مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1395 | دوره:6 | شماره:4 |تعداد مقالات:25

در فرایندهای خم کاری، ورق بین ابزار و قالب دچار تغییر شکل پلاستیک شده و شکل نهایی موردنظر را به خود می گیرد. مهم ترین نقصی که در خم کاری ورق ها رخ می دهد تغییر زاویه خم پس از باربرداری است. این پدیده که بازگشت فنری نامیده می شود، ناشی از رفتار الاستیک ورق در مرحله باربرداری است. به منظور افزایش دقت ابعادی محصول باید متغیرهای خم کاری به شکلی انتخاب گردند که زاویه خم پس از بازگشت فنری به مقدار مورد نظر برسد. ورق های چندلایه الیاف-فلز به دلیل ویژگی هایی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، هزینه ساخت مناسب، مقاومت شیمیایی مناسب، استحکام مکانیکی بالا، میرایی صوت و ارتعاش و عایق حرارتی بودن مورد توجه صنایع قرار گرفته اند. در این پژوهش رفتار بازگشت فنری ورق چندلایه الیاف-فلز با روش تئوری بررسی شده و نتایج با آزمایش های تجربی صحه گذاری شده است. نتایج این پژوهش نشان داد روش تئوری ارائه شده با خطای میانگین حدود 17% توان پیش بینی رفتار بازگشت فنری ورق چندلایه الیاف-فلز را دارا است.

در این پژوهش، فرمول بندی روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک برای آنالیز زمانی و بسامدی (فرکانسی) تیر تیموشنکوی زیر نیروی کششی یا فشاری محوری ثابت (پیش تنیده) ارایه می گردد. معادله های دیفرانسیل پاره ای وابسته به مکان و زمان حاکم بر این سامانه، به کمک تابع های مقیاس داوبچیز، به معادله های دیفرانسیل معمولی کوپله و وابسته به مکان تبدیل می شوند. این معادله ها، به کمک آنالیز مقدارهای ویژه، دکوپله می شوند. از حل دقیق این معادله ها در سامانه های یک بعدی، برای استخراج تابع های شکل دینامیکی و ماتریس سختی دینامیکی بهره گرفته می شود. این سامانه به کمک روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک می تواند تنها به یک المان تقسیم شود، ولی در روش المان محدود کلاسیک، المان های بیشتری به کار گرفته می شود. دقت پاسخ های به دست آمده از روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک، با پاسخ های روش المان محدود کلاسیک، راستی آزمایی (صحه گذاری) می شوند. نتیجه های عددی گویای برتری این روش، در کاهش تعداد المان ها و افزایش دقت، در مقایسه با روش المان محدود کلاسیک می باشد. این برتری در سامانه های با محتوای بسامدی بالاتر، نمایان تر است. هم چنین، تاثیر نیروی کششی یا فشاری محوری ثابت روی پاسخ های دینامیکی و بسامدهای طبیعی سامانه، بررسی می گردد. ناپایداری دیورژانس سامانه، زیر نیروی فشاری محوری بحرانی نیز بررسی می شود.

کنترل و بهینه سازی فرکانس های طبیعی یک سازه یک موضوع مهم در مهندسی مکانیک، هوافضا و عمران می باشد. در این مقاله مسائل جدیدی برای بهینه سازی سطح مقطع اعضای سازه های خرپای دو بعدی و سه بعدی معرفی و مطالعه می شود. سه الگوریتم به منظور 1- افزایش اختلاف دو فرکانس اول، 2- افزایش فرکانس اول و 3- افزایش فرکانس دوم ضمن محدود نگه داشتن فرکانس اول ارائه می شود. از طریق ایجاد تغییر در سطح مقطع المانها، ضمن ثابت نگه داشتن وزن کل سازه با انجام آنالیز حساسیت گسسته، بهینه سازی مورد نظر انجام می گردد. آنالیز مودال، آنالیز حساسیت و بهینه سازی توسط یک کد تدوین شده در محیط برنامه نویسی نرم افزار انسیس انجام شده اند. جهت نشان دادن میزان کارایی این روش رفتار دو سازه خرپای دو بعدی و یک سازه خرپای سه بعدی مورد ارزیابی قرار گرفته است. مثال های ارائه شده نشان می دهند که با استفاده از روشهای پیشنهاد شده می توان فرکانس های طبیعی یک سازه خرپا را به میزان قابل توجهی بهینه کرد.

