مدل سازی در مهندسی
سال:1392 | دوره:11 | شماره:32 |تعداد مقالات:8

تراکم دینامیکی روشی مفید برای بهسازی بویژه در خاک های دانه ای است. در این روش، وزنه سنگین از ارتفاع مشخص سقوط کرده و باعث متراکم شدن خاک می گردد. عامل موثر در تراکم خاک، انتشار امواج کالبدی و برشی است که موجب تغییر مکان ذرات و افزایش تراکم می شود. این پدیده، در صورت مجاورت سازه ها می تواند موجب بروز ترک و شکست در پی و گسیختگی احتمالی گردد. بدین منظور رعایت حداقل فاصله ایمن از سازه های مجاور جهت اجرای عملیات تراکم دینامیکی ضروری است. در تحقیق حاضر از مدل سازی عددی تراکم دینامیکی خاک های ماسه ای خشک توسط نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. نتایج حاصل از مدل سازی عددی از جمله تغییرات سرعت حداکثر ذرات با فاصله از مرکز کوبش با مقادیر سرعت اندازه گیری شده در سایت مقایسه شده است. همچنین اثرات حفر ترانشه جهت ایزوله نمودن امواج ایجاد شده در پدیده تراکم دینامیکی بر دامنه تغییرات سرعت ذرات در فواصل مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در محدوده پارامترهای مورد مطالعه، حفر این ترانشه ها تاثیر عمده ای بر روند کاهش دامنه سرعت ذرات نخواهد گذاشت.

اتصالات فولادی پس کشیده، گونه نوینی از اتصالات تیر به ستون هستند که در این نوع اتصالات لنگر خمشی و نیروی برشی با استفاده از کابل های فولادی با مقاومت بالا انتقال می یابند. در این اتصالات از اتلاف کننده، برای افزایش ظرفیت اتلاف انرژی استفاده می شود. در این مقاله شبیه سازی عددی کامل اتصال پس کشیده با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام گرفته و نتایج تحلیل چرخه ای آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. همچنین شبیه سازی ساده شده اتصال نیز انجام گرفته است که به زمان بسیار کمتری برای تحلیل نیاز دارد. در این شبیه سازی ساده شده، از المان تیر به جای المان حجمی، برای شبیه سازی کابل و از جوش به جای پیچ، برای اتصال اتلاف کننده استفاده شده است. پاسخ چرخه ای شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی تطابق بسیار مناسبی دارد. همچنین فرضیات استفاده شده برای ساده کردن شبیه سازی، از دقت بالایی برخوردارند، چون نتایج شبیه سازی های عددی کامل و ساده شده بسیار به یکدیگر نزدیک هستند. بنابراین می توان با اطمینان کامل از شبیه سازی ساده شده استفاده کرد و با کمترین زمان مورد نیاز، تحلیل اتصال را انجام داد، علاوه بر اینکه حجم خروجی نرم افزار هم بسیار کمتر است. با توجه به اینکه ساخت نمونه های آزمایشگاهی نسبت به نمونه های شبیه سازی شده کامپیوتری، نیاز به صرف زمان و هزینه بیشتری دارند، بنابراین به راحتی می توان شبیه سازی های عددی با حضور مجزای سیستم های اتلاف کننده و پس کشیده، ایجاد کرد و تاثیر این سیستم ها را روی رفتار اتصال بررسی کرد.

یکی از مراحل مهم در طراحی شناورها، محاسبه مقاومت هیدرودینامیکی شناور می باشد. امروزه استفاده از روش های عددی و بخصوص روش دینامیک سیالات محاسباتی برای محاسبه مقاومت شناور (درگ) به شاخه ای از علم مهندسی دریا تبدیل شده است. در این مقاله جریان اطراف بدنه یک شناور کاتاماران (دو بدنه) به روش عددی مدل سازی شده و مقاومت آن محاسبه گردیده است. مدل سازی با استفاده از نرم افزار حل عددی فلوئنت (FLUENT) انجام شده است. این نرم افزار به روش حجم محدود، معادلات حاکم بر سیال را حل می کند. مدل سازی برای دو نسبت  S/L(فاصله بین دو نیم بدنه به طول شناور) انجام شده است. در انتها نتایج حل عددی با نتایج تجربی آزمایش مدل شناور مقایسه شده است. نتایج بدست آمده از روش عددی در سرعت های پایین شناور مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارد؛ اما در سرعت های بالاتر، نتایج روش عددی خطایی در حدود 10 تا 20 درصد نسبت به نتایج تجربی نشان می دهد. با افزایش فاصله بین دو نیم بدنه، مقاومت کل شناور کاهش می یابد که دلیل آن، کاهش اثرات متقابل بدنه ها بر روی یکدیگر است.

