مهندسی مکانیک مجلسی
سال:1386 | دوره:1 | شماره:2 (پیاپی 2) |تعداد مقالات:8

در این مقاله بررسی عددی جریان آرام جابجایی توام سیال در داخل یک محفظه مستطیل شکل کم عمق با دو دیواره متحرک و نسبت طول به عرض AR=5 انجام می شود. اثرات جابجایی آزاد ناشی از دیواره داغ پایین نسبت به دیواره سرد بالا در محفظه بوجود می آید. همچنین دیواره های افقی محفظه در جهت های متفاوتی به صورت افقی حرکت می کنند و دیواره های عمودی محفظه عایق در نظر گرفته می شوند. گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان به روش حجم محدود انجام می شود. مشخصات جریان و انتقال حرارت سیال در محدوده معینی از عدد ریچاردسون و عدد گراشف به صورت 103 10-3 £ Ri=Gr / Re2 £ و Gr=104 تحلیل می شود، در حالیکه دیواره بالا همواره به سمت راست و دیواره پایین محفظه در دو جهت متفاوت افقی حرکت می کند. عدد پرانتل سیال مورد استفاده در این پژوهش برابر با 10 ,0.07 و 100 در نظر گرفته می شود. تغییرات خطوط جریان و خطوط همدما و عدد نوسلت در این بررسی به ازای مقادیر متفاوت اعداد بدون بعد ارایه خواهد شد.

در این مطالعه حل عددی انتقال حرارت و دینامیک سیالات جابجایی هوا درون یک حفره مربعی با جریان آرام به کمک شیوه حجم محدود ارایه شده است. حفره مربعی دارای دو دیواره عایق و دو دیواره با اختلاف دماهای معین بوده است. در این پژوهش، اعداد رایلی 104 تا 107 بررسی شده اند. خطوط دما ثابت و جریان ارایه و تحلیل شده اند. نتایج عددی بدست آمده در این مطالعه می تواند توسط پژوهشگرانی که در مورد مسایل انتقال حرارت جابجایی آزاد مطالعه می کنند، مورد استفاده قرار گیرد.

مطالعه انتقال حرارت هنگامی که پدیده ذوب و انجماد رخ می دهد در بسیاری از کاربردهای مهندسی از اهمیت بسزایی برخوردار است. برخی از این کاربردها عبارتند از: مواردی از قبیل: جوشکاری، رشد کریستال، آبکاری فلزات، ریخته گری. خصوصیت مشترک تمام این مسایل وجود یک سطح مشترک که نواحی جامد و مایع را از یکدیگر جدا می کند، می باشد. گسترش این سطح به طرف ناحیه مایع یا جامد بستگی به گرادیان دمای دو طرف آن دارد و نرخ حرارت دفع شده از سطح مشترک جامد، مایع تعیین کننده نرخ انتشار سطح مزبور می باشد. در سالهای اخیر استفاده از انرژی لیزر جهت ذوب کردن مواد مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این پروژه یک جسم نیمه بی نهایت در معرض تابش اشعه لیزر قرار گرفته و میدان دما و شکل حوضچه مذاب ایجاد شده با در نظر گرفتن اثرسرعت انتقالی جسم بر روی میدان دما و شکل و ابعاد حوضچه مذاب بررسی شده است. برای بدست آوردن دمای گذرای نقاط مختلف جسم و نرخ رشد حوضچه مذاب، معادله انرژی بر مبنای انتالپی به روش تفاضل محدود صریح حل شده است. برای استفاده از روش انتالپی ابتدا باید این روش را تصحیح کرد. روش انتالپی به صورتی تصحیح شده است که دمای شبکه ای که فصل مشترک جامد و مایع در آن قرار گرفته، لازم نیست که برابر مقدار ثابت دمای ذوب باقی بماند. در عوض بوسیله ترکیب شرایط مرزی انرژی بر روی سطح مشترک جامد و مایع، در هر گام زمانی یک دمای جدیدی برای گره مورد نظر محاسبه شده است. محاسبات برای اشعه با سطح مقطع دایره ای و بیضوی انجام شده و نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند. اثر سرعت بر روی نتایج به این صورت است که میدان دما و شکل حوضچه مذاب از حالت تقارن خارج می شوند و با افزایش سرعت اندازه حوضچه مذاب کاهش می یابد.

در این مقاله با توجه به جریان دولایه ایجاد شده در روی سطوح یخی به بررسی مدل ریاضی جریان پرداخته و بر اساس نتایج تجربی، پسای پوسته ای در روی سطوح یخی با مقدار این نیرو در جریان روی سطوح، با شرط لغزش مقایسه گردیده است. بر اساس نتایج بدست آمده برای سطوح یخی می توان به جای حل معادلات بلازیوس با شرط عدم لغزش، از نتایج حل معادلات بلازیوس با اعمال شرط لغزش استفاده کرد که نتایج، به جز در محدوده کوچکی از ابتدای صفحه، از دقت خوبی برخوردار است.

