مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1394 | دوره:5 | شماره:3 |تعداد مقالات:19

ضرورت منظم بودن سازه های بتنی قالب تونلی در پلان و ارتفاع، علی رغم تسریع روند ساخت و تضمین کیفیت بالاتر، محدودیت های زیادی از نظر طراحی معماری بدنبال داشته و در عرصه هایی که امکان ساخت به صورت متقارن وجود نداشته باشد، کاربرد این سیستم را محدود می سازد. فقدان مقدار مشخصی برای ضریب رفتار در آیین نامه های فعلی زلزله نیز، از چالش های مهم در طراحی این سازه ها است. در این مطالعه به بررسی رفتار لرزه ای دو سازه قالب تونلی 5 و 10 طبقه با پلان نامنظم پرداخته شده و ضرایب رفتار طلب و ظرفیت، به ترتیب بر اساس میزان تقاضای زلزله و ظرفیت سازه محاسبه شده اند. مهمترین وجه مشخصه این مطالعه، بیان چند سطحی ضریب رفتار و استخراج آن با توجه به میزان تقاضای زلزله و میزان آسیب قابل قبول به عنوان سطوح عملکردی مورد انتظار در طراحی سازه می باشد. همچنین بررسی های ادبیات فنی موجود نیز مبین فقدان مطالعات کافی در ارتباط با مشخصات لرزه ای این نوع از سازه های قالب تونلی می باشد. ارائه منحنی های شکنندگی به کمک تحلیل دینامیکی افزایشی و برآورد نسبت فرکانس های غیر همبسته برای مدل های مورد بررسی نیز از دیگر دستاوردهای این پژوهش است. نتایج حاکی از ظرفیت و مقاومت بالای سیستم و نیز رفتار نرم پیچشی این سازه ها به علت وجود نامنظمی در آنهاست. با توجه به اینکه هر دو سازه در زلزله طرح، در سطح عملکردی قابلیت استفاده بی وقفه قرار گرفتند، به نظر می رسد ضابطه ضرورت منظم بودن سازه های قالب تونلی در پلان، حداقل برای مدل های مورد مطالعه سختگیرانه و محتاطانه می باشد.

محرکه های ربات در فضای مفصلی کار می کنند ولی مجری نهایی ربات در فضای کار کنترل می شود. به همین دلیل، در طراحی سیستم کنترل بازوی رباتیک در فضای کار از ماتریس ژاکوبین برای تبدیل فضای مفصلی به فضای کار استفاده می شود. استفاده از ماتریس ژاکوبین غیردقیق در قانون کنترل و حضور عدم قطعیت ها شامل عدم قطعیت پارامتری، دینامیک مدل نشده و اغتشاش خارجی، باعث تضعیف عملکرد سیستم کنترل می شود. در این مقاله، برای نخستین بار طرح کنترل حالت لغزشی فازی تطبیقی غیرمتمرکز با راهبرد کنترل ولتاژ در فضای کار برای بازوی رباتیک ارائه می گردد. این طرح کنترلی ساده بوده و به مدل ربات بستگی ندارد و در برابر عدم قطعیت ها مقاوم است. این مزایا به دلیل استفاده از روش کنترل ولتاژ به جای روش مرسوم کنترل گشتاور به دست آمده است. سیستم مورد مطالعه، یک بازوی هنرمند مجهز به موتورهای DC مغناطیس دائم می باشد. به منظور تایید روش پیشنهادی، تحلیل پایداری و نتایج شبیه سازی و مقایسه با یک روش مبتنی بر گشتاور ارائه می شوند. نتایج شبیه سازی کارآمدی روش پیشنهادی را نشان می دهد.

