علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
سال:1388 | دوره:21 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

پرنده های مکانیکی بال زن، نیروهای آیرودینامیکی برآ و پیشران لازم برای پرواز خود را به کمک حرکت بال زدن بال هایی انعطافپذیر تامین می کنند. در این مقاله، برای تولید حرکت بال زدن از مکانیزمی چهارمیله ای به همراه بال هایی انعطاف پذیر استفاده شده است و سپس اندازه گیری نیروهای آیرودینامیکی و اینرسی ناشی از حرکت بال زدن بال های بال زن نمونه به کمک بالانس نیرویی داخلی انجام شده است. بالانس نیرویی استفاده شده دارای شش مولفه اندازه گیری است و ضرایب کالیبراسیون آن با اعمال بارهای مشخص و ثبت ولتاژ خروجی کرنش سنج ها سپس استفاده از روش حداقل مربعات و برازش منحنی بین ولتاژ خروجی و نیروهای اعمالی به دست آمده است. نتایج مربوط به کالیبراسیون و رفتار بالانس ارایه شده است. بال زن در حالت بدون باد نیز نیروهای آیرودینامیکی تولید می کند لذا در این مرحله از تحقیق برای کاهش پیچیدگی های ناشی از به کارگیری تونل باد، اندازه گیری بدون باد رو به جلو و به عبارت دیگر در حالت پرواز ایستا انجام شده است. اندازه گیری نیروهای برآ و پیشران برای فرکانس های بال زدن مختلف انجام شده و در انتها با تحلیل نتایج، رفتار این نیروها در حرکت بال زدن بال ها شناسایی شده است.

نورگیر ها یا چاه های روشنایی به طور وسیعی در ساختمان های چند طبقه برای: روشنایی، تهویه و همین طور اتصال با محیط بیرون، مورد استفاده قرار می گیرند. از آن جا که آسمان، معمولا در سمت الراس نسبت به افق روشن تر است، نورگیرهای سقفی نسبت به پنجره های عمودی نور بیشتری را به داخل راه می دهند. برای طراحی مناسب روشنایی و معماری ساختمان، بررسی پارامتریک مولفه های تاثیرگذار در میزان نوری که وارد طبقات می شود، لازم به نظر می رسد. در این تحقیق برای یک نورگیر متداول در یک ساختمان چهارطبقه، به بررسی پارامترهای تاثیرگذار در میزان نور رسیده به طبقات پرداخته می شود. تضعیف نور در طبقات، تاثیر ضریب انعکاس دیوار چاه روشنایی، تاثیر ضریب انعکاس کف نورگیر و دیواره اطاق، تاثیر ابعاد نورگیر و وضعیت قرارگیری کلاهک نورگیر در ضریب روشنایی، در سه حالت: نورگیر چهارطرفه، نورگیر سه طرفه و نورگیر در گوشه در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته اند. استفاده از نتایج ارایه شده در این مقاله می تواند در بهبود طراحی و معماری از لحاظ میزان نور رسیده به طبقات ساختمان بسیار موثر باشد.

سیستم خنک کاری در عملکرد موتور یک خودرو، نقش اساسی را ایفا می کند. در این سیستم‏، رادیاتور و فن از اجزا اصلی بوده و عملکرد این اجزا باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله عملکرد دو فن با مشخصه های مختلف در سیستم خنک کاری موتور یک خودرو مورد بررسی قرار گرفته و منحنی های مشخصه فن ها شامل: فشار استاتیکی و کل، بر حسب دبی جریان ارایه شده، سپس رادیاتور و فن در شرایط عملکرد خودرو قرار گرفته و توزیع دقیق جریان هوای ورودی با استفاده از جریان سنج سیم داغ، اندازه گیری شده و الگوی جریان در ورودی رادیاتور و تاثیر آن بر کارکرد فن، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون ها نشان می دهد نقطه تقاطع منحنی مقاومت سیستم و منحنی فشار استاتیک فن ها، نشان دهنده مقدار واقعی دبی فن ها نبوده و مقدار واقعی دبی، کم تر از مقدار تخمین زده شده از روی منحنی های فوق می باشد. در ادامه: تغییرات و اصلاحاتی در دهانه ورودی یکی از فن ها و قاب آن اعمال شده و آزمون های مشابهی انجام یافته است. مقایسه نتایج، نشان می دهد تغییرات اعمال شده، اگرچه موجب بهبود یکنواختی در جریان ورودی رادیاتور شده، اما منجر به افزایش قابل ملاحظه دبی در سیستم خنک کاری نشده است. تست های جاده خودرو نیز بهبود عملکرد سیستم خنک کننده را به میزان قابل توجهی نشان نداده است.