در این مقاله، در ابتدا تاریخچه طراحی و آنالیز مخازن گاز طبیعی فشرده تمام فلزی برای خودروها بررسی شده است. سپس با توجه به استانداردهای طراحی مخازن CNG در دنیا، به طراحی و آنالیز یک نمونه مخزن تمام فلزی پرداخته شده است. سپس نتایج تجزیه و تحلیل عددی با نتایج تجزیه و تحلیل دستی ( سنتی) مقایسه گردیده و صحت نتایج مورد تایید قرار گرفته است. در انتها بهترین نوع آلیاژ با در نظر گرفتن ابعاد برای ساخت این گونه مخازن پیشنهاد شده است.

در سال های اخیر فرایند هیدروفرمینگ لوله برای کم کردن وزن و افزایش استحکام قطعات، مورد توجه صنایع خودروسازی قرار گرفته است. به این دلیل، دانش فنی برای تولید قطعات با کیفیت و دقت مطلوب به این روش درحال گسترش است. یکی از روش های موثر برای بهبود فرایند هیدروفرمینگ لوله روش استفاده از فشار داخلی نوسانی است. در عین حال، علت بهبود شکل پذیری در هیدروفرمینگ با فشار نوسانی به خصوص در حالت قالب بسته، هنوز کاملا روشن نیست. دراین تحقیق، فرایند هیدروفرمینگ لوله با فشار نوسانی در قالب جعبه ای شکل، به کمک روش اجزای محدود و به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و ساز و کار بهبود شکل دهی مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. همچنین، جوابهای حاصل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و نشان داده شده است که بهبود شکل دهی در اثر فشار نوسانی در مرحله قبل از تماس لوله و قالب در ناحیه انبساط لوله اتفاق می افتد. از این رو، این نتیجه گیری به عمل آمده است که علت بهبود شکل دهی لوله به رفتار تغییر شکل آن به مرحله قبل از تماس مربوط می شود.

کاربرد گسترده سازه های با ساختار صفحه ای نظیر ورقها در فناوریهای نوین اهمیت ویژه ای به خود اختصاص داده است. در این راستا طیف وسیعی از صنایع مانند خودروسازی، هوافضا، نفت و ... از صنایع مرتبط با ورق و فرآیندهای ورقکاری می باشند. در این میان بررسی ارتعاشات ورقها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، زیرا در تحلیلهای دینامیکی و ارتعاشی اگر فرکانسهای طبیعی سازه در نظر گرفته نشوند، امکان رخ دادن پدیده تشدید در آن وجود دارد که این امر صدمات جبران ناپذیری برای سازه مورد نظر در بر خواهد داشت. از سوی دیگر با توجه به گسترش و تنوع کاربرد ورقها، شاهد بکارگیری هندسه های مختلفی نظیر ورقهای با لبه های غیر خطی می باشیم که آگاهی از رفتار ارتعاشی این نوع سازه ها در کاربردهای حساس، در صدر اهمیت قرار دارد. در این مقاله ارتعاش ورقهای با لبه های غیر خطی تحت شرایط مختلف مرزی به روش تفاضل محدود مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در ابتدا روشهای حل تحلیلی کلاسیک برای ورقهای با لبه خطی بررسی شده و روابط متناظر آنها در حل عددی استخراج و مورد تحلیل قرار گرفته است. با بسط روابط موجود ورقهای با لبه غیر خطی نظیر ورقهای بیضی شکل ، فرکانسهای طبیعی این نوع از ورقهای خاص بصورت بی بعد به دست آمده و نتایج فوق با نتایج شبیه سازی انجام شده به کمک نرم افزار ANSYS مورد مقایسه قرار گرفته اند. با توجه به عدم وجود حل تحلیلی و کلاسیک برای این نوع از ورقها، نزدیکی نتایج تحلیل عددی و شبیه سازی کامپیوتری، صحت اعتبار روش مورد استفاده را مورد تایید قرار می دهد. 

امروزه بسیاری از موشک های هدایت شونده که دارای گیرنده و ردیاب هدف می باشند برای هم راستا نگه داشتن زاویه خط دید و زاویه جهت گیری موشک از ژیروسکوپ استفاده می نمایند. حل معادلات دینامیکی ژیروسکوپ ها در حالت کامل و با در نظر گرفتن کلیه نویز های ورودی از قبیل تکان های موشک، اغتشاشات مغناطیسی ناشی از اثر کویل های محرک ژیروسکوپ و ... کاری زمان بر و گاهی غیرممکن است. در اکثر موارد در محاسبات عملیاتی برای حل معادلات دینامیکی ژیروسکوپ و یافتن تکانه های حرکتی و زاویه ای آن از مدل ساده شده استفاده می شود. برای آنکه مدل ساده شده معادلات دینامیکی با دقت خوبی معادل معادلات دینامیکی باشد می توان زوایای اولر را به گونه ای تعیین کرد که این خواسته برآورده شود. یافتن این زوایا و نرخ تغییرات مرتبه اول و دوم آنها در حالت عادی کاری است که نیازمند حل معادلات دیفرانسیل است. در این مقاله با استفاده از روش های الگوریتم ژنتیک و Particle Swarm Optimization این کار انجام شده است.