این مقاله کاربرد یک الگوریتم بهینه سازی پایه ریزی شده بر اساس تبرید تدریجی را در بهینه سازی وزن و استحکام سازه های پیوسته دو بعدی ارائه می کند. الگوریتم CMLPSA که الگوریتم تبرید چند نقطه ای- چند سطحی اصلاح شده نام دارد، یک روش پیشرفته جستجو برای حالت هایی است که هر طرح کاندیدا از میان جمعیتی از نقاط که به صورت تصادفی تولید شده اند، انتخاب می شود. اصطلاح چند نقطه ای برای همه طرح های عملی و غیرعملی ارائه می شود. افزون بر این، CMLPSA دارای یک استراتژی چند سطحی برای حالت های آزمایشی تولید شده به وسیله ادغام همه متغیرهای طرح می باشد. در این مقاله تاثیر پارامتر حذف المان و سرعت حذف المان به روش الگوریتم CMLPSA در بهینه سازی سازه های دو بعدی پیوسته بررسی شده و با نتایج تحقیقات قبلی مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که به ازای مقادیر مختلف پارامتر اولیه حذف المان و مقادیر مختلف پارامتر سرعت حذف المان، تغییر چندانی در میزان حجم نهایی و یا تنش فن مایزز نهایی سازه ارائه شده توسط CMLPSA مشاهده نمی شود و فقط شکل نهایی سازه برای مقادیر مختلف پارامتر سرعت حذف المان متفاوت است. اما میزان حجم نهایی و تنش فن مایزز نهایی سازه در مقایسه با تحقیقات قبلی در شرایط یکسان بهبود یافته اند.

در این مقاله، ابتدا با کمک تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی دو بعدی با در نظر گرفتن دو فرض وجود کرنش طولی و عدم وجود آن، معادلات تنش ایجادی در لایه چسب بکار رفته در اتصالات چسبی مواد مرکب تحت کشش بدست آورده می شود. در این تحلیل لایه چسب به صورت ایزوتروپیک همگن فرض شده و ورقهای چسب شونده به صورت ورق های چندلایه متشکل از ورق های ارتوتروپیک فرض شده اند. روش بدست آوری مقادیر تنش ایجادی در این تحلیل، روش نوین بهبودیافته و پیرایش شده روند تعیین تنش بر مبنای جابجایی است. نتایج این تحلیل با نتایج بدست آمده از روش کلاسیک و نتایج بدست آمده از روش المان محدود انجام شده توسط نرم افزار انسیس مقایسه شد. در پایان مشخص می شود که روش مرتبه اول که در آن تنش های برشی عرضی حضور دارند، نسبت به روش کلاسیک ورق ها در تعیین تنش های برشی و تورق دقت بالاتری دارد. در مورد تنش برشی مقدار بهبود نتایج تفاوت چنذانی بین دو روش وجود ندارد. تنش برشی بخصوص در تعیین تنش تورق ایجادی، روش مرتبه اول بسیار دقیقتر از روش کلاسیک عمل می کند. از سویی دیگر مشخص می شود که در نظر گرفتن تاثیر کرنش طولی در تنش های ایجادی در لایه چسب، نسبت به حالتی که در آن از تاثیر کرنش طولی صرف نظر می کند؛ دقت نتایج بدست آمده را بالاتر خواهد برد. فرض کرنش طولی در دقت تعیین تنش برشی لایه چسب چندان محسوس نبوده ولی در مورد نتایج تنش تورق بسیار نمایان خواهد بود.

میراگر جرمی تنظیم شده (TMD) به عنوان یکی از استراتژی های کنترل ارتعاشات سیستم های مکانیکی و سازه ای به طور گسترده ای استفاده می شوند. تنظیم پارامترهای TMD نقش کلیدی در عملکرد آن دارد. در این مقاله مدل های ریاضی جدیدی مبتنی بر رویه تحلیل رگرسیون برای تنظیم بهینه پارامترهای TMD در یک سیستم اصلی میرا تحت تحریک شتاب پایه از نوع اغتشاش سفید ارائه شده اند. برای این منظور با بکارگیری الگوریتم جستجوی فاخته، یک پایگاه داده از مقادیر بهینه فرکانس و میرایی تنظیم TMD ایجاد و سپس مدل هایی مبتنی بر رویه تحلیل رگرسیون جهت تخمین پارامترهای بهینه TMD ارائه شده اند. کارائی مدل های ریاضی ارائه شده با چندین مدل صریح ارائه شده توسط مراجع، با استفاده از آماره ضریب اطمینان مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که مدل های ارائه شده ضمن سادگی، به دلیل داشتن خطای کمتر و همبستگی بیشتر، از دقت بالاتری نسبت به دیگر مدل های ریاضی برخوردارند و در مقایسه با الگوریتم های بهینه سازی مبتنی بر جستجو از کارایی و سادگی بالاتری برخوردارند و لذا می توانند، بدون نیاز به محاسبات وقت گیر، به سهولت در کاربردهای مهندسی استفاده شوند. همچنین نتایج حاصل برای سیستم اصلی در معرض تحریک اغتشاش سفید فیلتر شده نشان می دهند که مقادیر پارامترهای بهینه TMD متاثر از فرکانس غالب تحریک نمی باشند. در انتها، کارائی مدل های ریاضی پیشنهاده شده برای یک سازه در معرض زلزله های مختلف نشان داده شده است.

