مهندسی مکانیک مدرس
سال:1398 | دوره:19 | شماره:12 |تعداد مقالات:25

پلیمرهای زیست تخریب پذیر در زمینه های زیست پزشکی مانند استنت ها، بخیه ها، داربست (استخوانی) و ایمپلنت ها به طور گسترده استفاده می شوند. با توجه به اهمیت رفتار این مواد در معرض اثرات محیطی، چه در طبیعت و چه در بدن انسان، در دهه اخیر تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است که اکثر آنها نتایج آزمایشگاهی و تعداد بسیار کمی نتایج تئوری هستند. این تحقیقات عمدتا برای شرایط خاص بارگذاری، دمایی و غیره صورت گرفته اند. به این منظور به کمک روش المان محدود و حل عددی، علاوه بر صحه گذاری روابط تئوری و روابط مستخرج از نتایج آزمایشگاهی، می توان تاثیر شرایط پیچیده تر را نیز در نظر گرفت. در این مقاله، نحوه استخراج روابط تحلیلی ارائه شده است و همچنین با نشان دادن نتایج آزمایشگاهی پلیمرهای زیست تخریب پذیر، نقاط قوت و ضعف آنها نیز بررسی شده است. علاوه بر این، یک حل عددی و المان محدود نیز برای تحلیل رفتار پلیمرهای زیست تخریب پذیر ارائه شده است. تحلیل تئوری و شبیه سازی عددی پلیمرهای زیست تخریب پذیر به کمک مدل هایپرالاستیک نئو-هوکین صورت گرفته است. ابتدا با استفاده از رابطه انرژی کرنشی ماده نئو-هوکین، رابطه تنش برحسب کشیدگی محاسبه شده و سپس با فرض یک پارامتر تخریب، تغییرات خواص ماده در معرض اثرات محیطی برحسب زمان در سابروتین UMAT آباکوس به مدل اعمال شده است. در نهایت با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیل تئوری با حل عددی، صحت مدل سازی صورت گرفته، مشخص شده است.

در این پژوهش به بررسی رفتار یک قطره سیال دی الکتریک تحت اثر میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت اعمال شده، پرداخته شده است که پیش از این تصور بر آن بود که میدان مغناطیسی یکنواخت بر سیالات دی الکتریک نیروی خالصی وارد نمی کند. به منظور مشخص شدن اثر خالص میدان مغناطیسی یکنواخت، قطره ساکن در ستون سیالی که خود ساکن است، در نظر گرفته شد. با توجه به اینکه رفتار قطره در سطح افقی بررسی شده است، اثر خالص جاذبه گرانشی زمین بر قطره و سیال اطراف آن نیز صفر است. در نتیجه بروز هرگونه تغییری در وضعیت قطره مورد مطالعه ناشی از اثر میدان مغناطیسی اعمال شده خواهد بود. برای انجام این پژوهش از تحلیل عددی استفاده شده است. معادلات اصلی حاکم بر مساله شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم، معادلات لول ست برای شبیه سازی مرز مشترک فازها و نیز معادلات بازسازی و مقداردهی مجدد معادلات لول ست برای کنترل خطای جرمی این روش هستند. معادلات حاکم بر مساله با کدنویسی در محیط برنامه نویسی فرترن گسسته سازی و حل شده است. رفتار قطره مورد مطالعه در رژیم های مختلف قطره و نیز تحت تاثیر قدرت های مختلف میدان مغناطیسی اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش در حالت های مختلف بررسی شده، نشان می دهد که قطره ساکن در اثر میدان مغناطیسی اعمال شده دچار تغییر شکل شده و شروع به ارتعاش می کند که سبب القای حرکت در سیال ساکن اطراف خود نیز می شود.

در این مقاله با کمک شبیه سازی در نرم افزار تحلیل سیالاتی فلوئنت تاثیر تغییر پارامترهای فلپ گارنی از قبیل تغییر زاویه حمله، عدد رینولدز، زاویه و ارتفاع فلپ و محل قرارگیری آن از لبه فرار روی ضریب بالاروندگی یک ایرفویل متقارن مورد بررسی قرار می گیرد. مدل سازی به صورت 2بعدی است و مدل آشفتگی استفاده شده k_ε در نظر گرفته شده است. همچنین با استفاده از روش تحلیل آزمایش ها به کمک مدل حذف رگرسیون پس گرد که یک روش آماری برای انتخاب جملات مدل و ترم های خطای برآورد شده است، مقدار ضریب بالاروندگی به صورت تابعی از پارامترهای موثر معرفی می شود. با استفاده از تابع به دست آمده می توان مقدار ضریب بالاروندگی ایرفویل را تعیین و پیش بینی نمود. مقادیر عددی حاصل از تابع ضریب بالاروندگی منتج از روش تحلیل آزمایش ها همخوانی خوبی با سایر مقالات معتبر دارد. نتایج نشان می دهد که در یک زاویه حمله ثابت، با افزایش طول فلپ گارنی مقدار ضریب بالاروندگی افزایش می یابد و از سوی دیگر در ارتفاع فلپ گارنی ثابت، با افزایش زاویه حمله این مقدار کاهش می یابد. علاوه بر این با افزایش فاصله محل قرارگیری فلپ گارنی از لبه فرار ایرفویل در زاویه 90درجه و ارتفاع 1/5% و همچنین افزایش عدد رینولدز در یک فلپ گارنی با طول ثابت، ضریب بالاروندگی افزایش می یابد.

