مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1395 | دوره:6 | شماره:2 |تعداد مقالات:25

کوپلینگ های دیافراگمی نوع ویژه ای از کوپلینگ های انعطاف پذیر تجهیزات دوار هستند که به منظور کاهش بارهای منتقل شده به تجهیزات و تنشهای ایجاد شده در دیافراگم ها ناشی از نامیزانی، بجای یک دیافراگم ضخیم، بصورت چند دیافراگم نازک طراحی می شوند. با توجه به تعدد بارهای وارده به این کوپلینگ ها و نیاز به تحلیل های متنوع همچون استاتیکی، دینامیکی، مودال، حرارتی، خزش و خستگی و ترکیب آنها با یکدیگر، و همچنین نیاز به سطح پایین تنش در عین انعطاف پذیر بودن آنها، فرآیند طراحی آنها پیچیده، زمانبر و بصورت تکراری انجام می گیرد. بسیاری از این آنالیزها تنها با ابزار المان محدود قابل حل است. در عین حال چنانچه بتوان حل تحلیلی برای برخی از آنها ارائه داد، ضمن کاهش زمان فرآیند طراحی، بهینه سازی بسیار ساده تر و سریعتر خواهد بود. در این تحقیق ضمن یافتن حل تحلیلی دقیق برای محاسبه تغییر شکل و تنش در دیافراگم ها تحت نامیزانی محوری و زاویه ای، روابط دقیقی برای محاسبه سفتی محوری و زاویه ای کوپلینگ های چند دیافراگمی ارائه می گردد. در پایان با مقایسه حل تحلیلی و حل المان محدود، صحت حل تحلیلی نشان داده شده و بحرانی ترین نقطه دیافراگم ها از لحاظ سطح تنش که در طراحی خستگی بایستی مبنای طراحی قرار گیرد، نیز تعیین می گردد.

در ماشین آلات دوار، انتخاب تکیه گاه های مناسب همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. رایج ترین تکیه گاه ها، یاتاقان های غلتشی و لغزشی می باشند که تماس بین روتور و یاتاقان می تواند منجر به نیروهای غیر خطی و تغییر رفتار دینامیکی سیستم شود. از طرفی با جایگزینی یاتاقان های مغناطیسی امکان حذف تماس وجود دارد ولی عوامل غیر خطی جدیدی در اثر نیروهای مغناطیسی ظاهر می شوند که نیازمند تجزیه وتحلیل هستند. در این مقاله، رفتار غیر خطی سیستم در حضور یاتاقان های مغناطیسی فعال (AMB) بررسی شده است. سیستم دارای یک دیسک صلب نابالانس بوده و به صورت انعطاف پذیر و با هشت درجه آزادی (چهار درجه برای دیسک و دو درجه برای هر یاتاقان) مدل و نیروهای ژیروسکوپی ناشی از انعطاف پذیری روتور نیز در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم به صورت غیر خطی و کوپله استخراج و با روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل شده اند. تحلیل با سه نوع یاتاقان مغناطیسی و سه سختی متفاوت انجام شده است. برای شناسایی رفتارهای غیر-خطی سیستم از تکنیک های شناسایی، مانند تاریخچه زمانی، منحنی های صفحه فاز، نمودارهای طیف توان، مقاطع پوانکاره، نمودارهای دوشاخه ای شدن (انشعاب) و ماکزیمم نمای لیاپانوف استفاده می گردد. نتایج بیانگر وقوع حرکت های پریودیک، زیر هارمونیک، شبه پریودیک و آشوبناک در پاسخ سیستم بوده و با افزایش سختی یاتاقان مغناطیسی، محدوده های وقوع آشوب دچار تغییر می شود.

یکی از مهمترین چالش های موجود در طراحی کنترلر وسایل پرنده تغییر شدید پارامترها به دلیل شرایط مختلف پروازی، تغییر در ضرایب آیرودینامیکی و خواص جرمی در هنگام پرواز می باشد. مشکل کنترل این وسایل بعلت طول بلند و بدنه نازک افزایش یافته و نیروهای اغتشاشی و نیروهای تولید شده توسط حرکت سطوح کنترلی باعث بروز خواص آیروالاستیک در این وسایل میگردد. اثر رفتار الاستیک بصورت ارتعاشات و ایجاد خطا در سنسورهای اندازه گیری وسیله پرنده ظاهر می شود و به دلیل اثرات متقابل هر یک از اجزا بر یکدیگر، آثار نامطلوبی بر سیستم کنترلی خواهد گذاشت. در این مقاله، با اعمال شرایط پروازی مختلف، عملکرد کنترل تطبیقی L1 بر روی یک ماهواره بر انعطاف پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد کنترلر تطبیقی L1 با تضمین پایداری و مقاوم بودن سیستم اثرات نامطلوب مودهای ارتعاش خمشی را در مدت زمان قابل قبول کنترل خواهد نمود و با وجود عدم قطعیت های دینامیکی از قبیل شکست های سازه ای ناخواسته، اغتشاشات و نامعینی های متغیر با زمان و تاخیر زمانی در عملگرها، عملکرد بسیار مطلوبی خواهد داشت.

