مهندسی مکانیک مدرس
سال:1395 | دوره:16 | شماره:2 |تعداد مقالات:39

استفاده از جاذب صوتی تخت چندلایه در اتاق صامت نسبت به شیوه های متعارف نظیر جاذب های گوه ای و هرمی شکل، مزایایی از قبیل قیمت مناسب تر، نصب آسان تر و پیچیدگی ساخت کمتر دارد. بنابراین طراحی بهینه جاذب چندلایه تخت با کمترین ضخامت مورد توجه است. در این مقاله از الگوریتم ژنتیک چندهدفه به عنوان ابزاری موثر در بهینه سازی طراحی جاذب متخلخل سه لایه تخت استفاده شده است. برای داشتن محدوده گسترده تری از مواد متخلخل، ترکیب جاذب متخلخل فومی و فیبری استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد جذب صوتی ساختارهای چندلایه، دو روش تحلیلی و عددی (روش اجزای محدود و بطور خاص نرم افزار کامسول مولتی فیزیک) بکارگرفته شده است. در قدم اول، مدل ریاضی صحه گذاری شده و نتایج روش اجزای محدود، تحلیلی و تجربی برای دو نمونه ساختار مقایسه شده است که تطابق مناسبی را نشان می دهند. همچنین برای صحه گذاری بر عملکرد الگوریتم ژنتیک برنامه نویسی شده، نتایج آن برای بهینه سازی جاذب متخلخل سه لایه تخت با نتایج مقاله ای مناسب مقایسه شده است که دقت و کارایی الگوریتم برنامه نویسی شده را نشان می دهد. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که ساختار متخلخل سه لایه تخت، با ضخامتی کمتر از یک پنجم طول موج متناظر با بسامد قطع80 Hz ، می تواند کیفیتی قابل مقایسه با ساختارهای متعارف گوه ای ایجاد نماید.

در این مقاله به پایش خرابی ورق آلومینیومی T3-2024 ترک دار ترمیم شده با وصله چند لایه فلز الیاف با روش آکوستیک امیشن پرداخته می شود. برای آزمون تجربی 12 نمونه ساخته شده است. نمونه ها را به 4 دسته با توجه به زاویه ترک (صفر و 45 درجه) و حالت ترمیم شده و نشده تقسیم گردیده است. برای حصول اطمینان از خطای پایین ساخت نمونه ها، از لایه از پیش آغشته کامپوزیتی استفاده شده و سطوح آلومینیوم، آنودایز در محلول اسید کرمیک شده و پخت در اتوکلاو انجام گردیده است. در مرحله ایجاد ترک خستگی با استفاده از داده برداری آکوستیک امیشن لحظه ایجاد ترک خستگی تشخیص داده شده است. با استفاده از مجموع انرژی امواج آکوستیک امیشن شناسایی شروع و رشد خرابی و رشد بحرانی جدایش شناسایی شده است. مکانیزم های مختلف خرابی با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی و بررسی سطوح شکست مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از یک روش که جهت تحلیل فرکانسی امواج معرفی شده سعی شده است، محدوده فرکانسی خرابی های مختلف از هم تفکیک شود. با توجه به اشتراک داشتن محدوده فرکانسی مکانیزم های ایجاد ترک در رزین، جدایش الیاف از رزین و جدایش وصله از آلومینیوم، نمودار نیرو- جابجایی به سه ناحیه تقسیم شده و در هر ناحیه که احتمال وقوع یک فرآیند بیشتر می باشد، محدوده فرکانسی امواج مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده فرکانس های غالب پلاستیک شدن آلومینیوم و رشد ترک 440 تا 480 کیلوهرتز و محدوده فرکانس های مکانیزم جدایش 100 تا 150 و 200 تا 220 کیلوهرتز بدست آورده شد.

مشاهدات انجام شده در پژوهش های اخیر نشان داده است گرفتگی عروق در حدود 70 درصد از بیماران مبتلا به بیماری تصلب شرایین به صورت پلاک های چندگانه اتفاق می افتد. لذا با توجه به فراوانی وقوع گرفتگی های دوگانه در عروق، این مقاله خطر پارگی پوسته پلاک را در آرایش های مختلف از شکل های متداول پلاک مورد بررسی و مقایسه قرار داده است. به این منظور با کمک شبیه سازی اجزاء محدود برهمکنش سیال- جامد بین جریان خون، رگ و پلاک، تنش فون میزز ایجاد شده در پوسته محافظ پلاک محاسبه گردیده است. شبیه سازی برهمکنش سیال- جامد به روش لاگرانژی- اویلری اختیاری انجام گرفته و برای اطمینان از صحت مدل ایجاد شده از یک مساله محک که شامل انتشار موج حاصل از جریان در یک لوله الاستیک می شود استفاده شده است. شرایط مرزی سرعت و فشار مطابق با جریان ضربانی واقعی خون در رگ کرونری تعریف شده اند. خون بصورت یک سیال نیوتنی مدل شده و از مدل هایپر الاستیک برای شبیه سازی رفتار غیر خطی بافت انسان و اجزای پلاک استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند ترکیب حاصل از دو پلاک مستطیلی شکل در معرض بیشترین تنش و ترکیب حاصل از پلاک های صعودی و نزولی در معرض کمترین تنش قرار دارند. تاثیر پارامترهای مختلف مانند درصد گرفتگی رگ، فاصله بین دو پلاک و طول گرفتگی پلاک نیز مورد مطالعه و بحث قرار گرفته است.

انتقال حرارت جوشش یکی از پرکاربردترین فرایندهای انتقال حرارت در صنعت به شمار می آید. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال اکسید آهن- آب (فروسیال) در فشار اتمسفر به صورت تجربی بررسی شده است. نانوسیال استفاده شده در این تحقیق به صورت تک مرحله ای سنتز شده است و پایداری بسیار بالایی دارد. تکرارپذیری و دقت دستگاه آزمایش در سه مرتبه برای آب بدون یون انجام شده است که تطبیق بسیار خوبی با روابط موجود در تاریخچه دارد. با بررسی غلظت های حجمی متفاوت از نانوسیال، انتقال حرارت جوشش در غلظت های بالا با افزایش غلظت کاهش و در غلظت های پایین با افزایش غلظت افزایش می یابد. بنابراین ضریب انتقال حرارت جوشش در 0.1 درصد حجمی از نانوسیال دارای مقدار بهینه بوده و حداکثر به میزان 43 درصد افزایش می یابد. زبری سطح جوشش با رسوب نانوذرات در اثر شرایط مختلف غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش در طول زمان تغییر می کند. لازم به ذکر است که در این پژوهش اثر تغییرات زبری سطح به دلیل رسوب نانوذرات و تاثیر گذشت زمان در فرایند جوشش برای نخستین بار مورد بررسی قرار می گیرد. بنابراین جهت بررسی تغییر رسوب نانوذرات در اثر تغییر غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش آزمایش هایی طرح شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که انتقال حرارت جوشش روی سطوح رسوب کرده با شارحرارتی پایین کاهش و روی سطوح رسوب کرده با شار حرارتی بالا افزایش می یابد.

شیوه جدیدی برای تغییر آرایش منظومه های ماهواره ای بر اساس تئوری لامبرت ارائه می گردد. مساله تغییر آرایش در این مقاله با قید کمینه سازی هزینه های ناشی از مصرف سوخت مد نظر قرار می گیرد. از این رو، مانورهای مداری مورد نیاز اجرای عملیات تغییر آرایش به گونه ای طراحی می شود که انتقال مداری ماهواره ها به آرایش منظومه مطلوب با حداقل هزینه امکان پذیر شود. همچنین روش انتقال مداری معرفی شده برای اجرای فاز تغییر آرایش منظومه ماهواره ای، هیچگونه قیدی بر روی شکل و جهت گیری مدارهای اولیه و هدف اعم از هم صفحه و هم محور بودن، دایروی بودن و یا داشتن یک نقطه مشترک ایجاد نمی کند. علاوه بر آن، روشی برای مدلسازی تابع هزینه مساله تغییر آرایش ارائه می گردد که در آن دو امر مهم انتقال مداری بهینه ماهواره ها به آرایش منظومه هدف و تخصیص بهینه هر یک از ماهواره ها به یک موقعیت یا مدار نهایی خاص، در یک گام انجام می پذیرد. بدین منظور و برای دستیابی به پاسخ بهینه سراسری مساله تغییر آرایش منظومه، از تکنیک بهینه سازی ازدحام ذرات و ژنتیک مرکب استفاده می گردد. در نهایت، دو سناریوی مختلف تغییر آرایش منظومه ماهواره ای، یک بار با استفاده از شیوه ارائه شده و یک بار با در نظر گرفتن موقعیت های پرواز و استقرار معین برای ماهواره ها، مدلسازی و حل می شود. نتایج حاصله حاکی از برتری شیوه ارائه شده در این مقاله است.

آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V یکی از پرکاربردترین آلیاژهای صنعتی است که بیشترین استفاده را در صنایع مهم و پر مخاطره دارد، یکی از ملزومات ماشین کاری چنین قطعاتی دستیابی به سلامت سطح مناسب است. ماشین کاری تخلیه الکتریکی با استفاده از ذرات معلق در دی الکتریک، فرآیندی است که مکانیسم آن با فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی سنتی متفاوت است و اغلب به منظور دستیابی به صافی سطح مناسب در ماشین کاری تخلیه الکتریکی از آن استفاده می گردد. در این مطالعه دو نوع نانوپودر اکسید سیلسیم و اکسید آلومینیوم به سیال دی الکتریک، در فرآیند ماشین کاری آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V اضافه می گردد؛ تا تاثیر افزودن آنها بر روی مشخصه های خروجی فرآیند تخلیه الکتریکی از جمله نرخ براده برداری، سایش نسبی ابزار و صافی و سلامت سطح مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. سطح نمونه های ماشین کاری شده و سطح مقطع برش خورده آنها با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی و عمق لایه متاثر از حرارت مطالعه گردد. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوپودرها بویژه نانوپودر اکسید سیلسیم باعث افزایش نرخ براده برداری شده، تاثیر نانوذرات بر روی فرسایش نسبی ابزار به تنظیمات و شرایط ماشین کاری بستگی دارد. تاثیر نانوپودر اکسید سیلسیم بر روی افزایش صافی سطح بیشتر از نانوپودر اکسید آلومینیوم می باشد، سلامت سطح ماشین کاری شده از لحاظ وجود میکروترکها و عمق لایه تغییر یافته در اثر حرارت، با افزودن نانوذرات بهبود یافته است.

در این مقاله، رویکردی جدید برای کنترل دینامیک سیستم تعلیق فعال خودرو در حضور اغتشاش جاده پیشنهاد شده است. سیستم تعلیق فعال پیشنهاد شده با استفاده از محرک هیدرولیکی به خودرو اعمال می شود. ورودی این محرک هیدرولیکی نیز یک شیر الکتریکی می باشد. به عبارت دیگر، هم معادلات مکانیکی سیستم (مربوط به محرک هیدرولیکی) و هم معادلات الکتریکی آن (مربوط به شیر الکتریکی) در نظر گرفته شده اند. بنابراین با وجود پیچیدگی معادلات سیستم، تنها ورودی قابل محاسبه و در دسترس، جریان شیر الکتریکی است. مبنای روش پیشنهادی کنترل حالت لغزشی دینامیکی است. در کنترل حالت لغزشی دینامیکی، یک انتگرال گیر قبل از سیستم قرار داده می شود که باعث حذف چترینگ خواهد شد. اگر چه در کنترل حالت لغزشی دینامیکی، درجه سیستم افزوده (سیستم به همراه انتگرال گیر) یک مرتبه بزرگتر از درجه سیستم اصلی است و بنابراین کنترل سیستم مشکل خواهد بود. اما مزیت آن این است که سیگنال ورودی سیستم از یک معادله دینامیکی یا فیلتر پایین گذر محاسبه می شود به طوری که عملکرد مقاوم (خاصیت تغییر ناپذیری) سیستم حتی در حضور نامعینی، محفوظ می ماند. مزیت دیگر روش پیشنهادی این است که نیروی خروجی مطلوب محرک هیدرولیکی با استفاده از کنترل کننده محاسبه می شود.

در این مقاله مساله کنترل حرکت ربات های انسان نما مورد بررسی قرار می گیرد. مساله یادگیری حرکات مشابه انسان به خصوص حرکات موزون و تکرارشونده به ربات های انسان نما چالشی بزرگ در زمینه علم رباتیک محسوب می شود. یادگیری تقلیدی که زیرمجموعه ای از یادگیری بانظارت است، یک فرم اصلی جهت یاددادن کارهای پیچیده به ربات به شمار می آید و بر این اساس استوار است که یک سیستم مصنوعی می تواند حجم بالایی از اطلاعات را از طریق یادگیری تقلیدی از فرد آموزش دهنده یاد بگیرد. روش اصلی به کار گرفته شده در این تحقیق جهت یادگیری حرکات موزون و تکرارشونده به ربات انسان نمای نائو، یادگیری تقلیدی است. تکنیک اصلی به کاررفته در این پژوهش استفاده از ساختارهای عصبی موسوم به مولد مرکزی الگو می باشد که قادر است الگوی موردنیاز برای حرکت در یک ربات را بر اساس یک نوع آموزش نمایشی به دست آورد. نحوه طراحی سیستماتیک این ساختار عصبی مصنوعی که در علم کنترل کاربرد های فراوانی دارد، اصلی ترین چالش پیش روست که در این مقاله به ارائه روشی برای آن پرداخته شده است. روش سیستماتیک طراحی و آموزش مولدهای مرکزی الگو که از بازخوردهای حسی جهت تطابق خود با شرایط جدید استفاده می کند، در یک مدل دولایه ای موردبحث و بررسی قرار داده شده است. مدل ارائه شده یک بستر مناسب جهت ارائه آموزش های نمایشی و مبتنی بر نمایش برای ربات های انسان نما محسوب می شود که نیاز به کنترل صریح و برنامه نویسی مستقیم را برطرف می سازد و امکان آموزش غیرمستقیم رفتارهای پیچیده روی انواع ربات ها را مهیا می سازد.

مطالعه جریان لایه مرزی یکی از مسائل بنیادی در مکانیک سیالات بشمار می رود، که از دیرباز مورد توجه پژوهشگران این رشته قرار داشته است. تا کنون تحقیقات بسیار زیادی روی جریان لایه مرزی صورت گرفته است که اکثر آنها در خصوص سیالات نیوتنی بوده و سهم اندکی از آنها به سیالات غیر نیوتنی پرداخته اند. هدف اصلی این پژوهش شناخت بهتر اثرات خواص ویسکوالاستیک، بر مشخصه های لایه مرزی می باشد. در این تحقیق با رویکرد عددی به انتقال حرارت و لایه مرزی ایجادشده توسط جریان سیال ویسکوالاستیک باوجود جمله گرادیان فشار پرداخته شده است. در رویکرد عددی، برای شبیه سازی این جریان، از دینامیک سیالات محاسباتی به صورت ضمنی با استفاده از نرم افزار متلب و از مدل مرتبه دو، به عنوان مدل ساختاری سیال ویسکوالاستیک استفاده شده است. جهت اطمینان از پاسخ های روش عددی، استقلال نتایج از شبکه محاسباتی بررسی و همچنین پاسخ ها در حالت نیوتنی با حل بلازیوس و فالکنراسکن مقایسه شده اند. در حل عددی نشان داده شد که با افزایش اختلاف تنش های نرمال اول روی دیواره، ضخامت لایه مرزی هیدرودینامیکی، ضخامت مومنتوم، ضخامت جابجایی و ضخامت لایه مرزی حرارتی افزایش می یابد. تغییرات ضریب درگ در اختلاف تنش های نرمال اول گرادیان فشارهای متفاوت گزارش شده است. تاثیر تغییرات عدد پرانتل در جریان سیال ویسکوالاستیک بر مشخصه های لایه مرزی مورد مطالعه قرار گرفته است. عدد ناسلت متوسط در گرادیان فشارهای متفاوت و ضریب اختلاف تنش نرمال اول مورد ارزیابی قرار گرفته است و در نهایت در یک گرادیان فشار ثابت، با افزایش ضریب اختلاف تنش نرمال اول ناسلت متوسط در طول صفحه، کاهش می یابد.