در این مقاله اثرات بارگذاری دمایی و بستر کشسان وینکلر-پسترناک بر ارتعاشات نانوتیر خمیده تابعی مدرج مورد مطالعه قرار گرفته است. فرضیات موجود بر مبنای تئوری تنش کوپل اصلاح شده و مدل تیر تیموشنکو توسعه داده شده است. توزیع مواد سازنده در راستای ضخامت پیوسته بوده و به واسطه تغییر شاخص گرادیان در کسر حجمی، شیب توزیع مواد در این راستا توصیف شده است. به کمک اصل همیلتون معادلات حاکم و شرایط مرزی به دست آمده اند. با تحلیل نتایج کمی و کیفی در جداول و شکل ها، نحوه اثرات پارامترهای موثر هندسی و ترموفیزیکی نظیر شاخص گرادیان، نسبت بی بعد طول به ضخامت، اختلاف دمای یکنواخت، نسبت ضخامت به پارامتر مقیاس طولی و زاویه کمان نانوتیر خمیده تابعی مدرج روی فرکانس طبیعی در مدهای مختلف ارتعاشی تفسیر شده است. با اعتبارسنجی همپوشانی خوبی بین نتایج حاضر و مطالعات قبلی به دست آمد. با بررسی نتایج روشن می شود که اعمال بارگذاری دمایی سبب افزایش حساسیت فرکانس طبیعی به تغییرات پارامترهای مذکور و همچنین بزرگترشدن دامنه تغییرات آن می شود. همچنین لحاظکردن ضریب بستر پسترناک باعث تغییر رفتار فرکانس طبیعی به تغییرات دمایی می شود.

امروزه مدل های ریاضی و روش های عددی با توجه به توانایی شان در پیش بینی و درک روند درمان سرطان، بسیار مورد توجه قرار می گیرند. در این پژوهش رسانش دارو به تومور جامد با درنظرگرفتن بافت نرمال اطراف آن با مدل سازی هم زمان جریان خون در شبکه مویرگی دینامیک و جریان میان بافتی و اضافه کردن معادله انتقال ماده حل شدنی به معادلات جریان سیال مورد مطالعه قرار گرفته است. در کار حاضر، برای اولین بار دارورسانی با مدل جامع چندمقیاسی با درنظرگرفتن دو رگ والد با تعداد شاخه ها و فشارهای ورودی و خروجی متفاوت مطالعه شده است. در این مقاله پس از بررسی رفتار جریان درون مویرگی در ارتباط با جریان سیال میان بافتی، توزیع غلظت دارو در زمان های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج وابستگی نحوه رسانش دارو به فشار سیال میان بافتی، فشار رگ والد و در واقع فشار خون هر بیمار و ساختار شبکه مویرگی را نشان می دهند. همچنین افزایش حدود 20% غلظت متوسط دارو در ناحیه توموری در مطالعه حاضر نسبت به مطالعه قبلی گروه با یک رگ والد، گواهی بر نقش کلیدی سیستم مویرگی و پارامترهای وابسته به آن است.

در این مقاله دنبال یابی مسیرمرجع براساس کنترل مد لغزشی ترمینال برای یک ربات سیار چرخ دار پیشنهاد شده است و روش پیشنهادی روی یک ربات سیار به صورت عملی پیاده سازی شده است. ربات محرک چرخ دار یک سیستم غیرهولونومیک غیرخطی که دارای دو ورودی برای کنترل است و دارای سه متغیر حالت و یک قید غیرهولونومیک است. برای کنترل این سیستم در این مقاله ابتدا با تبدیل معادلات سیستم غیرهولونومیک به فرم زنجیره ای، معادلات ربات سیار چرخ دار برای معادلات زنجیره ای تعمیم یافته استخراج می شود. سپس روش کنترل مد لغزشی ترمینال زمان محدود برای کنترل دنبال یابی مسیر مرجع این سیستم ارائه می شود. پس از آن با استفاده از یک محیط شبیه سازی گرافیکی در نرم افزار متلب قابل اجرا است. روش پیشنهادی برای ربات سیار چرخ دار مورد استفاده در آزمایشگاه شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی در محیط گرافیکی کارآیی روش پیشنهادی را در مقایسه با روش کنترل مد لغزشی کلاسیک به خوبی نشان می دهد. در پایان نتایج عملی پیاده سازی کنترل کننده برای دنبال یابی مسیر مرجع ارائه شده روی ربات سیار نشان داده شده است. نتایج حاصل از پیاده سازی عملی به خوبی عملکرد مناسب روش پیشنهادی را نشان می دهد.

انجام مانور با بیشترین دقت، سرعت و کمترین توان همواره از چالش های مطرح در زمینه طراحی سیستم کنترل ماهواره ها و فضاپیماها بوده است. در این مقاله انواع روش های کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره به دور از پیچیدگی مدل سازی عملگرها ولی در حضور عدم قطعیت و اغتشاشات موجود در ماهواره ها مقایسه شد تا پاسخی صریح برای کمینه کردن معیار اولرینت به دست آید که این معیار انتگرال زاویه اویلر بین دستگاه بدنی و هدف، حول محور اویلر در طول زمان و به نوعی تفسیری از سرعت عملکرد و خطای وضعیت ماهواره در هر سه محور کنترلی محسوب می شود. ابتدا با استفاده از کنترل تناسبی-مشتق گیر، مقایسه معیار اولرینت در اعمال روابط سینماتیکی مختلف (معادلات نرخی اویلر، معادلات بردارهای کواترنیون و معادلات ماتریس کسینوس هادی) به مدل خطی و غیرخطی ماهواره انجام شد و سپس با استفاده از روابط سینماتیک کواترنیون که کمترین مقدار اولرینت را داشت، با تغییر کنترل کننده تناسبی-مشتق گیر به کنترل کننده های بهینه تنظیم کننده مربعی خطی، جایابی قطب، تطبیقی، فازی و تطبیقی-فازی به مقایسه معیار اولرینت بین روش های مختلف پرداخته شد تا بهترین روش ازلحاظ رفتار فرکانسی پاسخ، کمترین میزان معیار اولرینت و کمترین تلاش کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره و مقابله با اغتشاش و نامعینی به دست آید.