پره توربین بادی از مواد کامپوزیتی ساخته می شود و در معرض بارهای تصادفی نوسانی قرار می گیرد. انجام آزمون های پره کامل توربین بادی به دلیل اهمیت پره، رفتار پیچیده مواد کامپوزیتی به کار رفته و بارگذاری نوسانی با دامنه متغیر، الزامی می باشد. سازندگان برای اطمینان از تحمل بارهای وارده باید آزمون های استاتیکی و خستگی پره کامل توربین بادی را مطابق با استانداردهای بین المللی انجام دهند. در این پژوهش دستگاه آزمون پره توربین بادی کوچک که توانمندی انجام آزمون های استاتیکی و خستگی مطابق با استانداردهای بین المللی را دارد، معرفی گردیده است. واحد کنترل این دستگاه برای انجام آزمون خستگی با بارگذاری بلوکی در محدوده فرکانس 1 تا 3 هرتز ارتقا داده شده است. کنترلگرهای تناسبی-انتگرالی و مقاوم برای دستگاه طراحی و تحلیل شده اند. به علت عدم کارایی مناسب کنترلگرهای طراحی شده در ردیابی سیگنال مرجع، کنترلگر تطبیقی پیشخور بر مبنای الگوریتم زمان بندی بهره طراحی و به کنترلگر مقاوم اضافه شده است. کنترلگر مقاوم باعث جبران عدم قطعیت ناشی از عدم مدل سازی دینامیک فرکانس بالای سیستم و حذف اثر نویز اندازه گیری می گردد. کنترلگر تطبیقی عدم قطعیت فرکانس پایین سیستم را جبران می کند. آزمایشات متعدد انجام شده در محدوده فرکانسی مورد نظر موید صحت عملکردی واحد کنترل توسعه یافته می باشد.

در این مقاله تغییر شکل پلاستیک وابسته به دما و نرخ کرنش مواد در آزمایش برخورد صفحات، به کمک روش های عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مدل سازی، استفاده از مدل های گوناگون کارسختی، مدول برشی و شکست دینامیکی برای به دست آوردن نزدیک ترین نتایج به نتایج آزمایشگاهی می باشد. کاربرد آزمایش برخورد صفحات، بررسی رفتار مواد در نرخ کرنش های بالا در حالت ایده آل کرنش تک محوره می باشد. به کمک این آزمایش می توان مدل های ارائه شده گوناگون در زمینه رفتار مواد از قبیل مدل های کارسختی و شکست دینامیکی را اعتبارسنجی نموده و برخی ضرایب مادی مورد نیاز را استخراج نمود. برای شبیه سازی عددی مساله از روش گسسته سازی عددی حجم محدود با میدان جابجا شده روی مکان و زمان فون نیومن استفاده شده است. همچنین از لزجت مصنوعی به منظور کاهش جهش ناگهانی و غیرواقعی در مقادیر تنش یا کرنش بین سلول های ماده استفاده می گردد. مدل های کارسختی استفاده شده عبارتند از مدل الاستوپلاستیک کامل، جانسون- کوک(JC) و زیریلی-آرمسترانگ (ZA). همچنین از مدل تالر-باچر بهبودیافته نیز برای مدل سازی رفتار شکست دینامیکی ماده استفاده شده است. در این مقاله، در سه مثال اثر تغییر معادله ساختاری کارسختی و مدول برشی بر جدایش، در برخورد صفحه پرتابه و صفحه هدف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و همچنین دو روش مدل سازی عددی به کمک مدل های دیگر مقایسه شده است. از بین مدل های بررسی شده در این مقاله، استفاده از معادله ساختاری JC و مدل شکست تالر-باچر بهبود یافته و رابطه مدول برشی اشتاینبرگ منجر به نتایج دقیق تری شده است.