در این مقاله، بهبود پایداری خودرو بر اساس ترمزهای تفاضلی و با استفاده از یک منطق کنترل مقاوم توسعه داده شده مورد توجه قرارگرفته است. سیستم ترمزی خودرو درصورتی که به صورت تفاضلی عمل نماید، می تواند، به واسطه لختی خودرو در حال حرکت، گشتاورهای قابل توجهی را تولید نماید و در شرایط اضطراری که خودرو در حال انحراف و از دست دادن پایداری است، موثر واقع گردد؛ لذا طراحی سیستم کنترلی به دو سطح بالا برای تولید گشتاور مورد نیاز و سطح پایین جهت اختصاص گشتاورهای ترمزی به هر چرخ شکل می گیرد. در سطح بالا، طراحی کنترل کننده توسط تئوری فیدبک کمی توسعه داده شده صورت می پذیرد. مبانی این کنترل کننده طوری است که با استفاده از مدل خطی خودرو، تمامی عدم قطعیت های موجود را مورد مطالعه قرار داده و سپس با استفاده از روش تاگوچی، تاثیرگذارترین پارامترها تعیین می شوند و پس از آن به وسیله یک پیش فیلتر و جبران ساز، کنترل مدل غیر خطی انجام می گیرد. پس از تولید گشتاور تصحیح، گشتاورهای ترمزی توسط یک سری قوانین ساده تولید و به خودرو معرفی می شوند. جهت شبیه سازی جامع دینامیک خودرو از نرم افزار کارسیم، استفاده شده است. برای تصریح عملکرد مناسب کنترل مقاوم، یک مانور موج سینوسی برای جاده با اصطکاک پایین نیز در نظر گرفته می شود تا کارابودن بودن منطق مورد استفاده شده نشان داده شود.

فرآیند ساخت، باعث بوجود آمدن تنش پسماند در سازه ها می شود. فرآیندهایی چون جوشکاری نیز در بوجود آمدن این تنش ها دخیل بوده و بنا به کاربرد، می توانند مفید یا مضر باشند. برای اندازه گیری تنش پسماند غالبا باید از تست های پرهزینه و زمان بر بهره جست، این درحالی است که تست مودال بسیار کم هزینه و سریع می باشد. در مواردی که تغییرات دقیق تنش مد نظر نبوده و تنها تغییرات کیفی آن مورد نظر است، تست مودال جایگزین مناسبی برای تست های اندازه گیری تنش پسماند می باشد. در مقاله حاضر، ابتدا قطعه آلومینیومی تحت آنالیز مودال تجربی قرار گرفته، سپس قطعات جوشکاری شده تحت تست مودال قرار می گیرند و فرکانس های طبیعی قبل و بعد از جوشکاری مقایسه می شوند. لازم بذکر است، تست مودال تجربی بوسیله روابط اولر-برنولی صحت سنجی شده است. علاوه بر آنالیز مودال تجربی، مدلسازی عددی فرآیند جوشکاری نیز صورت پذیرفته و علاوه بر صحت سنجی شبیه سازی فرآیند، نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند. مشاهده می شود جوشکاری موجب سخت شدن قطعه شده و فرکانس های طبیعی سازه را افزایش می دهد. این سختی محلی تمامی فرکانس های طبیعی قطعه را حدود 2 درصد افزایش داده که این بررسی توسط تحلیل عددی نیز صورت پذیرفته است. در این مقاله به بررسی کمی اثر تنش پسماند ناشی از جوشکاری برروی تغییرات فرکانس های طبیعی قطعه حاضر پرداخته می شود. از مقایسه فرکانس های طبیعی سازه می توان به وجود تنش پسماند پی برد و تغییر فرکانس بوجود آمده را با تنش پسماند ایجاد شده مرتبط دانست.

