مهندسی مکانیک مدرس
سال:1393 | دوره:14 | شماره:8 |تعداد مقالات:25

پالایش خون در گلومرول کلیه همواره مورد توجه فیزیولوژیست ها بوده است ولی از آنجا که در این تحقیقات نمی توانستند به چیزی بیشتر از اطلاعات کیفی دسترسی پیدا کنند، توسط مدل سازی های عددی ریاضی دانان این مشکل پیش روی را مرتفع ساختند. در کار پیش رو سعی می شود با جمع آوری نتیجه پژوهش های محققین فیزیولوژی و علوم پزشکی، محققین علوم کامپیوتر و ریاضی، مدلی مهندسی برای بررسی کامل این شبکه مویرگی ارائه شود. ابتدا مدل همگن که پیش از این توسط دین معرفی شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. با حل دو بعدی معادلات مومنتوم و انتقال جرم، میزان فیلتراسیون خون بدست می آید. در ادامه به مطالعه آناتومی شبکه گلومرول پرداخته می شود و با جمع بندی آن ها یک شبکه سه بعدی قابل دفاع از بستر مویرگی گلومرول ارایه می شود. با استفاده از معادلات سه بعدی مومنتوم و انتقال جرم، مدل پیشنهاد شده به صورت عددی حل می شود. مزیت اصلی مدل شبکه این است که مطالعه پارامترهای مختلف که به دلیل بیماری های مختلف به صورت ناحیه ای ایجاد می شوند را امکان پذیر می کند. در مدل شبکه ارتباط بین لوبول ها و شکل آن ها تنها برای توزیع بهتر جریان در شبکه و بهبود فرایند انتقال جرم است. مدل شبکه علاوه بر مزیت هایی که در بررسی بهتر شبکه مویرگی دارد، در دبی های بزرگتر از 150nl/min جواب دقیق تری برای میزان فیلتراسیون در اختیار قرار می دهد.

توربین گازی تک محوره و سیکل های وابسته به آن به افت فرکانس حساس بوده و تغییر بار ناگهانی و یا افت فرکاس های شدید می تواند منجر به ناپایداری آن ها شود. علت این پدیده به کاهش دبی هوای عبوری از توربین گازی با کاهش سرعت دورانی آن و در نتیجه، تداخل میان حلقه های کنترل دما و گاورنر باز می گردد. این تداخل مانع از افزایش توان توربین و در نتیجه ناپایداری آن می شود. در این مقاله، عملکرد سیکل ترکیبی و توربین گازی با تزریق بخار (سیکل استیگ) که از مهم ترین سیکل های تولید توان بر پایه توربین گازی می باشند، در زمان افت فرکانس و مانورهای گذرا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو واحد مشابه بر اساس این دو سیکل توسعه داده شده است و عملکرد آن ها در سناریوهای مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که توربین گازی با تزریق بخار از عملکرد بهتری نسبت به سیکل ترکیبی در زمان افت فرکانس برخوردار است و می تواند تغییر بارهای ناگهانی بزرگتری را تحمل نماید. این عملکرد بهتر توربین گازی با تزریق بخار، در برخی از نقاط کاری دو برابر بهتر از سیکل ترکیبی مشابه است.

صفحات دو قطبی مورد استفاده در پیل های سوختی از مهمترین و پرهزینه ترین اجزای یک پیل سوختی می باشند. صفحات دو قطبی فلزی به دلیل وزن و هزینه کمتر، بهترین گزینه برای جایگزینی صفحات فلزی ضخیم ماشین کاری شده یا گرافیتی هستند. انتخاب فرآیند شکل دهی مناسب، یکی از مهمترین موضوعات مطرح در تکنولوژی پیل سوختی است. در حال حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ به دلیل قابلیت شکل دهی قطعاتی با وزن کم و هندسه پیچیده برای تولید صفحات دو قطبی فلزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از بین الگوهای مختلف صفحات دوقطبی، الگوی کانال جریان مارپیچ، دارای دو عیب عمده پارگی ماده در حین فرآیند شکل دهی و توزیع جریان نامناسب در حین عملکرد می باشد. در این پژوهش، شکل دهی یک الگوی شیاری مارپیچ متصل به هم بر روی صفحاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فرآیند هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامترهای فرآیندی و هندسی قالب بر روی توزیع ضخامت و درصد پر شدگی پروفیل هم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با افزایش فشار شکل دهی، پرشدگی قالب افزایش می یابد و ضخامت ناحیه بحرانی به دلیل افزایش نسبت کشش، بیشتر کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که فرآیند هیدروفرمینگ از قابلیت تکرارپذیری بالایی برخوردار است.