کشش عمیق با اجزاء لاستیکی یکی از روش های متداول برای حذف هزینه های ساخت و همچنین افزایش نسبت کشش می باشد. در این روش سنبه یا ماتریس از جنس لاستیک ساخته می شود. کشش عمیق ورق های دولایه نیز یکی از روش های جدید برای دستیابی به خواص مطلوب در قطعات تولیدی می باشد که در این روش دو ورق فلزی بر روی هم توسط چسب، به یکدیگر متصل شده اند که با هم به شکل مورد نظر شکل داده می شوند. کنترل نازک شدگی به خصوص در حالیکه از دو جنس و یا دو ضخامت، متفاوت باشد با حالت تک لایه متفاوت است. در این مقاله از تکنیک فاصله اولیه بین ورق گیر و حلقه ثابت استفاده شده است. در این تحقیق، نمونه مربعی با استفاده از قالب با ماتریس لاستیکی بصورت عملی و شبیه سازی سه بعدی، شکل داده شده است. در این مقاله، با استفاده از روش المان محدود و مدل هایپرالاستیک، شبیه سازی های سه بعدی انجام شده است. در ادامه برای صحت سنجی کار، یک قالب با اجزای لاستیکی برای نمونه مربعی ساخته و برای دو جنس آلومینیوم و فولاد که با روش جایگشت، در نمونه دولایه قرارگرفته اند، آزمایش هایی عملی انجام گرفت و نتایج تجربی و عددی با هم مقایسه شده است.در نهایت به کمک روش پاسخ سطح، مجموعه شبیه سازی ها و آزمایش های عملی جهت بررسی پارامترهایی ازجمله شعاع سنبه، جایگشت،جنس ورق و مقدار فاصله اولیه بین ورق گیر بر روی نازک شدگی، نیروی وارد بر سنبه و نیروی ورق گیر انجام شد.

این مقاله به بررسی جریان سیال در یکی از پمپ های گریز از مرکز شرکت پمپ- ایران با استفاده از روش های عددی می پردازد. برای انجام این کار تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار CFX برای گستره وسیعی از دبی های حجمی در دو سرعت متفاوت 1450rpm و2900rpm  انجام شده و نتایج عددی سیال آب با نتایج آزمایشگاهی هد و بازده کل مقایسه شده اند که تطابق قابل قبولی را نشان می دهند. نتایج حاصله برای سیال نفت خام نیز بدست آمده و به صورت منحنی های هد و بازده کل وسایر متغیر ها بر حسب دبی حجمی ارائه و با نتایج آب مقایسه شده اند. نتایج عددی نشان می دهد که میزان فشار مطلق روی تیغه ها در حالت نفت خام 705kpa کمتر از حالت آب است و همچنین مقدار اختلاف فشار مطلق بین ورودی و خروجی پروانه و حلزونی برای نفت خام به مراتب از آب کمتر است. علاوه بر آن مشاهده شد که با افزایش دور پمپ برای هر دو سیال، مقادیر بالای شدت آشفتگی از لوله خروجی به خروجی پروانه در دبی30m3/h  انتقال می یابد که باعث کاهش بازده می شود و میزان شدت آشفتگی برای نفت خام نسبت به آب در فضای داخل پروانه پمپ به مراتب از آب کمتر است. در نهایت برای ارائه منحنی هد پروانه پمپ برای نفت خام در محدوده کلی عملکرد پمپ، یک معادله چند جمله ای مرتبه دوم به نتایج عددی انطباق داده شد.

مطالعه آیرودینامیک جریان های با اعداد رینولدز پایین به علت کاربردهای خاص نظیر وسایل بدون سرنشین، ربات ها و کاوشگرهای زیرسطحی در ابعاد بسیار کوچک مورد توجه می باشد. در مطالعه حاضر، یک روش پیش شرط توسعه یافته به نام روش پیش شرط توانی، جهت تحلیل جریان های آرام ناپایای عبوری از هیدروفویل ها ارائه شده است. در این روش معادلات دوبعدی ناویر-استوکس با تغییر جمله مشتق زمانی معادلات حاکم اصلاح می گردد. ماتریس پیش شرط از یک رابطه توانی و با استفاده از میدان سرعت تصحیح می گردد. معادلات حاکم به کمک روش عددی حجم محدود جیمسون از نوع مرکزیت-سلول انتگرال گیری می شوند و برای حل جریان های ناپایا از یک الگوریتم ضمنی دوزمانه استفاده می شود. پایداری حل به کمک جملات اتلافی مصنوعی مرتبه دوم و چهارم به دست آمده است. روش مورد استفاده برای همگرایی حل به سمت حالت دائم، روش انتگرال گیری زمانی رانج-کوتای صریح چهار مرحله ای می باشد. محاسبات جریان های ناپایای عبوری از هیدروفویل NACA0012 در اعداد رینولدز و زوایای حمله مختلف ارائه شده است. نتایج ارائه شده در این مطالعه شامل پروفیل های سرعت، ضرایب پسا و برا و تاثیر روش پیش شرط توانی بر نرخ همگرایی می باشد. نتایج حاصله به صورت رضایت بخشی با کارهای عددی محققان دیگر تطابق دارد و همچنین نتایج نشان می دهد که روش پیش شرط توانی نرخ همگرایی را تا حد زیادی افزایش و هزینه زمانی محاسبات را کاهش می دهد.

کشتی های هوایی استراتوسفر راه حلهای جالبی را برای بسیاری از چالش های صنعت هوافضا فراهم ساخته اند. نیروهای رانشی و شناوری که توسط کشتی هوایی تولید می شود این وسیله را قادر به پروازهای طولانی مدت و کارایی عملکرد کرده است. اما با وجود همه پیشرفتها، هنوز هم چالشهای اساسی در این زمینه وجود دارد. در این مقاله ابتدا مدل دینامیکی کشتی هوایی استراتوسفر کامل تحریک دارای شش درجه آزادی با استفاده از مختصات تعمیم یافته بسط داده شده است، سپس مقادیر مطلوب جهت گیری و سرعت های خطی و زاویه ای کشتی هوایی با توجه به مسیر مطلوب و استفاده از شبه معکوس معادله سینماتیکی موقعیت و سینماتیکی جهت گیری به دست می آیند. با فرض نامعینی در پارامترهای اینرسی ابتدا در روش کنترل دینامیک معکوس تطبیقی با استفاده از خاصیت پارامتری سازی خطی و قانون به روز رسانی گرادیان پارامترها به صورت برخط تخمین زده می شوند. در ادامه با طراحی الگوریتم حرکت بر اساس پسیو بودن، قانون کنترل و معادله غیر خطی حرکت استنتاج می شوند و روش های کنترل تطبیقی و مقاوم بر اساس پسیو بودن با توجه به این الگوریتم برای کنترل کشتی هوایی به کارگرفته می شود. پایداری سیستم حلقه بسته نیز به طور مختصر با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف شرح داده می شود. در نهایت، نتایج شبیه سازی برای ردیابی مسیر دلخواه متغیر با زمان ارایه می شود. مقایسه بین نتایج کنترل تطبیقی و مقاوم دینامیک معکوس و کنترل تطبیقی و مقاوم بر اساس پسیو بودن ارایه می شود.

