مدل سازی در مهندسی
سال:1395 | دوره:14 | شماره:44 |تعداد مقالات:13

در این مطالعه تاثیر پارامترهای جوشکاری بر اندازه ی دکمه ی جوش در جوشکاری مقاومتی نقطه ای آلیاژهای منیزیم مورد بررسی قرار گرفته و میزان تاثیرگذاری هر یک از پارامترها مشخص شده است . برای این کار میزان اهمیت هر پارامتر به وسیله طراحی آزمایش DOE معین گردید و از یک مدل المان محدود دوبعدی متقارن کوپل شده به صورت مکانیکی-الکتریکی-حرارتی، برای پیش بینی توزیع دما و رشد دکمه ی جوش در طی مراحل جوشکاری استفاده شد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی با آزمایش های عملی در دو حالت استفاده از جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش شدت جریان و زمان اعمال جریان اندازه ی دکمه ی جوش افزایش می یابد همچنین نیروی الکترود و زمان اعمال نیرو بر اندازه ی دکمه ی جوش تاثیر چندانی ندارد. در این بررسی نوع منبع جریان نیز مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد در شرایط برابر منبع جریان DC نسبت به AC دکمه ی جوش بزرگتری ایجاد می کند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله جریان آرام نوسانی نانوسیال عبوری از یک کانال مستطیلی با دیواره دمای ثابت را در حالت غیردائم به صورت عددی مورد مطالعه قرار داده ایم. برای این منظور دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم بر مدل دوبعدی جریان نانوسیال و انتقال حرارت در کانال به صورت جبری گسسته سازی شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده است. تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله فرکانس نوسانات، عدد رینولدز، دامنه نوسانات و همچنین اثر کسر حجمی نانوذرات را بر روی سرعت افقی، افت فشار ، ناسلت متوسط و عدد ناسلت کلی در کانال بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که افزایش دامنه نوسان تاثیری بر روی دوره تناوب نوسانات و مدت زمان برخورد نانوسیال با دیواره نمی گذارد و موجب افزایش عدد ناسلت می شود. همچنین با افزایش فرکانس نوسانات، تعداد نوسانات افزایش یافته، دوره تناوب نوسانات کاهش یافته و مدت زمان برخورد نانوسیال با دیواره کاهش یافته است، ولی تاثیر محسوسی بر افزایش عدد ناسلت نمی گذارد. علاوه بر آن، با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات، میزان انتقال حرارت از نانوسیال نیز افزایش می یابد. همچنین با بررسی اثر جریان نوسانی بر روی نانوذرات مختلف، مشخص شد که ناسلت نسبی ماکزیمم برای سیال حاوی نانوذرات نقره از دیگر سیالها بیشتر است.

برای به دست آوردن دمای گذرای نقاط مختلف جسم و رشد حوضچه مذاب در جوشکاری سوراخ کلیدی با قوس پلاسما، معادلات پیوستگی و ممنتوم به همراه معادله انرژی حل می شوند. این آنالیز برای یک صفحه مستطیلی از جنس فولاد ضد زنگ 304 AISI با برنامه نویسی به زبان فرترن 90 انجام می شود. چون معادله انتقال حرارت فوریه ای در زمان های کوتاه و ابعاد بزرگ دقت کافی را ندارد، فرم غیر فوریه ای معادله انتقال حرارت استفاده شده است. منبع حرارتی گوسی به عنوان یک مدل منبع حرارتی در نظر گرفته می شود . معادلات حاکم برای جریان سیال توسط روش حجم محدود حل می شوند که در آن سرعت و فشار کوپل شده از روش سیمپل به دست آمده است. از روش Power-Law و شبکه جابجا شده برای گسسته سازی معادلات استفاده گردیده و همچنین از روش اختلاف محدود برای حل معادله ی انرژی استفاده می شود. تاثیر هدایت حرارتی، جریانات سیال و نیروهای وارده به حوضچه مذاب در فرآیند ذوب در نظر گرفته می شود. ویژگی های ترموفیزیکی از قبیل هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی و ویسکوزتیه دینامیکی تابعی از دما می باشند. انتقال حرارت به محیط اطراف توسط دو نوع مکانیزم انتقال حرارت تابش و همرفت صورت می گیرد. نتایج عددی به منظور اعتبارسنجی، با نتایج تجربی مقایسه شده است. در انتها نتایج این مقاله برای همین مساله با نتایج حاصل از فرض انتقال حرارت فوریه ای مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که ضخامت حوضچه مذاب در جوشکاری سوراخ کلیدی PAW در سطح مقطع فلز و زمان رسیدن ناحیه ی مذاب به انتهای ضخامت فلز در مقایسه با اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی دارند.

