مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1388 | دوره:41 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

در مشعل های محیط متخلخل دمای ناحیه احتراق در مقایسه با مشعل هائی که شعله آزاد دارند، پائین تر است، که این امر باعث کاهش انتشار NOx در این مشعل ها می شود. به علاوه، چون محیط متخلخل سبب می شود که فرصت کافی برای احتراق وجود داشته باشد، انتشار CO و هیدروکربن های نسوخته نیز کاهش می یابند. در این پژوهش، میزان انتشار آلاینده ها در یک مشعل متخلخل یکپارچه با مبدل حرارتی با توان5kW  مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات ناویراستوکس، انرژی و بقای اجزاء شیمیائی در یک محیط متخلخل با فرض تعادل حرارتی موضعی بین فازهای جامد و گاز، حل شده است. میدان دمای دو بعدی و غلظت اجزاء شیمیائی برای احتراق پیش مخلوط هوا - متان ارائه شده و تاثیر هوای اضافی بر روی انتشار CO و NO مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر پیش بینی شده برای CO و NO تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی داشته و همچنین از لحاظ کمی و کیفی به برخی از مدل سازی ها برتری دارد.

با توجه به وابستگی شدید رفتار طیفی گازها به دما، فشار، طول موج وغلظت، نیاز است که اینگونه خواص با مدلهای ریاضی به صورت ساده تر بیان شود. علاوه بر این درحل معادله انتقال تشعشعی استفاده از روش های عددی مناسب برای بدست آوردن شدت تشعشع در محیط، دیورژانس شار حرارتی و میدان دما مورد نیاز می باشد. حل معادله انتقال تشعشعی برای حالت یک بعدی برای گاز خاکستری توسط محققین مختلف صورت گرفته است. در این مقاله معادله انتقال تشعشعی برای حالت دو بعدی (مقطع مستطیلی بلند)، با در نظر گرفتن رفتار طیفی محیط (گاز CO2 و H2O) از تلفیق مدل جعبه ای و روش ناحیه ای حل می شود. با توجه به رفتار غیر خاکستری محیط گازهای صنعتی، حل این معادله می تواند فرضیات خاکستری در نظر گرفتن گازها را تصحیح نماید.

هدف این مقاله بررسی تاثیر مدل ماده فلزی آستر بر شکل نهایی و نتایج بدست آمده از شبیه سازی پرتابه شکل یافته انفجاری یا EFP می باشد. مدل های ماده در نظر گرفته شده شامل سه مدل جانسون - کوک، اشتنبرگ و زریلی- آرمسترونگ است. نتایج حاصل نشان می دهد که هر سه مدل یادشده دارای دقت بسیار خوبی در شبیه سازی EFP می باشند. از میان این مدل ها، نتایج مدل زریلی - آرمسترونگ دارای دقت بیشتری در تعیین شکل پرتابه و مدل های اشتنبرگ و جانسون - کوک نیز طول پرتابه را با دقت بیشتری نشان می دهند. سرعت بدست آمده از هر سه مدل اختلاف اندکی با مقادیر تجربی دارد.

در این مقاله به بررسی انتقال حرارت هدایتی معکوس گذرا در کانال حاوی ماده متخلخل پرداخته شده است. برای تحلیل مساله از شرط نداشتن تعادل حرارتی بین دو فاز جامد و سیال استفاده شده و به کمک دو روش جداگانه معکوس تخمین متوالی تابع (SFSM) و گرادیان مزدوج به تخمین شار حرارتی سطحی نسبت به زمان پرداخته می شود. استفاده از دو معادله انرژی در حالت نداشتن تعادل حرارتی و به کار بردن آن در مسایل معکوس حرارتی از ویژگی های برجسته این پژوهش بوده و کاری نو در این زمینه می باشد. استخراج معادلات الحاقی از معادلات حاکم بر مواد متخلخل در حالت نداشتن تعادل حرارتی و استفاده از آن به منظور تخمین شار حرارتی مجهول از دیگر برجستگی های این مقاله است. گفتنی است که تاثیر پارامترهایی مثل ضریب توالی (r) در روش تخمین متوالی تابع مجهول، خطای دماهای اندازه گیری شده در محل سنسور و محل قرار گیری حسگرها، بر توزیع شار تخمین زده شده مورد بحث قرار گرفته است. همچنین مقایسه کاملی بین دو روش معکوس در تخمین شار حرارتی ارایه شده است.