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد میکروتیرهای چرخان بر مبنای تئوری گرادیان کرنش و فرضیات تیر اویلر برنولی پرداخته شده است. ابتدا، اصل همیلتون بر روابط به دست آمده انرژیهای کرنشی و جنبشی اعمال شده تا معادلات حاکم بر میکروتیر چرخان استخراج گردد. در ادامه با اعمال پارامترهای بدون بعد، معادلات بی بعد حرکت بدست آمده است. سپس، با اعمال روش گلرکین بر معادلات دینامیکی، فرکانسهای طبیعی عرضی و طولی محاسبه شده است. پس از آن، نتایج حاضر با نتایج مقالات موجود اعتبارسنجی شده است. پس از اعتبار سنجی نتایج حاضر، تاثیر نسبت ضخامت به پارامتر اثر اندازه، سرعت چرخش و ضریب پواسون بر فرکانسهای عرضی و طولی بررسی و نتایج تئوری گرادیان کرنش با نتایج تئوریهای کوپل تنش اصلاح شده و کلاسیک مقایسه گردیده است. نتایج نشان دهنده تاثیر بسیار زیاد نوع تئوری مورد استفاده در پیش بینی فرکانس های طبیعی می باشد. اثر سرعت چرخش بر امکان وجود تشدید داخلی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در ضمن برای اولین بار اثر تئوری های مختلف ذکر شده، بر فرکانسهای طبیعی طولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که با در نظر گرفتن تئوری گرادیان کرنش، تغییر ضریب پواسون، فرکانسهای طولی را تغییر می دهد، در حالی که، تئوری های کوپل تنش اصلاح شده و کلاسیک از پیش بینی هرگونه تغییری در فرکانسهای طولی عاجز بوده و دو تئوری مذکور، نتایج یکسانی را برای فرکانسهای طولی پیش بینی می نمایند.

پرتابگرهای گازی، بخش مهمی از دستگاه های آزمایش ضربه هستند که کاربردهای فراوانی در شناخت خواص مواد دارند. انجام برخی آزمایش ها نیاز به پرتاب در سرعت های بالا دارد که پرتابگرهای تک مرحله ای قادر به پرتاب در چنین محدود سرعتی نمی باشند، لذا از پرتابگرهای دومرحله ای بدین منظور استفاده می گردد. پارامترهای متعددی عملکرد این گونه پرتابگرها را تحت تاثیر قرار می دهد. برای تنظیم بهینه این پارامترها، مدل سازی و بهینه سازی پرتابگر امری ضروری و غیر قابل اجتناب است. بدین منظور در این مقاله مدلی یک بعدی برای تعیین کارآیی پرتابگر و بهینه سازی آن پیشنهاد می گردد که در آن از اطلاعات تجربی نرخ سوختن جهت مدل سازی احتراق استفاده گردیده است. برای بررسی صحت مدل پیشنهادی و شبیه سازی پرتابگر، نتایج برای چندین حالت با نتایج تجربی مقایسه شده است که نشان می دهد مدل مورداستفاده از دقت کافی برخوردار است. نتایج حاصل از مدل سازی یک بعدی برای بهینه سازی عملکرد پرتابگر و تعیین مقادیر بهینه پارامترهای مختلف استفاده می گردد. علاوه بر این، مدل یکبعدی ارائه شده می تواند برای محاسبات طراحی اولیه پرتابگر و بررسی امکان پذیری ساخت و تخمین هزینه ها مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق از روش آماری پاسخ سطح برای یافتن مدل های چندجمله ای درجه دو برای پاسخ سرعت و فشار استفاده شده است و سپس از این مدل ها جهت کمینه سازی فشار بیشینه وارد بر پرتابه در شرایط مختلف، از روش سیمپلکس استفاده شده است. در نهایت جهت تسهیل استفاده از پرتابگر گازی دومرحله ای، منحنی و جدول عملکردی پرتابگر ارائه شده است که برای عملکرد بهینه پرتابگر می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

اطوکشی یکی از فرآیندهای متداول شکل دهی فلزات می باشد که برای تولید قوطی های با ضخامت دیواره نازک یکنواخت متعاقب فرآیند کشش عمیق به کار می رود. در فرآیندهای اطوکشی متداول نقاط ضعفی ازجمله پایین بودن نسبت کاهش ضخامت (TRR) وجود دارد که برای افزایش TRR نیاز به آنیل بین پاسی و افزایش تعداد مراحل اطوکشی می باشد. اخیرا، توسط نویسندگان این مقاله روش جدید اطوکشی محدود شده به منظور دستیابی به نسبت کاهش ضخامت بسیار بالا ارائه شده است که مشکلات روش سنتی را حل نموده است. این روش بر اساس تنش فشاری می تواند به نسبت کاهش ضخامت بالاتر دست یابد بدون اینکه نیازی به فرآیندهای اضافی مانند اطوکشی چندمرحله ای و آنیل بین مراحل مختلف باشد. در آغاز فرآیند اطوکشی محدود شده، سنبه تحت نیروی پرس قرار می گیرد و مواد برای کاهش ضخامت از سطح بیرونی دیواره فنجان تحت فشار قرار می گیرند. در این مقاله شبیه سازی فرآیند با نرم افزار آباکوس صورت گرفته و پارامترهای موثر بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش ضریب اصطکاک نیروی فرآیند افزایش می یابد. همچنین شبیه سازی ها نشان دادند که حالت تنش در ناحیه شکل دهی در فرآیند اطوکشی محدودشده به صورت کامل فشاری است، درحالی که حالت تنش در فرآیند اطوکشی سنتی کششی است. بنابراین مولفه های فشاری تنش مشکلات شکل دهی را کاهش می دهد و کاهش ضخامت های بسیار بالا در روش اطوکشی جدید قابل دستیابی است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که استحکام کششی و سختی پس از اطوکشی فنجان کشش عمیق شده افزایش یافته است.

در این تحقیق استفاده از سیکل استرلینگ جهت بازیابی اتلاف حرارتی گازهای خروجی موتور احتراق داخلی بررسی شده است. شبیه سازی تک بعدی احتراق جهت پیش بینی بار حرارتی و دمای گازهای خروجی از اگزوز موتور انجام شده است. نتایج تست تجربی موتور گازسوز M355G جهت صحه گذاری مدل شبیه سازی استفاده شده است. دمای گازهای خروجی از اگزوز در محدوده 710-610 درجه سانتیگراد و بار حرارتی انتقال یافته به اگزوز 176.7-84.1 کیلووات اندازه گیری شده است. برنامه تهیه شده دمای گازهای خروجی را با میانگین 3.8 درصد و توان تولیدی را با میانگین 5.9 درصد خطا پیش بینی می نماید. آنالیز حرارتی انرژی منتقل شده به سیستم خنک کاری، سیستم اگزوز و توان خروجی موتور انجام شده و بیانگر این مطلب است که تقریبا 25 درصد انرژی به سیستم اگزوز هدایت شده است.با نصب گرم کن موتور استرلینگ پیشنهادی در مسیر گازهای خروجی از اگزوز بازیابی 8.4 کیلووات در بهترین حالت امکان پذیر است. شبیه سازی موتور استرلینگ نوع آلفا جهت پیش بینی بازیابی انرژی توسط نرم افزار جی تی انجام شده و جهت صحه گذاری شبیه سازی از نتایج تست موتور سولو استفاده شده است. با توجه به دقت 9 درصدی در پیش بینی توان تولیدی موتور استرلینگ، موتور جدیدی با فشار کاری پایین تر پیشنهاد شده است. با توجه به تغییر دمای گازهای خروجی موتور احتراق داخلی که ناشی از تغییر شرایط کارکردی نظیر دور موتور است، میزان توان تولید شده و راندمان برای موتور استرلینگ محاسبه شده است. آنالیز حرارتی سیکل ترکیبی نشانگر افزایش 2 تا 3 درصدی راندمان نسبت به راندمان موتور احتراق داخلی می باشد.