در مقاله حاضر به بررسی تاثیر تعداد پره های یک توربین گازی محوری دو طبقه بر عملکرد آن با استفاده از روش های عددی پرداخته شده است. توربین گازی مدلF5 شرکت جنرال الکتریک انتخاب شده و مشخصات هندسی این مدل در مطالعه حاضر ایجاد و لحاظ شده است. برای این هدف ابتدا هندسه پره های توربین با ابعاد واقعی و فضای عبوری سیال، بین پره ها، به صورت مجزا ایجاد شده و سپس هندسه ایجاد شده شبکه بندی شده است. در نهایت پس از قراردادن پره های شبکه بندی شده در کنار هم و ایجاد مدل نهایی توربین در نرم افزار Ansys CFX، معادلات سه بعدی پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی در حوزه محاسباتی حل می شود. اثرات دیواره بر جریان آشفته با استفاده از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی محاسبه شده است. قبل از هر گونه تغییری در توربین اصلی ابتدا مطالعه عددی روی آن انجام شده و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی که از نیروگاه داده شده مقایسه شد که تطابق خوبی را نشان می دهد. سپس به منظور بررسی تاثیر تعداد پره های توربین بر عملکرد آن در هر گام تعداد پره های یک ردیف از چهار ردیف پره های توربین مورد پژوهش تغییر داده شده و بررسی ها روی توربین تغییر یافته انجام می شود. در ادامه برای بررسی اثر تغییر ایجاد شده بر عملکرد توربین نتایج به دست آمده از حل مساله فوق با مدل اصلی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده افزایش 0/83% توان تولیدی و افزایش 0/81% بازده توربین را برای افزایش تعداد پره های استاتور ردیف دوم از 62 به 71 پره نشان می دهد.

جدایش یا ترک خوردگی بین لایه ای یکی از مهم ترین عیوب در مواد کامپوزیتی لایه ای است. وجود این عیب در یک سازه باعث کاهش استحکام و در نتیجه از کار افتادگی آن سازه می شود. برای بررسی عوامل موثر در جدایش بین لایه ای نیاز به تحلیل پارامترهای موثر در بارگذاری است. در این مقاله تاثیر تغییر نرخ بارگذاری بر مکانیزم خرابی در مود I شکست با استفاده از آکوستیک امیشن برای نمونه های تک جهته ساخته شده از الیاف شیشه/رزین اپوکسی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. ابتدا نمونه های کامپوزیتی مطابق استاندارد ساخته شده و با نرخ های مختلف جابه جایی تحت بارگذاری قرار داده می شوند. داده های نیرو، جابه جایی و میزان رشد ترک بر حسب زمان برای نرخ های متفاوت بارگذاری برای محاسبه دقیق نرخ آزادسازی انرژی کرنشی علاوه بر اکستنسیومر از دوربین دینو هم استفاده شده است. در این مقاله روشی با قابلیت اطمینان بالا برای ارزیابی جدایش بین لایه ای در کامپوزیت های لایه ای با استفاده از روش نشر آوایی پیشنهاد شده است. با مقایسه دیتاهای مکانیکی و سیگنال های آکوستیک امیشن، رفتار مکانیکی به دست آمده برای هر نرخ بارگذاری، مشخص می شود به طوری که رفتار مکانیکی ماده کامپوزیتی با تغییر نرخ بارگذاری کاملا متفاوت خواهد بود. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ بارگذاری، رزین خاصیت الاستیکی خود را از دست داده و نمونه از خود رفتار سختتری نشان داده و کاملا ترد عمل می کند به گونه ای که فرآیند خرابی قطعه عوض می شود. با استفاده از سیگنال های آکوستیک امیشین روند خرابی و رشد ترک صحت سنجی شد. مقادیر چقرگی شکست حاصل از تجمع سیگنال های انرژی آکوستیک امیشن تطابق خوبی با مقادیر تجربی داشته است.

احتراق همزمان زیست توده و سوخت های فسیلی در کوره های صنعتی روشی مناسب برای کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از فعالیت بشر، با سرمایه گذاری قابل قبول است. در این مقاله نتایج حاصل از شبیه سازی عددی احتراق همزمان کنسانتره های سولفیدی و سه سوخت کمکی شامل گازوئیل، نفت و زیست توده خاک اره در کوره فلش ذوب مس با هم مقایسه شده اند. برای مدل سازی جریان آشفته و فرآیند احتراق به ترتیب از مدل های RNG, k-ε و تابع چگالی احتمال (pdf) استفاده شده است. این مطالعه با هدف بررسی توزیع دمای کوره و آلاینده های احتراقی انجام شده است. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد که دمای شعله حاصل از احتراق گازوئیل و خاک اره به عنوان سوخت کمکی به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار را دارد. وجود نیتروژن در ترکیب شیمیایی خاک اره منجر می شود در احتراق زیست توده علی رغم دمای پایین شعله، کسر جرمی آلاینده NOx افزایش می یابد. همچنین در احتراق خاک اره با وجود اکسیژن زیاد، مقدار تولید آلاینده های گوگردی SO2 در نواحی دما بالای کوره و SO3 در نواحی دما پایین مشعل سوخت کمکی افزایش می یابند. زیرا SO2 در دماهای نسبتا بالا (K1273>) و در شرایط غنی از اکسیژن و گونه SO3 در دماهای نسبتا پایین با وجود اکسیژن اضافی تشکیل می شود. مقدار تولید آلاینده CO در احتراق خاک اره نسبت به مقدار حاصل از احتراق گازوئیل و نفت بسیار ناچیز است.

