مدل سازی در مهندسی
سال:1395 | دوره:14 | شماره:46 |تعداد مقالات:12

جریان اجباری در محیط متخلخل فلزی اشباع از سیال در حضور تشعشع حرارتی به کمک روش اغتشاش هموتوپی بررسی می شود. مدل دارسی-برینکمن برای جریان سیال در محیط متخلخل برای دیدن تاثیرات دیواره استفاده می شود. شار حرارتی ثابتی به دیواره کانال وارد و انتقال حرارت تشعشعی به کمک هدایت حرارتی متغیر با دما مدلسازی می شود. در مطالعه حاضر برای اولین بار مساله انتقال حرارت غیر خطی همبسته جابجایی-تشعشع به کمک یک روش نیمه تحلیلی حل می شود. تاثیرات پارامترهای تشعشعی (l و Tr) و پارامتر شکل محیط متخلخل (s) روی عدد ناسلت و پروفیل دمای بدون بعد بررسی و نشان داده می شود که محیط متخلخل و تشعشع حرارتی باعث افزایش میزان انتقال حرارت خواهد شد. همچنین بر دقت روش اغتشاش هموتوپی و محدودیت های آن نیز بحث خواهد شد.

مساله طراحی ماشین دوخت به دلیل وجود مکانیزم های پیچیده و جواب های طراحی متعدد، جزء مسائل مشکل به شمار می رود. بدون شک کیفیت دوخت در این ماشین ها تا حد زیادی متاثر از پارامترهای مکانیزم محرک سوزن است. با توجه به تاثیر سرعت سوزن در محدوده نفوذ در پارچه بر نیروی تماس و حرارت ایجاد شده در سوزن، استفاده از یک مکانیزم محرک بهینه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. متاسفانه علی رغم اهمیت این موضوع از دید عملی، تحقیقات زیادی در این راستا صورت نگرفته است. لذا در این مقاله، ابتدا به معرفی یک مکانیزم جدید محرک سوزن پرداخته شده است. سپس، مراحل بهینه سازی آن برای دستیابی به سرعت بهینه سوزن با استفاده از روش تکاملی الگوریتم ژنتیک به تفصیل بیان گردیده است. در ادامه، با اصلاح تابع هدف، تغییرات شتاب سوزن (جرک سوزن) به منظور کاهش لرزش های نامطلوب و حرکت یکنواخت سوزن کمینه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق در مقایسه با تحقیقات دیگر، موید دستیابی به سرعت و جرک بهینه سوزن با استفاده از این مکانیزم جدید می باشد.

یکی از روش های مورد استفاده برای مقاوم سازی قاب های بتن مسلح، استفاده از طوقه و دستک فولادی در اتصال به تنهایی و یا ترکیب آن با تقویت تیر ها به وسیله ورق های فولادی و زره پوش کردن ستون با پروفیل و ورق های فولادی می باشد. در این مقاله پس از مدل سازی و صحت سنجی عملکرد مدل، به بررسی رفتار قاب های بتن مسلح مقاوم سازی شده با این روش، پرداخته شده است. به این منظور، یک قاب بتن مسلح در 4 حالت کلی (دستک و طوقه، دستک و طوقه به همراه ورق تقویتی بین دو طوقه تیر، دستک و طوقه به همراه زره پوش کردن ستون در ناحیه پایین طوقه ستون و ترکیب سه حالت قبلی) و سه مساحت مختلف برای دستک، مقاوم سازی شده است. نتایج این مطالعه حاکی از این بود که به کارگیری دستک و طوقه سختی و مقاومت قاب را افزایش چشم گیری می دهد. اگر دستک و طوقه به همراه زره پوش کردن ستون برای مقاوم سازی قاب مورد استفاده قرار گیرد افزایش مقاومت قاب تا بیش از 3.3 برابر حالت معمولی می شود. اضافه کردن ورق تقویتی تیر به سیستم طوقه و دستک موجب زودتر جاری شدن دستک کششی و کمانش زودهنگام دستک فشاری نسبت به حالت های بدون ورق تقویتی ما بین دو طوقه تیر می شود.