در این مقاله نحوه تغییرات بار بحرانی ورق های ویسکو الاستیک به روش نوار محدود بررسی می شود. خاصیت ویسکو الاستیسیته باعث تغییر پارامترهایی مثل مدول الاستیسیته مواد در طول زمان بارگذاری می شود. در مقاله پیش رو خاصیت ویسکو الاستیسیته به کمک سری پرونی مدل شده و روش نوار محدود بر آن بازنویسی گردیده است. پس از آن به کمک روش جداسازی زمانی رابطه کار مجازی در بازه های زمانی کوچک تقریب زده شده و مساله به صورت یک مساله مقادیر اولیه آنالیز می گردد به گونه ای که پاسخ های بدست آمده در هر زمان به پاسخ های زمان قبل وابسته خواهد بود. پس از آن رابطه کار مجازی برای نیروهای درون صفحه بازنویسی شده و به کمک آن مساله کمانش ورق ها بررسی شده است. بار کمانشی ورق ها به کمک یک روند غیر خطی در زمان های مختلف برآورد شده و نتایج آن در زمان اولیه با پاسخ های ماده الاستیک مقایسه شده است. در ادامه اثرات تغییر ضخامت، ابعاد ورق و بارگذاری دو محوره نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق، ارتعاش آزاد ورق های قطاعی ایزوتروپیک کوپل شده با لایه پیزوالکتریک بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار دینامیکی ورق های قطاعی کوپل شده با لایه پیزوالکتریک با بکارگیری اصل همیلتون و معادله الکترواستاتیکی ماکسول بدست آمده است. معادلات دیفرانسیل کوپل حاکم بر ورق مرکب مرتعش، با بکارگیری روش جداسازی متغیرها و توابع پتانسیل کمکی ،حل می گردند. اعتبار روش حل دقیق ارائه شده در این مقاله، با نتایج ارائه شده در مراجع مورد ارزیابی و تایید قرار گرفته است. با استفاده از نتایج عددی، تاثیر زاویه بازشدگی ورق قطاع ، نسبت ضخامت به شعاع ورق زمینه ، نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی ورق زمینه ، نسبت ضخامت لایه پیزوالکتریک به ضخامت ورق زمینه و شرایط مرزی مختلف روی فرکانس طبیعی ورق قطاعی مرتعش کوپل شده با لایه های پیزوالکتریک بدست آمده است. همچنین در مورد میزان، نحوه و شرایط اثر گذاری هر پارامتر بر روی فرکانس طبیعی سازه بحث و بررسی شده است.

در این تحقیق به بررسی تجربی و عددی جذب انرژی و تغییرشکل لوله های جدارنازک مخروطی تحت بارگذاری محوری و مایل پرداخته شده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر تغییرشکل هندسی برای لوله های مخروطی گیردار بر میزان جذب انرژی و بررسی اثر فوم درون آن برای جذب انرژی بیشتر ناشی از برخورد محوری و مایل است. در بخش تجربی، ابتدا لوله های از جنس آلومینیوم به صورت توخالی و توپر با فوم پلی یورتان تهیه شد و سپس آزمایش های شبه استاتیکی با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونه ها انجام گرفت و دیاگرام نیرو-جابه جایی در هر آزمایش اندازه گیری شد. در بخش عددی، شبیه سازی پدیده فروریزش محوری و مایل بر مقاطع جدارنازک با نرم افزار اباکوس صورت گرفت. مقایسه نتایج تجربی و شبیه سازی نشان می دهد مدل ارائه شده روش مناسبی برای تعیین پاسخ فروریزش و تعیین نمودار نیرو- جابه جایی فراهم می کند. تاثیر پارامترهای موثر بر عملکرد جاذب انرژی مخروطی توخالی و تقویت شده با فوم پلی یورتان با استفاده از مدل عددی بررسی می شود که پارامترهای مهم شامل ضخامت دیواره و زاویه نیم راس است. در ادامه تحقیق برای بررسی اثر سرعت بر پاسخ دینامیکی از نسبت انرژی جذب شده در بارگذاری دینامیکی به انرژی جذب شده در بارگذاری شبه استاتیک استفاده می شود.

هدف از انجام این مقاله استخراج خواص ارتعاشی-میرایی یک ماده ویسکوالاستیک از یک پوشش جاذب ارتعاشی ناشناخته می باشد. برای این منظور از روش ارایه شده در استاندارد ASTM E756-05 استفاده و تست های مورد نیاز انجام پذیرفته است. این استاندارد که به منظور اندازه گیری خواص ارتعاشی-میرایی مواد گردآوری شده است، می تواند قابلیت استفاده از مواد ویسکوالاستیک به صورت مهندسی و هدف مند در کاربردهایی نظیر کنترل ارتعاشی غیرفعال در قالب پوشش های جاذب ارتعاش را فراهم آورد. از آن جایی که پوشش جاذب مورد بررسی از نوع میرایی مقید می باشد، نمونه ای ساندویچی مطابق دستورالعمل استاندارد ساخته شده و با رعایت قیود استاندارد و انجام تست مودال تجربی تیر ساندویچی و تیر مبنای فلزی به صورت یک سر درگیر، خروجی های مورد نظر شامل تغییرات ضریب کاهش و مدول برشی ماده ویسکوالاستیک بر حسب فرکانس بدست آمده است. همچنین صحت آزمایش های انجام شده بوسیله معیارهای استاندارد مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از انجام صحیح آزمایش می باشد.