مقابله با اغتشاشات و عدم قطعیت های سیستم و همچنین تعقیب مسیرهای مرجع از اساسی ترین مسائل در کنترل ربات های اسکلت خارجی پایین تنه است. از کنترل کننده های مقاومی که در کنترل ربات های اسکلت خارجی می توان از آن استفاده کرد، کنترل کننده PID مد لغزشی (PIDSMC) است. این کنترل کننده با تعریف سطح لغزش کنترل کننده مد لغزشی بر مبنای کنترل کننده PID حاصل شده و از مهم ترین مشکل ات کنترل کننده PIDSM وجود پدیده چترینگ است. برای حذف پدیده چترینگ در کنترل کننده PIDSM از یک لایه مرزی در اطراف سطح لغزش استفاده می شود. در این حالت نه تنها پدیده چترینگ به طور کامل حدف نمی شود بلکه میزان مقاومت کنترل کننده نیز کاهش می یابد. در این مقاله برای حذف پدیده چترینگ و افزایش مقاومت سیستم از کنترل کننده PID مد لغزشی فراپیچشی (STPIDSM) استفاده شده است. در این حالت کنترل کننده ذاتا و بدون تعریف لایه مرزی، پدیده چترینگ را با حفظ مقاومت سیستم کاهش می دهد. همچنین به منظور مقابله با اغتشاشات و عدم قطعیت های با دامنه نامعلوم سیستم، روش تطبیقی کنترل فعال نیرو به عنوان حلقه اصلاحی ورودی کنترلی با کنترل کننده STPIDSM ترکیب شده است. در روش کنترل فعال نیرو، ورودی کنترلی در هر لحظه بر مبنای تخمین ممان اینرسی لینک های ربات اصلاح می شود. برای دستیابی به حداکثر کارآیی، پارامترهای کنترل کننده پیشنهادی به کمک روش بهینه سازی جستجوی هارمونی به صورت بهینه تعیین شده اند. عملکرد روش کنترلی ارائه شده با کنترل کننده STPIDSM بهینه مقایسه شده است. نتایج حاصل، بیانگر کاهش سه معیار خطای ITAE، ITASE و IASE برای روش کنترلی پیشنهادی به ترتیب به میزان 39، 48 و 66% نسبت به کنترل کننده STPIDSM است.

دستگاه سرعت سنج صوتی یکی از ابزارهای متداول اندازه گیری میدان جریان در کانال های باز است. علاوه بر خطاهای ذاتی دستگاه سرعت سنج صوتی، حضور حسگرهای دستگاه درون جریان می تواند موجب تغییر الگوی جریان و تشدید آشفتگی در حجم نمونه گیری شود که بر نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی موثر خواهد بود. برای بررسی این موضوع در این مطالعه به منظور تفکیک اثر تداخل فیزیکی سرعت سنج صوتی از خطای ذاتی آن، سرعت جریان به وسیله سرعت سنج تصویری ذرات در دو حالت حضور فیزیکی سرعت سنج صوتی و عدم حضور آن (در محدوه حجم نمونه گیری) در یک کانال مرکب برداشت شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که اثر تداخلی سرعت سنج صوتی جانب نگر در سرعت طولی در محدوده حجم نمونه گیری باعث افزایش سرعت طولی به میزان 7/1% شده و این اثر در سرعت های ثانویه شدید تر است به طوری که در شرایط آزمایش حاضر، حضور سرعت سنج صوتی جانب نگر باعث تغییر سرعت عرضی به میزان 5/4 برابر و تغییر سرعت قائم به میزان 7/2 برابر حالت عدم حضور سرعت سنج می شود. بررسی شدت های آشفتگی نشان داد که حضور سرعت سنج صوتی جانب نگر باعث افزایش شدت آشفتگی طولی می شود در حالی که بر شدت آشفتگی عرضی و قائم تاثیر چندانی ندارد. همچنین بررسی تنش رینولدز قائم در دوحالت حضور و عدم حضور سرعت سنج صوتی نشان داد که مقادیر اندازه گیری شده در دو حالت اختلاف دارند و حضور سرعت سنج صوتی 30% تنش رینولدز قائم را در محل حجم کنترل کاهش می دهد.