مکانیزم های موازی در بسیاری از زمینه های مهندسی و کاربردهای صنعتی نظیر ماشین ابزار، مترولوژی، شبیه ساز پرواز، شبیه ساز زلزله، تجهیزات پزشکی و غیره به صورت چشمگیری مورد استفاده قرار می گیرند. مکانیزم های موازی دارای محدودیت هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری و وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. در این تحقیق نوعی ماشین ابزار جدید با مکانیزم موازی و با چهار درجه آزادی (سه درجه خطی و یک درجه دورانی) مورد مطالعه قرار گرفته است و فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم افزار متلب بدست آمده است. به این منظور ابتدا روابط سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بدست آمد و با استفاده از یک الگوریتم جستجو، فضای کاری و نقاط تکین مکانیزم محاسبه شد. سپس برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم افزار سالیدورکس شبیه سازی شد و روابط سینماتیک معکوس و فضای کاری بدست آمده در این تحقیق صحه گذاری شد. همچنین برای بررسی کیفیت عملکردی ربات و چالاکی مکانیزم در فضای کاری، شاخص شرط کلی ربات با استفاده از ماتریس ژاکوبین برای جهت گیری های مختلف سکوی متحرک محاسبه شد.

در این مقاله، به ارزیابی چند معیاره سیستم تولید همزمان برق، حرارت و سرما تحت دو استراتژی تامین بار الکتریکی و تامین بار حرارتی نسبت به سیستم تولید جداگانه، برای یک ساختمان اداری در تهران پرداخته شده است. در استراتژی تامین بار حرارتی، دو حالت عدم فروش و فروش برق به شبکه مورد بررسی قرار گرفته اند. معیارهای صرفه جویی در مصرف انرژی اولیه، کاهش انتشار آلاینده دی اکسید کربن، کاهش هزینه عملکرد و نرخ بازگشت سرمایه، به منظور ارزیابی سیستم تولید همزمان، برای یک ساختمان اداری نمونه دارای ویژگی های عموم ساختمان های اداری کشور، به کار گرفته شده اند. نهایتا به منظور انتخاب مناسب ترین حالت عملکرد سیستم تولید همزمان با در نظر گرفتن تمام معیارها، از تکنیک AHP استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که، از لحاظ انرژی و زیست محیطی، بهترین حالت عملکرد سیستم تولید همزمان، استراتژی تامین بار حرارتی با فروش برق به شبکه می باشد. در حالیکه بیشترین مقدار نرخ بازگشت سرمایه، مربوط به استراتژی تامین بار الکتریکی می باشد. برای تمامی حالت های عملکرد، سیستم تولید همزمان در تمامی ماه های سال دارای هزینه های عملکرد کمتری نسبت به سیستم تولید جداگانه می باشد. همچنین ارزیابی چندمعیاره به وسیله تکنیک AHP نشان می دهد که، بهترین استراتژی عملکرد سیستم تولید همزمان، استراتژی تامین بار حرارتی با فروش برق به شبکه می باشد. اما اگر شرایط فروش برق به شبکه مهیا نباشد، استراتژی تامین بار الکتریکی در اولویت است.

در این پژوهش یک تیر کامپوزیتی موج دار با سیم آلیاژ حافظه دار تحریک شده است. آلیاژ حافظه دار بر روی سطح تیر کامپوزیتی قرار داده شد. با افزایش دمای سیم حافظه دار، تغییر فاز مارتنزیت به آستنیت در سیم ایجاد شد. پس از تغییر فاز، طول سیم کاهش یافته و تیر تحریک شد. پارامترهای جابجایی تیر، نیرو و جریان الکتریکی اندازه گیری و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال، به رایانه منتقل شد. برای تعیین دما از معادله دیفرانسیل انتقال حرارت سیم استفاده شده است. همچنین از مدل برینسون به منظور مدل سازی رفتار آلیاژ حافظه دار استفاده شد. نتایج نشان داد که رفتار آلیاژ حافظه دار در مدل برینسون مشابهت خوبی با نتایج تجربی دارد. اما در دماهای کمتر از شروع استحاله مارتنزیتی، تنش آلیاژ در آزمایش های تجربی بر خلاف مدل برینسون به صفر میل کرده است. همچنین با توجه به تاثیر آموزش بر عملکرد آلیاژ حافظه دار و نیز آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی، دماهای شروع و پایان استحاله در آزمایش های تجربی با مدل برینسون اختلاف دارد. نتایج تجربی نشانگر آن است که با ترکیب سازه کامپوزیتی موج دار و آلیاژ حافظه دار می توان به سازه هوشمندی دست یافت که در راستای موج به واسطه مقاومت خمشی کم تحریک پذیر بوده؛ در حالی که مقاومت خمشی سازه راستای عمود بر موج بالا می باشد. این امر سبب نزدیک شدن این سازه ها به کاربردهای واقعی می گردد.