توربین داریوس، توربین بادی محورعمودی بر پایه نیروی برآ است که به دلیل طراحی ساده و عدم وابستگی به جهت باد، مورد توجه محققان قرارگرفته است. به دلیل افزایش زاویه حمله پره در سرعت های نوک پایین و ایجاد واماندگی، اساساً این توربین ها با مشکل راه اندازی مواجه بوده و بازدهی کمتری نسبت به توربین های بادی محور افقی دارند. در این مطالعه نشان داده می شود که استفاده از توربین های با زاویه گام پره متغیر، یک راه کار مناسب برای رفع مشکل راه اندازی و افزایش توان توربین بادی داریوس می باشد. در این مقاله، اثر زاویه گام متغیر پره با دامنه های مختلف بر میزان گشتاور خروجی، رفتار جریان حول پره و راه اندازی توربین بادی داریوس بررسی شده است. شبیه سازی ها به صورت غیردائمی و دوبعدی و با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی به کمک مدل آشفتگی SST- kw در نرم افزار انسیس فلوئنت صورت پذیرفته و برای شبیه سازی چرخش روتور توربین، از تکنیک شبکه بندی لغزشی استفاده شده است. بررسی عددی نشان می دهد که استفاده از روش گام متغیر با هدف کاهش اندازه زاویه حمله و کاهش نوسانات پره، شانس توربین برای تولید گشتاور در زوایای چرخش مختلف را افزایش می دهد. همچنین بررسی جزییات جریان حول پره همچنین نشان می دهد که استفاده از روش گام متغیر سبب افزایش اختلاف فشار حول ناحیه کم فشار و پرفشار پره شده و واماندگی جریان را به تاخیر می اندازد. به همین دلیل توربین با زاویه گام متغیر این توانایی را داراست تا در مقایسه با توربین با زاویه گام ثابت، در سرعت های نوک متوسط و پایین، توان بیشتری تولید کند.

عملکرد حرارتی تجهیزات خنک کاری دوفاز غیرفعال مانند لوله های حرارتی و محفظه های بخار، به طور عمده وابسته به هندسه و خواص میکروساختار تبخیرکننده و فتیله است. ویژگی های مطلوب ساختار تبخیرکننده شامل فشار مویینگی بالا با وجود مقاومت کم در برابر جریان به همراه سطح گسترده برای افزایش تبخیر لایه نازک سیال است که انتخاب مقیاس و تخلخل ساختار بر اساس مصالحه بین ویژگی های موردنظر فوق است. در مطالعه حاضر، شکل سطح آزاد سیال ساکن در میکروستونهای مخروطی و میکروساختارهای کروی توسط الگوریتم گرادیان کاهشی با نرم افزار Surface Evolver مدل شده است و فشار مویینگی بی بعد بر اساس انحنای سطح تعیین گردیده است. نفوذپذیری و ضریب انتقال حرارت با استفاده از نرم افزار فلوئنت به صورت تابعی از پارامتر هندسی بی بعد و زاویه تماس بین مایع و جامد، پیش بینی شده است. نتایج نشان داد میکروستون مخروطی با توجه به سطح تماس گرمایی زیاد با زیرلایه، کاهش سطح مقطع در ارتفاع و افزایش نفوذپذیری، افزایش فیلم نازک به دلیل کشش مایع بر روی سطح مایل، عملکرد مطلوبی در فرآیند تبخیر نسبت به میکروساختار کروی نشان داد. همچنین زاویه تماس بهینه و پارامتر هندسی بی بعد ارائه گردیده است که بهترین عملکرد ساختار در انتقال حرارت را نشان دادند.

در مطالعه حاضر، میدان جریان و دما بر روی یک شکاف تحت تاثیر میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ بالا در شرایط دو بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایدار به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سازی عددی با نگرش حجم محدود و بر اساس حل معادلات میدان الکتریکی، جریان و انرژی می باشد. در ابتدا پارامترهای میدان الکتریکی حاصل از نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی برای یک صفحه تخت مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار می باشد. سپس تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل ولتاژ اعمالی، عدد رینولدز جریان و مکان قرارگیری الکترود تزریق کننده بر ضریب انتقال حرارت، توان مصرفی و افت فشار جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز افزایش ضریب انتقال حرارت ابتدا به صورت صعودی بوده و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش ولتاژ اعمالی ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. علاوه بر این کاهش فاصله الکترود تزریق کننده از لبه های شکاف، به طور چشم گیری بر افزایش انتقال حرارت، توان مصرفی و افت فشار جریان تاثیرگذار است.

در این تحقیق یک روش عددی بر مبنای جریان حلقوی برای تحلیل آیرودینامیکی برای تحلیل آیرودینامیکی پیکربندی های مختلف هواپیما از جمله پهپادها و ریزپهپادها توسعه داده شده است. در تحقیق حاضر، ابتدا نتایج حاصل از این روش با نتایج تجربی صحه گذاری شده است و سپس اثر نسبت مخروطی در بازه 0.3 تا 3 روی مشخصه های آیرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که به طور کلی افزایش نسبت مخروطی چه در محدوده صفر تا یک و چه بزرگ تر از یک موجب افزایش ضریب برآ می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که پیکربندی های با نسبت مخروطی متفاوت از یک دارای گشتاور خمشی بزرگ تری از نسبت مخروطی یک هستند. در این تحقیق همچنین مکانیزمی برای ایجاد نسبت های مخروطی مختلف مورد بحث قرار گرفته است. در انتها با الگوگیری از بال حشرات (سنجاقک) طرحی برای بال ریزپهپادها ارائه شده و ضرایب آیرودینامیکی آن با پیکربندی های قبلی مقایسه گردیده است. نتایج مربوطه نشان می دهد که مشخصه های ایرودینامیکی نسبت به پیکربندی های قبلی بهبود یافته است. در پیکربندی سنجاقک شیب منحنی ضریب گشتاور خمشی بر حسب ضریب افزایش یافته است و این نشان دهنده افزایش پایداری طولی ریزپهپاد است.