در این تحقیق رفتار جریان آشفته در اطراف یک مانع مثلث شکل، تولید گردابه و اثر آن بر تحریک لایه مرزی بر روی یک صفحه تخت که در مجاورت مانع قرار دارد بررسی شده است. هدف از این پژوهش، برآورد میزان تاثیرگذاری گردابه های تولید شده در تحریک لایه مرزی و افزایش ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت است. اندازه گردابه های تولیدی با تغییر اندازه اضلاع و زوایای مانع مثلثی شکل کنترل می شود. اضافه بر این، فاصله مانع مثلثی از صفحه تخت نیز تغییر داده می شود، همچنین طول یک ضلع و اندازه زاویه ضلعی که در تولید گردابه موثر است کم کم تغییر داده می شوند و در هر حالت، مقدار و چگونگی اثر بر تحریک لایه مرزی و تغییر ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت محاسبه و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مانع مثلثی یک نقطه سکون، یک جت در زیر مانع و دو گردابه در پشت مانع تولید می کند که هردو گردابه بر عملکرد لایه مرزی تاثیر قابل توجهی می گذارند. گردابه نزدیکتر به مانع، عامل کاهش ضریب انتقال حرارت و گردابه دورتر، عامل افزایش قابل توجه در ضریب انتقال حرارت است.

به منظور استفاده از روش المانهای مرزی در حل مسایل سیالات، بایستی علاوه بر انفصال روی مرز، تعدادی سلول داخلی برای محاسبه انتگرال های ناشی از ترم های جابجایی نیز در نظر گرفت. برای این منظور از روش تابع پنالتی که کاربرد زیادی در روش المان های محدود دارد استفاده شده است. با استفاده از این روش، ترم فشار از معادلات حاکم حذف شده و معادلات به شکل معادله ناویر در الاستواستاتیک تبدیل می شود. این روش از برتری های وی‍ژه ای برخوردار است که از جمله می توان به سادگی استفاده از انواع المانها، محاسبه دقیق مشتق ها توسط تابع حل اساسی در هر نقطه دلخواه از دامنه و کاهش حافظه مورد نیاز و تعداد محاسبات در الگوریتم تکرار اشاره کرد. در این تحقیق دو روش مختلف برای محاسبه مشتق های داخلی بررسی شد و معادلات حاصل برای حل جریان داخل حفره تا میزان عدد رینولدز 400 و جریان پشت پله تا عدد رینولدز 75 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با کارهای قبلی مقایسه گردید که بر خلاف کاهش زمان محاسبات و حافظه لازم از دقت بسیار خوبی برخوردار است.

در این مقاله اثر تنش برشی و انتقال جرم در فصل مشترک فیلم مایع و جریان بخار روی عملکرد یک ترموسیفون با استفاده از روش انتگرالی بررسی شده است. با حل معادلات حاکم در بخش چگالنده، توزیع سرعت و ضخامت فیلم مایع به دست می آید. سپس دبی جرم فیلم مایع و نرخ انتقال حرارت قابل محاسبه است. نتایج برای یک ترموسیفون با طول30.5 cm  و قطر داخلی cm 2.42 با سیال عامل متانل در دمای اشباع 63 درجه سانتیگراد و دمای دیوار 38 درجه سانتیگراد انجام گرفته است. نتایج تحلیلی ارایه شده با نتایج تجربی و عددی محققین قبلی مقایسه گردیده است.