در این مقاله از مواد هدفمند در لوله های استوانه ای جدار نازک و ضخیم تحت فشار که کاربرد گسترده ای در صنعت و محیط های دمایی بالا دارند استفاده شده است. بر اساس معادلات حاکمه، معادله دیفرانسیل تنش ها در حالت پلاستیک به دست آمده است که می تواند کاربرد گسترده ای در بررسی رفتار لوله ها در حالت الاستوپلاستیک داشته باشد. بر روی توزیع دما و روابط تنش- کرنش در این مخازن، تحت بارگذاری فشار داخلی و اختلاف دما، بحث شده است. خصوصیات این گونه مواد به صورت پارامترهایی با توابعی متغیر نسبت به شعاع در نظر گرفته شده اند. همچنین در این کار با تعریف عاملی به نام متغیر تسلیم، اثر این پارامترها بر موقعیت شروع ناحیه پلاستیک و دماهای تسلیم و روند تغییرات تنش ها تحت بارگذاری های متفاوت در طول ضخامت لوله بررسی شده است. سپس نشان داده شده است که با انتخاب پارامترهای مناسب می توان ساختار لوله را بهینه کرد. در واقع با بررسی چهار پارامتر دمای داخلی و خارجی، فشار داخلی و عامل تنش تسلیم، باهم می توان تحلیل بهتری روی لوله استوانه ای ساخته شده از مواد هدفمند داشت، که این کار در پایان مقاله نشان داده شده است.

در این مطالعه برای تحلیل خمشی ورق های ضخیم، بر اساس اصل تغییرات پارامتری ترکیبی، یک مدل المان محدود معرفی شده است. در استخراج معادلات اساسی حاکم بر رفتار ورق که برحسب مولفه های میدان های جابجایی و نیز مولفه نرمال عرضی تانسور تنش بیان شده است، از تئوری اصلاح شده تغییرات ترکیبی رایسنر استفاده شده است. مولفه های جابجایی های درون صفحه ای تئوری ورق پیشنهادی از ترکیب عبارت های نمایی و چند جمله ای تشکیل شده است. مولفه جابجایی عرضی ورق نیز مبتنی بر یک چند جمله ای درجه اول می باشد. جهت تعریف تغییرات مولفه نرمال عرضی تانسور تنش در جهت ضخامت صفحه، یک بسط مرتبه دوم بکار گرفته شده است. شرایط مرزی تنش های برشی و نرمال در سطوح بالا و پایین ورق به صورت کامل برآورده می گردد. بر اساس تئوری ورق ترکیبی پیشنهادی، یک المان مستطیلی هرمیتی کاملا سازگار چهار گرهی که پیوستگی از نوع C1 را برای تمامی پارامترهای مجهول ورق تضمین می نماید، بکار گرفته شده است. در فرمولاسیون ترکیبی ورق پیشنهادی، یک پارامتر اختیاری دلخواه به نام ضریب تفکیک در فرمولاسیون نهایی اجزا محدود ظاهر می گردد. روابطی ساده برای انتخاب ضریب تفکیک ارائه شده است تا منجر به نتایجی با دقت بالا شود. مقایسه نتایج عددی بدست آمده از تحلیل خمشی ورق های نازک و ضخیم با نتایج حاصل از تئوری های سه بعدی الاستیسیته و نیز نتایج سایر تئوری های ورق موجود در ادبیات فنی، کارآیی و موثر بودن فرمولاسیون ترکیبی ارائه شده را اثبات می نماید. علاوه بر این، مدل اجزا محدود ترکیبی پیشنهادی به لحاظ محاسباتی کم هزینه بوده و از سرعت همگرایی بالایی نیز برخوردار می باشد.

در این مقاله جریان حبابی تراکم ناپذیر ویسکوز در داخل کانال انحناء دار تحت اثر گرادیان فشار بصورت عددی با استفاده از روش رد یابی جبهه شبیه سازی شده است. برای اینکار معادلات ناویر استوکس به روش تفاضل مرکزی با دقت مکانی درجه دو گسسته سازی شده و با استفاده از الگوریتم تصویر با بهره گیری از پردازش موازی در مختصات استوانه ای حل شده است. شبکه استفاده شده از نوع شبکه جابه جا شده و یکنواخت می باشد. نتایج حاصل نشان می دهد که در صورت عدم وجود شتاب گرانش در مساله، جریان در داخل کانال انحناء دار را می توان به دو ناحیه جدا از هم نسبت به صفحه میانی کانال تقسیم نمود. در واقع این صفحه، صفحه تقارن در جریان بدون حباب می باشد که مانع از اختلاط دو جریان نیمه بالا و نیمه پائین کانال می شود. در میدان بدون جاذبه تعداد 12 حباب با قطر 0.125 واحد طول دیواره، در جریان اصلی در نظر گرفته شده است که در لحظه شروع به صورت یکنواخت در داخل کانال توزیع شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در نبود شتاب ثقل، حباب ها در نهایت به صورت آماری پایا شده و دارای مسیر حرکت ثابتی خواهند بود. در این حالت اثر پارامترهای فیزیکی مختلف مانند عدد رینولدز، انحناء کانال، عدد دین در حرکت حباب ها بررسی شده است.

هدف تحقیق حاضر بررسی عددی اسپری تبخیری و غیرواکنشی دیزل در یک محفظه احتراق حجم ثابت با شرایط دمایی و فشاری بالا، به عنوان گام اولیه مهم در شبیه سازی احتراق سوخت مایع است. بدین منظور اثر توزیع قطر قطرات در محاسبه دو مشخصه کلیدی اسپری یعنی طول نفوذ مایع و طول نفوذ بخار به کمک نرم افزار متن باز اپن فوم بررسی شده است. جهت تعیین تاثیر توزیع قطر قطرات، سه توزیع مختلف با قطرهای در محدوده 100 الی 0.25 میکرومتر در نظر گرفته شده و طول نفوذ مایع و بخار برای هر حالت جداگانه محاسبه شده است. جهت صحت سنجی نتایج از داده های تجربی منتشرشده توسط آزمایشگاه ملی سندیا استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که توزیع قطر قطرات اثر بسیار قابل توجهی بر پیش بینی طول نفوذ مایع دارد، به نحوی که باعث پیش بینی بیش از دو برابری طول نفوذ مایع می گردد، درحالی که اثر آن بر روی طول نفوذ گاز ناچیز است. همچنین استفاده از توزیع قطر قطرات هم اندازه با قطر نازل سبب پیش بینی غیرفیزیکی طول نفوذ مایع می شود. این امر می تواند منجر به پیش بینی غیر فیزیکی برخورد اسپری به پیستون و دیواره سیلندر شده و در محاسبه غلظت هیدروکربن های نسوخته و همچنین بازده موتور تاثیر بگذارد.

آزمون غیرمخرب فراصوتی روشی است توانمند که علاوه بر شناسایی عیوب سطحی و درونی قطعات، قادر است خواص مکانیکی و ساختاری مواد را نیز اندازه گیری کند. یکی از خواص مهم ماده، سرعت صوت (یا فراصوت) در آن ماده است. سرعت صوت نقشی اساسی در بازرسی های غیرمخرب فراصوتی ایفا می کند، به طوری که وجود خطا در اندازه گیری سرعت، موجب ایجاد خطا در اندازه گیری ضخامت می شود. هر چند در دماهای معمولی تغییرات سرعت صوت با دما ناچیز است، ولی در دماهای بالا باید حتما تاثیر دمای قطعه بر سرعت صوت لحاظ شود. در این مقاله، یک روش تجربی ساده و کم هزینه برای اندازه گیری سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی در یک نمونه استوانه ای از جنس فولاد St37 در دمای بالا، ارائه شده است. به منظور محافظت از تراگذار فراصوتی و دور نگه داشتن آن از سطح داغ نمونه از یک موج بر خاص، که برای همین منظور طراحی و ساخته شده است، استفاده می شود. با استفاده از روش فراصوتی عبوری و با بکارگیری این موج بر، تغییرات سرعت امواج فراصوتی در محدوده دمایی  40-160oCاندازه گیری شده است. نتایج بدست آمده از آزمایش ها با داده های تئوری مقایسه و عدم قطعیت مقادیر اندازه گیری شده محاسبه شده است. عدم قطعیت سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی، با احتمال %95، به ترتیب ±0.01m/s و ±0.003m/s بدست آمده است. نتایج آزمایش ها تطابق بسیار خوبی با داده های تئوری دارد.