تحلیل و شبیه سازی عددی جریان های کاویتاسیون به دلیل ظهور و کاربرد آن در صنایع دریایی، توربوماشین های آبی، هیدروفویل ها، اجسام زیرسطحی و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردارند. به همین دلیل در این تحقیق اثر دمش بر رفتار هیدرودینامیکی جریان های کاویتاسیونی عبوری از هیدروفویل ها بررسی شده است. روش حجم محدود جیمسون و روش پیش شرط توانی به همراه مدل تکفازی کاویتاسیون (مدل باروتروپیک) برای تحلیل جریان کاویتاسیونی استفاده شده است. پایداری حل به کمک جملات اتلافی مرتبه دوم و چهارم به دست آمده است. برای رسیدن به حالت دائم از روش چهار مرحله ای صریح رانگ - کوتا استفاده شده است. با توجه به اینکه غالبا کاویتاسیون در اعداد رینولدز بالا رخ می دهد، جهت سهولت در شبیه سازی، معادلات جریان غیرلزج در نظر گرفته شده، برای اعمال دمش از سطح هیدروفویل، یک جت در سطح فوقانی هیدروفویل قرار داده شده است. پارامترهای محل جت، نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت متغیرهای مورد بررسی است. شبیه سازی در دو عدد کاویتاسیون متفاوت صورت گرفته است. نتایج عددی نشان می دهد روش پیش شرط توانی سرعت همگرایی را تا حد زیادی افزایش می دهد. دمش باعث کاهش ضرایب برآ و پسای فشاری و طول کاویتی نسبت به حالت بدون دمش می شود. همچنین افزایش نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت موجب کاهش طول کاویتی و ضرایب برآ و پسای فشاری می شود.

این مقاله یک تحلیل پارامتری الاستیک برای بررسی سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش ها در دیسک های دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی (FGMs) بر اساس معیار تسلیم ترسکا ارایه می دهد. خواص ماده به صورت تابع توانی در جهت شعاعی تغییر می کند. ضریب پواسون به دلیل تغییرات ناچیز در مواد مهندسی ثابت در نظر گرفته شده است. برای مقادیر مختلف ثابت ناهمگنی، سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش ها در راستای جهت شعاعی رسم شده و حالت های مختلف برای شروع جریان پلاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. تا جایی که مشاهده گردیده است در مقالاتی که به بررسی شروع تسلیم پرداخته اند چگالی و تنش تسلیم ثابت فرض شده است حال آنکه در این مقاله، با متغیر فرض کردن چگالی و تنش تسلیم در دیسک دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی، و مقایسه نتایج با حالت ثابت فرض کردن این پارامترها، مشاهده گردیده است که فرض ثابت بودن چگالی اشتباه بوده و متغیر فرض کردن آن اثر قابل توجهی روی تنش ها دارد.

فرآیند شکل دهی با استفاده از لیزر از جمله فرآیندهای شکل دهی حرارتی است که در آن، از پرتو لیزر به عنوان عامل شکل دهی استفاده می شود. در این فرآیند، تشکیل گرادیان دمایی در راستای ضخامت ورق باعث ایجاد خمش نهایی می شود. تاکنون، بیشتر مطالعه های انجام شده متمرکز بر شکل دهی انواع مختلف فولاد می باشد. در حالی که فرآیند شکل دهی با لیزر در سایر مواد فلزی و غیرفلزی، نظیر آلیاژهای آلومینیوم، نیز قابل استفاده است. انعکاس سطحی بالای پرتو لیزر و ضریب هدایت حرارتی بزرگ آلیاژهای آلومینیوم از جمله عواملی اند که استفاده از این فرآیند برای آلومینیوم و آلیاژهای آن را، درمقایسه با قطعات فولادی، پیچیده تر و سخت تر است. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی فرآیند شکل دهی با لیزر توسط نرم افزار اجزای محدود، تاثیر پارامترهای مختلف فرآیندی نظیر توان لیزر، سرعت اسکن، قطر پرتو، و ضخامت ورق بر زاویه خمش نهایی در ورق های آلومینیوم بررسی می شود. به منظور صحت سنجی شبیه سازی های فرآیند، مقایسه نتایج عددی با آزمایش های تجربی، که در آن از پارامترهای فرآیندی یکسان استفاده شده، انجام شده است. این مقایسه تطابق بسیار خوبی بین نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی نشان می دهد. در انتها، با بهره گیری از طراحی آزمایش به شیوه عاملی کامل، رابطه ای جهت پیش بینی زاویه نهایی برحسب پارامترهای ذکر شده ارائه می گردد.

