مهندسی مکانیک مدرس
سال:1395 | دوره:16 | شماره:1 |تعداد مقالات:49

در این مقاله حرکت تعدادی لخته خونی با خواص مکانیکی مختلف در داخل شبکه عروق مغزی مورد بررسی قرار گرفته است. لخته های خونی عمدتا از منابع قلبی یا عروقی رها شده و با وارد شدن به عروق مغزی موجب ایجاد مانع بر سر خونرسانی به بافت مغز می گردند. جهت بررسی این پدیده در این پژوهش از آناتومی عروق مغزی بدست آمده از تصویربرداری پزشکی شریان های یک شخص بیمار استفاده شده و معادلات حاکم بر حرکت لخته و همودینامیک جریان خون در عروق مغزی توسط الگوریتم محاسباتی تعامل سیال- جامد مورد بررسی قرار گرفته است. اگر چه تاثیر خواص مکانیکی لخته در مکانیزم حرکتی آن در چرخه عروق مغزی در مطالعات پیشین مورد بررسی قرار نگرفته است، اما نتایج بدست آمده در این پژوهش حاکی از تغییر پارامترهای دینامیکی حرکت لخته ها با تغییر خواص مکانیکی آنها می باشد؛ به گونه ای که لخته های صلب تر تمایل بیشتری برای ورود به شاخه های بزرگتر مغزی دارند. همچنین دیگر پارامترهای دینامیکی حرکت مانند سرعت متوسط حرکت لخته نیز با تغییر خواص مکانیکی تغییر می کنند. دستاوردهای این تحقیق نشان می دهند که پارامترهای مکانیکی نقش اصلی در نحوه حرکت لخته های خونی را بر عهده دارند و تحلیل آنها می تواند شناخت ما از مکانیزم بیماری های ناشی از این پدیده را افزایش داده و برنامه ریزی برای روش های درمانی آنها را تسهیل نماید.

با توجه به اهمیت سیستم های خلبان خودکار در هواپیماهای بدون سرنشین، در این مقاله ابتدا به طراحی پارامتری سیستم های هدایت و کنترل پرداخته شده و سپس روش بدست آمده بر روی یک ریزپرنده عملیاتی شش درجه آزادی غیرخطی پیاده سازی می گردد. سیستم کنترل پیشنهادی نظارتی فازی بوده که ضرایب نهایی آن به روش الگوریتم ژنتیک بهینه گشته اند. به منظور طراحی سیستم هدایت نیز، ابتدا الگوریتم های هندسی تعقیب مسیر میدان برداری و تعقیب هویج دو بعدی (ارتفاع ثابت)، به سه بعد تعمیم داده شده اند. سپس، سیستم هدایت سه بعدی بهینه شده تعقیب هویج فازی بر پایه ترکیب الگوریتم هندسی تعقیب هویج، منطق فازی و الگوریتم ژنتیک، برای یک ریزپرنده بال- ثابت ارائه گردیده است. اضافه شدن منطق فازی به روش تعقیب هویج موجود، عملکرد آن را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. در هر مانور پروازی خودکار، سیستم های کنترل و هدایت به طور همزمان بر عملکرد هواپیما تاثیر دارند. بنابراین، با در نظر گرفتن سیستم کنترل یکسان، مقایسه عملکرد سیستم های هدایت سه بعدی بر پایه هر سه روش تعقیب هویج، تعقیب هویج فازی و میدان برداری با حضور اغتشاش باد و بدون آن صورت گرفته است. نتایج حاکی از برتری روش تعقیب هویج فازی ارائه شده در این مقاله در حرکت افقی و روش میدان برداری تعمیم داده شده به بعد سوم ارتفاع در حرکت عمودی می باشد.

در این پژوهش نانو کامپوزیت های ذره ای زمینه آلومینیم A356 تقویت شده با 1 و 1.5 درصد وزنی ذرات  SiCبا میانگین اندازه ذرات 50 نانومتر به روش ریخته گری گردابی تولید شد و سپس روی کامپوزیت های به دست آمده عملیات حرارتی T6 انجام شد. خواص مکانیکی مانند آزمون سختی وآزمون کشش نمونه های نانو کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی شد. بررسی نتایج نشان داد که نمونه های نانو کامپوزیتی عملیات حرارتی T6 شده، سختی و استحکام قابل توجهی نسبت به نانو کامپوزیت های بدون عملیات حرارتی داشتند. این افزایش در خواص مکانیکی می تواند به دلیل ایجاد فاز Mg2Si و ذرات سیلیسیم کروی باشد.همچنین با افزایش درصد وزنی نانو ذرات SiC، استحکام و سختی افزایش یافت به طوری که بیشترین استحکام کششی و سختی در 1.5 درصد وزنی به دست آمد. استحکام کششی و سختی نانو کامپوزیت با 1.5 درصد وزنیSiC  قبل و بعد از عملیات حرارتی T6 به ترتیب، 177MPa و 236MPa و HBN80 و HBN123 به دست آمد. سطح شکست نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی موردمطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که شکست تمام نمونه ها، شکست ترد بوده است.

ربات های موازی- کابلی دارای مزایای زیادی هستند؛ اما مشکلاتی نظیر برخورد کابل ها با یکدیگر و محیط، عدم استفاده از ساختار مناسب و نیاز به تحت کشش بودن کابل ها از گسترش آن ها جلوگیری می کند. لذا اتصال یک بازوی رباتیک سری به سکوی متحرک آن ها، موجب هم افزایی در قابلیت جابه جایی اجسام می گردد. این مقاله به طراحی بهینه چندهدفه، و بررسی مقایسه ای دو ساختار مقید و معلق از ربات موازی-کابلی سه بعدی می پردازد تا با نصب یک بازوی سری قابلیت های کاری یک ربات هیبرید کامل را دارا باشد. جهت بهینه سازی از سه دسته معیار فضای کاری، سختی سینماتیکی و حساسیت استفاده می شود. فضای کاری از روش نوینی محاسبه می گردد که حاصل ترکیب قیدهای جلوگیری از برخورد کابل ها با یکدیگر، برخورد کابل ها با سکوی متحرک، کنترل ناپذیری و تکین بودن ربات است. ابتدا به بررسی تقریبی نیرو و گشتاور عکس العمل بازوی رباتیک سری به سکوی متحرک پرداخته می شود. سپس به بهینه سازی چندهدفه با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکاملی ژنتیک جهت دستیابی به جبهه پرتو مناسب پرداخته می شود. جبهه پرتو با تقابل و مصالحه سه دسته معیار اصلی به دست می آید. دو ساختار مقید و معلق در شرایط کاملا یکسان و با یک هدف واحد بهینه سازی و مقایسه می شوند. نتایج حاصل از این بهینه سازی نشان می دهد در ساختار معلق، انرژی مصرفی جهت حمل مجموعه به طور قابل توجهی نسبت به ساختار مقید کاهش یافته است. همچنین طبق نتایج شبیه سازی ساختار مقید، فضای کاری و مهارت بیشتری در مقایسه با ساختار معلق دارد. از این نتایج در ساخت و توسعه یک نمونه آزمایشگاهی ربات موازی-کابلی سه بعدی استفاده شده است.

در این مقاله کنترل پیش بین غیرخطی برای ربات موازی شش درجه آزادی استوارت ارائه شده است. کنترل پیش بین، مسیر کنترلی بهینه ربات را در یک افق محدود و مشخص انتخاب می کند. هدف اصلی این تحقیق طراحی کنترل کننده پیش بین برای ربات شش درجه آزادی استوارت می باشد. در این پژوهش ابتدا سینماتیک و دینامیک ربات استوارت با در نظر گرفتن دینامیک الکتروموتورهای محرک ها معرفی می گردد. در ادامه به معرفی کنترل پیش بین غیرخطی پرداخته شده و متناسب با دینامیک ربات شش درجه آزادی، کنترل کننده طراحی می شود. با فرض وجود نامعینی های مختلف برای ربات معادله دینامیکی ربات بازنویسی شده و کنترل کننده با توجه به این نامعینی ها طراحی و پایداری کنترل کننده با استفاده از نظریه لیاپانوف اثبات می گردد. کنترل کننده پیشنهادی با توجه به محدود بودن توان و گشتاور موتورها در عمل، سکوی استوارت را به گونه ای کنترل می کند که مسیر مورد نظر به خوبی ردیابی گردد. در انتهای پژوهش برای بررسی روش ارائه شده، سکوی استوارت شبیه سازی و روش کنترلی پیشنهادی با دیگر روش های مرسوم از جمله روش کنترل گشتاور محاسبه شده، کنترل مد لغزشی و کنترل کننده تناسبی- انتگرال گیر- مشتق گیر از نظر خطای ردیابی و تلاش کنترلی مقایسه شده است.