در این مقاله سعی می شود تا به کمک نتایج حل تحلیلی حاصل از روش متغیر مختلط، مقادیر بهینه پارامترهای موثر بر توزیع تنش اطراف گشودگی های چندضلعی واقع در صفحات همسانگرد محاسبه شود. برای تعیین پارامترهای بهینه از الگوریتم اجتماع ذرات استفاده شده است. حل تحلیلی مذکور بسط روش متغیر مختلط موسخلیشیولی است. به منظور استفاده از روش مذکور در تحلیل تنش صفحات همسانگرد نامحدود حاوی گشودگی های مختلف، به وسیله نگاشت همنوا، ناحیه خارج گشودگی غیردایروی به محدوده خارج گشودگی دایره ای به شعاع واحد تبدیل می شود. پارامترهای موثر بر توزیع تنش صفحات حاوی گشودگی که به عنوان متغیرهای طراحی درنظرگرفته می شوند، شامل هندسه گشودگی، زاویه چرخش گشودگی و شعاع انحنای گوشه گشودگی می باشند. با انتخاب مناسب پارامترهای فوق می توان به مقدار تنش کمتری در اطراف گشودگی دست یافت که این امر باعث افزایش قابلیت تحمل بار سازه می شود. تابع هزینه در این مساله مقدار بیشترین تنش ایجاد شده در اطراف گشودگی است که با روش حل تحلیلی قابل محاسبه است. نتایج نشان می دهند که با انتخاب شکل مناسب گشودگی و انتخاب پارامترهای بهینه آن می توان ضریب تمرکز تنش صفحات دارای گشودگی را به میزان قابل توجهی کاهش داد و حتی در مواردی به ضریب تمرکز تنشی کمتر از تمرکز تنش ناشی از گشودگی دایره ای دست یافت.

در این مقاله، کنترل کننده مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی برای کنترل ردگیری موقعیت ربات متحرک چرخ دار با حضور دینامیک موتور و عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری موجود در معادلات دینامیکی ربات متحرک، طراحی می شود. در کنترل کننده پیشنهادی، بر اساس کنترل سینماتیکی روش پسگام، مقادیر سطح لغزش کنترل کننده دینامیکی مد لغزشی انتگرالی به صورت نوینی تعریف می گردد. در ادامه برای غلبه بر پدیده نامطلوب لرزش ورودی کنترل، با استفاده از منطق فازی، یک تقریبگر فازی تک ورودی تک خروجی به گونه ای طراحی می شود که پدیده لرزش ورودی کنترل را حذف نماید. سپس برای کاهش خطای تقریب و جلوگیری از ازدیاد بار محاسباتی سیستم فازی، تقریبگر فازی تطبیقی ارائه می گردد تا کران عدم قطعیت های ساختاری و غیرساختاری موجود در دینامیکهای ربات متحرک و محرکها را تقریب نماید. اثبات ریاضی نشان می دهد که کنترل سینماتیکی سیستم حلقه بسته همراه با کنترل دینامیکی مدلغزشی انتگرالی فازی تطبیقی، در حضور تمامی عدم قطعیت ها، دارای پایداری مجانبی سراسری است. برای نمایش عملکرد کنترل کننده پیشنهادی، مطالعه موردی بر روی ربات متحرک چرخ دار و در حضور سرو موتورهای DC انجام می پذیرد. نتایج شبیه سازی، عملکرد مطلوب کنترل کننده پیشنهادی را نشان می دهد.

در این مطالعه روش های متداول آزمون شیار در شکل دهی نموی با رویکرد تحلیل نیروهای وارد شده به کلگی ماشین CNC، به کمک شبیه سازی اجزای محدود بررسی شده است. در ابتدا تحلیل اجزای محدود به کمک نرم افزار آباکوس مطابق با پژوهشی عملی، انجام و اعتبارسنجی شد. در تحلیل، ابزار و ورق گیر اجسامی صلب و ورق، انعطاف پذیر فرض گردیدند. سپس استفاده از ورق گیر جانبی به کمک مقید کردن لبه های جانبی ورق مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که استفاده از ورق گیر جانبی سبب افزایش نیرو می گردد هرچند تعداد رفت و برگشت ابزار به نصف کاهش می یابد و با یکبار رفت و برگشت ابزار آزمون شیار کامل می گردد. همچنین به کمک روش باردهی شیب دار، برای جلوگیری از رخداد قله های نیرویی آسیب زا به دستگاه، می توان این آزمون را با هزینه کمتر انجام داد. مثلا برای ورق AA 7075-O با طول شکل دهی 80mm بین دو گام متفاوت 0.25mm با دوبار رفت و برگشت و 0.50mm با یکبار رفت و برگشت، وضعیت باردهی با شیب کمتر همراه با دوبار رفت و برگشت، نیروی عمودی قله بیشینه کمتر می باشد و برای ماشین CNC با ظرفیت نیرویی کمتر بسیار مناسب تر می باشد.