تحلیل ارتعاشات ورق از موضوعات مهم در زمینه طراحی بدنه واگن قطار پرسرعت است. سازه مورد استفاده در بدنه واگن قطار تحت بارهای دینامیکی قرار می گیرند، به همین خاطر تحلیل ارتعاش آن و به دست آوردن میزان خیز و خمش سازه در طراحی آن مورد اهمیت است. ورق مورد استفاده در بدنه واگن قطار پرسرعت از نوع کامپوزیت است. ورق کامپوزیتی به خاطر مزایای زیاد نسبت به سایر ورق ها همچون وزن کم، استحکام بالا و چه از لحاظ صرفه اقتصادی مورد توجه هستند. در این مقاله به تحلیل ارتعاشات آزاد غیرخطی ورق بدنه واگن مورد استفاده در قطارهای پرسرعت پرداخته شده است. ابتدا ورق ساندویچی سه لایه مورد استفاده در بدنه واگن قطارهای پرسرعت را به یک ورق تک لایه ارتوتروپیک معادل تبدیل کرده و معادلات حرکت ورق ارتوتروپ معادل را با استفاده از تئوری ون-کارمن مدل و از روش گالرکین حل شده و فرکانس های غیرخطی چهار مود اول سیستم را با استفاده از روش های VIM و حل عددی به دست آمده است، در پایان نیز اثر پارامترهای مختلف ورودی مساله روی فرکانس های غیرخطی 4 مود اول بررسی شده است. از مقایسه فرکانس های طبیعی به دست آمده از روش VIM با شرایط اولیه نزدیک به صفر نسبت به ارتعاشات خطی اختلاف کمتر از 0/1% مشاهده می شود. از نتایج حاصل شده مشاهده می شود که با افزایش مدول الاستیسیته رویه و افزایش ضخامت رویه و هسته ورق ساندویچی فرکانس های طبیعی افزایش می یابند. همچنین به دلیل غیرخطی بودن معادلات ارتعاشی ورق، با افزایش شرایط اولیه، فرکانس های طبیعی افزایش می یابند.

در این مقاله به بررسی فنی-اقتصادی بارهای حرارتی و برودتی در دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه اراک پرداخته شده است. سیستم های سنتی، مدرن و پرکاربرد تهویه مطبوع مانند سیستم های CAV، VAV، فن کوئل (بررسی هر سه سیستم ذکرشده با چیلر جذبی شعله مستقیم و چیلر تراکمی اسکرو)، سیستم VRF، کولر گازی و کولر آبی (مجموعا 9 سیستم مختلف) برای دانشکده طراحی و به صورت فنی-اقتصادی با یکدیگر مقایسه می شود. در این بررسی هزینه های مصارف آب، برق و گاز، خرید سیستم ها و تجهیزات مربوطه، نصب تجهیزات، تعمیرات و نگهداری سیستم های مورد بررسی، محاسبه و با یکدیگر مقایسه می شوند و سپس این کار در بارهای برودتی مختلف نیز انجام می شود تا نتایج به دست آمده مختص دانشکده فنی دانشگاه اراک نباشد و قابل استفاده برای تمامی سیستم های موجود در کل ایران باشد. در پایان نشان داده شده است که کولر آبی کمترین هزینه جاری و اولیه را در میان سیستم های دیگر دارا می باشند؛ ولی از آنجایی که این سیستم قابلیت تعیین مقدار رطوبت و دمای ایده آل برای فضا مورد نظر را ندارند، نمی توان آن را به عنوان یک سیستم ایده آل و استاندارد در نظر گرفت. همچنین نشان داده شده است که هزینه های اولیه و جاری در چیلرهای تراکمی کمتر از چیلرهای جذبی است و سیستم های VAV نسبت به سیستم های CAV و فن کویل عملکرد بهتری دارند و سیستم VRF بعد از سیستم کولر آبی دارای کمترین هزینه جاری و اولیه بین سیستم های مورد بررسی به خصوص سیستم کولر گازی است و می توان این سیستم را به علت کنترل هوشمند و بهینه به عنوان یک سیستم ایده آل انتخاب نمود.

عملیات حرارتی کوئنچ یکی از فرآیندهای پر کاربرد در صنعت بوده که تاثیر بسیاری بر خواص مواد دارد. شناخت دقیق اثرات این فرآیند بر رفتار مواد می تواند در استفاده بهتر از این فرآیند موثر باشد. در این پژوهش اثر محیط کوئنچ بر رفتار مکانیکی فولاد پر کاربرد AISI 1045 بررسی شده و تنش پسماند ایجاد شده در ساختار ماده مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا از سه محیط آب، روغن و نمک مذاب استفاده شده است و پس از بررسی استحکام و کانتور سختی ایجاد شده توسط هر یک از این سه محیط، تنش پسماند حاصل از این فرآیند به روش کانتور مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین عدم قطعیت تنش پسماند در محیط با ضریب اثرگذاری، بیشتر مطالعه شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که کوئنچ در آب می تواند سختی بیشتر، استحکام بالاتر و تنش پسماند فشاری بیشتر همراه با عمق نفوذ بالاتری را نسبت به سایر محیط ها ایجاد نماید اما ناهمگنی ساختار بین سطح و مرکز قطعه نیز بیشتر است. در حالی که کوئنچ در محیط نمک مذاب با حفظ همگنی ساختار نزدیک به حالت آنیل، می تواند ضمن افزایش سختی و استحکام، تنش پسماند فشاری با عمق نفوذ حدود 1/3میلی متر ایجاد نماید. بررسی عدم قطعیت کوئنچ در محیط آب نشان داد بزرگترین خطا در تنش های پسماند اندازه گیری شده حدود 9% بوده و خطای ناشی از هموارکردن داده ها بیشترین اثر را در اندازه گیری تنش پسماند به روش کانتور دارد.