استفاده از کیسه های هوا به عنوان وسیله ای مورد قبول برای ایمنی سرنشین در تصادفات، در حال افزایش است. اما در بسیاری از موارد خود کیسه های هوا، باعث آسیب دیدگی سرنشین می شود. یکی از آسیب دیدگی های رایج، سوختگی ناشی از کیسه هوا است. سوختگی های ناشی از کیسه های هوا می توانند شیمیایی یا حرارتی باشند. سوختگی های شیمیایی در این مقاله بررسی نشده است. سوختگی های حرارتی ناشی از کیسه های هوا دو نوع است: سوختگی ناشی از برخورد مستقیم با کیسه هوا و سوختگی ناشی از برخورد با گاز داغ خروجی از دریچه های کیسه هوا. هدف این مقاله شبیه سازی عددی این دو نوع سوختگی است. یک مطالعه پارامتریک برای بررسی نقش جنس کیسه هوا، قطر دریچه، تعداد دریچه ها و فاصله سرنشین از کیسه هوا، انجام شده است. طبق نتایج به دست آمده بیشترین سوختگی مربوط به PA66) پلی آمید 66) و کمترین مربوط به PET (پلی اتیلن) می باشد. با افزایش قطر دریچه عمق ایجاد سوختگی بیشتر می شود. با افزایش تعداد دریچه ها عمق ایجاد سوختگی افزایش پیدا می کند. فاصله سرنشین از کیسه هوا رابطه مشخصی با سوختگی ندارد.

در این مقاله معادلات حاکم بر خط لوله، شیر قطع و سامانه راه انداز هم بصورت تحلیلی و هم بصورت عددی تحلیل شده است. در حل ریاضی دقیق، با استفاده از تبدیل لاپلاس و خطی سازی معادلات و حل آنها پایداری عملکرد شیر بررسی شده است. با توجه به طراحی صورت گرفته برای سامانه خط لوله - شیر مذکور و بازاء پارامترهای موثر شیر طبق تحلیل پایداری خطی نایکوئیست و بود سیستم کاملا رفتاری پایدار از خود نشان داد. در حل عددی نیز بررسی رفتار شیر قطع مطرح بوده، که معادلات حاکم بر شیر قطع بصورت عددی مدل و تحلیل شده است. با مدل سازی انجام گرفته، رفتار گذرای شیر در حین فرمان قطع و نرخ تغییرات فشار، دبی عبوری از شیر، فشار گاز سامانه راه انداز و فشار بالادست شیر (ضربه قوچ) با توجه به حرکت المان قطع کننده شیر ارائه شده است. نتایج بدست آمده با داده های تجربی مقایسه و نشان داده شد که اختلاف مقدار دبی عبوری از شیر بر حسب زمان حداکثر خطای 13 درصدی را دارد. نتایج عددی نشان می دهد تا لحظات پایانی بسته شدن شیر، تغییر قابل توجهی در دبی عبوری از شیر رخ نمی دهد. همچنین نتایج نشان می دهد زمان بسته شدن شیر قطع را بایستی با توجه به شرط فشار حداکثر مجاز ضربه هیدرولیکی در مسیر تعیین نمود.