این مقاله، ارتعاشات سیستمی از تیرهای تیموشنکوی موازی که توسط اتصالاتی انعطافپذیر به هم متصل شده اند و جرمی متحرک از روی یک و یا تعدادی از تیرها عبور میکند، مورد بررسی قرار میگیرد. تعداد تیرها و اتصالات میانی دلخواه است و بار عبوری از نوع جرم متحرک با سرعت یا شتاب ثابت در نظر گرفته می شود که در آن کلیه ترمهای نیرویی بین تیر و جرم متحرک همچون کوریولیس، گریز از مرکز، اینرسی و شتاب جرم مورد بررسی قرار میگیرد. در حل مساله از تغییر متغیر خاصی جهت جدا کردن معادلات دیفرانسیل کوپل استفاده می شود. به روش ماتریس انتقال مقادیر و توابع ویژه سیستم به دست می آیند و به روش توابع کمکی معادلات دیفرانسیل کوپل مرتبه دوم در تحلیل پاسخ نیرویی از هم جدا میشوند. جابجایی و ممان خمشی سیستم تحت عبور جرم بررسی میشود. همچنین جابجایی سیستم در دو حالت عبور جرم و نیرو با یکدیگر مقایسه، و تاثیر هر یک از ترمهای نیرویی به طور مجزا مشخص میشود. با در نظر گرفتن نیروی گرانشی به تنهایی و ساده سازی روابط، معادلات در حالت عبور نیروی متحرک به دست می آید. مشاهده میشود که با افزایش جرم، سرعت و شتاب، اختلاف پاسخ بین دو حالت عبور جرم و نیرو افزایش می یابد.

شکل دهی لوله به روش هیدروفرمینگ در سالهای اخیر توسعه بسیار زیادی داشته است. یکی از مسائل مهم در شکل دهی به روش هیدروفرمینگ پیش بینی و جلوگیری از عیوب احتمالی از جمله چروکیدگی و پارگی می باشد. این عیوب مستقیما به فشار اولیه، فشار نهایی و همچنین تغذیه محوری در طول فرآیند بستگی دارد. لذا انتخاب یک مسیر اعمال فشار مناسب و متناسب با تغذیه محوری دارای اهمیت بالایی می باشد. در این مقاله یک قالب جدید برای تولید قطعات دو پله ای جعبه ای شکل از جنس مس با استفاده از تستهای آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود ارائه شده است. از جمله مزایای این قالب نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ، داشتن چهار بوش متحرک در درون قالب برای ایجاد پله های پر شده کامل می باشد. حرکت بوش های متحرک باعث می شود که قطعه کار در هنگام تغذیه با حرکت همزمان بوش ها حرکت کند که باعث از بین رفتن اصطکاک بین قالب و قطعه کار در محل قرار گیری بوش ها می شود. همچنین فاصله حرکتی بین قطعه کار و قالب صفر می شود و در نهایت قطعه کار تولید شده دارای گوشه های کناری پر شده و کامل می باشد. از دیگر مزایای این قالب، داشتن فشار شکل دهی پایین، ساختار ساده قالب و کاهش هزینه ماشین کاری نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله می باشد.

در این تحقیق تحلیل غیر خطی الکترومگنتوترمومکانیک دیسک دوار ساخته شده از ماده پیزوالکتریک پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی چندجداره مورد بررسی قرارگرفته است. مدول الاستیسیته این ماده وابسته به دما و تنش جاری می باشد زیرا این ماده رفتار ویسکوالاستیک داشته و مدول الاستیسیته آن از مدول الاستیسیته ماکسول در رابطه ویسکوالاستیک برگر محاسبه می شود. دیسک تحت میدان دما و میدان مغناطیسی یکنواخت با تقارن محوری قرار داشته و تحت نیروی گریز از مرکز ناشی چرخش حول محور خود قرار دارد.از حل همزمان رابطه های تنش-کرنش در حالت تنش صفحه ای، کرنش-جابجایی، معادله تعادل، معادله شارژ الکترواستاتیک و رابطه ماکسول با توجه به تغییرات مدول الاستیسیته با تنش و دما، یک معادله دیفرانسیل غیرهمگن مرتبه دو با ضرایب متغیر حاصل می شود. با استفاده از یک روش عددی به همراه یک روش نیمه تحلیلی جهت حل این معادله دیفرانسیل، توابع تغییرات مدول الاستیسیته، جابجایی، تنش ها، کرنش ها و میدان الکتریکی محاسبه می شوند. جابجایی با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی و میدان مغناطیسی کاهش می یابد و تغییر شکل دیسک با اعمال میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی مناسب می تواند کنترل شود. به خاطر رفتار پیزوالکتریک ماده پلیمری دیسک یک توزیع میدان الکتریکی در دیسک ایجاد می شود.