در این تحقیق به بهینه سازی یک سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی ترکیب شده با سیستم سرمایش جذبی خورشیدی پرداخته شده است. فرایند بهینه سازی با استفاده از یک الگوریتم تکاملی چندهدفه انجام شده است. سه فرایند بهینه سازی شامل بهینه سازی تک هدفه ترمودینامیکی، ترمواقتصادی و چندهدفه انجام شده است. در مورد بهینه سازی چندهدفه، یک مثال از فرایند تصمیم گیری برای انتخاب حل نهایی از جبهه بهینه پارتو ارائه شده است. نتایج نشان دادند که بهینه سازی چندهدفه دو تابع هدف ترمودینامیکی و اقتصادی را به طور همزمان مدنظر قرار می دهد. نتایج بدست آمده با استفاده از روش های بهینه سازی مختلف مقایسه و مورد بحث قرار گرفتند. نشان داده شد که بهینه سازی ترمودینامیکی بر روی منابع انرژی تمرکز می کند در حالی که بهینه سازی ترمواقتصادی فقط بر روی منابع مالی تمرکز می کند. در مقابل بهینه سازی چندهدفه هر دو منابع انرژی و مالی را مدنظر قرار می دهد. نتایج نشان داده اند که درصد انحراف از مقادیر ایده آل ترمودینامیکی و اقتصادی برای سیستم بهینه ترمودینامیکی به ترتیب 0% و 905% بودند. این مقادیر برای سیستم بهینه اقتصادی به ترتیب 104% و 0% بدست آمدند. مقادیر انحراف از نقطه ایده آل برای سیستم بهینه چندهدفه برای معیارهای ترمودینامیکی و اقتصادی به ترتیب 10% و 88% بدست آمدند. نتیجه شد که بهینه سازی چندهدفه معیارهای ترمودینامیکی و اقتصادی را بهتر از دو سیستم بهینه تک هدفه ترمودینامیکی و اقتصادی ارضا می کند.

در این مقاله احتراق یک جت متان با استفاده از چند معادله با آهنگ واکنش محدود و استفاده از روش بولتزمن شبکه ای شبیه سازی شده است. در این مدل از دو دسته از توابع توزیع، یک دسته برای حل معادلات پیوستگی و ممنتم و دسته دیگر برای حل معادلات گرما و اجزاء شیمیایی استفاده می شود. معادله بولتزمن شبکه ای برای جریان تراکم پذیر با تقریب عدد ماخ پایین در این روش مدل شده و چگالی از طریق رابطه گاز کامل به میدان دما وابسته شده است. تولید و مصرف اجزاء شیمیایی و گرمای واکنش ها به صورت جملات چشمه در معادلات بولتزمن شبکه ای درنظر گرفته شده اند. در هر مرحله زمانی، اثرات دما و غلظت اجزاء بر آهنگ واکنش، خواص و پارامترهای حل در نظر گرفته می شود. استفاده از مکانیزم های کاهش یافته چند معادله ای به جای تنها یک معادله، در نظر گرفتن اثر دما و غلظت اجزاء بر خواص و آهنگ واکنش ها از مزیت های مدل توسعه داده شده است. مدل احتراقی با استفاده از شبیه سازی یک مکانیزم چهار معادله ای با شش جزء شیمیایی در یک شعله نفوذی جت آرام متان و مقایسه نتایج با داده های تجربی اعتبار سنجی شده است. توافق خوب نتایج عددی با داده های تجربی کارایی مدل توسعه داده شده را برای شبیه سازی مکانیزم های کاهش یافته با آهنگ واکنش محدود نشان می دهد.

امروزه در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه، شبکه های خطوط انتقال فاضلاب، نصب شده و یا در حال نصب است. در حال حاضر منابع اصلی جمع آوری اطلاعات از وضعیت لوله های فاضلاب، استفاده از دوربین های CCTV و تخمین عمر لوله ها است که اطلاعاتی قطعی ارائه نمی کنند. مدیریت بر تاسیسات فاضلاب نیازمند داشتن اطلاعات مطمئن از وضعیت تجهیزات است. لذا ضروری است تا اطلاعات مطمئن به صورت کمی و هندسی از وضعیت آن ها پس از نصب و حین خدمت رسانی، وجود داشته باشد. اندازه گیری میزان گرفتگی خطوط لوله های فاضلاب همواره کار مشکلی بوده است. از دهه 1990 تاکنون اقدامات مختلفی برای بهبود و کاربرد تکنیک های مختلف اندازه گیری گرفتگی لوله صورت گرفته است ولی اکثر آن ها به مرحله کاربردی، واقعی و فراگیر نرسیدند. تعیین پروفیل یک روش جدید در این ارتباط است. تکنیک جدیدی که در این مقاله ارائه شده است با هدف اندازه گیری سطح مقطع و به دست آوردن پروفیل مقطع لوله ها است. این تکنیک شامل دو سنسور مادون قرمز و یک سرووموتور است که بر یک مکانیزم ابزار اندازه گیری متصل می باشد. مجموعه در داخل یک لوله فاضلاب قرار می گیرد و مختصات نقاط مقطع لوله را اندازه گیری می کند. اطلاعات خام اندازه گیری شده به وسیله سرووموتور و سنسورها، به خارج لوله انتقال یافته و پس از پردازش، در قالب فایلی متنی ذخیره می شود. با استفاده از بسته نرم افزاری توسعه یافته و پیشنهادی در محیط نرم افزار سالیدورکز، اطلاعات ذخیره شده، به صورت پروفیل دوبعدی سطح مقطع لوله، رسم و در ادامه آن مدل سه بعدی لوله تحت بازرسی در دسترس خواهد بود و پارامترهای مختلف لوله در هر مقطع دلخواه قابل اندازه گیری است.

تغییرات ساختاری پروتئین ها که در هنگام اتصال به لیگاند یا پروتئین های دیگر صورت می گیرد، نقش حیاتی در پدیده های بیولوژیکی ایفا می نماید. این گونه حرکات به صورت تجمعی و با فرکانس پایین بوده و آنالیز مود نرمال روش متداول جهت یافتن فرکانس ها و شکل مود ها می باشد. مطالعات گسترده ای جهت پیش بینی این حرکات با استفاده از مدل های مختلف پروتئین صورت گرفته است. از این میان، مدل های شبکه ارتجاعی با توجه به عدم نیاز به کمینه سازی انرژی پتانسیل و ساده بودن از مطلوبیت بالایی برخوردار است. با این وجود، تا کنون مطالعه جامعی در خصوص بررسی تاثیر پارامترهای مختلف این مدل ها در پیش بینی تغییرات ساختاری صورت نگرفته است. در این مطالعه تعداد 20 پروتئین با تغییرات ساختاری مشخص انتخاب شده و با ایجاد مدل های مختلف شبکه ارتجاعی، میزان موفقیت و اعتبار هریک در پیش بینی ساختار نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این مطالعه سه مود اول هر مدل اغلب بیشترین نقش را در پیش بینی تغییرات ساختاری پروتئین ها ایفا می کنند. علاوه بر این، انتخاب شعاع حدی مناسب تاثیر بیشتری نسبت به تابع پتانسیل در مدل شبکه ارتجاعی دارد. همچنین نتایج حاصله نشان می دهد از میان مدل های مختلف در نظر گرفته شده، مدلهای غیر نمایی با شعاع حدی 10 آنگستروم با وجود محاسبات مقرون به صرفه تر از دقت بیشتری در پیش بینی تغییرات ساختاری برخوردار می باشند.

پره های توربین های گازی از قطعات مهمی هستند که در درجه حرارت بالا و تحت تنش های مکانیکی کار کرده و واماندگی ناشی از خزش یکی از مهم ترین عواملی است که عمر قطعات مکانیکی را، که در درجه حرارت بالا کار می کنند، تعیین می کند. از قطعات مهمی که در درجه حرارت بالا و تحت تنش های مکانیکی قرار دارند، پره ها توربین گازی می باشند. در طرح های جدید، به منظور کاهش درجه حرارت پره ها و جلوگیری از خزش، جریان سیال خنک کن از کانال هایی در این پره ها عبور داده می شود. بنابراین، یکی از عوامل مهم در عملکرد سیستم خنک کاری، ضریب همرفت جریان داخل کانال ها می باشد. در این پژوهش، با مدل سازی کانال های خنک کاری به صورت مبدل هایی با روکش حرارتی محافظ و همراه با خنک کاری فیلمی- همرفتی، تاثیر رطوبت مخصوص سیال خنک کن و زبری کانال خنک کاری در مقدار ضریب همرفت جریان داخل کانال تعیین شده است. بدین منظور یک کد کامپیوتری که توانایی محاسبه خواص هوای مرطوب وابسته به دما و رطوبت مخصوص را دارد، تدوین شده است. سپس با تاثیر دادن مقدار زبری کانال در محاسبه ضریب همرفت، توزیع دما در طول پره با استفاده از یک مدل تحلیلی به دست آمده است. نتایج نشان می دهد در کانال های زبر، با افزایش جذب گرما توسط سیال خنک کن، دمای پره بخصوص در مقطع بحرانی کاهش می یابد. همچنین با افزایش رطوبت مخصوص سیال خنک کن، دمای خروجی سیال نسبت به حالت خشک کاهش می یابد که نتیجه آن کاهش حدود 2.5 درصدی دمای فلز پره در هر بخش می باشد. بطور کلی نشان داده شده است که با افزایش رطوبت سیال خنک کن و زبری کانال در محدوده قابل قبول، می توان عمر خزشی پره را تا 3.18 برابر افزایش داد.