ساخت پره های متحرک موتورهای توربین گازی با توجه به شکل پیچیده و شرایط کاری حاد از تکنولوژی بالایی برخوردار است. در این میان ریشه پره با توجه به نیروهایی که به آن وارد می شود نسبت به بقیه قسمتهای پره دارای کیفیت سطح و دقت ابعادی بالایی می باشد. تاکنون کیفیت سطح نامناسب مانع از بکارگیری روش تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات) برای ماشینکاری ریشه پره می شد. چندی پیش با توجه به پیشرفتهای بوجود آمده در مولد ماشینهای وایرکات، استفاده از این روش برای ماشینکاری ریشه پره مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله کیفیت سطح حاصل از بکارگیری انواع ماشینهای وایرکات مطرح در این صنعت برای ماشینکاری ریشه پره کمپرسور بررسی شده است. بدین منظور با ماشینکاری نمونه هایی با ماشینهای وایرکات، مولفه های مختلف کیفیت سطح مانند زبری سطح، توپوگرافی سطح، سختی، ضخامت لایه های تغییر یافته سطحی، عیوبی مانند حفره ها و ترکهای ریز و تنشهای پسماند بررسی شده و در نهایت در مورد ماشینکاری ریشه پره کمپرسور با این روش نتیجه گیری شده است.

آنچه در اکثر مسائل کنترل فرایند آماری به آن پرداخته می شود، توصیف عملکرد یک فرایند یا کیفیت محصول به وسیله یک مشخصه کیفی تک متغیره یا چند متغیره و کنترل آن با استفاده از نمودارهای کنترل مناسب است. هر چند در بعضی اوقات توصیف عملکرد یک فرایند یا کیفیت یک محصول بوسیله رابطه ای بین یک متغیر پاسخ و یک یا چند متغیر پاسخ نتایج بهتری در پی هایی برای پایش انواع پروفایل ها در هر دو فاز 1 و 2 ارائه کرده اند. در این مقاله، روشی خواهد داشت. محققان این رابطه را که می تواند خطی، غیر خطی و یا حتی پیچیده تر باشد، پروفایل نامیده و تاکنون روش جدید مبتنی بر آماره های جمع تجمعی (CUSUM) برای بهبود پایش پروفایل های خطی ساده در فاز 2 ارائه شده است. برای ارزیابی و مقایسه روش پیشنهادی با روش های موجود از شبیه سازی و معیار متوسط طول دنباله استفاده و نتایج گزارش شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب روش پیشنهادی برای پایش پروفایل های خطی ساده در فاز 2 می باشد. در پایان، اثر مقدار ماخذ روی عملکرد نمودارهای کنترل جمع تجمعی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

مساله جایابی تسهیلات (MFLP) مکان یابی تعداد معینی تسهیل برای خدمت رسانی به مجموعه ای از مشتریان با نیازها و مکان های مشخص است. اگر محیط مورد نظر ناپیوسته باشد مساله به صورت مکان یابی تسهیلات در محیط غیر پیوسته (DMFLP) مطرح می گرد. در این مقاله حالت خاصی از مساله DMFLP با هدف استقرار تسهیلات غیر مشابه در محیط ناپیوسته و با درنظرگرفتن تسهیلات موجود مورد بررسی قرار می گیرد. مساله مورد نظر در دو حالت وجود و عدم وجود ارتباط میان تسهیلات قابل بررسی است. در این مقاله یک الگوریتم حل دقیق بر پایه روش شاخه وکران و یک الگوریتم ابتکاری برای حل مساله ارائه شده است. در هر دو حالت وجود و عدم وجود ارتباط، با افزایش تعداد تسهیلات و مکان ها زمان حل مساله برای رسیدن به جواب بهینه به طور قابل توجهی افزایش می یابد. بدین لحاظ یک الگوریتم ابتکاری کارآ توسعه داده شده و برای حل مساله برای هر دو دیدگاه به کار گرفته شد. با تولید مسائل تصادفی کارآیی روش ابتکاری در مقایسه با الگوریتم حل دقیق بررسی و نشان داده شده است.