همگن‌سازی و تحلیل انتقال حرارت نانوکامپوزیت پلی‌اتیلن تقویت شده با نانولوله‌های کربنی هلیکال

هدف از این پژوهش، مدل‌سازی هدایت حرارتی کامپوزیت پایه پلی‌اتیلن تقویت ‌شده با نانولوله‌های کربنی هلیکال با استفاده از روش اجزا محدود می‌باشد. نانولوله‌های کربنی هلیکال به شکل تصادفی با توزیع یکنواخت با نسبت منظری‌، درصد حجمی،  شکل‌‌ها و جهت‌گیری‌های مختلف توسط کد پایتون با استفاده الگوریتم مونته‌کارلو در آباکوس ایجاد شدند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش درصد حجمی، نسبت منظری و شعاع نانوذرات هلیکال، مقدار ضریب رسانش حرارتی افزایش می‌یابد که این افزایش برای درصد حجمی 0.71 %، به مقدار 9.35 % بیشترین عامل تاثیرگذار و برای قطر نانولوله کربنی هلیکال با مقدار 1% افزایش در ضریب رسانش حرارتی نانوکامپوزیت، کمترین تاثیر را دارد.

Homogenization and heat transfer analysis of coiled carbon nanotube reinforced polyethylene nanocomposite

The purpose of this study is modeling the effective thermal conductivity of coiled carbonnanotube (CCNT) reinforced polyethylene nanocomposite through finite element approach.Coiled carbon nanotubes are distributed using Monte Carlo algorithm in a uniform manner withdifferent aspect ratios, volume fractions, geometries and distributions of nanoparticles inpolyethylene via developing script codes. Using finite element method, thermal analysis isconducted. According to the results, it is shown that increasing the volume fraction, aspect ratio,inner or outer diameter of the CCNTs, thermal conductivity coefficient is increased. Which for0.71% volume fraction of the CCNTs, thermal conductivity of the nanocomposite increases by9.35%. While inner or outer diameter of the CCNT, has a slight effect on the thermalconductivity of the nanocomposite by 1%. By increasing the radius of the CCNTs from 15 to30 nm, thermal conductivity coefficient of the nanocomposite decreases by 2.7%.