با توجه به نگرانی فزاینده جامعه جهانی نسبت به افزایش مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی، توجه به سیستم های جذب سطحی در چند دهه گذشته افزایش یافته است. از اصلی ترین مشکلات این سیستم ها، ضعیف بودن انتقال حرارت در بستر جاذب به دلیل پایین بودن ضریب هدایت حرارتی آن می باشد. در این مطالعه سعی شده است با مدل سازی عددی، تاثیر روش های بهبود انتقال حرارت در بستر جاذب بر عملکرد سیستم جذب سطحی بررسی شود. از جمله این روش ها می توان به بکارگیری سطوح حرارتی گسترش یافته و افزودن ذرات فلزی به بستر جاذب اشاره کرد. به کارگیری ذرات فلزی باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر بستر به میزان حداقل 100% می شود. نتایج نشان می دهند با کاهش فاصله و ارتفاع فین ها و نیز افزایش ذرات فلزی به بستر جاذب زمان سیکل به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، که در نهایت موجب افزایش ظرفیت سرمایشی مخصوص سیستم جذب سطحی می شوند؛ هر چند که با کاهش فاصله فین ها تاثیر افزایش ذرات فلزی بر کاهش زمان سیکل و افزایش ظرفیت سرمایش مخصوص تضعیف می شود. همچنین نتایج نشان می دهند با افزایش ارتفاع فین ها ضریب عملکرد سیستم جذب سطحی افزایش یافته در حالی که ظرفیت سرمایش مخصوص آن کاهش می یابد. از طرفی کاهش فاصله فین ها هم زمان باعث افزایش ضریب عملکرد و ظرفیت سرمایش مخصوص سیستم جذب سطحی می گردد.

امروزه سیستم های گرمایش قرنیزی به دلیل توزیع یکنواخت حرارت و پایین بودن دمای آب تغذیه ورودی، مورد توجه بسیاری از مهندسان تهویه مطبوع قرار گرفته اند. با این حال، عواملی مانند وجود دیوار خارجی و نفوذ هوا از درز پنجره می تواند موجب برهم زدن شرایط حرارتی یکنواخت در داخل ساختمان شود. بر این اساس، هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی تاثیرات نفوذ هوا از درز پنجره بر عملکرد سیستم قرنیزی و شرایط حرارتی ساکنان است. برای این منظور، اتاقی منطبق با شرایط ساختمان نمونه شماره 600 استاندارد تاسیساتی اشری 140 در شرایط اقلیمی تهران با دمای طرح خارج 10- درجه سلسیوس در نظر گرفته شده است. همچنین، توان سیستم قرنیزی به گونه ای تنظیم می شود که بتواند متوسط شاخص نارضایتی حرارتی افراد را در محدوده مجاز (کمتر از 10%) نگه دارد. نتایج نشان می دهد که سیستم گرمایش قرنیزی قادر است تا با متوسط دمای سطح پانل برابر با 43 درجه سلسیوس، شرایط حرارتی مطلوب را برای ساکنان در حالت نشسته ایجاد کند. اما با این وجود، توزیع شاخص درصد نارضایتی حرارتی افراد در نزدیکی کف اتاق یکنواخت نخواهد بود. نتایج حاکی از آن است که در این شرایط، نفوذ هوا باعث می شود که نارضایتی حرارتی در ناحیه نزدیک کف به بیش از 40% برسد.

میکروحسگرهای تشدیدی صفحه ای مستطیلی شکل از فرکانس تشدید میکروصفحات گیردار خیز برداشته در اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی برای حس کردن استفاده می کنند. هدف پژوهش حاضر تحلیل ارتعاشات آزاد این سیستم ها به منظور بدست آوردن فرکانس تشدید آن هاست. بدین منظور تئوری بهبود یافته تنش کوپل به همراه مدل صفحه کیرشهف در نظر گرفته می شود و معادله حرکت وابسته به بعد که اثرات تنش های پسماند محوری و نیروی گسترده و غیرخطی الکترواستاتیک را در نظر می گیرد، با استفاده از اصل همیلتون استخراج می گردد. کوچکترین فرکانس سیستم نیز بعنوان فرکانس تشدید این میکروصفحات با استفاده از مدل کاهش مرتبه داده شده تک مدی گالرکین استخراج می گردد. نتایج حاکی از آن است که فرکانس پایه سیستم با افزایش اختلاف پتانسیل اعمال شده به آن کاهش پیدا می کند و هنگامی که اختلاف پتانسیل ورودی به ولتاژ کشیدگی سیستم برسد، صفر می شود. یافته های پژوهش پیش رو با نتایج موجود در ادبیات مقایسه و صحه گذاری می شوند و تطابق بسیار خوبی بین آن ها مشاهد می شود. همچنین دیده می شود که استفاده از تئوری بهبود یافته تنش کوپل در تحلیل ناپایداری کشیدگی میکروصفحات گیردار مستطیلی، می تواند شکاف موجود بین نتایج تئوری کلاسیک و مشاهدات آزمایشگاهی را حذف نماید. بعلاوه مشاهده می گردد که به حساب آوردن اثرات اندازه در تحلیل ارتعاشات آزاد میکروصفحات خیز برداشته در اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی از میکروصفحات تخت ضروری تر است.