در این مقاله روش بدون المان گلرکین، برای تحلیل رفتار استاتیکی سه بعدی ورق های هدفمند ضخیم ارائه شده است. ضریب پواسون ثابت فرض شده و مدول یانگ در راستای ضخامت ورق، توسط یک تابع نمایی در نظر گرفته شده است. تابع شکل نیز با استفاده از تقریب حداقل مربعات متحرک سه بعدی محاسبه شده است. ازآنجایی که تقریب حداقل مربعات متحرک فاقد خاصیت دلتای کرونکر است، بنابراین فرم ضعیف گلرکین مقید به کار گرفته شده است. برای اعمال شرایط مرزی هندسی، از روش ضریب لاگرانژ استفاده شده است. اثرات توابع وزن، تراکم گره ها و اندازه بی بعد دامنه پشتیبان بررسی شده و مقدار مطلوب برای اندازه بی بعد دامنه پشتیبان محاسبه شده است. همچنین یک تابع وزن مثلثاتی جدید معرفی شده است. اثرات شاخص ماده هدفمند، ضخامت بی بعد و شرایط مرزی بر روی تنش و خیز ورق بررسی شده است. چندین مثال برای ورق هدفمند ضخیم تحت بار استاتیکی ارائه شده و جهت تایید صحت نتایج به دست آمده، نتایج حاضر با نتایج ارائه شده در مراجع دیگر مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می دهد که نرخ همگرایی روش ارائه شده بالاتر از روش المان محدود است.

در این پژوهش، از یک مدل اجزاء محدود بر مبنای یک مدل ترکیبی برای مدلسازی اثرات کوپل ورق های کامپوزیتی و ساندویچی حاوی لایه های پیزوالکتریک استفاده شده است. در این مدل ترکیبی مولفه های مکانیکی با استفاده از تئوری عمومی-محلی پیشنهادی که در آن شرایط سطوح آزاد و پیوستگی جابجایی بین لایه برآورده می شود و مولفه های الکتریکی به کمک تئوری لایه ای خطی مدلسازی شده است. در این تئوری میدان جابجایی عمومی خطی و میدان جابجایی محلی به صورت تکه ای خطی است. تنش های عرضی برشی با استفاده از انتگرال گیری معادلات تعادل الاستیسیته محاسبه شده است. بنابراین شرایط پیوستگی تنش برشی بین لایه ها و صفر بودن تنش برشی بر روی سطوح خارجی لایه ها برقرار خواهد شد و نیازی به ضریب تصحیح برش نمی باشد.دقت تئوری معرفی شده با مقایسه نتایج آن و نتایج تئوری الاستیسیته سه بعدی، تئوری عمومی-محلی مرتبه بالا و تئوری لایه ای مرتبه بالا ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که تئوری پیشنهادی برای تحلیل خمش ورق کامپوزیتی و ساندویچی حاوی لایه های پیزوالکتریک تحت بارگذاری مکانیکی و الکتریکی مناسب است.

ورق های مرکب در بسیاری از کاربردها مانند صنایع دریایی و صنایع هسته ای، تحت شرایطی قرار می گیرند که دما و رطوبت محیط باعث ایجاد کرنش در ورق می شود، به طوری که این کرنش ها روی رفتار ارتعاشی ورق تاثیر گذار هستند. به همین دلیل در این مقاله رفتار ارتعاشی ورق های مرکب چند لایه متقارن تحت اثر کرنش های رطوبتی و دمایی مورد بررسی قرار می گیرد. برای تحلیل، ابتدا معادلات حرکت ورق مرکب با استفاده از تئوری کلاسیک ورق (تئوری ورق نازک) و با روش نیوتن استخراج شده اند که از تاثیر اینرسی دورانی و تنشهای برشی در راستای ضخامت صرفنظر شده است و در ادامه با استفاده از روش انرژی، مساله مقدار ویژه به دست می آید. مساله مقدار ویژه با استفاده از روش ریتز مثلثاتی مورد ارزیابی قرار گرفته و فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ورق محاسبه می شوند. برای اعتبارسنجی روش حل، نتایج به دست آمده در این مقاله در چند حالت مختلف با نتایج سایر مقالات مقایسه می شوند. در نهایت اثر پارامترهای مختلف شامل شرایط مرزی، مقادیر گرادیان دما و درصد رطوبت، ابعاد هندسی ورق و زاویه الیاف روی ویژگی های مودال ورق بررسی شده و نتایج در قالب چند نمودار ارائه می شوند.