در سال های اخیر، فرایند هیدروفرمینگ لوله برای کم کردن وزن و افزایش استحکام قطعات، مورد توجه صنایع خودروسازی قرار گرفته است. به این دلیل، دانش فنی برای تولید قطعات با کیفیت و دقت مطلوب، با این روش درحال گسترش است. یکی از روش های موثر برای بهبود فرایند هیدروفرمینگ لوله، روش استفاده از فشار داخلی نوسانی است. در عین حال، علت بهبود شکل پذیری در هیدروفرمینگ با فشار نوسانی، به خصوص در حالت قالب بسته، هنوز کاملا روشن نیست. دراین تحقیق، فرایند هیدروفرمینگ لوله با فشار نوسانی در قالب جعبه ای شکل، به کمک روش اجزای محدود و به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و ساز و کار بهبود شکل دهی، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. هم چنین، جواب های به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی، مقایسه و نشان داده شده است که بهبود شکل دهی در اثر فشار نوسانی در مرحله قبل از تماس لوله و قالب، در ناحیه انبساط لوله اتفاق می افتد؛ از این رو، این نتیجه گیری به عمل آمده است که علت بهبود شکل دهی لوله به رفتار تغییر شکل آن در مرحله قبل از تماس مربوط می شود؛ به نحوی که شکل هندسی لوله در زمان تماس با قالب برای فشار نوسانی به صورت یک برآمدگی مسطح است، درحالی که برای فشارهای غیر نوسانی بالا و پایین، به ترتیب، برجستگی محدب و چروکیدگی اتفاق می افتد.

هدف از این مقاله، تحلیل فرایند انتقال حرارت و جرم در برج های خنک کننده باز از نوع جریان مخالف است. پس از مرور تحقیقات انجام شده قبلی و بازنویسی معادلات حاکم به ارایه روش پیشنهادی که مستقل از تغییرات فاکتور لوئیس در حل مسأله برج می باشد، پرداخته شده است. هم چنین تاثیر تغییرات فاکتور لوئیس بر عملکرد برج با این روش، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. روش پیشنهادی در دو حالت طراحی و ریتینگ، ارایه شده است که نسبت به تحقیقات قبلی، جامع تر است. در انتها نیز با استفاده از اطلاعات عملکردی یک برج خنک کننده صنعتی، به بررسی و تحلیل نتایج به دست آمده از این روش پرداخته شده است.

تجزیه و تحلیل اگزرژی در یک سیستم، ابزار مناسبی است که با کمک آن می توان افت های ترمودینامیکی در یک فرآیند را با استفاده از قانون دوم ترمودینامیک، محاسبه نمود. در این تحقیق با تحلیل اگزرژی در انباره اگزوز موتور احتراق داخلی OM314، مقادیر بازگشت ناپذیری های ناشی از انتقال حرارت انباره به محیط، بازگشت ناپذیری داخل انباره اگزوز و بازگشت ناپذیری کلی در شرایط کارکرد مختلف موتور، اندازه گیری و محاسبه شده است. هم زمان، دسی بل صدای خروجی از اگزوز، اندازه گیری شده وتلاش شده است تا ارتباط بین شدت صدای خروجی از اگزوز موتور و مقادیر بازگشت ناپذیر ها مشخص شوند. نتایج، نشان می دهند که تقریبا با سه برابر شدنِ بازگشت ناپذیری های انباره اگزوز، دسی بل صدای اگزوز فقط ده درصد افزایش یافته است و بازگشت ناپذیری به علت انتقال حرارت، بیشترین سهم را در بازگشت ناپذیری کل انباره اگزوز دارد. به همین دلیل برای کاهش صدای اگزوز از دیدگاه قانون دوم، بهترین روش، سرد کردن انباره اگزوز پیشنهاد می باشد. اختلاف دمای انباره با محیط، عامل مهمی در میزان بازگشت ناپذیری در انباره اگزوز است؛ ولی نتایج تحقیق، ارتباط بیشتر افت فشار دو طرف انباره به صدای اگزوز را در مقایسه با اختلاف دما نشان داده است. این نتیجه، امکان تاثیر بازگشت ناپذیرها به میزان کمی در شدت صدای اگزوز را تایید می نماید. افزون بر این نتایج نشان می دهند دسی بل صدای اگزوز عمدتا تابع سرعت موتور است.