در این مقاله تاثیر عوامل سامانه سوخت رسانی و هوارسانی بر ارتقاء توان موتور دیزل سنگین RK215 بررسی شده است. فرایند شبیه سازی در نرم افزار AVL-Fire V8.3.1 طی چهار مرحله در حالت تمام بار صورت پذیرفته است. مرحله اول متعلق به حالت اولیه موتور با قانون پاشش سوخت شبه مثلثی، مقدار سوخت پاشش شده در هر چرخه 139 میلی گرم، قطر سوراخهای دماغه افشانه 3 میلیمتر و فشار هوای ورودی 4.2 بار است. در مرحله دوم اثر تغییر قانون پاشش سوخت به حالت مستطیلی با کاهش قطر سوراخهای دماغه و افزایش مقدار سوخت پاشش شده بررسی شده است که در نتیجه آن فشار بیشینه، توان خروجی، آلاینده های اکسید نیتروژن و دوده بترتیب 0.2%، 21%، 16.6% و 27% نسبت به مرحله اول افزایش داشته اند. در مرحله سوم تنها اثر افزایش فشار هوای ورودی (5 بار) نسبت به مرحله دوم بررسی شده است که در نتیجه آن، فشار بیشینه و توان خروجی و اکسید نیتروژن بترتیب 15.3% ، 26% و 9% افزایش و دوده در حدود 4.6% کاهش یافته اند. در مرحله چهارم کاهش قطر سوراخهای دماغه نسبت به حالت سوم اتفاق افتاده است. فشار بیشینه و توان خروجی بترتیب 10.4%و 24% افزایش یافته اند. از طرفی دوده و مونوکسید نیتروژن نیز بترتیب در حدود 22% و 4.6% کاهش داشته اند.

در این مقاله به بررسی عددی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده در یک مبدل حرارتی سه لوله ای به صورت سه بعدی پرداخته شده است. آب به عنوان سیال گرم در لوله های داخلی و خارجی جریان داشته و فضای میانی لوله ها با RT35 به عنوان ماده تغییر فاز دهنده پر شده است. هدف اصلی در این مطالعه بررسی اثر افزایش تعداد لوله های داخلی سیال گرم و چیدمان آن ها بر روی فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده می باشد. هم چنین مقایسه ای بین مبدل حرارتی سه لوله ای و دو لوله ای صورت پذیرفته است. به منظور مدل سازی فرآیند تغییر فاز از روش آنتالپی متخلخل استفاده شده است. نتایج حاکی از غالب بودن مکانیزم هدایت در ابتدای فرآیند ذوب بوده و با گذشت زمان جابه جایی طبیعی مکانیزم اصلی انتقال حرارت می گردد. با افزایش تعداد لوله های داخلی سیال گرم به علت افزایش سطح انتقال حرارت داخلی، شدت مکانیزم جابه جایی طبیعی درون پوسته بیشتر شده که باعث کاهش قابل توجهی در زمان ذوب می گردد. افزایش تعداد لوله داخلی در مبدل سه لوله ای از یک به چهار عدد باعث کاهش 29 درصدی زمان ذوب می گردد. چیدمان لوله های داخلی در حالت پخش نرخ ذوب را افزایش می دهد. در مبدل حرارتی سه لوله ای در مقایسه با دو لوله ای در شرایط مرزی یکسان، زمان ذوب 80 درصد کمتر می باشد.

در این پژوهش فرآیند انتقال حرارت در یک بستر سیال شامل ذراتی متعلق به گروه A طبقه بندی گلدارت مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور یک دستگاه آزمایشگاهی راه اندازی گردید که در آن با ترکیب هوای گرم با پودر آلومینا که متعلق به گروه A طبقه بندی گلدارت است یک رژیم سیالیت حبابی ایجاد گردید و در هر آزمایش با ثابت نگه داشتن دما در مقطع ورودی به بستر، دمای فاز جامد و دمای گاز خروجی در طول زمان اندازه گیری و ثبت گردید.به دلیل پایین بودن میزان رطوبت موجود در ذرات جامد از انتقال جرم بین فازها صرفنظر شده است.در ادامه با استفاده از معادلات مدلسازی سه فازی و استفاده از داده های تجربی رابطه ای برای پیش بینی ضریب انتقال حرارت بین فاز جامد و فاز گاز درون شبکه ای ارائه شده است. در این تحقیق ظرفیت گرمایی پودر آلومینا به عنوان تابعی از دما در نظر گرفته شده است و برای حل معادلات مدل سه فازی از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد انطباق خوبی بین داده های تجربی و نتایج مدلسازی عددی وجود دارد به گونه ایکه حداکثر خطای مدلسازی عددی با داده های تجربی 9 درصد است؛ همچنین بیشترین تغییرات دمایی در بستر در 2 دقیقه اول فرآیند اتفاق می افتد که این موضوع نشان دهنده بالا بودن نرخ انتقال حرارت در این نوع بسترها است.