در این مقاله، تحلیل کمانش پانل های استوانه ای تشکیل شده از مواد هدفمند (FGM) تحت سه نوع بارگذاری های حرارتی مختلف مطالعه می شود. در ابتدا معادلات حاکم بر کمانش پانل های استوانه ای بر اساس حل الاستیسیته سه بعدی و بر پایه تانسور تنش مرتبه دوم پیولا-کیرشهف به دست می آیند. همچنین به منظور مقایسه نتایج از معادلات کمانشی پوسته های استوانه ای بر پایه تئوری دانل استفاده شده است. برای حل معادلات حاکم از دو روش عددی و تحلیلی استفاده شده است. در روش عددی، معادلات به دست آمده از حل استاندارد با استفاده از روش کوادریچر تفاضلی (DQM) گسسته سازی و حل شده اند. حل بسته ای نیز برای معادلات کمانشی به دست آمده بر اساس تئوری دانل ارائه شده است. فرض شده خواص ماده به غیر از ضریب پوآسون، در راستای ضخامت دارای تغییرات پیوسته ای بر طبق قانون ساده توزیع توانی کسر حجمی باشد. تاثیر عوامل مختلفی از جمله توان نمایی، زاویه پانل، شرایط مختلف بارگذاری حرارتی و پارامترهای هندسی بر روی رفتار کمانشی پانل های استوانه ای مورد بررسی قرار می گیرند.

در این مقاله روش بهینه سازی فراابتکاری جدید تحت عنوان الگوریتم مثلث بهینه گر برای پایین آوردن وزن سازه های خرپا ارائه شده است. این روش از مثلث الهام گرفته است. در این روش بردار اولیه متغیرهای طراحی بعنوان قاعده مثلث (سطر اول) در نظر گرفته می شوند. سپس توابع هدف محاسبه و بهترین و بدترین پاسخ مشخص می شوند. بدترین پاسخ از جمعیت حذف می گردد و بقیه جمعیت با بازیابی سطر دوم را تشکیل می دهند. این عمل ادامه پیدا می کند تا به راس مثلث همان جواب بهینه برسد. در تکرار دوم، تعداد مشخصی از متغیرهای اولیه طراحی بوسیله جواب بهینه مثلث اول بازیابی و باقیمانده این جمعیت، جهت گریز از بهینه های محلی در بازه اولیه ایجاد می شوند. به این صورت قاعده مثلث بهینه دوم تشکیل می گردد. بعد مراحل قسمت قبل انجام می شود تا پاسخ بهینه مثلث دوم بدست آید. این عملیات تا برآورده شدن شرط همگرایی ادامه پیدا می کند. جهت اثبات توانمندی های الگوریتم پیشنهادی، بهینه سازی شکل و اندازه-شکل چهار سازه خرپا انجام می گیرد. نتایج آماری بدست آمده از بهینه سازی سازه های خرپا قابلیت الگوریتم مثلث بهینه گر را جهت دستیابی به پاسخ های بهینه بهتر در مقایسه با روش های بهینه سازی دیگر نشان می دهد.

در این مقاله، ظرفیت باربری شالوده های حلقوی تحت بار قائم مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از این نوع شالوده در مقایسه با شالوده دایروی اقتصادی تر می باشد. زیرا از مصالح کمتری استفاده می شود. این در حالیست که تحقیقات نظری کمی در خصوص ظرفیت باربری اینگونه شالوده ها در ابیات فنی موجود است. روش تحلیلی مورد استفاده در این مقاله، روش خطوط مشخصه از نوع تنش می باشد که از آن، جهت تعیین ظرفیت باربری شالوده حلقوی بر روی سطح افقی زمین استفاده شده است. در محاسبات، از اصطکاک میان خاک و سطح زبر شالوده صرف نظرشده است. خاک زیر شالوده، از نوع اصطکاکی چسبنده بوده و برای آن، از معیار گسیختگی مور- کولمب استفاده شده است. در این مقاله، با استفاده از مفهوم اصل رویهم گذاری که اولین بار توسط ترزاقی برای تعیین ظرفیت باربری شالوده های سطحی بکارگرفته شد، ضرایب ظرفیت باربری برای شالوده های حلقوی بدست آمده است. هندسه شالوده حلقوی با کمک نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی تعریف شده و ضرایب ظرفیت باربری برای نسبت های مختلف صفر (حالت دایروی)، 0.25، 0.5، 0.7 و 0.9 بدست آمده است. جهت ارزیابی روند صحیح مدل سازی، مقادیر بدست آمده با مقادیر موجود در ادبیات فنی مقایسه شده که نشان دهنده تطابق خوبی با نتایج کسب شده می باشد. مقادیر این ضرایب بصورت جدول، نمودار و رابطه های ریاضی جهت کاربرد در مهندسی ژئوتکنیک ارایه شده است. در پایان، با درنظرگفتن چندین مثال، نشان داده شده است که استفاده از معادله ساده شده ظرفیت باربری، نسبت به یک تحلیل دقیق خمیری، جوابهای کمتر و درنتیجه محافظه کارانه تری را نتیجه می دهد و درنتیجه، با اطمینان خاطر می توان از این شیوه استفاده کرد.