در این مقاله، مشخصه های میدان جریان و انتقال جرم در یک کانال مسطح شامل یک حفره آب بدون حضور و همچنین تحت تاثیر میدان الکتریکی به کمک روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده تطابق خوب مدل در پیش بینی جریان و انتقال جرم است. در ادامه اثر مقدار عدد رینولدز و ولتاژ میدان الکتریکی بر میزان نرخ تبخیر تحلیل شده است. نتایج عددی نشان می دهد که اعمال ولتاژ قوی به الکترود سیمی سبب ایجاد اغتشاش و تولید گردابه روی سطح آب می شود. مشاهده می شود که در یک عدد رینولدز ثابت، با افزایش ولتاژ اعمالی نرخ تبخیر افزایش می یابد، اما در یک ولتاژ ثابت با افزایش عدد رینولدز ورودی، نرخ تبخیر تا عدد رینولدز 3391 نرخ صعودی و پس از آن به دلیل کاهش اندازه گردابه حاصل از میدان الکتریکی نرخ نزولی دارد. همچنین با استفاده از نتایج بدست آمده در محدوده اعداد رینولدز بیشتر از 3391، یک رابطه خطی بین عدد شروود نسبی و عدد الکتروهیدرودینامیک استخراج شد. در انتها نیز یک رابطه بین اعداد بدون بعد حاکم بر جریان الکتروهیدرودینامیکی مانند عدد شروود نسبی، عدد رینولدز و عدد الکتروهیدرودینامیک بدست آمد.

در این مقاله رکوپراتور یک میکروتوربین 200kW با در نظر گرفتن هزینه و کارایی به عنوان پارامترهای کلیدی، با الگوریتم ژنتیک چند هدفه بهینه سازی شده است. از روش ε-NTU برای تخمین کارایی و افت فشار استفاده شده است. هزینه کلی رکوپراتور شامل هزینه سرمایه گذاری، هزینه کارکرد و هزینه تعمیرات و نگهداری می باشد. مبدل حرارتی صفحه پره دار با پره نواری و آرایش جریان متقاطع و مخالف برای بهینه سازی انتخاب شده است. گام پره، ارتفاع پره، طول نوار، طول مسیر جریان سرد، طول مسیر بدون جریان و طول مسیر جریان گرم به عنوان شش پارامتر طراحی در نظر گرفته شده اند. الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب 2 برای بیشینه کردن کارایی رکوپراتور و کمینه کردن هزینه کلی آن به عنوان توابع هدف استفاده شده است. جواب های بهینه سازی به صورت مجموعه ای از جواب های بهینه به نام منحنی بهینه پارتو ارائه شدند. نتایج، تضاد دو تابع هدف را به خوبی نشان می دهند، به عبارتی دیگر هر تغییر در پارامترهای هندسی که کارایی را افزایش دهد هزینه را هم افزایش می دهد و بالعکس. در انتها طرح های بهینه بدست آمده بر اساس مفهوم مرتب سازی نامغلوب با یکدیگر مقایسه شدند و طرح های بهینه نهایی بدست آمدند.

افزودن ذرات و الیاف در لایه چسب یکی از روش های پیشنهادی برای بهبود توزیع تنش، افزایش استحکام و چقرمگی در اتصالات چسبی است. در مقاله حاضر تاثیر افزودن الیاف های فلزی و به همراه آن کاهش فاصله افقی در لایه چسب بر توزیع تنش های پوست کنی و برشی در دو جهت گیری طولی و عرضی به کمک تحلیل اجزاء محدود بررسی شده است. نتایج نشان داد در جهت گیری طولی الیاف، با کاهش فاصله افقی میان الیاف های فلزی توزیع تنش های پوست کنی و برشی بهبود یافته و ماکزیمم مقادیر تنش در آن ها نسبت به چسب تقویت نشده در طول اتصال کاهش چشم گیری پیدا می نماید. این در حالی است که در جهت گیری عرضی، با کاهش فاصله افقی میان الیاف های فلزی توزیع تنش پوست کنی در ابتدا نایکنواخت تر شده و در نهایت بهبود می یابد. برخلاف روند بوجود آمده در تنش پوست کنی با جهت گیری عرضی، به دلیل باربری قابل توجه الیاف های فلزی در اثر تنش های برشی ایجاد شده در لایه چسب، توزیع تنش برشی با کاهش فاصله افقی میان الیاف های فلزی یکنواخت تر شده و ماکزیمم مقادیر تنش برشی در طول اتصال بطور منظم کاهش پیدا می کند. علاوه بر تحلیل های صورت گرفته از توزیع تنش در طول اتصال، توزیع تنش پوست کنی و برشی در عرض اتصال بررسی گردید که حاکی از تاثیر قابل توجه الیاف های فلزی با چیدمان عرضی است.

شکل دهی الکترومغناطیس یکی از روش های شکل دهی پرسرعت است. در این روش شکل دهی، از نیروی الکترومغناطیسی لورنتس جهت شکل دهی قطعات استفاده می شود. اتصال قطعات با استفاده از این فرایند یک روش نوین برای مونتاژ قطعات با هدایت الکتریکی بالا می باشد. ارزیابی فرایند شکل دهی بید به سمت داخل به منظور اطمینان از کیفیت و استحکام اتصالات تولید شده با این روش بسیار مهم است. در این نوشتار ابتدا فرایند به صورت شبیه سازی کوپل در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شد. بدین منظور، ابتدا مشخصات هندسی، فیزیکی و مکانیکی لوله، سیم پیچ در قالب زیر برنامه داده شده تا فشار الکترومغناطیسی فعال بر لوله محاسبه شود. فشار الکترومغناطیسی به صورت یک نیروی مکانیکی در نرم افزار آباکوس بر روی لوله اعمال شده و شکل نهایی لوله بدست می آید. آزمایش تجربی برای صحت سنجی نتایج انجام شد. سپس اثر پارامترهای مهم فرایند، مانند ولتاژ تخلیه، لقی بین قالب و لوله، طول و ضخامت دیواره لوله، بر روی عمق بید با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی و تحلیل سیگنال به نویز بررسی شدند. در نهایت تطابق بسیار خوبی بین نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی مشاهده گردید. عمق بید در شبیه سازی کوپل در مقایسه با نتایج تجربی، در حدود 4% خطا داشت.

استفاده از نمودارهای حد شکل دهی در طراحی فرآیند تولید قطعات، یکی از روش های مرسوم شکل دهی ورق های فلزی است. از این رو تاکنون کارهای متعددی در زمینه بررسی منحنی های حد شکل دهی انجام یافته است. روش های مختلف به دست آوردن این منحنی ها و همچنین عوامل مختلف موثر بر آن ها، مورد بررسی قرار گرفته اند. اشکالی که به اکثر کارهای انجام شده قبلی وارد است، حالت تنشی است که در تعیین این نمودارها فرض شده است. در اکثر این فرآیندها مانند شکل دهی تدریجی، تنش برشی ضخامتی، در ورق ایجاد می شود. در این نوع فرآیندهای شکل دهی، نمودار حد شکل دهی بدست آمده با رفتاری متفاوت از نموداری های معمول ظاهر می شود که حاکی از بهبود شکل پذیری است. حال آن که تاثیر وجود تنش برشی ضخامتی و محدوده اثر گذاری آن بررسی نشده است. در این مقاله تنش برشی ضخامتی به صورت تحلیلی در مدل مارشینیاک - کوزینسکی اعمال شده و موررد بررسی قرار گرفته است. از روش نیوتن- رافسون جهت حل معادلات استفاده شده است. محدوده اثر گذاری این تنش شناسایی و آزمون ناکازیما به عنوان مطالعه موردی بررسی شد. نتایج حاکی از این است که تنش برشی ضخامتی کمتر از 10 درصد تنش تسلیم، تاثیری قابل توجهی بر نمودار حد شکل پذیری ندارد.