یکی از تکنولوژی های کارآمد در این زمینه، استفاده از میکروکانال گرماگیر جهت افزایش عملکرد حرارتی می باشد که امروزه تحقیقات فراوانی بر روی آن صورت می گیرد. هدف این پژوهش، بررسی عددی اندازه نانوذرات بر عملکرد حرارتی یک میکروکانال گرماگیر ذوزنقه ای شکل می باشد. در مطالعه حاضر، کاربرد نانوسیال های آب – آلومینا (Al2O3) و آب – CuO با استفاده از دیدگاه دوفازی اولرین – اولرین مدل سازی شده است و حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به روش حجم محدود با معیار همگرایی 10-6 توسط نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است؛ همچنین از آنجایی که در بیشتر مطالعات انجام شده، نانوسیال به عنوان یک سیال همگن (تک فاز) شبیه سازی شده است مقایسه ای میان مدل سازی دوفازی حاضر با مدل سازی همگن صورت گرفته است و مشخص شد که نتایج مدل دوفازی 13.8% بهتر از نتایج تک فازی ادبیات فن است. اگرچه افزودن هر دو نانوذره باعث افزایش انتقال حرارت در میکروکانال می شود اما نتایج نشان می دهند با افزایش قطر نانوذرات، نرخ انتقال حرارت کاهش می یاب، به طوری که (Al2O3) دارای کاهش 6.63% و CuO دارای کاهش 5.022% است که در این بین، نانوذرات آلومینا دارای ضریب انتقال حرارت کوچک تری نسبت به نانوذرات CuO می-باشند. از این رو، نانوسیال آب – CuO برای هندسه ذوزنقه ای شکل، مناسب تر بوده و با بهینه سازی اندازه ذرات می توان بازده حرارتی سیستم را به حداکثر رساند.

در این مقاله ابتدا یک پیل سوختی پلیمری با الگوی جدید کانال جریان، با عنوان الگوی کانال مارپیچ متقارن (جدید) طراحی و ساخته شده است. پیل ساخته شده دارای توان نامی حدود 10 وات، مساحت ناحیه فعال 25 سانتی متر مربع و دارای غشاء نفیون-117 می باشد. با استفاده از دستگاه تست پیل سوختی اثر دما و رطوبت نسبی گازهای سمت کاتد بر عملکرد آن (نمودار ولتاژ – چگالی جریان پیل) موردبررسی قرارگرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که پیل ساخته شده قادر است ماکزیمم چگالی توان (حدود 0.45 وات بر سانتی متر مربع) را تولید نماید. سپس مدل سازی عددی سه بعدی و کامل پیل سوختی ساخته شده (شامل همه 9 لایه پیل سوختی) و در ابعاد واقعی انجام شده است. بدین منظور، معادلات دیفرانسیل پاره ای همبسته شده غیرخطی بقاء جرم، بقاء اندازه حرکت (مومنتم)، بقاء اجزاء، بقاء انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکتروشیمیایی در نواحی مختلف پیل به صورت الگوی تک ناحیه ای و تک فاز (فقط فاز گاز) تدوین و به کمک نرم افزار تجاری فلوئنت حل شده اند. نتایج مدل سازی عددی نشان می دهد که کانال مارپیچ متقارن (جدید) قادر است حتی در چگالی های جریان بالا توزیع دما و غلظت مطلوبی را در سراسر ناحیه فعال ایجاد نماید.

در این تحقیق، اثرات کانارد و موقعیت های طولی و عمودی آن بر توزیع فشار و ضرآیب آیرودینامیکی یک مدل بال هواپیمای مانورپذیر، با استفاده از شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی ها در عدد رینولدز 105×5 و در زوایای حمله مختلف با استفاده از شبکه بی سازمان و مدل آشفتگی تنش رینولدز انجام شده است. بال و کانارد مثلثی شکل اند و کانارد در موقعیت های طولی جلو، وسط و عقب و موقعیت های عمودی بالا، وسط و پایین نسبت به بال قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای ترکیب مدل بدون کانارد، تا زاویه حمله 25 درجه، تطابق بسیار خوبی بین داده های تجربی و حل عددی وجود دارد. اضافه نمودن کانارد باعث می شود که گردابه روی سطح بالایی بال، قوی تر و بزرگ تر شود. همچنین، برای موقعیت های مختلف طولی و عمودی کانارد، دنباله ناشی از گردابه کانارد از روی بال اصلی عبور می کند. ضمنا، برای حالتی که کانارد در موقعیت جلو و بالا نسبت به امتداد بال اصلی قرار گرفته باشد، بیشترین مقدار نیروی برآ بدست می آید. همچنین، کمترین مقدار نیروی پسا مربوط به حالتی است که کانارد نزدیک به بال اصلی و در امتداد محور آن باشد. به هر حال، بیشترین مقدار بازده آیرودینامیکی مربوط به حالتی است که کانارد در موقعیت پایین- جلو قرار گرفته باشد.