در این مقاله میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیرکلاسیک غیرمحلی مدل سازی شده و ارتعاشات غیرخطی در این سیستم تحلیل و کنترل می شود. در این مدل سازی معادله حاکم بر نانوکانتیلور اویلر-برنولی با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی فون کارمن و بر اساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن با استفاده از اصل همیلتون استخراج می شود. در گام بعد با به کاربردن روش گالرکین، معادله دیفرانسیل حاکم بر دینامیک میکروسکوپ نیروی اتمی در حضور نیروهای جاذبه و دافعه واندروالس به دست می آید. معادله غیرخطی حاکم با استفاده از روش مقیاس های زمانی چندگانه حل شده و تشدیدهای اولیه و ثانویه میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه می شود. در این راستا منحنی های پاسخ فرکانسی و دامنه پاسخ برحسب دامنه تحریک، برای تشدیدهای اولیه، سوپرهارمونیک و ساب هارمونیک به ازای مقادیر مختلف پارامتر غیرمحلی رسم می شود. بر این اساس، نشان داده می شود که تشدیدهای اولیه، سوپرهارمونیک و ساب هارمونیک میکروسکوپ نیروی اتمی به طور چشمگیری تحت تاثیر پارامتر غیرمحلی هستند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که استفاده از تئوری غیرمحلی برای تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروسکوپ نیروی اتمی یک ضرورت اساسی است. سپس، علاوه بر تحلیل دینامیکی، با طراحی و به کاربردن کنترلر مقاوم تطبیقی فازی، ارتعاشات آشوبناک در مدل غیرمحلی میکروسکوپ نیروی اتمی به طور کامل کنترل و حذف می شود. برای این کار کنترلر مقاوم تطبیقی فازی به عنوان یک روش قدرتمند به منظور کنترل آشوب در مدل غیرمحلی میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می شود. نتایج به دست آمده در فرآیند طراحی و کنترل میکروسکوپ نیروی اتمی کاربرد دارد.

آلودگی هوا یکی از نتایج توسعه صنعتی است که با افزایش جمعیت و گسترش شهرنشینی، توسعه حمل ونقل و افزایش میزان مصرف سوخت، روز به روز بر شدت آن افزوده می شود. آگاهی از کیفیت هوا و روند تغییرات آلاینده ها در موقعیت های مکانی مختلف در شهر می تواند نقش مهم و موثری در مدیریت سلامت شهری و سیاست گذاری کلان داشته باشد. اولین گام عملی در کاهش سطح آلاینده ها داشتن اطلاعات کافی از جزئیات آلایندگی شامل نوع، میزان و فراوانی رخداد در طول سال است تا نوع آلایندگی موجود و منبع تولید آن مشخص شود. در این مقاله با استفاده از داده های تجربی به دست آمده از ایستگاه های اندازه گیری کیفیت هوای موجود در سطح شهر ساوه، نتایج تحلیل های ساعتی، روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه آلاینده های مختلف مورد مطالعه و بررسی دقیق قرار گرفته است. در پایان علاوه بر راهکارها و پیشنهادهای کلی برای کاهش سطح آلودگی هوای شهر ساوه، مشخصا دو راهکار دقیق شامل احداث یک زیر گذر و احداث یک کمربندی که هندسه و ویژگی های دقیق هریک در مقاله ذکر شده ارائه شده است.

با توجه به بحران آب و انرژی، بهبود راندمان سیستم های حرارتی و بازیافت حرارت به همراه استفاده از فرآیند شیرین سازی آب، در سال های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. بدین منظور فرآیند آب شیرین کن حرارتی و کلکتورهای خورشیدی در نیروگاه های بخار مورد استفاده قرار گرفتند. در این مطالعه یک ساختار یکپارچه تولید هم زمان آب شیرین و توان با استفاده از ترکیب سیستم کلکتورهای خورشیدی، نیروگاه بخار تولید توان، سیکل ORC و سیکل آب شیرین کن چند اثره حرارتی توسعه داده شده است. این ساختار یکپارچه قابلیت تولید آب شیرین به میزان kg/s762/6، توان 104/1مگاوات درسیکل رانکین و 306/7مگاوات در نیروگاه بخار را دارد. در این ساختار یکپارچه به ترتیب بازده نیروگاه بخار 37/24% و بازده اگزرژی کل 78/54% است. آنالیز اگزرژی ساختار یکپارچه نشان می دهد که بیشترین تخریب اگزرژی به ترتیب در کلکتورهای خورشیدی به میزان 45/2% و مبدل های حرارتی به میزان 37/27% رخ می دهد. با توجه به آنالیز اقتصادی، ساختار یکپارچه توسعه داده شده به ترتیب دارای زمان بازگشت سرمایه 3/838سال و قیمت تمام شده محصول$/kWh 0/0325 است. به علاوه با استفاده از آنالیز حساسیت تاثیر پارامترهای مختلف روی عملکرد ساختار یکپارچه مورد بررسی قرار گرفت.

امروزه استفاده از امواج فراصوتی به منظور جداسازی ذرات یا سلول ها رو به گسترش است. یکی از عوامل تاثیرگذار در جداسازی، تغییر شکل سلول است که ناشی از امواج فراصوتی است. مشهورترین مدل های مورد استفاده برای تغییر شکل، دو مدل الاستیک و ویسکوالاستیک هستند. در این پژوهش سلول در محیط سیال و تحت اثر امواج فراصوتی مدل شده و تغییر شکل ها به دست آمده است. برای رسیدن به این منظور معادله هلمهولتز که ترکیب معادلات اختلالی امواج فراصوتی و معادله ناویر استوکس است، حل می شوند و فشار آکوستیک به دست می آید. سپس این فشار به عنوان عامل تغییر شکل بر سلول اعمال می شود و با کمک برهم کنش سیال و جامد، تغییر شکل به دست می آید. در این پژوهش در ابتدا تغییر شکل سلول با خواص الاستیک ارائه شده و با پژوهش های تجربی پیشین اعتبارسنجی صورت گرفته است. در نهایت تغییر شکل برای سلول با فرض خواص ویسکوالاستیک که تاکنون از آن برای مدل سازی تغییر شکل در میدان آکوستیک استفاده نشده به دست آمده و ارائه شده است. نتایج نشان دهنده این است که مدل ویسکوالاستیک برای سلول تطابق بهتری در مقایسه با مدل الاستیک با نتایج تجربی دارد. هم چنین تاثیر فرکانس روی نسبت منظری نیز بررسی شده است. با افزایش فرکانس از 2 به 8مگاهرتز، نسبت منظری 0. 3 افزایش می یابد.