در این تحقیق، اثر شرایط خاک شامل هردو اثر ساختگاه و اندرکنش خاک – سازه روی تقاضاهای لرزه ای الاستیک و غیر الاستیک سازه مورد بررسی قرار گرفته است. تاکید بیشتر روی اثر اندرکنش خاک – سازه بوده و اثر ساختگاه با اعمال رکوردهای ثبت شده بر خاک های سایت کلاس C، D و NEHRP) E) که اثر اندرکنش در آن ها قابل ملاحظه می باشد، اعمال شده است. جهت انجام یک مطالعه آماری، سازه مورد بررسی، به صورت یک سیستم یک درجه آزادی با رفتار الاستوپلاستیک و خاک زیر سازه یک نیم فضای همگن در نظر گرفته شده است. به منظور درنظرگرفتن وابستگی فرکانسی سختی خاک، این نیم فصای همگن بر اساس مفهوم مدل مخروطی به صورت یک سیستم سه درجه آزادی مدل شده است. سپس کل سیستم خاک – سازه تحت 42 رکورد ثبت شده بر انواع سایت کلاس های عنوان شده تحلیل گردیده است. یک مطالعه پارامتریک برای محدوده وسیعی از پارامترهای بی بعد تاثیرگذار بر اندرکنش خاک-سازه انجام گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد که اثر اندرکنش خاک-سازه موجب تفاوت های محسوس و در مواردی غیرمحافظه کارانه در تقاضاهای لرزه ای سازه به خصوص در سایت کلاس های با خاک خیلی نرم می گردد. در نتیجه در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک-سازه در روند تحلیل یا طراحی سازه امری اجتناب ناپذیر به نظر می رسد.

در این مقاله ، جذب انرژی در لوله های استوانه ای پر شده از فوم پلی اورتان با استفاده از آغازگر تحت نیروی محوری بررسی می شود. در این تحقیق، یک آغازگر در بالای لوله پر شده از فوم قرار می گیرد تا از اعمال نیروی ناگهانی به قسمت اصلی سازه جلوگیری کند. بدین منظور یک لوله استوانه ای پر شده از فوم پلی اورتان با آغازگر در نرم افزار آباکوس به صورت شبه استاتیک مدل می شود و اثر طول آغازگر در میزان جذب انرژی ویژه، نحوه تغییر شکل و منحنی نیرو-جابجایی مطالعه می گردد. همچنین، به منظور بررسی صحت نتایج حاصل از شبیه سازی عددی تعدادی تست تجربی انجام شده که نتایج قابل قبولی را نشان می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

طراحی و ساخت سیستم ها و تجهیزات فنی موجود در پالایشگاه ها،خطوط لوله گاز و نفت و ایستگاه های عملیاتی تقویت فشار، از منظر اقتصادی همواره با صرف هزینه های هنگفتی همراه می باشد. از این جهت مدیران در سطوح مختلف خواهان ارایه روش هایی برای کنترل هزینه ها، چه در مرحله ساخت و چه در مرحله بهره برداری از مراکز تولید و توزیع هستند. انتخاب دستگاه های عملیاتی در ایستگاه های عملیاتی تقویت فشار، عموما توسط بهره برداران بدون لحاظ کردن انواع هزینه ها انجام می شود. در این پژوهش یک مدل برنامه ریزی غیر خطی صحیح آمیخته، برای کمینه سازی هزینه های عملیاتی ایستگاه های تقویت فشار در شبکه توزیع اصلی گازرسانی ارایه می گردد. هدف عبارتست از انتخاب بهینه دستگاه های عملیاتی که همان توربو کمپرسورها می باشند، بگونه ای که هزینه های عملیاتی به کمترین مقدار خود برسند و در عین حال تقاضای مشتری برآورده گردد. هزینه های عملیاتی شامل هزینه های سوخت مصرفی، تعمیرات، جانبی (هزینه تجهیزات فرعی برای در سرویس ماندن دستگاه ها) و هزینه جریمه ای می باشد. با در نظر گرفتن منطقه 9 عملیات انتقال گاز کشور به عنوان محل انجام مطالعه موردی نتیجه کلی حاکی از آن است که مدل در مقایسه با انتخاب موردی دو تن از بهره برداران خبره توانسته در مجموع هزینه کلی را به میزان تقریبی 14 درصد کاهش دهد.