اینرسی بویه های موج نگار موجب پیدایش تابع انتقال برای کمیت های موج نگاری در حرکت عمودی و شیب موج نسبت به محورهای مختصات افقی می شود که نتیجه آن اختلاف مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر واقعی امواج دریا است. با محاسبه یا تخمین توابع انتقال بویه و اعمال معکوس آنها بر داده های موج نگاری، امکان دستیابی به داده های دقیق تر موج نگاری فراهم می شود. در این مقاله، یک روش برای تخمین توابع انتقال بویه موج نگار با استفاده از داده های میدانی که در حین داده برداری بویه در دریا حاصل می شود، ارائه شده و نتایج شبیه سازی آن ارائه شده است. این روش از خواص ذاتی امواج دریا استفاده می کند. همچنین تاثیر توابع انتقال در پارامترهای طیفی موج بررسی شده است.

لوله جدار ضخیم اتوفرتاژ حاوی ترک طولی نیم بیضوی مورد مطالعه قرار می گیرد. جهت بررسی تغییرات ضریب شدت تنش روی جبهه ترک، ابتدا تابع وزن دوبعدی لوله ترک دار استخراج می شود. این تابع وزن می تواند ضریب شدت تنش تمام نقاط روی جبهه ترک را محاسبه کند، همچنین، به کمک این تابع وزن امکان در نظر گرفتن بارگذاری های پیچیده بر روی سطح ترک از جمله بارهای ناشی از گرادیان فشار محوری در لوله های کوتاه و لوله های انتها باز میسر می شود. نتایج نشان می دهد که بر خلاف لوله های تحت فشار یکنواخت، در لوله های تحت گرادیان فشار، بیشترین ضریب شدت تنش لزوما در عمیق ترین نقطه و نقاط سطحی نخواهد بود. در لوله های اتوفرتاژ بیشترین ضریب شدت تنش عموما در نقاط غیرسطحی رخ می دهد. نتایج ضریب شدت تنش حاصل از روش تابع وزن دوبعدی با نتایج حاصل از روش اجزا محدود از تطابق خیلی خوبی برخوردار است. نتایج نشان داد که شکل عمومی تابع وزن پیشنهادی برای ترک های سطحی تنها با به کارگیری یک جمله از سری کران دار آن از دقت مناسبی برخوردار خواهد بود. پیش بینی شکل جبهه ترک خستگی با استفاده از تابع وزن دوبعدی می تواند دقیق تر از تابع وزن یک بعدی باشد.

در این مطالعه با استفاده از روش مرز غوطه ور شبکه بولتزمن به مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی بر روی سطوح منحنی پرداخته شده است. از جمله ویژگی های این روش در مطالعه حاضر، می توان به صورت فشاری معادلات شبکه بولتزمن جهت مدلسازی مناسب گرادیان فشار در سیستم مورد مطالعه اشاره کرد. بعلاوه جهت اعمال شرط مرزی عدم لغزش در اطراف مرز جسم، روش مرز غوطه ور به صورت ضمنی به کار گرفته شده است. همچنین برای مدلسازی مناسب فیزیکی هندسه مورد مطالعه و همچنین اعمال خواص غیر نیوتنی سیال، پارامترهای تبدیل متغیرهای فیزیکی به متغیرهای روش شبکه بولتزمن معرفی شده است. در ابتدا توانایی این روش در مدلسازی سیال غیرنیوتنی با مدل توانی در اطراف استوانه دایروی در داخل کانال در محدوده 5£Re£40 بررسی شده است. در این راستا، میدان سرعت در کانال بررسی شده و ضریب درگ بدست آمده از حل عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج تحقیقات پیشین از خود نشان می دهد. در ادامه به بررسی میدان جریان و ضریب درگ جریان سیال غیر نیوتنی با مدل توانی بر روی استوانه بیضوی در سه نسبت ابعادی h=1,1.2,5 پرداخته شده است. نتایج نشان می دهند که در مقایسه با نسبت ابعادی، عدد رینولدز تاثیر بیشتری بر کاهش میزان ضریب درگ بر روی سیلندر بیضوی داشته و تغییرات شاخص مدل توانی کمترین تاثیر را بر کاهش میزان ضریب درگ دارد.