به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی به تحلیل خواص ساختاری و ارتعاشات نانولوله های کربنی تک و دوجداره تحت جذب فیزیکی (عامل دار کردن) مولکول زیستی فلاوین مونو نوکلئوتید (FMN) پرداخته میشود و اثرات شرایط مرزی مختلف، درصد وزنی مولکول FMN، شعاع، تعداد جداره بر روی فرکانس طبیعی و تغییرات آن بررسی میگردد. با توجه به اینکه فرایند عامل دار سازی عموما در محیط های آبی صورت می پذیرد، دو محیط خلا و آبی برای شبیه سازی در نظر گرفته شده است. در مطالعه خواص ساختاری، با محاسبه شعاع ژیراسیون ملاحظه می گردد که با افزایش تعداد مولکول های FMN، شعاع ژیراسیون به صورتی خطی افزایش می یابد. همچنین، ملاحظه می گردد که وجود مولکول های آب در محیط شبیه سازی باعث توزیع گسترده تر مولکول ها در اطراف نانولوله می شود. عامل دارسازی نانولوله های کربنی فرکانس طبیعی نانولوله های کربنی را در محیط خلا، وابسته به شرایط مرزی، کاهش می دهد. این کاهش برای شرایط مرزی گیردار بسیار قابل توجهتر از نانولوله با شرط مرزی ساده و گیردار-آزاد می باشد در محیط آبی ملاحظه می گردد که برخلاف نانولوله ها با شرایط مرزی گیردار و ساده، فرکانس طبیعی نانولوله ها با شرایط گیردار-آزاد افزایش می یابد که مقدار تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکول های FMN افزایش می یابد. همچنین مشاهده میشود که فرکانس نانولوله تک جداره با شعاع بزرگتر کاهش قابل توجه تری دارد. همچنین، حساسیت تغییرات میزان تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکولهای FMN برای نانولوله دوجداره کمتر از تک جداره می باشد. همچنین ملاحظه گردید که میزان کاهش فرکانس با حضور مولکول های آب به میزان قابل توجهی افزایش می یابد در حالی که با افزایش تعداد مولکول ها، این تغییرات قابل توجه نمی باشد.

در این تحقیق، دینامیک پرواز نه هندسه از موشک هدایت شونده مافوق صوت، با دماغه انعطاف پذیر پیوسته، ارزیابی شده است. هندسه مورد بررسی، شامل دماغه اجایو مماسی با نوک کروی، بالک های پایدارکننده در انتها و بدنه استوانه ای است که بخش میانی بدنه، به شکل قوسی از دایره خمیده می شود. بدنه استوانه ای از سه بخش تشکیل شده است، بخش ثابت در مجاورت دماغه، بخش انعطاف پذیر در وسط و بدنه اصلی در مجاورت بالک ها قرار دارد. در این تحقیق اثر طول بخش های ثابت و انعطاف پذیر بر دینامیک پرواز در سناریوهای موشک زمین به زمین و پدافند هوایی بررسی شده است. جهت حل معادلات کامل ناویر استوکس و تاثیر آشفتگی، از روش حجم محدود و مدل اغتشاشی بلدوین-لمکس استفاده شده است. یک کد 3 درجه آزادی برای محاسبه دینامیک پرواز دو بعدی موشک ها تولید شده است و منطق هدایت «تعقیب خالص» به عنوان زیربرنامه به کد افزوده شده است. مشاهده گردیده که هر چند با افزایش طول بخش ثابت و یا طول بخش انعطاف پذیر قدرت مانور افزایش می یابد ولی این امر می تواند در بعضی از سناریوهای پروازی منجر به افزایش زمان پرواز و خطای بیش تر در هدف زنی شود. انعطاف دماغه باعث خارج از محوری جرم و ایجاد گشتاور نیروی پیشران می شود. بررسی موشک زمین به زمین نشان می دهد که این گشتاور علاوه بر افزایش دقت برخورد، قابلیت جابجایی هدف را نیز افزایش می دهد. در موشک پدافندی با افزایش Fix یا Flex، محدوده زاویه شلیک مجاز افزایش می یابد ولی سنگین بودن دماغه و افزایش نقش گشتاور نیروی پیشران باعث می شود نقش هندسه دماغه کمرنگ شود.

در این مقاله یک روش عددی جهت استخراج ضرایب نرخ واکنش های کلی چند مرحله ای دلخواه برای احتراق هر سوخت هیدروکربنی با هوا متناسب با شرایط عملکردی ارائه و پیاده سازی شده است. اساس روش عددی بر اجرای همزمان دو حل گر یکی حل گر میدان احتراقی و دیگری حل گر بهینه ساز عددی استوار است. برای حل میدان احتراقی از یک حل گر راکتور کاملا مخلوط شده استفاده شده که هر یک از سینتیک شیمیایی کامل، اسکلتی یا کاهش یافته را می تواند به عنوان معیار در نظر گیرد. انتخاب ضرایب نرخ واکنش های کلی چند مرحله ای از قبل تعریف شده به عنوان متغیرهای طراحی بهینه ساز تکامل تدریجی و در نظر گرفتن اختلاف غلظت مواد حاصل از احتراق به دست آمده از سینتیک مبنا و مکانیزم چند مرحله ای به عنوان تابع هدف، مقادیر بهینه ضرایب نرخ را متناظر با شرایط عملکردی دلخواه ایجاد می کند. برای بررسی اعتبار و کاربرد این روش، سه مکانیزم کلی پنج مرحله ای برای احتراق متان با هوا متناسب با سه فشار عملکردی 1، 6.28 و 30 اتمسفر در محدوده نسبت هم ارزی 0.4-1.0 جهت پیش بینی انتشار آلاینده های مونوکسید نیتروژن و مونوکسید کربن استخراج شده است. غلظت تمامی مواد حاصل از احتراق از جمله آلاینده های مونوکسید نیتروژن و مونواکسید کربن و دمای شعله به دست آمده از مکانیزم های پنج مرحله ای ارائه شده با دقت بالایی با نتایج به دست آمده از مکانیزم کامل جی آر آی-3 تطابق دارد. یک مطالعه عددی مقایسه ای با استفاده از کد دینامیک سیالات محاسباتی برای یک محفظه احتراق آزمایشگاهی با به کارگیری مدل پنج مرحله ای تولید شده و یک مکانیزم کلی هشت مرحله ای تابع فشار (پیشنهاد شده توسط نووسیلوو) در فشار عملکردی 6.28 اتمسفر، انجام شده است.

در کار حاضر بهینه سازی مبدل حرارتی هوا خنک با استفاده از تئوری ساختاری بژان و همچنین نرم افزار فلوئنت بررسی شده است. برای حل مساله، دو محدودیت به صورت همزمان در فرایند بهینه سازی اعمال می شود: اول سطح لوله ثابت A و دوم نسبت سطح تبادل حرارت کلی به سطح لوله ثابت φ. با استفاده از این دو قید و تئوری مذکور بهترین هندسه که هندسه ای متقارن از لوله و پره است به دست آمده و اثرات پارامترهایی همچون افت فشار، عدد استانتون، نسبت ضرایب انتقال حرارت جابجایی، نسبت ضرایب هدایت، تعداد پره ها و ... بررسی شد. برای لوله ای به طول 5.8 سانتی متر و شعاع 4.3 سانتی متر بهینه ترین نسبت قطر پره به قطر لوله 1.88 و بهینه ترین تعداد پره 7 عدد به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزار فلوئنت و کد نوشته شده در نرم افزار متلب هندسه به دست آمده از لحاظ ارتفاع پره ها و همچنین فواصل بین پره ها بررسی شد و با توجه به قیود در نظر گرفته شده، ساختاری انتخاب شد که انتقال حرارت از کلیه پره ها یکسان باشد. دیده شد که میزان انتقال حرارت باز هم بهینه تر شد و به میزان 6.2 درصد افزایش پیدا کرد.