در این پژوهش از راهکار بهینه سازی چند هدفه، برای طراحی موثر پارامترهای هندسی و نیروی ورقگیر قالب در شکل دهی ورق استفاده شده است. در بسیاری از مقاله ها، برای دستیابی به پارامترهای بهینه فرآیند شکل دهی ورق، مساله چند هدفه به یک مساله تک هدفه تبدیل شده و سپس از آنالیز اجزا محدود و تکنیک بهینه سازی استفاده شده است. در این پژوهش هدف کمینه کردن توابع ناسازگار گسیختگی و چروکیدگی به صورت همزمان بوده است. برای پیدا کردن رابطه بین متغیر ها و توابع هدف از مدل سطح پاسخ و طراحی واریانس بهینه استفاده شده است. همچنین منحنی حد شکل دهی برای تعریف توابع هدف به کار گرفته شده است. برای شبیه سازی فرآیند از آنالیز اجزا محدود استفاده شده است. روش ارائه شده روی یک قطعه بدنه خودرو (گل سپر وانت نیسان) بررسی و به صورت عملی تایید شده است. این روش، یک راه حل موثر برای طراحی پارامترهای بهینه و دستیابی به کیفیت محصول بهتر بدون آزمون و خطا مشاهده شده است.

سازه های جدارنازک به طور گسترده به عنوان جاذب انرژی در صنایع اتومبیل و هوافضایی استفاده می شوند. این مقاله رفتار لهیدگی و پاسخ انرژی جذب شده لوله های استوانه ای برنجی را با استفاده از آزمایش و مدل اجزاء محدود غیرخطی بررسی می کند. در مطالعه آزمایشگاهی نمونه های استوانه ای برنجی به روش اکستروژن ساخته شده و بین دو صفحه صلب تحت اثر بارگذاری شبه استاتیک قرار گرفته و سپس نحوه فروریزش نمونه، تغییرات نیرو و مقدار انرژی لازم تعیین شده اند. مدلی برای شبیه سازی فرآیند فروریزش با استفاده از تحلیل اجزای محدود ارائه و اثر رفتار غیرخطی مواد، تماس و تغییرشکل بزرگ در این شبیه سازی در نظرگرفته شده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی نشان می دهد مدل ارائه شده روش مناسبی برای تعیین پاسخ فروریزش و تعیین نمودار نیرو- جابه جایی و میزان انرژی جذب شده ارائه می کند. تکنیک شبیه سازی عددی صحه گذاری شده برای انجام مطالعه پارامتری لوله های استوانه ای برنجی مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه اثر پارامترهای مهم مانند عیوب هندسی (گرادیان ضخامت، تغییرشکل موجی)، شرایط مرزی، زاویه نیم راس، زاویه برخورد، تقویت کننده های چند سلولی ستونی و سرعت برخورد بررسی می شود. نتایج این مطالعه، به وضوح مزیت استفاده از لوله های استوانه ای برنجی را به عنوان جاذب بیان می کند.

توربین های گازی از اهمیت بالایی در صنعت برخوردار هستند و کاربردهای فراوانی دارند. تاکنون به رغم تعدادی از تحقیقات تجربی گزارش شده، تعداد کمی مطالعه عددی پیرامون تاثیر زبری بر عملکرد توربین ارائه شده است. این مقاله یک تحقیق عددی پیرامون کاهش عملکرد و میزان افت در یک مرحله از توربین جریان محوری ناشی از زبر شدن پره هاست. محاسبات عددی با استفاده از کدنویسی در نرم افزار ++C انجام شده است و از روش عددی رو برای حل معادلات حاکم در مختصات عمومی استفاده شده است. برای شبیه سازی جریان مغشوش از مدل بالدوین-لومکس و جهت شبیه سازی زبری از مدل سبسی–چانگ استفاده شده است. برای پی بردن به اثرات زبری در یک مرحله توربین، چندین ارتفاع زبری معادل با ذرات شن و ماسه در رژیم زبری گذرا و کاملا زبر روی پره های استاتور و روتور با ترکیب های مختلف شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که راندمان مرحله با افزایش ارتفاع زبری کاهش می یابد. همچنین افزایش بیشتر زبری سطح در استاتور و روتور باعث افزایش زاویه انحراف جریان و در نتیجه کاهش ضریب کار خواهد شد. در ضمن با اعمال زبری، ضریب افت هم در پره های استاتور و هم در پره های روتور افزایش می یابد، مخصوصا روی سطوح مکش این افت مشهودتر است.