با توجه به استفاده روز افزون از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی برای محاسبه پاسخ سیستم ها، تولید شتابنگاشت های مصنوعی مناسب، به علت کمبود رکوردهای ثبت شده زلزله و همچنین محدودیت و اشکالات موجود در آنها، امروزه امری ضروری به نظر می رسد. در این مقاله، یک روش جدید برای تولید سیگنال مصنوعی سازگار با طیف پاسخ با استفاده از شبکه های عصبی M LFF، آنالیز ویولت و آنالیز MFCC ارائه می شود. در این روش از ضرائب MFCC جهت فشرده سازی اطلاعات سیگنالهای زلزله، استفاده خواهد شد. در نهایت این شبکه ها توسط رکوردهای موجود زلزله های ایران آموزش داده می شوند، بعد از آموزش شبکه ها بر اساس طیف پاسخ موجود، شتابنگاشت نظیر هر طیف پاسخ را بدست می آوریم. در پایان به ارائه کاربرد این روش پرداخته و با کنترل نتایج بدست آمده صحت این روش را بررسی می نمائیم.

مذاکرات کارگزار محور یکی از رویکردهای مورد توجه تجارت الکترونیک در زمینه مذاکرات خودکار است. برقراری مذاکرات خودکار نیازمند تبیین مکانیزمی برای مذاکره بوده و بدیهی است مکانیزمی مورد پذیرش کاربران قرار خواهد گرفت که به روش های مذاکره انسانی نزدیک و جایگزین قابل اعتمادی برای مذاکره کننده انسانی باشد. لذا نیاز به طراحی مکانیزم های مذاکره کارگزار محور کارا و قابل اعتماد برای کاربردهای تجارت الکترونیک به خوبی احساس می شود. در این مقاله یک مکانیزم مذاکره چند موضوعی ارائه می شود که بر خلاف سایر مطالعات در این زمینه، با نگاهی جامع تر به موضوع چند وجهی مذاکره، اصول اقتصادی را مدنظر قرار داده و از نظریه های اثبات شده در این علم برای ارزیابی و ایجاد پیشنهادهای متقابل مذاکره کنندگان مورد استفاده کرده است. علاوه بر این بر خلاف سایر مطالعات انجام داده شده تاکنون، در هر دور مذاکره به جای یک پیشنهاد متقابل تکی، پیشنهادهای متقابل به صورت جفتی و دوگانه تولید شده و در یک بسته پیشنهادی به طرف مقابل ارائه می شوند. مزیت عمده این کار کوتاه شدن زمان مذاکره و افزایش احتمال دست یافتن به توافق در زمان معقول است. کارایی و اعتبار مکانیزم مذاکره پیشنهادی با استفاده از شرایط از پیش تعریف شده ادبیات نشان داده شده است.

هدف اصلی استفاده ‍ مجدد از مولفه های نرم افزاری، تولید نرم افزار های جدید با استفاده از مولفه های موجود به جای تولید آن ها از ابتدا است. توسعه مبتنی بر مولفه، یکی از روش های مطرح توسعه نرم افزار می باشد. امروزه در گرایش های مختلف مهندسی، ترکیب مولفه های قابل استفاده مجدد و باکیفیت از اهمیت بسزایی برخوردار است اما در مهندسی نرم افزار، استفاده مجدد از مولفه ها هنوز با چالش های متعددی مواجه است. به منظور افزایش کارآمدی و سرعت بخشیدن به فرآیند استفاده مجدد در توسعه نرم افزار، اندازه گیری کمی قابلیت استفاده مجدد مولفه ها امری ضروری می باشد. در این راستا مدل ها و سنجه های مختلفی ارائه شده اند. با توجه به تعدد روش های موجود، ضرورت ارائه یک مرور جامع، کامل و منصفانه در این زمینه، به شدت احساس می گردد. در این مقاله، با انجام یک مرور نظام مند و با ارائه یک دسته بندی جدید، روش های موجود به دقت مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند و به تحلیل نقاط قوت، محدودیت ها و کاربردهای آن ها پرداخته شده است. در نهایت، بر مبنای نتایج مطالعات و تحلیل های صورت پذیرفته، برخی از چالش ها و مسائل باز مرتبط معرفی شده اند.