در چند دهه اخیر استفاده از قاب های خمشی خرپایی ویژه به عنوان یک نمونه نسبتا جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله خیز توسعه یافته است. این قاب ها انرژی زمین لرزه را از طریق بخش های ویژه شکل پذیر واقع شده در نزدیکی وسط دهانه شاهتیر خرپایی مستهلک می کنند. در این تحقیق ضریب رفتار قاب های خمشی فولادی با تیرهای خرپایی ویژه ناشی از شکل پذیری و اضافه مقاومت با مدل سازی به روش اجزا محدود به کمک تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی (pushover) تعیین شده است. به منظور در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح در تشکیل مفاصل پلاستک از مدل الاستو پلاستیک استفاده شده است. محل تشکیل مفاصل پلاستیک در ابتدا و انتهای تیرها و ستون ها فرض گردیده است. تحلیل ها برای دو حالت با قطری های ضربدری و ویراندیل از قاب های دو و سه دهانه برای سازه های 3 الی 8 طبقه صورت پذیرفته و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ضریب رفتار قاب ویراندیل بیشتر از ضریب رفتار قاب ضربدری است که معرف عملکرد لرزه ای مناسب تر این سازه ها می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که ضریب رفتار در حالت کلی به شدت وابسته به ارتفاع سازه است به طوری که با افزایش ارتفاع سازه این ضریب به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

در این مطالعه با استفاده از روش BOR - FDTD، چگونگی افزایش سیگنال فلوئورسانس به کمک نانوآنتن ها بررسی شده است. جزئیات روش محاسباتی شامل شبکه بندی، معادلات به هنگام سازی، چشمه، آشکارساز و شرایط مرزی جاذب شرح داده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فلوئورسانس به خصوصیات نانوآنتن، محیط پیرامون، طول موج نور و فاصله گسیل کننده از نانوآنتن بستگی دارد. با بررسی دقیق تاثیر فاصله بر روی پارامترهای موثر در افزایش فلوئورسانس (عامل پورسل، بهره آنتن، شدت میدان الکتریکی) مشخص می شود که با تنظیم مناسب فاصله گسیل کننده تا نانوآنتن می توان به بالاترین میزان افزایش (که می تواند چند هزار برابر باشد) دست یافت.

این مقاله یک حل تحلیلی که ترکیبی از روش برهم نهی و تئوری ساختار است را ارائه می دهد. این روش بیانگر یک حل دقیق از معادله انتقال حرارت هذلولوی با استفاده از ریاضیات پایه می باشد. در این مقاله معادله انتقال حرارت غیرفوریه ای برای یک صفحه در حالتی که سطح سمت چپ آن عایق و سطح سمت راست آن در معرض انتقال حرارت جابه جایی با محیط قرار دارد، مورد استفاده قرار گرفته است. یک مساله پیچیده به چند مساله ساده تر تبدیل شده و با حل این مسائل و ترکیب آن ها یک حل دقیق برای مساله اصلی به دست می آید. مساله اصلی به چهار مساله ساده تر تبدیل شده که هر کدام دارای یک جمله غیرهمگن است. این جملات عبارتند از تولید انرژی، شرایط اولیه و شرایط مرزی که در هر مساله مقادیر مختلفی را دارا هستند. با جایگذاری حل های به دست آمده در معادلات حاکم به سادگی صحت حل های به دست آمده را می توان بررسی کرد.

در این مطالعه، استخراج اسانس آویشن شیرازی با آب دمای زیر بحرانی مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین و مهم ترین بخش اسانس آویشن را ترکیب تیمول تشکیل می دهد. یک مدل ریاضی دو فازی برای شبیه سازی بازده استخراج در شرایط عملیاتی متفاوت در بستر پرشده ذرات به کار گرفته شد. سه مرحله عمده انتقال جرم شامل نفوذ حل شونده داخل ذرات، جابه جایی حل شونده درون لایه ساکن اطراف ذرات و شستشوی حل شونده با جریان توده سیال در نظر گرفته شد. موازنه جرم حالت ناپایدار برای حل شونده در فازهای جامد و زیربحرانی منجر به دو معادله دیفرانسیل پاره ای شد که به صورت عددی با استفاده از رابطه تعادلی خطی حل شدند. این مدل شامل سه پارامتر ضریب انتقال جرم، ضریب پراکندگی محوری و ضریب نفوذ موثر بود. آخرین پارامتر به عنوان پارامتر تنظیم مدل انتخاب شده و بقیه با استفاده از روابط تجربی موجود تخمین زده شدند. ضریب نفوذ موثر و انحراف میانگین داده ها برای شدت جریان های 1، 2 و ml/min 4 به ترتیب 5´10 -12 m2/s، 0.073، 0.180 و 0.294 بود.