یکی از مهمترین مسائل هیدرودینامیک کاربردی بررسی هیدروفویل متحرک در نزدیکی سطح آزاد است. در این مقاله به شبیه سازی جریان حول هیدروفویل در نزدیکی سطح آزاد به روش المان مرزی پرداخته شده است. برای شبیه سازی با استفاده از روش المان مرزی، از یک روش تکرار مبتنی بر تئوری گرین استفاده شده است. برای این منظور مساله به دو قسمت هیدروفویل و سطح آزاد تقسیم شده و اثرات هریک بر دیگری محاسبه می شود و پتانسیل اختلالی روی سطح آزاد و هیدروفویل بدست می آید. سپس به کمک یک الگوریتم تکرار مقادیر پتانسیل ها در هر مرحله اصلاح می شوند تا جواب ها به مقادیر واقعی همگرا شوند. سپس به وسیله این پتانسیل ها توزیع فشار روی هیدروفویل همچنین منحنی موج روی سطح آزاد بدست می آید. پس از اعتبارسنجی این روش به بررسی عوامل مختلف روی عملکرد هیدروفویل از قبیل ضخامت و انحنای هیدروفویل، عدد فرود، زاویه حمله و ارتفاع از سطح آزاد و همچنین سهم نیرو های برا و پسای حاصل از امواج پرداخته شده است. مشاهده می شود که نتایج روش المان مرزی با وجود فرض سیال ایده آل، با تقریب خوبی، عملکرد جریان را پیش بینی می کند.

هدف از انجام مطالعه حاضر، تحلیل انتقال گرمای جابجایی مختلط نانو سیال آب و اکسید مس در داخل کانال قائم مربعی، تحت شار حرارتی ثابت می باشد. جریان سیال داخل کانال، آرام، پایا و سه بعدی در نظر گرفته شده است. از دیدگاه دو فاز اویلر- لاگرانژ برای تحلیل رفتار نانو سیال استفاده شده است. معادلات حاکم بر مساله توسط روش حجم کنترل بر پایه روش المان محدود (CVFEM) گسسته سازی شده اند. تاثیر پارامترهایی مانند غلظت ذرات نانو، عدد رینولدز و عدد گراشف بر روی ضریب انتقال گرمای جابجایی مختلط، عدد ناسلت، پروفیل سرعت و دما، ضریب اصطکاک و نحوه پخش ذرات مورد تحلیل قرار گرفته است. به دلیل اهمیت دو نیروی براونی و ترموفورتیک، تاثیر این نیروها بر ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت ذرات نانو، موجب بیشتر شدن ضریب انتقال گرمای نانو سیال شده، ولی تاثیر قابل توجهی بر روی ضریب اصطکاک ندارد. به عنوان مثال برای غلظت 2 درصد ذرات نانو، افزایش 25 درصدی در ضریب انتقال گرما مشاهده می-شود. از سویی دیگر، افزایش عدد گراشف باعث کم شدن بهبود انتقال گرمای نانو سیال نسبت به سیال خالص می شود.

در این پژوهش، فن گریز از مرکز یک توربین سرمایشی بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و در یک نقطه عملکردی با نتایج تجربی موجود مقایسه می شود. مشخصات عملکردی فن بصورت تجربی عبارتند از: سرعت دورانی و پارامترهای جریان در ورودی و خروجی فن. در این توربین سرمایشی، از فن برای خنک کردن هوای ورودی توربین سرمایشی استفاده می شود. هدف از این پژوهش، بدست آوردن منحنی عملکرد فن و تحلیل جریان سه بعدی داخل فن می باشد. مدل کردن روتور و پوسته فن به ترتیب با استفاده از نرم افزار تولید پره و کتیا، ایجاد شبکه مناسب روی دامنه روتور و پوسته فن به ترتیب با استفاده از نرم افزار توربوگرید و انسیس مش، و در نهایت حل عددی جریان سه-بعدی داخل فن با استفاده از نرم افزار سی اف ایکس انجام می شود. در این نرم افزار، معادلات جریان تراکم پذیر بر اساس روش فشار مبنا، با مدل آشفتگی انتقال تنش برشی حل می شود. برای اطمینان از نتایج عددی، استقلال شبکه مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه می شود. مقایسه نشان می دهد که نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی دارند.