جهت بررسی تجربی و عددی مسائل با سطح آزاد باید در ابتدا مساله آنالیز ابعادی شود. این آنالیز بدان علت انجام می گیرد تا اعداد بدون بعد مساله تعیین شوند. پس از تعیین این اعداد در بررسی تجربی پدیده، مجموعه آزمایشگاهی و نمونه باید به گونه ای انتخاب شوند که اعداد بدون بعد پدیده اصلی در ابعاد واقعی با اعداد بدون بعد نمونه آزمایشگاهی یکی باشند. در مسائل سطح آزاد، متاسفانه در بررسی های تجربی تنها به یکی از این اعداد توجه می شود. باید توجه داشت در صورتی که در مطالعه تجربی همه اعداد بی بعد مد نظر قرار نگیرند، خود نتایج تجربی در ابعاد کوچک یا بزرگ نسبت به نمونه اصلی اختلاف زیادی دارند و این اختلاف به ابعاد مدل بستگی دارد. با توجه به این که در سالیان اخیر مسئله سیلندر قائم قرار گرفته در جریان سطح آزاد مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است، لذا در این تحقیق به بررسی تاثیر ابعاد مدل در نتایج نیروی وارد بر مدل در مقایسه با نیروی وارد بر نمونه اصلی پرداخته شده است تا میزان وابستگی خطای مدل سازی روش آزمایشگاهی بر حسب مقیاس مدل مشخص شود. این تحقیق نشان می دهد که نتایج عددی مدل در صورت برقراری تشابه کامل بین نمونه اصلی و مدل در هر مقیاسی با نتایج نمونه اصلی هم خوانی دارد، در صورتی که نتایج روش آزمایشگاهی که از تشابه غیر کامل برخوردار است، بسیار وابسته به ابعاد مدل است.

در این مقاله، با استفاده از منطق فازی عملکرد سه نوع هوا گرمکن خورشیدی با تعداد پوشش های شفاف متفاوت و با آرایش و بدون آرایش موانع روی صفحه جاذب در کانال هوا، در گسترده ای از دبی حجمی و در محدوده زاویه ای قرارگیری 0 تا 30 درجه، با محاسبه بازده انرژی و بازده اگزرژی بررسی شده، همچنین با شبیه سازی جریان، اثر چینش موانع بر جریان هوای عبوری مطالعه شده است. قرارگیری موانع روی صفحه جاذب علاوه بر متلاطم نمودن جریان، با هدایت هوا به تمام فضای کانال، سبب طولانی تر شدن مسیر حرکت هوا در کانال شده است. هواگرمکن با دو پوشش شفاف و با آرایش موانع بر روی صفحه جاذب در میان سه حالت بررسی شده، دارای بهترین عملکرد بوده و این تحلیل دبی حجمی بهینه را از دیدگاه انرژی در محدوده 85 تا 90 و از دیدگاه اگزرژی، در محدوده 40 تا 50 مترمکعب بر ساعت بر مترمربع در زاویه قرارگیری 0 تا 5 درجه پیش بینی می کند. همچنین مقایسه تحلیل منطق فازی با تحلیل تجربی نشان می دهد منطق فازی یک روش قدرتمند در تحلیل انرژی و اگزرژی برای هواگرمکن خورشیدی است و در مقایسه با نتایج تجربی خطای حداکثری 1.37 درصدی را تجربه می نماید.

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی اجباری آرام ناشی از حرکت نانوسیال آب-مس بر روی یک گوه به روش عددی بررسی شده است. برای این منظور، معادلات مومنتوم و انرژی با تقریب لایه مرزی ساده شده اند و سپس با معرفی پارامتر تشابهی مناسب معادلات با مشتق جزیی به معادلات دیفرانسیل با مشتق معمولی تبدیل شده اند و در نهایت، به روش عددی کلر- باکس و اختلاف محدود به صورت ضمنی حل شده اند. اثر درصد حجمی نانوذرات و زاویه گوه روی میدان جریان، ضریب اصطکاک و میزان انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج عددی برای پروفیل های بی بعد سرعت و دما، ضریب اصطکاک محلی و نوسلت محلی بدست آمده اند. با افزودن نانوذرات، ضخامت لایه مرزی هیدرودینامیکی کاهش و ضخامت لایه مرزی حرارتی افزایش یافته است. نتایج حاصل نشان می دهد که افزودن نانوذرات ضریب اصطکاک و نوسلت را افزایش می دهد و افزایش زاویه گوه نیز، همین رفتار را بر روی پارامترهای مورد نظر دارد.