در این پژوهش، از یک مدل میکرومکانیکی تحلیلی بر مبنای روش سلول واحد جهت مطالعه اثرات فاز میانی بر پاسخ ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت های زمینه پلیمری چندفازی استفاده می شود. المان حجمی نماینده کامپوزیت از سه فاز شامل الیاف هم راستا، زمینه پلیمری و فاز میانی بین الیاف و زمینه تشکیل می شود. فرض اتصال کامل بین اجزای سازنده کامپوزیت منظور می شود. از معادله ساختاری ویسکوالاستیک شیپری برای مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی زمینه استفاده می شود. نتایج مدل میکرومکانیکی ارایه شده برای رفتار خزشی پلیمر و کامپوزیت دوفازی تطابق بسیار خوبی را با داده های تجربی موجود نشان می دهد. همچنین نتایج مدل حاضر برای خواص الاستیک کامپوزیت های سه فازی بسیار نزدیک به روش های عددی موجود می باشد. اثرات فاز میانی شامل مواد و ضخامت بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت سه فازی بطور مفصل بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که خواص مواد تشکیل دهنده و ضخامت فاز میانی اثر بسیار مهمی بر پاسخ کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت های سه فازی در بارگذاری عرضی دارد. همچنین، طبق نتایج مدل سازی میکرومکانیکی فهمیده شد که تاثیر فاز میانی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت سه فازی تحت بارگذاری محوری ناچیز می باشد. بعلاوه، اثرات سطوح مختلف تنش و تغییرات درصد حجمی الیاف بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت زمینه پلیمری سه فازی بررسی می شود.

در این مقاله مطالعه تئوری و تجربی پیش بینی نمودار حد شکل دهی آلیاژ آلومینیوم 2024 انجام شده است. جهت به دست آوردن و کالیبره نمودن ضرایب معیارهای تسلیم پیشرفته YLD2004-18P، YLD2011-18P،YLD2011-27P  و BBC2008-16P تست کشش در 7 راستا نسبت به جهت نورد انجام شد. تنش های تسلیم جهتی و ضرایب ناهمسانگردی آلیاژ استخراج گردید. سپس، تابع خطای مناسب تعریف شده و با استفاده از الگوریتم لونبرگ- مارکوات بهینه سازی شد. با درنظر گرفتن 14، 12، 10 و 8 پارامتر ناهمسانگردی، تاثیر تعداد پارامتر ها بر دقت توابع تسلیم بررسی شد. بهترین حالت و کمترین انحراف مربوط به استفاده از 14 پارامتر ناهمسانگردی در اجرای تابع خطا می باشد. به منظور مقایسه استحکام های تسلیم و ضرایب ناهمسانگردی تجربی و محاسبه شده، روش لیکاک به کار برده شد. مشخص شد هر چهار معیار، برای استحکام های تسلیم پیش بینی نزدیک به مقادیر تجربی ارایه می دهند. پیش بینی استحکام های تسلیم با معیار YLD2011-27P و ضرایب ناهمسانگردی با معیار YLD2004-18P نزدیکی بیشتری با داده های تجربی دارد. جهت بدست آوردن نمودار حد شکل دهی تجربی، تست ناکازیما انجام شد. برای شبیه سازی پدیده گلویی شدن و محاسبه کرنش های حدی، مدل اصلاح شده مارسینیاک-کوزینسکی، قانون سخت شوندگی سوئیفت و توابع تسلیم جدید YLD2004-18P،YLD2011-18P ،YLD2011-27P  و BBC2008-16P به کار برده شد. در سمت راست FLD پیش بینی معیارهای YLD2004-18P و  YLD2011-27Pو در سمت چپ پیش بینی معیارYLD2011-27P  تطابق بهتری با نتایج تجربی دارد.

در این مقاله، ارتعاش محوری نانومیله بر اساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن با استفاده از روش ریلی-ریتز مورد تحلیل واقع شده است. یک نانومیله غیر یکنواخت با سطح مقطع، چگالی و مدول یانگ متغیر در نظر گرفته شده است. در روش حاضر، چند جمله ای های مرزی همراه با چند جمله ای های متعامد به عنوان توابع شکل در روش ریلی-ریتز مورد استفاده قرار گرفته اند که باعث می شود تجزیه و تحلیل ارتعاش کارآمد شده و اعمال شرایط مرزی ساده تر گردد. استفاده از چند جمله ای های مذکور باعث افزایش نرخ همگرایی نتایج می شود. تمام معادله های مورد استفاده در این مطالعه به منظور کاهش تعداد پارامترهای موثر در راه حل، بی بعد شده اند. اثر پارامتر غیرمحلی و پارامترهای ناهمگن روی رفتار ارتعاشی نانومیله مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر با نتایج موجود و معتبر در متون مقایسه شده و نتایج بدست آمده بطور قابل قبولی مطابقت دارند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که فرکانس های نانو میله به ضریب مقیاس، غیر یکنواخت بودن و شرایط مرزی بستگی دارد. بطور مثال افزایش ضریب مقیاس سبب افزایش نرخ فرکانس (نسبت فرکانس غیرمحلی به فرکانس محلی) می شود و اثر آن در فرکانس های بالاتر بیشتر است و همچنین با افزایش طول نانومیله پارامتر فرکانس نیز افزایش می یابد.

روتور از اجزاء بسیار مهم و حساس صنعت می باشد که معمولا با سرعت بسیار بالایی دوران می کند، ازاین رو انتخاب تکیه گاه های مناسب برای آن ها بسیار حائز اهمیت است. در یاتاقان های مکانیکی (غلتشی و لغزشی)، همواره تماس بین روتور و یاتاقان وجود دارد و درنتیجه نیروی غیر خطی حاصل از این تماس، دینامیک سیستم را دستخوش تغییر می کند. با قرار دادن یاتاقان های مغناطیسی به عنوان تکیه گاه روتور، امکان حذف برخورد فراهم شده ولی حضور نیروهای غیرخطی در قالب نیروهای مغناطیسی (ناشی از تابعیت غیرخطی نیروی مغناطیسی از جریان الکتریکی و فاصله هوایی روتور و استاتور، تلفات هیسترزیس و جریان گردابی در کویل های مغناطیسی) همچنان وجود دارد. در این مقاله، رفتار غیر خطی سیستم در حضور نیروهای ایجاد شده توسط یاتاقان های مغناطیسی فعال (AMB) بررسی شده است. سیستم به صورت یک شافت انعطاف پذیر و با هشت درجه آزادی (چهار درجه برای دیسک و دو درجه برای هر یاتاقان) مدل شده و نیروهای ژیروسکوپی ناشی از انعطاف پذیری روتور و نیروی گریز از مرکز نیز در نظر گرفته شده اند. معادلات حاکم با فرض تیر ریلی استخراج و با روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل شده اند. نتایج در دو بخش، با و بدون حضور اثر وزن دیسک و محور موردبررسی قرارگرفته است. برای شناسایی رفتار سیستم از تکنیک های شناسایی آشوب، مانند تاریخچه زمانی، منحنی های صفحه فاز، نمودارهای طیف توان، مقاطع پوانکاره، نمودارهای دوشاخه ای شدن و ماکزیمم نمای لیاپانوف استفاده می گردد. نتایج به دست آمده بیانگر وقوع حرکت های پریودیک، زیر هارمونیک، شبه پریودیک و آشوبناک در پاسخ سیستم و همچنین تفاوت قابل ملاحظه رفتار غیرخطی سیستم در حضور اثر وزن می باشد.

یکی از مسائل کاربردی و مورد علاقه در علوم حرارت و سیالات، طراحی شکل سطح برای دستیابی به توزیع مطلوبی از یک متغیر جریان نظیر سرعت، فشار، دما یا شار حرارتی روی مرز است. حل چنین مسائلی با روش های تجربی یا نیمه تجربی مقرون به صرفه نبوده و با روش های تحلیلی نیز در اغلبِ مواردِ کاربردی امکان پذیر نیست. به همین دلیل الگوریتم های عددی متعددی برای حل مسائل طراحی شکل سطح توسعه داده شده است. در این الگوریتم ها معمولا یک شکل اولیه در فرآیندی محاسباتی اصلاح می شود تا توزیع سطحی مورد نظر بدست آید. الگوریتم های عددی برای حل مسائل طراحی شکل از سه ابزار تولید کننده شبکه، حلگر جریان و تغییر دهنده شکل استفاده می کنند. در اغلب الگوریتم های عددی، علاوه بر اینکه سه ابزار ذکر شده به صورت جدا از هم کار می کنند، تغییر دهنده شکل نیز مبتنی بر معادلات حاکم نیست. در این مقاله یک الگوریتم طراحی شکل جدید موسوم به الگوریتم طراحی مستقیم برای مسائل انتقال حرارت جابجایی داخلی ارائه می شود که در آن علاوه بر اینکه تولید شبکه، حل جریان و تغییر شکل به صورت همزمان انجام می شود، تغییر دهنده شکل نیز از معادله حاکم به دست آمده و شامل هیچ پارامتر مجهولی نیست. چند مساله مشتمل بر انتقال حرارت جابجایی که در آن ها به جای شکل مرز، توزیع شار حرارتی روی مرز معلوم است، با استفاده از الگوریتم پیشنهادی، حل شده است. نتایج بدست آمده حاکی از توانایی الگوریتم توسعه داده شده در حل مسائل طراحی شکل مشتمل بر انتقال حرارت جابجایی داخلی می باشد.