امروزه توسعه هواپیماهای بدون سرنشین با مشخصه های عملکردی خاص، از جمله پهپادهای با قابلیت پرواز در ارتفاع زیاد و مداومت پروازی طولانی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.در این مقاله، تحلیل آیروالاستیک غیرخطی یک بال دارای نسبت منظری بالا همراه با مخزن متصل به نوک بال مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحلیل، مدل سازه با مدل آیرودینامیک درحالت پایا کوپل و مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون و معادلات لاگرانژ برای سه حالت "حرکت خمشی خارج صفحه"، "حرکت خمشی داخل صفحه" و "حرکت پیچشی" بدست آمده است. در ابتدا به بررسی تحلیل پایداری آیروالاستیک با استفاده از روش k پرداخته شده و سپس با در نظر گرفتن ترم های غیرخطی در معادلات با استفاده از روش رونگه کوتای مرتبه چهارم به بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی و همچنین بررسی پدیده هایی نظیر نوسانات سیکل حدی، چند شاخگی پرداخته شده است. ترم های غیرخطی از نوع سازه و مخزن بوده و جریان آیرودینامیک در حالت خطی بررسی شده است. برای حل معادلات روش گلرکین مورد استفاده قرار گرفته و معادلات در حوزه زمان استخراج شده اند. مقایسه نتایج به دست آمده، حاکی از دقت قابل قبول مدل سازی و تحلیل انجام گرفته در این پژوهش می باشد.

در این مقاله به مدل سازی عددی کنترل جریان بر روی یک ایرفویل NACA0012 به کمک سطح متخلخل در شرایط گذر صوتی پرداخته می-شود. حل جریان به صورت آشفته و در شرایط جریان پایا می باشد. بر اساس نتایج، استفاده از سطح متخلخل باعث می شود که اثر شوک نرمال قوی تشکیل شده روی سطح ایرفویل تضعیف شده و ضریب پسا حدود 21 درصد کاهش یابد. این روش همچنین باعث تعویق جدایش جریان می شود. البته تاوان این از بین رفتن اثرات تداخل شوک و لایه مرزی، کاهش ضریب برآ می باشد. در این مقاله به بررس تاثیر این روش کنترلی بر ضریب برآ و پسا به طریقه مدل سازی هندسی سطح متخلخل پرداخته می شود. کارایی این روش کنترلی به عوامل مختلفی از جمله پارامترهای هندسی بستگی دارد. بدین منظور در این مطالعه پارامتری به صورت دو بعدی به بررسی عمق محفظه، محل قرارگیری محفظه، طول محفظه، تعداد حفره سطح متخلخل و شکل هندسی محفظه پرداخته می شود. در نهایت نتایج مطالعه پارامتری پدیده نشان دهنده بهینه ترین عمق با 0.7 ضخامت ایرفویل، بهینه ترین حالت در قرارگیری محفظه در حالت سه چهارم محفظه در بالادست شوک، طول بهینه محفظه به اندازه 0.2 طول وتر ایرفویل می باشد. بررسی شکل هندسی محفظه های مختلف نشان می دهد که بهینه ترین شکل هندسی محفظه به شکل رمپ می باشد.

آزمایش های غیرمخرب قادر به شناسایی عیوب و بررسی خواص قطعه مورد آزمایش بدون ایجاد تغییر در قطعه، می باشند. در پژوهش حاضر از روش بازرسی غیرمخرب امواج فراصوتی برای بررسی فرمول بندی لاستیک استفاده گردید. در این روش زمان بین ارسال و بازتاب امواج صوتی با بسامد بالا اندازه گیری و با کمک آن سرعت انتشار امواج محاسبه می شود. با تغییر درصد عناصر تشکیل دهنده لاستیک خواص فیزیکی و مکانیکی آن تغییر نموده و در نتیجه آن سرعت انتشار امواج صوتی در لاستیک تغییر خواهد نمود. به منظور بررسی فرمول بندی لاستیک ابتدا 12 نمونه با فرمول بندی های متفاوت تهیه گردید و برای هرکدام از نمونه ها سرعت انتشار امواج صوتی طولی اندازه گیری گردید. از رگرسیون چندگانه خطی برای ایجاد مدل ریاضی بین درصد عناصر بکار رفته در فرمول بندی لاستیک و سرعت انتشار امواج طولی استفاده گردید. به منظور صحت سنجی نمونه دیگری با فرمول بندی جدید ساخته شد و سرعت انتشار امواج صوتی طولی در آن اندازه گیری گردید. بررسی نتایج حاصل از آزمایش و نتایج بدست آمده از مدل رگرسیون نشان از خطای کم در پیش بینی نتایج توسط مدل پیشنهادی داشت لذا از امواج فراصوتی به منظور بررسی فرمول بندی لاستیک می توان استفاده نمود و خطوط تولید لاستیک می توانند از این آزمون غیر مخرب به شکل برخط، برای کنترل کیفیت لاستیک استفاده نمایند.