با افزایش کاربرد فلزات سبک منیزیم و آلومینیم در صنایع حمل و نقل، اتصال آن ها به یکدیگر، به یکی از چالش های محققین و مهندسین تبدیل شده است. هدف از این تحقیق، بررسی ارتباط خواص مکانیکی اتصالات جوشکاری اصطکاکی همزنی آلومینیم و منیزیم با خواص فصل مشترک آن ها در طرح اتصال لبه روی هم است. به همین منظور، اتصال آلومینیم و منیزیم در حالات مختلف قرارگیری آلومینیم-رو یا منیزیم -رو و همچنین پیشرو یا پسرو بودن لبه اتصال انجام شد. بررسی های میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و همچنین آزمون های ریز سختی سنجی و آزمون کشش-برش بر روی اتصالات انجام گرفت. نتایج نشان داد در فصل مشترک اتصالات منیزیم-رو، لایه های با ضخامت تقریبی 10 میکرون از ترکیبات بین فلزی ایجاد می شود در صورتی که در اتصالات آلومینیم-رو، ساختار با ترکیبات بین فلزی با ضخامت تقریبی 1 میلیمتر و با ساختار انجمادی ایجاد می گردد. نتایج نشان داد با قرار دادن ورق منیزیم به عنوان ورق رویی می توان استحکام اتصال را افزایش داد. تغییرات سختی در فصل مشترک اتصالات منیزیم-رو نوسان بیشتری نسبت به اتصالات آلومینیم-رو از خود نشان داد. بررسی های ریزساختاری نیز حاکی از آن بود که در اتصالات منیزیم-رو، مکانیزم تشکیل ترکیبات بین فلزی بر اساس نفوذ در حالت جامد است در صورتی که در اتصالات آلومینیم-رو، علاوه بر نفوذ در حالت جامد، تشکیل مذاب یوتکتیک و انجماد نیز بر مکانیزم تشکیل ترکیبات بین فلزی اثرگذار است.

هدف این مقاله یافتن طراحی بهینه برای یک دیفیوزر خروجی توربین گاز نمونه است. جهت دستیابی به ضریب بازیافت فشار استاتیک حداکثر با وجود جریان چرخشی، از یک الگوریتم تکاملی استفاده شده است. فرایند بهینه سازی در سه حالت مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا با در نظر گرفتن یک پروفیل ثابت از هاب تا شرود برای پوشش پایه نگهدارنده، بهینه سازی انجام شده است. در مرحله دوم، دو پروفیل برای پوشش پایه نگهدارنده یاتاقان یکی در مقطع هاب و دیگری در مقطع شرود انتخاب شده است. نهایتا، فرایند بهینه سازی برای هندسه دیفیوزر و پوشش پایه نگهدارنده یاتاقان بصورت همزمان انجام شده است. به منظور تولید پروفیلهای مربوط به شکل پوشش پایه های نگهدارنده یاتاقان از روش پارامتری سازی پارسک استفاده شده است. حل جریان آشفته و سه بعدی با کمک دینامیک سیالات محاسباتی انجام گرفته است. مساله بهینه سازی ابتدا با یک نمونه برداری اولیه از فضای حل آغاز شده و در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای یافتن بهینه کلی استفاده شده است. بهینه سازی برای جریان چرخشی در خروجی توربین با عدد رینولدز 105×1.7 بر اساس قطر هیدرولیکی در ورودی دیفیوزر انجام گرفته است. تمامی مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک و فرایندهای تولید مدل، تولید مش با توربوگرید، حل جریان با انسیس سی اف ایکس و محاسبه تابع هدف برای هریک از اعضاء جمعیت در هر نسل از الگوریتم ژنتیک بصورت کاملا خودکار درون نرم افزار متلب پیاده سازی و اجرا شده است. در نتیجه بهینه سازی ضرایب بازیافت فشار استاتیک دیفیوزرها در مراحل اول، دوم و سوم به ترتیب %1.94، %3.1 و %7.42 افزایش می یابند.

در این مقاله یک ساختار ساندویچی انعطاف پذیر نوین معرفی شده است که می تواند در هواپیمایی که بصورت هوشمند قادر به تغییر شکل خارجی خود در رژیم های مختلف پروازی است، کاربرد داشته باشد. ابتدا مروری بر ایده های مختلف ارائه شده در دنیا برای دستیابی به این هدف انجام شده و در ادامه ویژگی های سازه جدید معرفی و تفاوت های آن با سایر ایده ها بیان شده است. سپس فرآیند ساخت و مراحل مختلف شکل دادن به ساختار جدید شرح شده است. در یک هواپیمای با انحنای بال متغییر، بخش تغییر شکل پذیر بال را می توان بصورت تیر یکسردرگیر فرض نمود. بنابراین نمونه هایی از ساختار جدید بصورت تیر یکسردرگیر ساخته و تحت نیروی انتهایی آزمایش شده است. از آنجا که تحلیل عددی ساختار نوین مستلزم شناخت رفتار مکانیکی اجزاء مورد استفاده در آن است، بررسی جامعی در مورد رفتار مکانیکی تک تک اجزاء تشکیل دهنده ساختار نوین انجام شده است. در انتها از روش عددی، جهت مدلسازی نمونه منتخب سازه جدید، استفاده شده و تغییرات خیز نمونه ها با تغییر بار انتهایی بررسی شده است. با توجه به مشاهدات نمونه شکسته شده در یکی از مدل ها، توزیعی برای حفره های ناشی از فرآیند ساخت در نظر گرفته شده تا نتایج عددی دقیق تری بدست آید. در نهایت با همین فرضیات نمونه دیگری تحلیل شده و نشان داده شده که نتایج مدل دوم با نتایج تجربی همخوانی دارد.

آزمایش پایداری قطعه کار یکی از مراحل اصلی در صحت سنجی سیستم جاسازی و بست در مراحل اولیه طراحی قید و بند است. پایداری قطعات شکل-آزاد در قید و بند متاثر از نیرو-ممانهای وارده از وزن قطعه کار، جاسازها، بست ها و ماشینکاری است. در این مقاله، مدلی تحلیلی برای آنالیز پایداری این قطعات در قید و بندها بر مبنای اصل کمترین اندازه نیروها ارائه می شود. اصل کمترین اندازه نیروها برای قطعات با هندسه شکل-آزاد در قالب یک مساله بهینه سازی غیرخطی در می آید که حل آن، پایداری قطعه کار را تعیین می کند. بررسی پایداری قطعه کار در هنگام بارگذاری در سیستم جاسازی، محاسبه محدوده پایداری و تحلیل تاثیر فاصله جاسازهای پایه از هم بر روی پایداری قطعه کار شاکله این پژوهش را تشکیل می دهد. نمونه ای از مدل پره توربین به عنوان مطالعه موردی برای آنالیز عملکرد مدل ارائه شده استفاده گردید. بارگذاری این قطعه کار در سیستم جاسازی در قالب مراحل مشخصی طراحی و پایداری قطعه کار تحت اثر نیرو-ممان های وزن و جاسازی در هریک از مراحل بررسی شد. نتایج بدست آمده شامل تعیین محدوده پایداری مدل در محدوده زاویه ای  38-22درجه بر روی جاسازهای پایه، افزایش پایداری قطعه کار با افزایش فاصله جاسازهای پایه از هم و تایید طرح جاسازی اصلی با تایید پایداری قطعه کار در مراحل بارگذاری بود. نتایج، بیانگر توانایی بالای اصل کمترین اندازه نیروها برای آنالیز پایداری قطعات شکل-آزاد در ماژول صحت سنجی مجموعه فعالیت های طراحی قید و بند به کمک رایانه است.