مقدارهای استحکام کششی و سختی منطقه های مختلف اتصال جوش شده از اهمیت بالایی برخودار است. در این پژوهش از یک روش ترکیبی شامل فرآیندهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری آلتراسونیک برای اتصال لب به لب ورق های پلاستیکی از نوع ABS استفاده شده است. بدین منظور ارتعاشات آلتراسونیک عرضی به ابزار در حال چرخش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اعمال می گردد و سپس اثر متغیرهایی مانند ارتعاشات آلتراسونیک، سرعت چرخش ابزار، سرعت پیشروی و قطر شانه ابزار بر استحکام کششی و سختی نمونه های جوش داده شده مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به تعداد پارامترها و سطوح مربوط به هریک، از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای انجام آزمایشات استفاده شده و آرایه L18 انتخاب گردید. همچنین اثر پارامترها، به صورت اثر مستقل و متقابل مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال ارتعاشات آلتراسونیک بطور قابل توجهی استحکام کششی و سختی خط جوش را بهبود می بخشد. پس از ارتعاشات آلتراسونیک، سرعت چرخش ابزار، قطر شانه ابزار و سرعت پیشروی به ترتیب تاثیرگذارترین پارامترها بر استحکام کششی و سختی بودند. پس از بررسی اثر پارامترها بر خواص مکانیکی، از روش گری برای بهینه سازی و یافتن بهترین ترکیب پارامترها جهت دستیابی به بیشترین استحکام کششی و سختی استفاده شد. نتایج به دست آمده از بهینه سازی نشان داد که جوشکاری با اعمال ارتعاش آلتراسونیک، سرعت چرخشی 1200 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 60 میلی متر بر دقیقه و قطر شانه ابزار 22 میلی متر سبب رسیدن به بیشترین سختی و استحکام کششی اتصال بطور همزمان خواهد شد.

در این پژوهش معادلات انتشار امواج لمب در یک میکرو ورق ایزوتروپیک بینهایت با ضخامت محدود، با در نظر گرفتن اثر تنش های کوپل و با استفاده از تئوری تنش کوپلی سازگار استخراج شده است. اثر اندازه میکرو- ورق، با استفاده از پارامتر طول مشخصه، در معادلات مذکور لحاظ شده است که بدین ترتیب می توان تاثیر ابعاد مختلف ورق را در نحوه دیسپرژن امواج لمب مشاهده نمود. بدلیل کاربرد میکرو ورقهای آلومینیوم نیترید در محرک های صوتی سطحی، انتشار امواج لمب در این مواد مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه ابتدا بی بعدسازی روابط با استفاده از تعریف پارامترهای بی بعد، انجام شده است. بنابراین نمودارهای بدست آمده برای تمام ضخامت ها، طول موج های انتشاری و اندازهای پارامتر طول مشخصه یک میکرو ورق قابل استفاده است. سپس بر اساس تقریب شبه استاتیک، نمودارهای دیسپرژن امواج لمب برای دو مود متقارن و پادمتقارن اول در میکرو ورقی از جنس آلومینیم نیترید ترسیم شده و با نتایج حاصل از تئوری کلاسیک مقایسه شده است. مقایسه نتایج بدست آمده و داده های تجربی صحت روابط را نشان می دهد. در نهایت، با توجه به اینکه تعیین پارامتر طول مشخصه نقش اساسی در استفاده از تئوری تنش کوپلی سازگار دارد، روشی برای مشخص نمودن این اندازه با استفاده از نمودارهای دیسپرژن و داده های تجربی گزارش شده، پیشنهاد شده است.

تنش های حرارتی بویژه تنش های برون صفحه ای در لایه مرزی در پوسته های نازک کامپوزیتی با لایه گذاری متعامد که تحت بارگذاری حرارتی قرار دارد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پوسته استوانه ای کامپوزیتی با طول محدود تحت بارگذاری حرارتی مدلسازی شده است. برای مدلسازی رفتار پوسته از تئوری لایه ای بر مبنای جابجایی استفاده شده است. با درنظر گرفتن فرم میدان جابجایی متناسب برای مساله و با استفاده از تئوری لایه ای جابجایی محور، معادلات حاکم بر مساله برای بارگذاری حرارتی پوسته استخراج شده است. از اصل حداقل انرژی پتانسیل کل برای استخراج معادلات حرکت حاکم بر مساله استفاده شده است. معادلات حاکم بر مساله در تئوری لایه ای شامل تعداد زیادی معادله دیفرانسیل کوپل می باشد. معادلات دیفرانسیل حاکم دکوپله شده و حل تحلیلی آنها برای حالت های مختلف شرط مرزی در لبه ای ارایه شده و میدان جابجایی پوسته بدست آمده است. با توجه به اینکه به علت اختلاف ضرایب انبساط حرارتی لایه های کامپوزیت، تغییرات دما منجر به ایجاد تنش های لایه مرزی می شود تنش های حرارتی بویژه تنش های لایه مرزی در پوسته استخراج و بررسی شده است. برای اطمینان از صحت و دقت نتایج روش لایه ای، از مدل المان محدود برای صحه گذاری بر نتایج تئوری لایه ای استفاده شده است. نتایج عددی برای استوانه ای کامپوزیتی از جنس شیشه-اپوکسی ارایه شده است. تنش های حرارتی بخصوص تنش های برون صفحه ای در جداره پوسته مخصوصا در نواحی نزدیکی لبه ها بررسی شده است. تنش های برون صفحه ای عمودی و برشی و همچنین تنش های درون صفحه ای ناشی از بارگذاری حرارتی برای لایه گذاری های متفاوت و شرایط مرزی مختلف مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

در این مقاله، یک کنترل کننده مقاوم هوشمند برای کنترل کلاسی از سیستم های غیرخطی دارای عدم قطعیت و اغتشاشات خارجی کراندار با دامنه محدود پیشنهاد می گردد. روش پیشنهادی بر اساس ترکیب کنترل مد لغزشی ترمینال و سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی با آموزش مبتنی بر الگوریتم زنبور استوار است. برای این منظور، ابتدا یک سطح لغزش غیرخطی بر اساس روش کنترل مد لغزشی ترمینال سریع طراحی می گردد. این سطح لغزش به عنوان ورودی برای کنترل کننده هوشمند که یک سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی است، در نظر گرفته می شود و به کمک آن، قانون کنترل مد لغزشی ترمینال بدون در نظر گرفتن بخش سوئیچینگ تقریب زده می شود. در روش پیشنهادی، از الگوریتم زنبورعسل برای به روزرسانی وزن ها در سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی استفاده می گردد. از مزایای کنترل کننده پیشنهادی نسبت به کنترل کننده مد لغزشی ترمینال سریع، می توان به قوام کنترل کننده پیشنهادی در برابر عدم قطعیت و اغتشاش، ساختار ساده کنترل کننده، سرعت همگرایی بالاتر نسبت به روش های مرسوم مشابه و عدم وجود پدیده چترینگ در تلاش کنترلی اشاره نمود. روش مورد مطالعه بر روی سیستم میکروسکوپ نیروی اتمی که برای دستکاری نانو کاربرد دارد، شبیه سازی می گردد. نتایج شبیه سازی قوام و عملکرد مناسب روش پیشنهادی را نشان می دهد.

در مقاله حاضر، جهت تعیین وابستگی سطح تسلیم به فشار نانوکامپوزیت پلی پروپیلن/خاک رس، از معیار تسلیم دراگر-پراگر تعمیم یافته استفاده شده است و ضرایب آن با استفاده از ترکیبی از روش های تجربی، عددی و بهینه سازی محاسبه شده است. در این روش، اختلاف نتایج روش های عددی و تجربی که از آزمون خمش سه نقطه ای حاصل شده است، کمینه می شود. به منظور کاهش بار محاسباتی شبیه سازی عددی، یک الگوی جایگزین بر پایه مدل کریجینگ به منظور پیش بینی تابع هزینه تولید می شود. نقطه بهینه این تابع با روش بیشینه کردن امید ریاضی استخراج می شود. در ادامه با استفاده از آزمون های کشش و فشار صحت نتایج سنجیده می شود. نتایج نشان می دهند که این روش می تواند جایگزین آزمون های پیچیده مکانیکی به منظور تعیین ضرایب دراگر-پراگر تعمیم یافته باشند. همچنین از این روش می توان خواص مکانیکی ترموپلاستیک ها مانند تنش تسلیم کششی، فشاری و مدول الاستیک ماده را با انجام تنها آزمون خمش سه نقطه ای پیش بینی کرد. علاوه بر این مشخص شد که تغییر حجم در تغییر شکل های پلاستیک برای ترموپلاستیک ها قابل ملاحظه می باشد و فرض جریان پتانسیل غیر وابسته نسبت به جریان وابسته در معیار دراگر-پراگر تعمیم یافته برای این مواد مناسب تر می باشد.