مچالگی لوله های جداری همه ساله هزینه های زیادی را بر شرکت های تولیدکننده نفت و گاز تحمیل می کند. این مشکل نه تنها در زمان حفاری در برخی سازندها مشاهده می شود بلکه مدت ها بعد از تکمیل و بهره برداری نیز می تواند باعث بروز مشکلاتی شود. پیش بینی دقیق میزان فشار مچالگی فاکتور بسیار مهمی در طراحی لوله های جداری است. مچالگی لوله های جداری به طور کلی تابعی از خواص ژئومکانیکی سازند و خواص مکانیک جامداتی لوله های جداری است. از جمله خواص مکانیک جامداتی تاثیرگذار بر مچالگی لوله جداری می توان به بیضی بودن لوله جداری و تفاوت در ضخامت لوله جداری و وجود تنش پسماند در هنگام ساخت لوله جداری اشاره کرد. در این تحقیق به بررسی رفتار مچالگی لوله ی جداری با درنظرگرفتن خزش سازند و عیوب ساخت لوله با استفاده از روش های عددی پرداخته شده است نتایج حاصل نشان می دهند که عیوب ساخت لوله از قبیل بیضی بودن و خارج از مرکزی لوله تا حد زیادی می تواند باعث کاهش مقاومت مچالگی لوله جداری گردد این کاهش مقاومت به حدی است که لوله جداری در زمان های ابتدایی قرارگرفتن در چاه دچار کرنش پلاستیک زیادی شده و مچاله می شود و عیوب ساخت، نسبت به پدیده خزش سنگ نمک تاثیر بیشتری بر مچالگی لوله جداری دارد.

در این تحقیق با استفاده از عکس برداری پرسرعت و تکنیک پردازش تصویر تشکیل میکرو-نانو حباب در لوله ونتوری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو نمونه لوله ونتوری با ابعاد مختلف از جنس پلکسی گلس که سبک و شفاف است ساخته شده و با دبی های مختلفی از جریان آب مورد آزمایش قرار گرفته اند. پس از تزریق هوا به داخل لوله ونتوری، با استفاده از دوربین با سرعت بالا از جریان دوفازی عبوری از داخل لوله ونتوری عکس برداری شده است. عکس های تهیه شده توسط نرم افزار متلب مورد پردازش قرار گرفته است. پس از بررسی نتایج و به دست آوردن قطر متوسط حباب ها، تعداد میکرو-نانو حباب ها و سرعت در مرکز لوله ونتوری به دست آمده و نمودارهای مربوطه مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کاهش طول بخش گلوگاه باعث ریزترشدن حباب ها می شود و با افزایش دبی جریان در لوله ونتوری نیزحباب ها ریزتر می شوند و میکرو-نانو حباب های بیشتری تشکیل می شود.

سیستم محرکه هیبرید الکتریکی پلاگین تکنولوژی جدید و گزینه ای مناسب به منظور کاهش حجم آلاینده ها در سطح شهر است. باتری خودروهایی که این سیستم را دارند علاوه بر شارژ از طریق موتور احتراقی و بازیابی انرژی ترمزی، می توانند به یک منبع خارجی وصل شده و شارژ شوند. این مدل خودروها مسافتی را به صورت کاملا الکتریکی طی می کنند، به همین علت دارای باتری های نسبتا بزرگی هستند و کمتر از موتور احتراقی استفاده می کنند و در نتیجه میزان سوخت کمتری مصرف می کنند. هدف این تحقیق طراحی روند اندازه گذاری اجزای اصلی سیستم محرکه هیبرید الکتریکی پلاگین و طراحی یک کنترلر بهینه است که به صورت یک نرم افزار هوشمند ارائه شده است. در این نرم افزار اندازه موتور احتراقی، موتور الکتریکی و باتری با توجه به اطلاعات ورودی براساس نحوه عملکرد اجزا نشان داده می شود و پس از آن با استفاده از یک کنترلر پیش بین مصرف سوخت و آلاینده های منتشر شده در چرخه رانندگی شبیه سازی می شود. به منظور اطمینان از درستی عملکرد نرم افزار از اطلاعات یک نمونه خودروی هیبرید الکتریکی پلاگین ساخته شده استفاده شده است که خروجی های نرم افزار با مقادیر اعلام شده برای خودرو مطابقت دارند. استفاده از این نرم افزار در مرحله اول طراحی یک خودروی هیبرید الکتریکی پلاگین بسیار مفید است.

