مخازن دیافراگمی در انواع لانچرها و برنامه های کاربردی فضایی مورد استفاده قرار می گیرد. مشخص نمودن رفتار دیافراگم به منظور حصول اطمینان از ماموریت بسیار مهم است. در جستجوی یک ماده بهبود یافته برای استفاده به عنوان دیافراگم در سیستم های پیشرانش دو مولفه ای، توجه به مواد مدرن تر و بهبود خواص این مواد ضروری به نظر می رسد. در این پروژه با استفاده از نرم افزار کامسول ( COMSOL ) به منظور دستیابی به ترکیب مناسبی از مواد برای ساخت دیافراگم پلیمری، مواد مختلفی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و در نهایت پلیمری از خانواده تفلون (پروپیلن اتیلن فلوردار) به عنوان ایده آل ترین ماده برای کاربرد مورد نظر این پژوهش انتخاب گردید. با توجه به بررسی های انجام شده ملاحظه گردید این پلیمر با وجود سازگاری مناسب با پیشران مورد نظر در مقابل آن کاملا نفوذ ناپذیر نیست. به منظور کاهش یا رفع این عیب دو راه کار اساسی پیشبینی شد. یکی از این موارد افزودن نانوذرات رس به دلیل دارا بودن نسبت ابعادی بالا و خواص مانعی مناسب به داخل زمینه پلیمری و تهیه نانوکامپوزیت پلیمری هست. با آنالیزهای انجام شده بر روی این نانوکامپوزیت و بررسی پارامترهای ساختاری مختلف از جمله نسبت ابعادی نانوذرات، کسر حجمی، زاویه قرارگیری و ... ملاحظه شد که نانوکامپوزیت FEP/Clay با ضخامت 2 میلی متر و دارا بودن نانوذرات با نسبت ابعادی بالاتر از 500 و ساختار اکسفولیت شده می تواند جوابگوی کاربرد مورد نظر این پژوهش باشد. پس از آن با انجام طراحی آزمایش و انجام آنالیزهای مختلف با استفاده از نرم افزار COMSOL ، شرایط بهینه قالبگیری این دیافراگم کامپوزیتی بدست آمد و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. راه کار دیگری که برای افزایش خواص مانعی پلیمر FEP ارائه شد تهیه کامپوزیت لایه ای FEP/AL هست. با توجه به آنکه در هنگام تهیه این دیافراگم ممکن است درزها یا سوراخ هایی در فویل آلومینیومی ایجاد شود؛ حالت های مختلف این ساختار کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت و ملاحظه شد این ساختار کامپوزیتی می تواند برای طولانی مدت در مقابل نیتروژن تتروکساید مقاومت کند. در انتها نیز شرایط تهیه این کامپوزیت ذکر گردید.

آنچه در این کد خواهید آموخت

1- نحوه پیاده سازی معادلات حاکم بر نفوذ در نرم افزار کامسول  ( COMSOL ) مولتی فیزیک

2- نحوه اعمال شرایط مرزی برای نفوذ سیال از فیلم های کامپوزیتی و پلیمری در ورود و خروج سیال

3- نحوه محاسبه نفوذ پذیری نسبی با استفاده از انتگرال گیری بر مرز فیلم

4- محاسبه میزان نفوذ سیال از فیلم پلیمری و کامپوزیتی

5- نحوه دستیابی به شرایط بهینه برای قالب گیری

6- نحوه دستیابی به بهترین منطقه قرار گیری گیت

نکات و الزامات

1- این  برنامه در همه نسخه های هم ورژن یا جدید تر نرم افزار کامسول  ( COMSOL ) و مولدفلو ( MoldFlow ) استفاده شده در این پژوهش قابل اجراست.

2- آشنایی اولیه با مواد پلمیری و کامپوزیت ها

3- آشنایی با معادلات حاکم بر پدیده نفوذ

4- آشنایی با نرم افزارهای المان محدود و مفهوم  RVE

5- آشنایی با فرآیند تزریق و قالب گیری تحت فشار