شبیه سازی جریان اطراف پروانه یک مساله پیچیده سیالاتی می باشد خصوصا وقتی پروانه در نزدیک سطح آزاد باشد. در این تحقیق، اثر عمق غوطه وری، سرعت پیش روی و پدیده تهویه روی عملکرد یک پروانه سری بی-وگنینگن در نزدیک سطح بصورت عددی بررسی شده است. بدین منظور از نرم افزار تجاری انسیس- فلوئنت برای حل میدان جریان سیال لزج، تراکم ناپذیر و دوفازی استفاده شده است. چرخش پروانه برای جریان دایمی بوسیله مدل دستگاه مرجع چرخان و برای جریان گذرا توسط شبکه لغزان مدل سازی شده است. برای مدل سازی جریان مغشوش و شبیه سازی حرکت سطح آزاد به ترتیب از مدل k-ω SST و روش حجم سیال استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج حل عددی، با توجه به عدم دسترسی به نتایج تجربی پروانه در نزدیک سطح، حل عددی در شرایط آب آزاد انجام شده و ضریب های عملکردی پروانه محاسبه شده اند. مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی از تطابق خوبی برخوردار بوده و شبیه سازی عددی را تایید می نماید. نتایج حاصل از حل عددی نشان می دهدکه نسبت غوطه وری و پدیده تهویه از عوامل موثر بر عملکرد پروانه می باشند به نحوی که با کاهش نسبت غوطه وری پروانه از 2.2 به 1.4 در نسبت پیش روی 0.4، نسبت ضریب های نیروی پیش-رانش و گشتاور پیچشی به ضریب های عملکرد در شرایط آب آزاد به ترتیب 7.7 و 6 درصد کاهش می یابد.

کامپوزیت های پلیمری فلزی یونی گروهی از مواد پلیمری الکترواکتیو هستند که براثر اعمال ولتاژهای پایین و در نتیجه حرکت کاتیون های داخل پلیمر، دچار تغییر شکل مکانیکی می شوند. این مواد کاربردهای زیادی در علوم مختلف از قبیل رباتیک، تجهیزات مهندسی پزشکی و ماهیچه های مصنوعی دارند. از آنجا که در مکانیزم تحریک این عملگرها اصول شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی حاکم است، بنابراین جزو مسایل چند حوزه ای قرار می گیرند. لذا مدل کردن آن ها بر اساس قوانین فیزیکی کار بسیار پیچیده و طاقت فرسایی است. در این پژوهش، یک مدل گسسته جدید با پارامترهای وابسته به متغیرهای حالت جهت شناسایی رفتار غیر خطی عملگر کامپوزیتی فلزی پلیمری یونی ارائه می شود. رفتار غیر خطی سیستم شناسایی شده، توسط ضرایبی که تابعی از حالت های ورودی و خروجی هستند نشان داده می-شود. با استفاده از الگوریتم پارامترهای وابسته به متغیر حالت (اس دی پی) مدل عملگر از اطلاعات ورودی-خروجی سیستم شناسایی شده و پارامترهای متغیر سیستم که تابعی از ورودی ها و خروجی های لحظات قبل هستند تخمین زده می شوند. روش پیشنهادی با نتایج موجود مقایسه شده که نتایج بدست آمده بیانگر دقت بالای مدل پیشنهادی می باشد.

در این تحقیق یک نوع فولاد مرتبه ای باینیتی شامل فازهای فریت، باینیت و آستنیت به روش ذوب دوباره سرباره ای تولید شد و با آزمون ریزسختی سنجی ویکرز و متالوگرافی محل لایه های مرتبه ای مشخص گردید. سپس نمونه هایی با شیار U شکل در حالت توقف گر و تقسیم گر شیار، تحت آزمون خمش سه نقطه ای در مود اول بارگذاری قرار گرفت و اثر تغییر عمق شیار بر بار بحرانی شکست و بر مقدار Jcr بررسی شد. همچنین مقدار انتگرال J در عمق های مختلف شیار در فولاد مرتبه ای و فولاد همگن در حالت بارگذاری ثابت محاسبه شد و ضمن بررسی تاثیر عمق شیار، مقایسه بین مقدار انتگرال J در این دو فولاد انجام گرفت. نتایج نشان دادند که در حالت توقف گر شیار ماکزیمم بار بحرانی شکست در فولاد مرتبهای در آغاز ناحیه باینیتی صورت می گیرد و مقدار Jcr به عمق و جنس ناحیه انتهای شیار وابسته است اما در حالت تقسیم گر شیار تغییرات بار بحرانی و Jcr روند یکنواختی مانند شیار در مواد همگن دارند و مقادیر آنها در مقایسه با حالت تقسیم گر شیار کمتر می باشد. در هر یک از حالت های مورد بررسی علاوه بر محاسبه انتگرال J به صورت تجربی، مقدار این پارامتر بر اساس تئوری رایس و با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس نیز محاسبه شده است. با مقایسه داده های حاصل از روش شبیه سازی و روش تجربی، تطابق خوبی بین این دو مشاهده گردید.

در کار حاضر طراحی ساختاری لوله پره دار حلقوی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای هندسی مورد بررسی شامل قطر پره، ضخامت پره، گام پره، قطر خارجی لوله، طول لوله و پارامترهای فیزیکی شامل عدد افت فشار و عدد استانتون، نسبت قابلیت هدایت حرارتی پره به هوا و نسبت قابلیت هدایت حرارتی سیال داخل لوله به هوا است. هدف این مطالعه افزایش تبادل حرارت با تغییر متغیرهای هندسی است. مشاهده شد که در یک شرایط جریانی مشخص، ساختار لوله پره دار حلقوی دارای هندسه بهینه و تعداد پره بهینه می باشد، بگونه ای که مقاومت حرارتی به کمترین مقدار خود می رسد. در افت فشار کم و عدد استانتون پایین، راندمان پره و ضریب انتقال حرارت داخلی بالاست. در این شرایط روابطی تحلیلی برای تبادل حرارت بهینه، تعداد پره بهینه و هندسه بهینه ارائه گردید. مشاهده شد که نسبت ضخامت به گام پره در حالت بهینه فقط تابع درصد حجمی پره می باشد و این مقدار با افزایش درصد حجمی پره زیاد می شود. همچنین تعداد پره بهینه متناسب با نسبت فاصله بین دو پره به گام پره در حالت بهینه و عکس عدد استانتون است. بعلاوه دیده شد که در محدوده پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه، لوله با تعداد پره 3400 و نسبت منظر 0.63 دارای حداکثر انتقال حرارت است.

در این مطالعه، تاثیرات استفاده از نازل اولیه همگرا بر عملکرد اجکتور هوای مورد استفاده در سیستم سلول سوختی غشا الکترولیت پلیمری (PEMFC) با روش عددی بررسی شده است. شبیه سازی با حل معادلات دوبعدی تراکم پذیر ناویراستوکس انجام پذیرفته است. به منظور تخمین شرایط آشفتگی جریان، از مدل بهره گرفته شده است. مقایسه بین نتایج محاسباتی و داده های تجربی چاپ شده در یک شرایط خاص عملیاتی برای پارامتر نرخ کشندگی، انطباق خوبی را نشان می دهد. اجکتور با نازل همگرا، بطور گسترده ای در علوم هوافضا، موتورهای جت و سیستم های سلول سوختی غشا الکترولیت پلیمری استفاده می شود. این نوع اجکتورها دارای مزیت های فراوانی همچون کاهش سر و صدای جت، جلوگیری از چگالش بخار آب موجود در اجکتور و بهبود عملکرد نازل های متداول همگرا-واگرا هستند. تاثیر همگرا شدن نازل اولیه بر روی شرایط جریان و عملکرد اجکتور در بخش های مختلف آن با توجه به کاربردها و مزیت های متعدد، در این مطالعه بررسی شده است. در این مطالعه، بر اساس کاربرد خاص اجکتور با نازل اولیه همگرا در سیستم سلول سوختی غشا الکترولیت پلیمری، بهبود و بهینه سازی عملکرد آن هدف تحقیق حاضر قرار گرفته است. بررسی های صورت گرفته بصورت جداگانه بر روی اجکتور با نازل اولیه همگرا-واگرا نیز اعمال شده و نتایج حاصل با حالت نازل همگرا مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که عملکرد اجکتور با تغییر ساختار نازل اولیه بهبود یافته است. این بهبود عملکرد به معنای استفاده بهینه از انرژی مصرفی موجود و افزایش مکش جریان ثانویه در فرآیند عملیاتی اجکتور است.