هدف از این تحقیق، ایجاد پوشش نانوساختار TiAlN بر زیرلایه فولاد تندبر HSS با استفاده از روش تبخیر قوس کاتدی و نیز بررسی تاثیر درصد چرخه کار بر خواص سطحی پوشش از جمله مورفولوژی و ساختار سطح، ضخامت پوشش و رفتارمکانیکی پوشش نانوساختار است. برای مشخصه یابی پوشش ها از دستگاه های پرتوی اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی بهره گرفته شد. همچنین برای ارزیابی رفتارمکانیکی از آزمون میکروسختی استفاده شد. مطالعات نشان می دهد که با تغییر درصد چرخه کار در فرآیند لایه نشانی، مقدار و اندازه ماکروذراتی موجود در پوشش تغییر یافته که این امر در زبری سطح و مورفولورژی آن تاثیرگذار است. این عامل به باردارشدن ماکروذراتی تولیدشده در اتمسفر لایه نشانی مربوط می شود. همچنین به دلیل اینکه تغییرات اندازه دانه به تغییرات درصد چرخه کار وابسته است که این تغییرات نیز بر خواص مکانیکی پوشش اثرگذار خواهد بود که با مکانیزم لایه نشانی در درصدهای مختلف چرخه کار مرتبط است. بنابر آزمون های سختی گرفته شده هنگامی که چرخه کار از 25% به 50% افزایش می یابد سختی از 3168ویکرز به 3817ویکرز افزایش پیدا می کند اما با افزایش چرخه کار از 50% به 75%، سختی به 3582 ویکرز کاهش پیدا می کند. در نتیجه با تغییر چرخه کار می توان، درصد بهینه آن برای خواص مکانیکی مطلوب را تعیین نمود. همچنین حداقل ضریب اصطکاک (0/44) و حداقل نرخ سایش، برای پوشش TiAlN با درصد چرخه کار 75% تعیین شد که این می تواند به صافی بهتر و تراکم بالاتر این پوشش نسبت داده شود.

فناوری گازی سازی بخش مهمی از فناوری استفاده پاک از سوخت زغال سنگ به شمار می آید. توسعه هرچه بیشتر این فناوری نیازمند درک فرآیندها و اثرات متقابل جریان های گاز و ذرات سوخت جامد تزریق شده به درون محفظه گازی ساز است. در این مطالعه به شبیه سازی عددی یک گازی ساز زغال سنگی نمونه ورود هم زمان با استفاده از شرایط عملکردی آزمایشگاهی پرداخته شده است. واکنش ها و پارامترهای سینتیکی فرآیند گازی سازی با استفاده از داده های گازی سازی زغال سنگ در مقالات چاپ شده مشابه استخراج شده است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی و دو مطالعه مشابه دیگر به خوبی صحت مدل توسعه یافته را تایید می کند. تمرکز این مطالعه بر دقت مدل های ارائه شده برای فرآیند تبخیر مواد فرار از سوخت و بررسی تاثیر تغییر اکسیدکننده از اکسیژن به هوا بر عملکرد گازی ساز است. 4 مدل تبخیر مواد فرار شامل مدل های نفوذ شیمیایی، تک نرخی، کوبایاشی و نرخ ثابت بررسی شده است. روند تغییرات پیش بینی شده برای گونه ها در مدل های مختلف مشابه یکدیگر است و بسته به دقت هر مدل مقدار سینگاز تولیدی تا حدودی با یکدیگر متفاوت است. مدل های کوبایاشی و نرخ ثابت، نرخ تبخیر مواد فرار آزاد شده از سوخت را نسبت به دو مدل دیگر کمتر پیش بینی می کنند. نتایج به دست آمده از مدل نفوذ شیمیایی نسبت به دیگر مدل ها مطابقت بیشتری با داده های آزمایشگاهی دارد اما زمان محاسباتی بالاتری طلب می کند. استفاده از اکسیدکننده هوا به جای اکسیژن سبب کاهش غلظت سینگاز تولیدی و بنابراین کاهش راندمان گازی ساز می شود.

آلاینده های ذره ای در فضاهای داخلی تهدیدی جدی برای سلامتی انسان ها محسوب می­ شوند، از این رو شناخت، بررسی و کنترل پخش این ذرات در فضاهای داخلی امری ضروری است. در تحقیق حاضر تاثیر زاویه چرخش بر توزیع و پخش ذرات آلاینده با قید آسایش حرارتی در یک اتاق با دریچه چرخشی در یک سیستم تهویه زیر سطحی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تحلیل جریان سیال و توزیع ذرات در فضای مورد نظر از توسعه حلگرهای اپن فوم در دیدگاه اویلری-لاگرانژی و از مدل دو نقطه ای گایج برای بررسی شرایط آسایش حرارتی استفاده شده است. میدان جریان و توزیع ذرات با وجود دریچه چرخشی با سه زاویه 30، 45 و 60 مورد بررسی و اعتبارسنجی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در هر سه حالت فوق، شاخص TSENS در ناحیه آسایش حرارتی قرار دارند. با این حال با تغییر زاویه چرخش از 30 به 60 می توان نارضایتی موضعی ناشی از اختلاف عمودی دما را به اندازه یک درجه سلسیوس کاهش داد. بررسی تغییر زاویه هوای ورودی نشان می­ دهند که در زوایای 30 و 60 درجه، درصد ذرات خارج شده با قطر 5/2میکرومتر به ترتیب برابر 32 و 55% کل ذرات هستند. به عبارت دیگر، با افزایش زاویه هوای ورودی درصد بیش تری از ذرات اولیه داخل اتاق خارج می­ شوند و این رفتار مستقل از اندازه ذرات است. علاوه بر این با افزایش اندازه ذرات، ذرات بزرگتر سریع تر از ناحیه تنفسی خارج شده و ذرات کوچک تر مدت زمان طولانی تری در هوا باقی می­ مانند، از این رو ذرات کوچک تر تاثیر بیش تری بر کیفیت هوای داخل دارند.