تابع هدف در تصادف خودرو، مساله تغییر شکل سازه خودرو به شکلی کاملا منظم و کنترل شده بدون آسیب رسیدن به فضای سرنشین می باشد. به این منظور سازه خارجی محفظه سرنشین، بایستی جهت جذب انرژی تصادف و کاهش نیروی منتقل شده به سرنشینان، دچار لهیدگی گردد. در این مقاله در فرایند طراحی ابتدا طرح بدنه منفصل خودرو در نرم افزار CATIA مدل سازی شده، سپس توسط نرم افزار پیش پردازش Hyper mesh المان بندی شده است و در نهایت در نرم افزار Pam Crash، پس از تعریف جنس های مناسب، اتصالات استاندارد تماس بین قطعات، بارگذاری به صورت سرعت اولیه برای مانع تغییر شکل پذیر برخورد کننده به پانل جانبی خودرو تعریف شده است. بدنه منفصل مورد بررسی بر اساس پوسته خارجی محصول کلاس B پلتفرم ملی در پژوهشکده مهندسی خودرو طراحی شده است و تحلیل های این مقاله بخشی از فرایند توسعه محصول جدید در پروژه پلتفرم ملی می باشد. خروجی های مورد نیاز از قبیل جابجایی، سرعت، شتاب، انرژی و نیروی مقطعی از آن استخراج شده است. سپس نتایج حاصل از تحلیل ها با اهداف پیش بینی شده مقایسه شده اند. همچنین تغییر ضخامت و جنس پانل جانبی مورد بررسی قرار گرفته شده است. بر طبق داده های بدست آمده و با مقایسه این نتایج و ضخامت مناسب برای قطعه پانل جانبی استخراج شده است.

در این مقاله، طراحی یک بعدی کمپرسور گریز از مرکز به همراه طراحی معکوس مجرای خم 90 درجه بین دیفیوزر شعاعی و دیفیوزر محوری انجام می گیرد. در این طراحی، کلیه ابعاد اولیه اجزاء کمپرسور گریز از مرکز شامل پروانه، دیفیوزر شعاعی پره دار، خم 90 درجه و دیفیوزر محوری محاسبه می گردد. به منظور ارزیابی نتایج، پس از مدل سازی هندسه و تولید شبکه، میدان جریان سه بعدی در کل کمپرسور توسط نرم افزار سی اف ایکس تحلیل عددی می شود. شبیه سازی عددی نشان می دهد، تلفات شدیدی در خم 90 درجه بین دیفیوزر شعاعی و دیفیوزر محوری به علت انحنای شدید آن وجود دارد. به منظور دستیابی به کمترین تلفات در خم 90 درجه، طراحی آیرودینامیکی مجرای خم 90 درجه با استفاده از روش طراحی معکوس انجام می شود. در مرحله اول، با ترکیب الگوریتم طراحی معکوس گلوله-اسپاین و نرم افزار سی اف-ایکس، قابلیت اصلاح هندسه مجرای خم 90 درجه ایجاد می شود. سپس با بهبود توزیع فشار دیواره بالا و پائین و اعمال آن به کد طراحی معکوس، هندسه اصلاح می شود. در نهایت، کمپرسور طراحی شده با خم 90 درجه اصلاح شده تحلیل می شود. نتایج نشان می دهد نسبت فشار کل و بازده کل به کل به ترتیب در حدود 3 و 4 درصد افزایش می یابند.

