بر روی مطالعه اثر نفوذپذیری ذرات متخلخل بر الگوی جریان و برهم­کنش­های سیال-ذره صورت گرفته است [15،16]. به عنوان مثال، مسعود و همکاران [15] از لحاظ نظری، پویایی ذرات بیضوی متخلخل را در جریان برشی بررسی کرده­اند. آنها نتیجه گرفتند که اگرچه میدان جریان در داخل و اطراف ذره به طور قابل توجهی به نفوذپذیری ذره متخلخل وابسته است، اما نفوذپذیری تاثیر کمی بر رفتار چرخشی ذرات متخلخل دارد.