هدف از این مقاله، ارزیابی روشی جدید برای کنترل ربات های توان بخشی پا است که ضمن تامین آزادی عمل بیشتر برای بیماران، می تواند الگوی راه رفتن آن ها را اصلاح کند. این کنترلر، از یک مسیر مرجع مبتنی بر فاز راه رفتن و یک الگوریتم تشخیص فاز بهره می برد تا بر اساس زاویه و سرعت زاویه ای واقعی مفاصل، زاویه و سرعت زاویه ای مطلوب آن ها را تعیین کند. همچنین، کنترلر از بلوک هایی مجزا برای کنترل مسیر حرکت و سرعت گام برداشتن بیمار برخوردار است. از آن جا که در این کنترلر مسیر مرجع به زمان وابسته نیست، بیمار می تواند بر دوره زمانی گام برداشتن خود تاثیر بگذارد. همچنین، بلوک های کنترلی مجزا این امکان را می دهند تا متناسب با توانایی هر بیمار سطوح مختلفی از آزادی عمل و نیروی کمکی برای او فراهم شود. این کنترلر بر روی ربات توان بخشی آرمان پیاده سازی شده و تاثیر آن بر تغییر الگوی راه رفتن سه فرد سالم و یک بیمار سکته مغزی بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می دهند که این روش می تواند به خوبی روش کنترل امپدانس الگوی راه رفتن افراد را اصلاح کند. به علاوه، آزادی عمل بیشتری برای این افراد فراهم می آورد تا بتوانند تمرین های توان بخشی پا را با دوره زمانی دلخواه خود انجام دهند.

در این مقاله ارتعاش آزاد ورق مستطیلی از جنس مواد هدفمند در تماس مقطعی با سیال مغشوش محدود مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تقریب جابجایی های ورق با فرض تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم از توابع سعی هارمونیک مثلثاتی استفاده شده است که شرایط مرزی به طور کامل گیردار، تکیه گاه ساده متحرک و تکیه گاه ساده غیرمتحرک ورق را ارضاء می کند. معادلات حاکم بر رفتار نوسانی سیال، با حل معادله لاپلاس و ارضای شرایط مرزی سیال به دست می آیند. برای دستیابی به فرکانس طبیعی ورق در تماس با سیال و شکل مود ارتعاشی ورق در تماس با سیال از روش انرژی ریلی - ریتز بر مبنای انرژی پتانسیل کمینه استفاده شده است. برای بررسی دقت روش به کار رفته، نتایج عددی با نتایج دقیق موجود در مراجع مقایسه شده است. در نهایت تاثیر پارامترهای ضریب توانی نسبت حجمی، نسبت طول، نسبت ضخامت ورق، ارتفاع سیال، عرض مخزن و شرایط مرزی، روی فرکانسی طبیعی ورق در تماس با سیال مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

با پیشرفت روش های مدلسازی عددی، روش های بالادست و تفاضل مرکزی در مدلسازی جریان های مادون صوت و مافوق صوت در مسیرهای مختلف از جمله جریان های داخل پره های توربین، بکارگیری روش عددی کاسپ در روش حجم محدود جیمسون می تواند ویژگی های مثبت هر دو روش مذکور را همزمان استفاده نماید. نوآوری این مقاله ابتدا بهبود روش حجم محدود جیمسون با استفاده از روش کاسپ در مدلسازی دو بعدی جریان مافوق صوت بین پره های ثابت توربین می باشد و سپس با استفاده از روش معکوس لون برگ مارکوارت برای اولین بار، بهینه ترین حالت تابع کنترلی کاسپ با اهمیت دادن معادله بقایی جرم تعیین می گردد. با توجه به اهمیت ناحیه شوک ها در قسمت سطح مکش پره، تمرکز روش مذکور که منجر به بهبود قابل توجه توزیع نسبت فشار در روش حجم محدود جیمسون می شود به این ناحیه معطوف شده است. نتایج روش تلفیقی اول (جیمسون و کاسپ)، در منطقه شوک سطح مکش پره در مقایسه با نتایج تجربی، انطباق بسیار مطلوبی بهمراه کاهش خطاهای عددی را در ناحیه مذکور نشان می دهد. همچنین نتایج روش تلفیقی دوم (جیمسون، کاسپ و روش معکوس)، در منطقه شوک سطح مکش پره در مقایسه با دو روش جیمسون استاندارد و تلفیقی اول، شرط بقای جرم را بطور متوسط حدود 15 درصد بهبود می بخشد.