بسترهای سیال به دلیل خصوصیات انتقال حرارتی مناسب در بسیاری از فرایندهای حرارتی استفاده می ⁣ شوند. به دلیل پیچیدگی ⁣ های مربوط به مدل ⁣ سازی انتقال حرارت در بسترهای سیال، پژوهش ⁣ های محدودی در این خصوص صورت گرفته است. در تحقیق موجود با استفاده از مدل دو سیالی ترکیب با تئوری جنبشی جریان دانه ⁣ ای یک راکتور گاز-جامد حبابی حاوی ذرات کروی با قطر میانگین 280 میکرون شبیه ⁣ سازی شده است. تاثیر دو مدل دراگ مهم یعنی Gidaspow و Syamlal-O’Brien و برخی پارامترهای هیدرودینامیکی همچون ضریب ارتجاع ذره-ذره و نیز تاثیر شرایط مرزی ذره-دیواره بررسی شده است. نتایج شبیه ⁣ سازی حاکی از این است که هر دو مدل دراگ، عبور حباب از درون بستر را بخوبی نشان می ⁣ دهند. اگرچه هر دو مدل دراگ روند تغییرات محلی ضریب انتقال حرارت با زمان را بطور مناسبی پیش ⁣ بینی می ⁣ کنند، اما مدل Gidaspow انطباق بهتری را نتایج تجربی ضریب انتقال حرارت از دیواره به بستر را نشان می ⁣ دهد. همچنین دیده شده که ضرایب ارتجاع ذره-ذره و ذره-دیواره و نیز ضریب آینه ⁣ ای تاثیر بسزایی بر انتقال حرارت درون بستر گاز-جامد حبابی دارند.

بررسی تجربیات گذشته نشان می دهد که بروز حوادث شدید در شبکه های قدرت از جمله خروج کلیه واحدهای یک نیروگاه یا سقوط یک دکل از خطی چند مداره می تواند بیش از یک نوع پایداری را در سیستم قدرت در معرض خطر قرار دهد. طی سالیان اخیر خاموشی های سراسری بسیاری در سرتاسر نقاط جهان به علت بروز ناپایداری ولتاژ، گذرا و یا ترکیبی از آنها رخ داده است. یکی از راهکارهای مناسب و کارآمد در این زمینه به کارگیری طرح های اقدامات اصلاحی می باشد. در این مقاله یک طرح اقدامات اصلاحی جدید حادثه محور مبتنی بر قطع تولید و حذف بار، جهت جلوگیری از بروز ناپایداری های گذرا و ولتاژ پیشنهاد شده است. در همین راستا یک مساله بهینه سازی بر اساس یک چارچوب چند منظوره ایجاد شده که حل این مساله بهینه سازی چندهدفه کمینه ترین مقادیر حذف بار و قطع تولید را جهت رسیدن به بیشترین حاشیه پایداری بعد از رخداد حوادث شدید تعیین می کند. همچنین یک روش موثر جهت حل مسائل بهینه سازی چندهدفه ارائه شده است. این روش و مدل پیشنهادی بر روی شبکه انتقال ایران در پیک سال 1393 پیاده سازی شده است و نتایج به دست آمده کارآمدی روش فوق را در مقایسه با طرح های فعلی اقدامات اصلاحی و سایر روش های حل مسائل بهینه سازی نشان می دهد.

در این مقاله شیوه طراحی و تحلیل تمام موج یک ساختار آنتنی پهن باند مایکرواستریپی، با استفاده از حل معادلات انتگرالی حجمی – سطحی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. توزیع جریانهای روی عناصر فلزی و زیرآیند دی الکتریکی با استفاده از بسط این جریانها به توابع پایه تقریب زده می شود. ضرایب مجهول از حل معادلات تلفیقی انتگرالی حجمی - سطحی قابل محاسبه است. نتایج مربوط به تلفات بازگشتی و الگوی تشعشعی آنتن پهن باند 3.5 تا 10.5 گیگاهرتز با استفاده از این روش مورد ارزیابی و صحه گذاری قرار گرفته است. نمونه ای از آنتن مورد نظر ساخته شده است ومقایسه نتایج آن با روش ارائه شده و نیز با تحلیل نرم افزار CST آورده شده است. نتایج رضایت بخش شبیه سازی و ساخت آنتن، از سرعت بالا و کارآمد بودن روش تحلیل آنتن حکایت دارد.