در این پژوهش، اثرات شرایط مرزی مختلف بر ارتعاشات آزاد نانوریبون های دو لایه برای حالتی که هر دو نوع اثرات کششی- فشاری و برشی پیوندهای واندروالسی بصورت همزمان در نظر گرفته شده باشند، بررسی شده است. به منظور مدل سازی نانوریبون دو لایه، از تئوری تیرهای ساندویچی استفاده شده است. در مراجع موجود تنها یکی از دو اثر کششی- فشاری و یا برشی پیوندهای واندروالسی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش پیوندهای واندروالسی که نقش هسته مدل ساندیچی را ایفا می کنند، به گونه ای مدل سازی می شوند که تحمل هر دو نوع نیروی کششی- فشاری و برشی را داشته باشند. با استفاده از اصل همیلتون معادلات حاکم و شرایط مرزی استخراج می شوند. فرکانس های طبیعی و شکل مودهای نانوریبون دولایه به روش حل عددی مربعات دیفرانسیلی هارمونیک استخراج می گردند. به منظور صحت سنجی، نتایج بدست آمده با گزارش های موجود در مقالات در شرایطی که یکی از دو اثر حذف شده باشد مقایسه شده است و مطابقت خوب بدست آمده حاکی از دقت و صحت فرمولاسیون و روش حل عددی می باشد. تاثیرات تغییر شرایط مرزی و تغییر راستای برش بین لایه ای بر روی شکل مودها و ترتیب و اندازه فرکانس های طبیعی مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این مقاله، بازتوانی نیروگاه شهید منتظری اصفهان به روش گرمایش آب تغذیه مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار، سه طرح جداگانه پیشنهاد شده است که به ترتیب مبدل های فشار ضعیف، مبدل های فشار قوی و هر دو گروه مبدل ها با مبدل جدید جایگزین می شوند. از بازده های انرژی و اگزرژی، به عنوان توابع هدف استفاده شده است. برای انجام شبیه سازی از نرم افزار Cycle-Tempo استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، در طرح جایگزینی کلیه گرمکن های آب تغذیه با دو مبدل بازیاب، بیشترین بازده اگزرژی حاصل می شود. در این حالت، توربین گاز مدل Westinghause-401 بهترین گزینه است که بازده های خالص انرژی و اگزرژی و توان تولیدی سیکل به ترتیب، 12.8، 13.1 و 42 درصد افزایش می یابند.

در مطالعه حاضر شکل پره نوع جدیدی از توربین بادی محور قائم به نام توربین هانتر که ساختار متفاوتی در مقایسه با سایر توربین های پسایی دارد، بررسی و بهینه سازی شده است. هدف مطالعه حاضر، طراحی پره با بیشترین ضریب پسا به منظور افزایش ضریب توان توربین می باشد. در این مطالعه 4 پره تخت مربعی، دایروی، نیم دایروی و ترکیبی به منظور تعیین شکل پره مناسب، به روش آزمایشگاهی و عددی در حالت استاتیکی بررسی شده است. حل عددی با فرض جریان تراکم ناپذیر دو بعدی ناپایا و سه بعدی پایا انجام شده است. برای شبیه سازی جریان معادلات ناویر استوکس با استفاده از الگوی آشفتگی دو معادله ای انتقال تنش برشی کی-امگا حل شده است. این مدل، جریان کنار دیواره را با استفاده از حل مستقیم معادلات ناویراستوکس شبیه سازی می نماید. در روش آزمایشگاهی، نیروی پسای وارد بر پره اندازه گیری شده و با استفاده از مساحت پره، ضریب پسا محاسبه شده است. نتایج آزمایشگاهی و عددی با دقت نسبتا خوبی بر هم منطبق است. همچنین با مقایسه ضریب پسا پره های مختلف، مشاهده می شود که پره مربعی نسبت به سایر پره ها با ضریب پسا برابر 1.18، بیشترین ضریب پسا را دارد.

در این مقاله اثر میدان مغناطیسی غیریکنواخت بر توزیع دما و توزیع سرعت درون لایه مرزی برای جریان عبوری از روی صفحه ای افقی و متحرک با استفاده از حل تشابهی بررسی شده است. میدان مغناطیسی بصورت غیریکنواخت و متغیر در نظر گرفته شده و فرض شده است که سیال توسط دیواره و با سرعتی متغیر مکیده می شود. سرعت جریان سیال در خارج از لایه مرزی هم متغیر و تابعی از x در نظر گرفته شده است. برای تحلیل این مساله، معادلات دیفرانسیل جزیی حاصل با استفاده از پارامتر تشابهی و بدنبال آن حل تشابهی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و سپس با استفاده از روش شوتینگ و روش رانجه-کوتای مرتبه چهارم حل شده اند. در انتها نحوه تغییرات توزیع دما و سرعت با تغییر پارامترهای بی بعد تعریف شده، ارائه شده است. نشان داده شده است که با افزایش پارامتر میدان مغناطیسی، سرعت درون لایه مرزی کاهش و دما افزایش یافته است چرا که ذرات سیال درون لایه مرزی یونیزه شده اند.