مکانیک هوا فضا
سال:1387 | دوره:4 | شماره:4 (پیاپی 14) |تعداد مقالات:8

احتراق پیش مخلوط با نسبت سوخت به هوای کم برای موتورهای توربین گاز در سال های اخیر به عنوان روشی برای رسیدن به استانداردهای زیست محیطی در خصوص انتشار NOx به طور گسترده پذیرفته شده است. با وجود این، سیستم های احتراقی پیش مخلوط با نسبت تعادل کمتر از یک، برای تحریک ناپایداری احتراق بسیار مستعد هستند. در این تحقیق، برای مطالعه تجربی ناپایداری احتراق در مخلوط های رقیق، یک محفظه احتراق پیش مخلوط به همراه میزان آزمایش و سیستم های تغذیه پیشران طراحی و ساخته شده است. در این پژوهش، از پروپان- گازی به عنوان سوخت بهره گرفته شده و آزمایش ها در فشار تقریبا اتسمفریک و در نسبت تعادل بین 0.7 الی 1.5 و دبی جرمی 2 تا 4 گرم بر ثانیه انجام شده است. ملاحظه گردیده که در محدوده های نسبت تعادل کمتر از یک، محفظه احتراق موتور توربین گاز ساخته شده ناپایدار می شود. برای تشخیص ناپایداری محفظه احتراق در شرایط مختلف، از نمودارهای توابع چگالی، اسپکترال و منحنی توزیع فضایی نوسانات فشاری همراه با معیار رایلی استفاده شده است. تاثیر نسبت تعادل در پایدارکردن یک سیستم احتراقی ناپایدار و همچنین ناپایدار شدن یک سیستم پایدار نیز مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. همچنین، زمان تاخیر جابه جایی برای هر کدام از آزمایش های صورت گرفته محاسبه شده و نتایج به دست آمده از این تحقیق با معیار رایلی سنجیده شده است. نتایج سنجش نشان می دهد که مقادیر به دست آمده با معیار رایلی مطابقت خیلی خوبی دارد. در نهایت، محدوده پایداری براساس دبی جرمی ورودی به محفظه با نسبت تعادل برای این محفظه احتراق تعیین گردیده است.

در مقاله حاضر، برای اولین بار از روش نوری غیر مخرب برش نگاری دیجیتالی برای به دست آوردن ضریب شدت تنش مود بازشوندگی در ترک های لبه ای یک نمونه کامپوزیتی استفاده شده است. در این روش، ابتدا با تنظیم یک چیدمان با تابش دو جهته، هاله های برش نگاری در اطراف ترک تشکیل شده و با استفاده از آن ها متغیرهای کرنش داخل صفحه ای مورد نیاز حاصل گردیده است. سپس، با بکارگیری روابط مکانیک شکست الاستیک خطی ضریب شدت تنش به دست آمده است. گفتنی است که به منظور استخراج کرنش های مورد نظر از هاله های برش نگاری، یک برنامه در محیط نرم افزار MATLAB نوشته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه بین نتایج حاصل از بکارگیری این روش جدید و همچنین مقادیر تئوری ضریب شدت تنش، میزان اعتبار این تکنیک و توانایی آن در کاربردهای محاسباتی را به اثبات می رساند و بدین ترتیب بهبود و توسعه بکارگیری این روش در گیر بخش های مکانیک تجربی قابل پیش بینی است.

در این تحقیق، به عنوان مساله پایه، جریان آشفته کاملا توسعه یافته داخل یک کانال مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، روش فیلتراسیون صریح توسط فلتر هموار در حل عددی به کار رفته است. بدین منظور، فیلتر لاپلاس که در فضای فرکانسی دارای شکلی هموار است، به عنوان فیلتر صریح بر معادلات اعمال شده که در این حالت به مدل زیر شبکه، عبارت دیگری با عنوان مدل زیر فیلتر اضافه شده است. به منظور ارزیابی چگونگی تاثیرگذای این روش بر بهبود حل نواحی مختلف جریان توسعه یافته، مشخصه های آشفتگی جریان حاصل از این روش با نتایج حل مستقیم عددی مورد مقایسه قرار گرفته که بهبود قابل ملاحظه ای در نتایج نواحی مختلف لایه مرزی مشاهده می شود. در روش دوم، به منظور بررسی اثر نزدیکی شکل فیلتر صریح به برش تیز، سه نوع فیلتر با اشکال نزدیک به شکل فیلتر برش تیز در فضای فرکانسی بر میدان حل اعمال شده است. در این حالت، مدل زیر شبکه بدون مدل زیر فیلتر برای مدلسازی کافی است. در این تحقیق، برای حل عدد ی متد حجم محدود مورد استفاده قرار گرفته که به منظور گسسته سازی عبارت های جابه جایی و نفوذ روش های مرتبه دوم و برای گسسته سازی نرم زمانی ایده کرنک- نیکلسون به کار رفته است. در ادامه، با مقایسه نتایج به دست آمده از دو متد فیلتراسیون، تاثیر هر یک بر نواحی مختلف لایه مرزی آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج، با نزدیک تر شدن شکل فیلتر صریح به شکل برش نیز، مشخصه های آشفتگی جریان بهبود یافته است.