آزمایش مودال کلاسیک ابزار قدرتمندی برای تحلیل دینامیکی سازه ها می باشد ولی در برخی از سازه ها به دلیل عدم امکان تحریک یا اندازه گیری نیروهای وارد به آن ها انجام این آزمایش دشوار یا غیر ممکن است. بنابراین برای شناسایی رفتار دینامیکی این نوع سازه ها باید از روش های آنالیز مودال محیطی استفاده کرد. در عمل مدل هایی که به وسیله آزمایش مودال محیطی ایجاد می شوند، با مشکلات زیادی مواجه هستند. یکی از این مشکلات، خطاهایی است که بدلیل استفاده از وسایلی مانند شتاب سنج ها ایجاد می شود و موجب کاهش دقت نتایج حاصل می گردد. معمولا نصب شتاب سنج ها بر روی سازه، موجب کاهش فرکانس های طبیعی می شود و در نتیجه فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش با مقادیر دقیق اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، یک روش جدید برای حذف اثر جرم شتاب سنج ها از فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش مودال محیطی ارائه شده است. به منظور بررسی عددی روش پیشنهادی، از مدل یک سیستم جرم - فنر - دمپر استفاده شده است. همچنین با انجام آزمایش های مودال کلاسیک و مودال محیطی بر روی یک صفحه فلزی، روش تحت ارزیابی تجربی قرار گرفته است. نتایج حاصل، نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در حذف اثر جرم شتاب سنج ها و تخمین دقیق فرکانس های طبیعی سازه است.

در این مقاله مسیر رشد ترک در آزمایش خمش چهار نقطه ای اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی مس و آلومینیم 7075-T6 پیش بینی شده و سپس عمر خستگی این اتصال به روش عددی و تجربی تخمین زده می شود. برای این منظور آزمایش خمش چهار نقطه ای و نیز آزمایش خستگی بر روی نمونه های جوشکاری شده انجام گرفته و نتایج مربوط به زاویه انتشار ترک و عمر خستگی هر نمونه استخراج شده است. همچنین با استفاده از معیارهای تنش مماسی بیشینه و [KII]min زاویه انتشار ترک پیش بینی شده و نیز با استفاده از رابطه نرخ رشد ترک بر حسب ضریب شدت تنش پاریس، عمر ترک خستگی تخمین زده شده است. جهت تعیین خواص مکانیکی نواحی مختلف اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی، مفهوم مواد تابعی مدرج بکار گرفته شده است. بدین منظور، خواص مکانیکی ناحیه جوش از جمله مدول الاستیسیته و نسبت پواسون، به صورت توابعی خطی از موقعیت نقاط ناحیه جوش در نظر گرفته شده اند. طبق نتایج بدست آمده در حالتی که شیار اولیه به ماده با چقرمگی بالاتر (مس) نزدیکتر باشد، زاویه انتشار ترک کوچکتر خواهد بود. مقایسه نتایج نشان دهنده تطابق مناسبی بین داده های تجربی و عددی می باشد.

در تماس چرخ و ریل در خودروی ریلی، پدیده سایش از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. به همین دلیل، مدلسازی و تحلیل دینامیکی پروفیل های چرخ نو و سایش یافته S1002 انجام شده و تاثیر پروفیل های نو و سایش یافته بر رفتار واگن بررسی گردیده است. سپس به بررسی پارامتر خروج از خط واگن هنگام عبور از قوس پرداخته شد. در این راستا حل تحلیلی با استفاده از تئوری تماسی هرتز و تئوری خطی کالکر انجام شده است. همچنین مدل سازی و تحلیل در نرم افزار آدامز / ریل برای پروفیل های مختلف چرخ انجام شده و ضرایب خروج از خط به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که ضریب خروج از خط در هنگام ورود واگن به قوس افزایش یافته و پروفیل سایش یافته در اغلب موارد، آمادگی بیشتری برای خروج از خط از خود نشان می دهد. اما میزان سایش چرخ، تاثیر مستقیم بر خروج از خط واگن دارد و تا هنگامی که به میزان خاصی نرسد، خروج از خط رخ نمی دهد. در بسیاری از موارد، ضریب خروج از خط برای پروفیل سایش یافته مقدار کمتری نسبت به پروفیل نو بدست می دهد ولی هر گاه سایش چرخ از حد مشخصی تجاوز کند، ضریب خروج از خط افزایش می یابد و این حد مشخص، حدی است که لازم است چرخ برای انجام ری - پروفایل به قسمت تعمیرات فرستاده شود.