بازوهای رباتیکی پیوسته و انعطاف پذیر کاربردهای ویژه ای در بسیاری از زمینه ها، از جمله ادوات پزشکی دارند. نمونه هایی از این کاربردها، بازوهای رباتیکی مورد استفاده در انجام عملهای جراحی درون بدن، یا ابزار آندوسکوپی و کلونوسکوپی مجاری داخل بدن انسان، مانند مری و روده می باشد. اندازه کوچک و قابلیت مانور زیاد، توانمندی این ابزارها را در کاربردهای مورد نظر افزایش می دهد. یکی از محرکهای مفید در کوچک سازی سیستمهای مکاترونیکی، آلیاژهای حافظه دار می باشد. این مواد که معمولا بصورت محرکهای خطی در سیستمها مورد استفاده قرار می گیرد می توانند نیروهای بسیار زیادی در مقابل وزن خود اعمال نمایند. در این مقاله، با جایگذاری سه فنر آلیاژ حافظه دار در ساختار یک ماژول انعطاف پذیر، مکانیزمی دو درجه آزادی ایجاد شده است. این ماژول، قابلیت ویژه ای در توسعه سیستمهای ماژولار رباتیکی، بخصوص بازوهای انعطاف پذیر دارد. ماژول طراحی شده تغییر شکلهای بزرگی داشته و فضای دسترسی مناسبی را فراهم می کند. در این پژوهش، مدلسازی ماژول، به منظور استخراج پارامترهای طراحی و شبیه سازی، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به خواص پیچیده آلیاژ حافظه دار و وجود نایقینی در مدل، کنترل ماژول مشکل می باشد. از اینرو با به کارگیری الگوریتم کنترلی غیر مدل مبنا، در این مقاله سعی شده است تا شکل نهایی ماژول کنترل گردد. عملکرد کنترلر معرفی شده با آزمایشات تجربی صحه گذاری شده است. فضای کاری گسترده و کنترل پذیری مناسب ماژول استفاده از آن برای کاربردهای واقعی را کاملا توجیه می نماید.

تاکنون تحقیقات زیادی برروی پدیده چگالش بخار آب در نازل ها و پره های ثابت توربین بخار انجام شده است. در اکثر این مدل سازی ها از تنش سطحی سطح صاف بجای تنش سطحی قطره که علاوه بر دما وابسته به شعاع آن نیز می باشد، استفاده شده است که یکی از دلایل مهم آن عدم دقت لازم در روابط پیشنهادی محاسبه تنش سطحی سطح کروی قطره می باشد. اخیرا کالوا با برازش نتایج برگرفته از حل دقیق معادله گیبس-تولمن-کنیگ-باف رابطه ای را برای محاسبه تنش سطحی قطره که قاعدتا کمتر از تنش سطحی سطح صاف می باشد، پیشنهاد داده است. در این پژوهش برای اولین بار تاثیر این رابطه بر معادله جوانه زایی کلاسیک اصلاح شده برای جریان چگالشی بخار آب در یک کانال همگرا-واگرا ما فوق صوت تحقیق شده است. از آنجا که ضریب تولمن (δ) در معادله تنش سطحی کالوا یک پارامتر مهم محسوب می شود، در این تحقیق برای اولین بار با برازش داده های برگرفته از زنجیره معادلات تولمن یک معادله برای تغییرات ضریب تولمن با دمای قطره نیز پیشنهاد شده است. تنش سطحی وابسته به شعاع و دمای کالوا علاوه بر تاثیر مستقیم در شعاع بحرانی قطرات، در بدست آوردن انرژی آزاد بحرانی قطره نیز تاثیرگذار می باشد که تاثیر هردو آنها برای اولین بار در معادله جوانه زایی کلاسیک اصلاح شده بررسی شده است. اعمال اصلاح تنش سطحی قطره پیشنهادی کالوا و همچنین استفاده از معادله پیشنهادی تغییرات دمایی ضریب تولمن در مدل سازی تحلیلی یک بعدی جریان آدیاباتیک مافوق صوت، باعث بهبود نتایج به میزان 12 درصد در شعاع نهایی قطرات و 5 درصد در توزیع فشار در منطقه شوک میعان شده است.

در بین فرایندهای مختلف تغییر فرم پلاستیک شدید(SPD) ، فرایند پرس در کانالهای زاویه دار مساوی (ECAP) یکی از موثرترین روش ها بوده که با ریز دانه کردن فلزات چند کریستالی خواص مکانیکی فلز را بالا می برد. در این مقاله پرس در کانالهای زاویه دار مساوی مکرر(ECMAP)  بعنوان یکی از روش های موثر ECAP در تولید تسمه های فوق ریز دانه از جنس Al5754 مطالعه شد. مسیر C بعنوان مسیر چند پاسه در نظر گرفته شد و از آنالیز گری بعنوان روش بهینه سازی استفاده شد. پارامترهای هندسی بعنوان متغیرهای ورودی و ضریب ناهمگنی کرنش، کرنش پلاستیک معادل و نیروی لازم برای فرایند، بعنوان متغیرهای هدف در نظر گرفته شدند. تست های پیشنهای با روش فاکتوریل بوسیله المان محدود شبیه سازی شدند. شبیه سازی های المان محدود با نرم افزار تجاری آباکوس انجام شد و نتایج بدست آمده با روشهای تئوری و تست های عملی صحه گذاری شدند. سپس با در نظر گرفتن پارامترهای ورودی و خروجی بهینه سازی انجام شد و نتایج بهینه برای پارامترهای ورودی مسیر C استخراج شدند. همچنین درصد تاثیرگذاری هر پارامتر، روی پارامترهای هدف بدست آمد. این نتیجه حاصل شد که در میان پارامترهای هندسی مسیرC ، زاویه کانال قالب (ϕ_2) و زوایای انحنای گوشه قالب(ψ_1)  بترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را روی پارامترهای هدف دارند.

یخچال ترموآکوستیک با استفاده از امواج صوتی، گرما را از منبع دما پایین به منبع دما بالا منتقل می کند. به دلیل عدم استفاده از قطعات متحرک، مواد سمی و آلاینده یخچال های ترموآکوستیک مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این مقاله، از کدهای اپن فوم برای شبیه سازی یخچال ترموآکوستیک استفاده شده است. معادلات ناویراستوکس تراکم پذیر گذرا و معادله حالت در الگوریتم پیمپل به طور هم زمان حل شده اند. تاثیر پارامترهایی چون نسبت فشار مولدصوتی، اختلاف دمای مبدل های حرارتی و فرکانس مولد صوتی برای دو سیال هوا و هلیوم بررسی شده است. در این تحلیل طول مبدل های حرارتی و استک ثابت درنظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش نسبت فشار توان سرمایش یخچال افزایش پیدا می کند اما ضریب عملکرد آن کاهش پیدا می کند. هلیوم توان سرمایش بیشتری نسبت به هوا داراست اما به دلیل توان ورودی بیشتر ضریب عملکردی برابر با هوا خواهد داشت. همچنین با افزایش اختلاف دمای مبدل های حرارتی از توان سرمایش یخچال کاسته می شود و ضریب عملکرد یخچال برای هوا کاهش و برای هلیوم افزایش می یابد. کاهش فرکانس باعث افزایش طول دستگاه و کاهش توان سرمایش و ضریب عملکرد می شود. با افزایش فرکانس، طول مبدل حرارتی سرد از جا به جایی ذرات هوا بیشتر شده و مبدل حرارتی سرد به جای دفع گرما، گرما را از سیال جذب می کند و ضریب عملکرد صفر خواهد شد.

گازهای واکنشگر در هنگام ورود به توده پیل سوختی غشاء پلیمری بایستی دارای رطوبت بهینه باشند. مرطوب سازی این گازها به کمک یک مرطوب ساز غشایی صورت می پذیرد. در مطالعه حاضر یک مدل تحلیلی جهت بررسی عملکرد یک مرطوب ساز غشایی آب-گاز مورد استفاده در پیل سوختی ارائه شده است. در ابتدا روابط بقای جرم و انرژی را برای سمت گاز مرطوب ساز اعمال نموده که در نتیجه آن یک دستگاه معادله غیرخطی بر حسب دما و نسبت رطوبت گاز خروجی از مرطوب ساز حاصل می شود. با حل دستگاه معادله حاصله، می توان به ارزیابی عملکرد مرطوب ساز از نقطه نظر دما و نقطه شبنم گاز خروجی از آن پرداخت. به کمک مدل توسعه داده شده، تاثیر عواملی نظیر دبی گاز، طول کانال، دما و فشار گاز ورودی به مرطوب ساز، عمق کانال گاز و ... بر رطوبت نسبی و دمای خروجی و نیز نقطه شبنم گاز خروجی از مرطوبساز بررسی شد. نتایج نشان می دهد که عمق کانال اثری بر دما و رطوبت گاز مرطوب خروجی ندارد. همچنین افزایش طول کانال سبب افزایش نقطه شبنم گاز خروجی از مرطوب ساز می شود اما رطوبت نسبی ورودی تاثیر چندانی بر روی نقطه شبنم گاز مرطوب خروجی ندارد. افزایش دمای هوای ورودی به مرطوب ساز نیز عملکرد مرطوب ساز را بهتر نمی کند. همچنین نتایج حاصل از مدل نشان می دهد که با افزایش فشار ورودی و استفاده از دبی هوای کمتر، عملکرد مرطوب ساز ارتقاء می یابد.