رباتهای متحرک چرخ دار با قابلیت بازرسی محیط های خاص نظیر لوله کاربرد گسترده ای در صنعت دارند. یکی از ویژگیهای مهم این رباتها قابلیت حرکت در مجاری محدود و ویژه می باشد. وجود محیط پیش بینی نشده و موانع موجود در مسیر حرکت یکی از معضلات جدی در موفقیت ماموریت رباتها محسوب می شود. در این مقاله یک مکانیزم نوین برای افزایش قابلیت حرکت ربات هنگام مواجهه با موانع کوچک، گودال و یا رسوب زیاد ارائه گردیده است. همچنین این مکانیزم قابلیت حرکت ربات در مسیرهای شیبدار را نیز افزایش می دهد. مکانیزم از دو لینک متحرک تشکیل شده که در کناره های ربات مستقر شده اند. این دو لینک که در دو سمت ربات متحرک چهار چرخ قرار می گیرد هنگام مواجهه با مانع یا حفره ضمن تماس با جلو یا عقب ربات تعادل نیروهای عمودی وارد بر چرخها را تغییر داده و باعث افزایش توان حرکتی ربات می گردد. همچنین لینکها می تواند با تماس با تاج لوله باعث افزایش نیروی عمودی چرخها و در نتیجه افزایش قابلیت حرکت ربات شود. طول لینکها علاوه بر چرخش آنها قابل تغییر می باشد. لذا یک مکانیزم دو درجه آزادی ایجاد شده که یک موتور حرکتی برای تحریک آن استفاده شده است. لذا برای تغییر درجه آزادی فعال از یک مکانیزم قفل کننده مبتنی بر محرکهای آلیاژ حافظه دار استفاده شده است. تحلیل صورت گرفته و شبیه سازیهای انجام شده بیانگر قابلیت مکانیزم در افزایش قابلیت حرکت ربات می باشد. عملکرد مکانیزم در محیط نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز صحه گذاری شده است.

در این مقاله، بازدهی هدایت حرارتی نانونوار گرافنی دارای نقص در برابر حضور نانوذرات افزوده در عملیات آشکارسازی جرم های کوچک با استفاده از دینامیک مولکولی غیرتعادلی معکوس مورد مطالعه قرار گرفته است. مدیریت هدایت حرارتی این ساختار به دلیل تلفات القایی در هدایت الکتریکی بسیار موردبحث بوده و هر راهی که بتواند هدایت حرارتی گرافن را تحت مدیریت قرار دهد بسیار کارآمد خواهد بود. در این مقاله دیده شده که حین انجام عملیات آشکارسازی، در اثر ایجاد تخلخلهایی در سطح نانونوار و یا افزوده شدن نانوذرات خارجی، خواص حرارتی گرافن تغییر قابل توجهی می نماید که این مساله باید در کالیبراسیون سنسورهای جرمی بر مبنای گرافن مدنظر قرار گیرد. بطور خلاصه، شبیه سازی ها نشان داده که ضریب هدایت حرارتی گرافن با افزایش حضور نانو ذرات آهن کاهش می یابد. در لبه های نوار گرافنی مقدار ضریب هدایت حرارتی از بقیه نقاط بیشتر است که نشان می دهد مکان جای خالی و نانوذره بر ضریب هدایت حرارتی اثرگذار است. به عنوان نتیجه ای جالب توجه، مقدار ضریب هدایت حرارتی حالت جای خالی بیشتر از حالت نانوذره همراه با جای خالی بوده و افزایش قطر حفره، اثر مستقیم بر کاهش مقدار ضریب هدایت حرارتی داشته به طوری که با افزایش قطر حفره از 0.5 نانومتر به 4.4 نانومتر در یک نوار گرافن با عرض 5 نانومتر، مقدار ضریب هدایت حرارتی از 67 W/mk به 1.43 W/mk می رسد.

انتقال حرارت توام یکی از جنبه های مهم در تبدیل انرژی است و نقش بسزایی در میزان راندمان حرارتی و مصرف سوخت محفظه احتراق دارد. در کار حاضر مدلی دو بعدی برای یک جریان واکنشی آرام با محاسبه معادلات انتقال جرم، ممنتم، انرژی و گونه ها ارائه شده است. برای شبیه سازی عددی، حلگری در نرم افزار متن باز اُپن فوم توسعه داده شده است. این حلگر قادر است تا رفتار فرآیندهای واکنشی و انتقالی در سیال، انتقال حرارت هدایتی در جامد و تشعشع از سطوح جانبی را جهت تاثیر انتقال حرارت توام پیش بینی کند. در این حلگر برای تحلیل و بررسی عددی انتقال حرارت توام از روش کوپل و جهت پیوستگی دما و شار حرارتی بر روی سطح مشترک بین سیال و جامد، شرط مرزی اعمال می شود. صحت سنجی حلگر ایجاد شده با استفاده از داده های تجربی نمونه آزمایشگاهی مشعل شانه عسلی صورت پذیرفته است. نتایج نشان می دهد که مقایسه حل عددی و داده های تجربی از مطابقت خوبی برخوردار است. بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهد که مطالعه پارامتری شامل تغییر شرایط ورودی سیال و همچنین ابعاد هندسه در برهم کنش انتقال حرارت توام و محل آزاد شدن انرژی حاصل از احتراق موثر می باشد. با افزایش سرعت ورودی محل تشکیل شعله به سمت خروجی و با افزایش نسبت هم ارزی، این محل به سمت ورودی حرکت می کند. افزایش طول جامد و ضخامت آن باعث کاهش طول ناحیه پیش گرمایش نیز می شود.

در این مقاله، شاخص های شدت مصرف انرژی سالیانه 13 مجتمع مسکونی با ویژگی های متفاوت مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. این ویژگی ها شامل نوع نما، سیستم گرمایشی و سرمایشی، نوع پنجره ها و مجزا یا مشترک بودن کنتورهای گاز واحدهای موجود در مجتمع ها می باشند. ضمن معرفی مجتمع های انتخاب شده، مشخصات پوسته آن ها، سیستم گرمایشی و سرمایشی و همچنین حامل های انرژی مورد استفاده در آن ها مورد بررسی و سپس به تحلیل جریان انرژی در مجتمع ها پرداخته شده است. در ابتدا روش محاسبه شاخص شدت مصرف انرژی ارائه شده است. سپس شاخص های شدت مصرف انرژی ساختمان ها محاسبه و ساختمان های با ویژگی های متفاوت از نظر شاخص شدت مصرف انرژی مقایسه شده اند. مقایسه شاخص های شدت مصرف انرژی نشان می دهد که استفاده از مصالح نوین انرژی مانند نمای متال برد (ساندویچ پانل دکوراتیو) بجای آجرنما، پنجره UPVC بجای پنجره فلزی، شیشه دوجداره بجای تک جداره و همچنین استفاده از سیستم های گرمایشی نیمه متمرکز بجای بخاری و آبگرمکن و یا موتورخانه شدت مصرف انرژی در ساختمان را تا حد قابل توجهی کاهش می دهد. همچنین استفاده از کنتور گاز مجزا بجای کنتور گاز مشترک، با تاثیرگذاری بر رفتار ساکنین ساختمان و ایجاد انگیزه مالی برای کاهش مصرف انرژی باعث صرفه جویی در مصرف گاز طبیعی و کاهش شاخص شدت مصرف انرژی ساختمان می گردد.

در این پژوهش دقت روشهای پایا و ناپایا در تخمین طول مورد نیاز کانالهای زیر زمینی هوا جهت کاربرد سرمایشی مقایسه شد. همچنین تاثیر شرایط مختلف برای دمای هوای ورودی (دمای ثابت، پریودیک و واقعی) بر دقت مدلهای ناپایا مطالعه گردید. نتایج نشان داد طراحی بر اساس مدل پایا نمی تواند تخمین درستی از طول مورد نیاز کانال ارایه نماید. بعلاوه، استفاده از مدل ناپایا با دمای ورودی ثابت باعث تخمین بالا دست طول مورد نیاز کانال می شود که این امر می تواند طرح را از نظر اجرایی و اقتصادی با چالش مواجه کند. این درحالی است که با استفاده از مدل ناپایا با دمای ورودی پریودیک می توان طول مورد نیاز کانال را با دقت مناسبی نسبت به حالت واقعی تخمین زد.