در این مقاله، با استفاده از تئوری انتشار امواج تنش پلاستیک و بر مبنای معادلات ممنتم، مدل تحلیلی جدیدی برای فرآیند نفوذ پرتابه های تغییر شکل پذیر سر پخ در اهداف فلزی ارایه شده است. طی فرایند نفوذ واماندگی حاصل در هدف به صورت پلاگینگ همراه با دیشینگ بوده و پرتابه نیز قارچی شکل می شود. در مدل جدید این مقاله، با تغییر در مراحل نفوذ مدل های قبلی، نفوذ در ته وضعیت تعریف شده است. ماده پرتابه به صورت صلب- کرنش سختی خطی و هدف به صورت صلب- کاملا پلاستیک در نظر گرفته شده است. برای هر مرحله، معادلات حرکت برای پرتابه و هدف استخراج گردیده و معادلات بدست آمده در هر مرحله، تغییر شکل پرتابه، پلاگ و دیشینگ را به طور همزمان حل می کند. با مقایسه نتایج، همخوانی مناسبی بین نتایج مدل تحلیلی این مقاله و نتایج تجربی دیگر محققان وجود دارد.

در این مقاله، ابتدا مساله هدایت تناسبی خالص درفضای سه بعدی با نگرشی جدید بیان می شود. ایده اصلی مبتنی بر تمایز بین مفاهیم بردار چرخش و بردار سرعت زاویه ای است. در این نوآوری تاکید بر انتخاب دستگاه خط دید بوده و مقایسه ای بین دو دیدگاه برای انتخاب این دستگاه انجام گردیده است. سپس، اصلاح این قانون با اضافه کردن یک جمله اضافه انجام گرفته است. این جمله شامل جبران ساز فاصله عرضی است که جهت فراهم نمودن نوسانات اولیه برای همگرایی تخمین متغیرهای حالت به کار گرفته شده است. در ادامه، توصیف فضای حالت در دستگاه مختصات کروی اصلاح شده انجام گردیده است. اندازه گیری های موجود در سیستم با توجه به نکات در نظر گرفته شده عملی، انتخاب شده است. در ادامه، مساله تخمین فاصله تا هدف مطرح گردیده و از فیلترهای غیرخطی مانند فیلتر کالمن توسعه یافته، فیلتر کالمن خنثی، فیلتر ذره ای، فیلتر ذره ای کالمن توسعه یافته و فیلتر ذره ای کالمن خنثی در مختصات کروی اصلاح شده استفاده گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که فیلترهای ردیابی پیشنهاد شده در ترکیب با قانون هدایت دوگانه پیشنهادی قادر به تامین همگرایی تخمین فاصله برای هدف های شتابدار و بدون شتاب می باشند.

برج های خنک کن خشک یکی از متداول ترین برج ها در اکثر نیروگاه های موجود در مناطق کم آب می باشند. از جمله مهم ترین عواملی که درباره عملکرد این برج ها همواره مورد توجه بوده، اثر شرایط محیطی، به ویژه وزش باد است که باعث کاهش بازدهی برج ها می شود. جهت بررسی این اثر می توان از روش های عددی، تجربی و میدانی استفاده نمود. هر یک از این روش ها دارای مزایا و معایب مربوط به خود بوده، ولی مکمل هم می باشند. در این مقاله، بامدل سازی یک برج خنک کن به صورت عددی و تجربی تاثیر باد بر عملکرد برج های خنک کن جابه جایی طبیعی خشک بررسی شده و در نهایت تاثیر استفاده از دیوارهای بادشکن با آرایش های مختلف برای جلوگیری از این اثر نامطلوب مورد ارزیابی قرار گرفته است. در روش عددی، با استفاده از روش حجم محدود، جریان سیال داخل و اطراف این برج ها مدلسازی شده و در روش تجربی نیز با استفاده از تونل باد دانشگاه صنعتی شاهرود، توزیع فشار در ورودی برج ها بررسی گردیده است. نتایج به دست آمده بیان کننده این مطلب است که ایجاد تغییراتی در شکل خارجی برج های خنک کن می تواند عاملی برای بهبود عملکرد آنها در شرایط وزش بادهای متقاطع باشد و استفاده از هشت دیوار بادشکن شعاعی بهترین عملکرد را در کاهش اثر نامطلوب باد داشته که این آرایش در مناطق بادخیز بسیار موثر خواهد بود.

در این مقاله، مدل نیروی ماشینکاری برای تراشکاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک به دست آمده است. برای این هدف آزمایشاتی با لحاظ کردن تمام فاکتورهای طراحی انجام شده و نتایج آن به صورت آماری تحلیل گردیده است. اثر پارامترهای مختلف، مانند سرعت برشی، پیشروی، عمق برش و دامنه ارتعاش بررسی شده است. از میان چهار مدل رگرسیون مختلف، مدلی پیشنهاد شده که بتواند بهترین پیش بینی را در مورد جواب ها به دست دهد. سپس، شرایطی که در مدل پیشنهادی کم تر تحت تاثیر پارامترهای مزاحم قرار می گیرد، مورد بررسی قرار گرفته است. چندین آزمایش نیز روی تراشکاری معمولی انجام گرفته و نتایج آن پس از تحلیل با نتایج تراشکاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک مقایسه شده است. نشان داده شد که مدل درجه دو می تواند نیروی ماشینکاری را با دقت کافی برآورد نماید. همچنین آزمایش ها نشان داد که نیرو در تراشکاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک از تراشکاری معمولی بسیار کمتر است. از طرفی، براده پیوسته ایجاد شده در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک نشانگر این موضوع است که ماشینکاری در این فرآیند از نظر داکتیل شدن برش در مقایسه با تراشکاری معمولی کارآمدتر شده است.