ته نشینی و تشکیل توده سخت ذرات مغناطیسی، پاسخ سیال مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی را محدود می کند و می تواند منجر به خرابی دستگاه دربردارنده سیال مگنتورئولوژیکال شود؛ لذاهمواره بررسی بیشتر روش های کاهش ته نشینی و عوامل موثر بر آن به منظور گسترش کاربرد سیالات مگنتورئولوژیکال مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی برخی پارامترهای موثر بر روی پایداری سیالات مگنتورئولوژیکال پرداخته شده است. به این منظور در ابتدا نمونه های سیال موردنظر ساخته شده و میزان تاثیر عوامل مختلفی شامل اثر نوع سیال حامل، غلظت ذرات و روش های اختلاط سیال مگنتورئولوژیکال بر پایداری آن بررسی گردیده است و اهمیت هریک از این عوامل با استفاده از الگوریتم تاگوچی تعیین و نمونه سیال پایدار برای استفاده در میراگرهای مگنتورئولوژیکال انتخاب شده است. پس ازآن با بررسی رفتار رئولوژیکال بهترین نمونه (از دیدگاه ترکیب پایداری و لزجت در حالت بدون میدان)، رابطه ای برای تنش تسلیم در میدان های مغناطیسی مختلف ارائه شده است. این مدل بر پایه روابط موجود برای تنش تسلیم و برازش مدل هرشل- باکلی با داده های آزمایشگاهی استخراج گردیده است. نتایج نشان می دهد پایدارترین نمونه پس از 168 ساعت دارای 7% ته نشینی است.این نمونه متشکل از روغن سیلیکون و 70% وزنی پودر آهن با روش اختلاط همزن مکانیکی است. افزودن مقدار 3% وزنی اسید استئاریک به سیال حامل به منظور افزایش پایداری سبب افزایش شدید لزجت سیال حامل تا 39 برابر شده است. بااین وجود، نمونه بهینه اثر مگنتورئولوژیکال قابل قبولی را نشان می دهد به طوری که در میدان مغناطیسی 146 KA/m دارای تنش تسلیمی برابر با 15 KPa است.

پردازنده گرافیکی همه منظوره کاربر را قادر می سازد تا از پردازنده گرافیکی برای مقاصد محاسباتی عمومی بهره بگیرد. استفاده از این نوع پردازنده ها موجب افزایش قابل توجهی در سرعت محاسبات عددی می شود. تحقیقات متعددی جهت بررسی مزیت استفاده از پردازنده گرافیکی در محاسبات از جمله بکار گیری آن برای حل دستگاه معادلات سه قطری صورت گرفته است. تمرکز اصلی تحقیقات مذکور، روی ارتقاء شیوه های بهره گیری از الگوریتم های موازی، نظیر کاهش متناوب و کاهش متناوب موازی بوده است. این الگوریتم ها با معماری پردازنده گرافیکی سازگارند، با این وجود پیچیدگی محاسباتی بالایی نسبت به الگوریتم توماس سری دارند و دارای محدودیت هایی در خصوص ابعاد دستگاه معادلات می باشند. بنابراین در تحقیق حاضر با توجه به مزایای الگوریتم توماس نسبت به الگوریتم های موازی، شیوه ای نوین با عنوان توماس شطرنجی جهت سازگار کردن الگوریتم توماس برای اجرا روی پردازنده گرافیکی ارائه شده است. این روش برای حل مساله هدایت پایای دو بعدی استفاده شده و نتایج نشان دهنده افزایش دقت پاسخ نسبت به دو الگوریتم توماس و کاهش متناوب موازی می باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که روش جدید می تواند نسبت به الگوریتم توماس، بین 5.7 تا 22.2 افزایش سرعت محاسباتی را در پی داشته باشد. بعلاوه نتایج نشان می دهد که سرعت این روش به طور میانگین در حدود 2 برابر الگوریتم کاهش متناوب موازی می باشد. همچنین مشاهده شد که دسترسی غیر هم مکان به حافظه سراسری موجب حداقل و حداکثر کاهش سرعت 42.7 و 81.9 درصد به ترتیب برای اندازه شبکه 128×128 و 1024×1024 می شود.

خطی بودن پاسخ ارتعاشی یک سیستم مکانیکی فرض ساده کننده ای است که برای بسیاری از مسائل واقعی ارتعاشات صادق نبوده و پاسخ سیستم با یک خطای قابل توجهی همراه می گردد. تعیین یک مدل مناسب ریاضی از مسائل غیرخطی در تحلیل ارتعاشاتی سیستم های مکانیکی بسیار ضروری و کارآمد خواهد بود. زمانیکه دامنه ارتعاشات بزرگ باشد غیرخطی از نوع هندسی به وجود می آید. در این مقاله شناسایی غیرخطی یک تیر باریک یکسرگیردار تحت اثر پاسخ ارتعاشات آزاد بررسی گردیده است. به دلیل نبود نیروی تحریک و اطلاعات بسیار کم از پاسخ این سیستم، روشهای شناسایی موجود ناکارآمد می باشند. در این پژوهش از یک رویکرد شناسایی جدید مبتنی بر ضریب تصحیح بهینه جملات دارای عدم قطعیت استفاده شده است و شناسایی با استفاده از میرایی ارتعاشات آزاد غیرخطی انجام شده است. همچنین برای حل این مساله که شامل جملات غیرخطی هندسی و اینرسی است از روش تقریبی تبدیل دیفرانسیلی اصلاح شده با تقریب پد استفاده گردیده و فرکانس تشدید برای این مساله بدست آمده است. همچنین فرکانس تشدید سیستم غیرخطی از روش تکرار تغییرات توسعه یافته نیز محاسبه شده و با فرکانس بدست آمده از روش تبدیل دیفرانسیل اصلاح شده مقایسه گردیده است. با مقایسه نتایج بدست آمده از روش تقریبی جدید و روش حل عددی رانگ-کوتای مرتبه 4 اعتبار روش حل اثبات گردیده است. در نهایت نتایج بدست آمده در مقایسه با نتایج آزمایش نشان دهنده دقت خوب مدل شناسایی شده برای تیر غیرخطی است.

با توجه به اهمیت آلایندگی موتور و به علت هزینه بر بودن تستهای آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی و پیش بینی آلایندگی موتور، امری ضروری بنظر می رسد. در این پژوهش، یک مدل از موتور تک سیلندر گازسوز آزمایشگاهی با نرم افزار ای.وی.ال. بوست شبیه سازی شده و پارامترهای آلایندگی آن بررسی شده اند. کالیبراسیون موتور مذکور در دور ثابت 2000 دور بر دقیقه و در سه بار مختلف ترمزی (کم، متوسط و دریچه کاملا باز) و همچنین در سه نسبت تراکم مختلف (12، 14، 16) و نسبت هوا به سوخت استوکیومتری انجام شده است. پس از اطمینان از کالیبراسیون موتور در نسبت هوا به سوخت استوکیومتری، مقادیر عدد لاندا در بازه 0.8-1.25 تغییر کرده و مقادیر آلایندگی های اکسید نیتروژن و مونوکسیدکربن محاسبه شده است.