در مقاله حاضر، سه پارامتر تسخیر ورتیسیته متغیر با موفقیت برای روش تسخیر ورتیسیته تراکم پذیر توسعه یافته است. این پارامترها، دارای بعد سرعت بوده و بر مبنای سه طرح اتلاف مصنوعی، تعریف می شوند. پارامترهای تسخیر منتج شده، توابعی از ماتریس های ژاکوبین شار و یا شعاع ضمنی آن ها می باشد. بنابراین به طور ضمنی اثرات اندازه گره ها و خصوصیات محلی جریان را شامل هستند. قابلیت و کارایی پارامترهای تسخیر جدید برای جریان مافوق صوت سه بعدی، حول یک جسم سیلندری شکل با نوک ضخیم در زوایای حمله بالا که همراه با جدایش وسیع جریان در حضور گرادیان فشار معکوس می باشد، مورد بررسی قرار می گیرد. هم چنین اثر طرح های اتلافی مختلف بر حل، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تسخیر ورتیسیته تراکم پذیر با پارامترهای تسخیر متغیر، تمایل به تسخیر لایه های گردابه ای دارد. هم چنین تسخیر ورتیسیته از پخش شدن گردابه های ثانویه در ناحیه پشت به باد، در شبکه خشن جلوگیری می نماید. با کمی ریز شدن شبکه، بهبود نتایج (به خصوص نتایج به دست آمده از پارامتر تسخیرCUSP ) دیده می شود. زمانی که پارامترهای تسخیر متغیر مورد استفاده قرار می-گیرد، ثابت تنظیم مساوی یا بزرگ تر از مقدار مشابه در تسخیر ورتیسیته با پارامتر تسخیر ثابت (هو و هم کاران [8]) می باشد. این به معنی آن است که ثابت تنظیم در پارامتر تسخیر متغیر، از نظر مقداری به واحد نزدیک تر است (به خصوص برای پارامتر تسخیر CUSP).

در فرآیند های شکل دهی ورق های فلزی، پیش بینی دقیق میزان بازگشت فنری برای طراحی ابزار شکل دهی، بسیار ضروری می باشد. در بسیاری از عملیات شکل دهی که قطعه تحت بارگذاری های مختلفی است، شکل پیچیده ای از بازگشت فنری اتفاق می افتد. علت این پدیده، حذف بخش الاستیک کرنش های داخلی در طول عملیات بار برداری می باشد. در فرآیند شکل دهی U شکل صفحات، قطعه در ابتدا تحت کشش وخمش و سپس رها سازی از آن ها قرار می گیرد؛ از این رو، شکل نسبتا پیچیده ای از بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی در آن رخ می دهد. در این مقاله، خمش U شکل یک ورقه فولادی با استحکام بالا و دارای خاصیت غیر ایزوتروپی نرمال با نرم افزارELFEN شبیه سازی گردیده است و تاثیر عواملی مانند ضریب اصطکاک و نیروی نگهدارنده بر میزان بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تاثیرات ضریب اصطکاک و نیروی نگهدارنده قطعه کار در این فرآیند، قابل توجه می باشد؛ به طوری که با افزایش آن ها در ابتدا مقادیر برگشت فنری و انحنای دیواره جانبی افزایش می یابد، ولی پس از رسیدن به حداکثر خود، مجددا کاهش می یابد.