جداسازی لرزه ای یک روش طراحی مقاوم لرزه ای است که بر اساس کاهش تقاضای لرزه ای به جای افزایش ظرفیت لرزه ای می باشد. در این مقاله، پاسخ لرزه ای سازه جداسازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر سیستم جداساز بستگی به خصوصیات دینامیکی حرکات زمین و ساختمان روسازه دارد. به منظور ارزیابی پاسخ غیرخطی سازه های جداسازی شده، مدل های سه بعدی تحلیلی غیرخطی با خصوصیات متفاوت انتخاب و تحت زلزله های مطرح مورد تحلیل قرار گرفتند. همچنین به منظور بررسی رفتار بهینه سیستم، انواع مختلف جداساز شامل سیستم لاستیکی با هسته سربی و سیستم آونگ اصطکاکی بین روسازه و فونداسیون مدل سازی شد. مطالعه پارامتریک بر روی برش پایه، شتاب و تغییرمکان مدل های جداسازی شده متمرکز شده است. مقایسه ای بین پاسخ هیسترزیس مدل ها به عنوان معیار اصلی اتلاف انرژی سیستم انجام شده است. نتایج نشان می دهد که مدل استفاده شده با 25 درصد از جداگر آونگ اصطکاکی بهترین پاسخ سازه ای را در برابر نیروهای لرزه ای می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

پیدایش و نصب منابع تولید پراکنده (Distributed Generation) در شبکه های توزیع، منشاء چالش جدیدی در نگهداری و حفاظت شبکه می باشد که در مراحل تحقیق و عمل توجهات زیادی را به خود جلب نموده است. در این راستا نیاز است تا تمام موارد و احتمالات وقوع حوادث در سیستم، بررسی و شبیه سازی گردد. به این منظور علاوه بر بررسی فنی و نحوه اجرای تنظیمات حفاظتی، نیاز به توسعه روش ها و ابزارهای جدید برای مطالعه توالی عملیات حفاظتی معین یا محتمل در سیستم است. با بررسی توالی عملیات حفاظتی شبکه های توزیع، می توان موجبات تقویت آن در حضور تولیدات پراکنده را فراهم کرد. در این مقاله علاوه بر ارائه یک روش جدید مدل سازی عملکرد سیستم حفاظتی شبکه توزیع با استفاده از شبکه های پتری تصادفی تعمیم یافته، به ارزیابی امنیت سیستم حفاظتی شبکه توزیع با استفاده از این مدل ها پرداخته شده است. روش پیشنهادی به شبکه توزیع 32 شینه IEEE با نفوذ بالای منابع تولید پراکنده برای مطالعه تاثیر این منابع در امنیت سیستم حفاظتی شبکه توزیع اعمال شده است.

در این مقاله یک مدل پویا (زمان محور) جهت طرح برنامه ریزی توسعه سالانه شبکه های توزیع با در نظر گرفتن امکان استفاده از فناوری های تولید پراکنده انرژی الکتریکی ارائه گردیده است. مدل پیشنهادی، مکان، ظرفیت و زمان مناسب استفاده از فناوری های تولید پراکنده و همچنین برنامه زمانی افزایش ظرفیت خطوط شبکه را مشخص می کند. تابع هدف مدل پیشنهادی شامل مجموع هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری در طول یک دوره زمانی مشخص می باشد. جهت حل مساله معرفی شده از یک روش حل دو سطحی حاصل از ترکیب الگوریتم باینری و تقویت شده رقابت استعماری و الگوریتم بهبودیافته اجتماع ذرات استفاده گردیده است. بطوریکه در سطح اول این روش حل، هزینه های سرمایه گذاری طرح به کمک الگوریتم رقابت استعماری باینری و تقویت شده بهینه گردیده و در سطح دوم، الگوریتم بهبودیافته اجتماع ذرات، هزینه های بهره برداری را بهینه می سازد. در نهایت، مدل پیشنهادی بر روی یک شبکه توزیع نمونه پیاده سازی شده و نتایج حاصل از آن از طریق مقایسه با نتایج دیگر روشهای حل دو سطحی مورد تحلیل قرار گرفته است.