در این پژوهش برای اولین بار در تحلیل ایزوژئومتریک به بهبود شبکه نقاط کنترلی بر مبنای خطای برآورد شده از روشی مبتنی بر بازیافت تنش پرداخته شده است. در ابتدا از الگوریتم برآورد خطا مبتنی بر بازیافت تنش، برای یافتن نرم خطای انرژی هر المان استفاده شده است. سپس با تعریف میله هایی بین نقاط کنترلی، مقادیر تخمینی خطا در مجاورت نقاط کنترلی، به عنوان گرادیان حرارتی به هر میله تخصیص داده شده است. به این ترتیب، پس از تحلیل شبکه میله های فرضی که دچار تغییر دما شده اند، آرایش جدیدی از نقاط کنترلی و بردارهای گرهی حاصل می شود که بکارگیری این روند در چند سیکل در تحلیل ایزوژئومتریک، منجر به توزیع بهتر خطا در دامنه و در نتیجه حصول شبکه ای بهینه برای محاسبه انتگرال ها خواهد شد. به منظور سنجش کارایی این روش، نتایج حاصل از مدل سازی و تحلیل دو مساله الاستیسیته، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که روش بهبود شبکه ابداعی در کاهش میزان خطا موثر بوده، می تواند جهت افزایش دقت نتایج تحلیل ایزوژئومتریک، مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله به مقایسه رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات ساخته شده از سازه های مشبک کامپوزیتی، (Composite Grid)، پرداخته شده است. به این منظور چهار صفحه با وزن یکسان و هندسه مشابه با استفاده از چهار ساختار شناخته شده سازه های مشبک طراحی گردیده اند. سپس با استفاده از روابط سازه های مشبک، ماتریس سفتی خمشی که پارامتر تعیین کننده ای در رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات متقارن است، بدست آمده است. با استفاده از روش ریلی- ریتز، بارهای کمانشی تک محوری و برشی و همچنین فرکانس های ارتعاشات آزاد محاسبه شده است. جهت بررسی تاثیر جهت گیری تقویت کننده ها، در هر صفحه راستای تقویت کننده ها تغییر داده شده و به این ترتیب راستای جهت گیری بهینه هر ساختار مشبک معین گردیده است. در نهایت رفتار سازه های فوق، با یک صفحه چندلایه کامپوزیتی هم وزن نیز مقایسه شده است. نتایج عددی بدست آمده نشان می دهند، در وزن یکسان، تغییر همزمان نوع شبکه و زاویه جهت گیری، تاثیر بسزائی در سفتی خمشی و در نتیجه رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات مشبک خواهد داشت.

در این مقاله، ضریب شدت تنش برای استوانه ای شامل، یک ترک محیطی کامل تعیین شده است که تحت شوک حرارتی غیرفوریه ای (هذلولوی) قرار دارد. معادلات حاکم، غیرکوپل در نظر گرفته شده، ضریب شدت تنش مود I با روش تابع وزنی استخراج شده است. حل تحلیلی معادله هدایت گرمایی با روش تبدیل هنکل محدود بدست آمده با روش جداسازی متغیرها مقایسه شده است. نتایج، رفتار متفاوت ترک تحت شوک حرارتی هذلولوی، نسبت به مدل فوریه را نشان می دهد. در ترک های کوتاه، ضریب شدت تنش بیشینه برای مدل های فوریه و هذلولوی تقریبا برابر است، اما در ترک های با طول بیشتر، ضریب شدت تنش مدل هذلولوی از مدل فوریه، به طور قابل ملاحظه ای بزرگتر است، همچنین در مدل هذلولوی، ضریب شدت تنش بیشینه در هر لحظه قبل از رسیدن پیشانی موج به سطح خارجی برای ترکی اتفاق می افتد که پیشانی موج تنش در موقعیت نوک آن قرار دارد. مطابق نتایج، در نظر گرفتن مدل مناسب هدایت گرمایی در طراحی سازه ها تحت بار حرارتی گذرا، اهمیت ویژه ای دارد.

در این مقاله یک شبیه سازی مشرک و همزمان بین نرم افزارهای متلب و فلوئنت به منظور کنترل فعال استوانه دایره ای دو درجه آزادی با تکیه گاه های الاستیک که آزادانه در جهات طولی و عرضی حرکت می کند، انجام شده است. هدف کنترل کاهش ارتعاشات حاصل از گردابه های استوانه می باشد. فرکانس طبیعی سیستم نوسانی بصورتی تنظیم شده است که با فرکانس دنباله گردابه های استوانه ثابت مطابقت داشته باشد. شبیه سازی مشترک به وسیله ارتباط همزمان کنترل کننده تناسبی-انتگرال گیر-مشتق گیر که در متلب/سیمولینک ایجاد شده به مدل سیستم تحت کنترل که در فلوئنت ساخته شده با هدف محاسبه نیروی کنترلی مورد نیاز برای کاهش کامل ارتعاشات عرضی استوانه انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کارایی بسیار بالای الگوریتم کنترلی در کاهش ارتعاشات حاصل از گردابه های استوانه می باشد. پس از اینکه کنترل کننده شروع به فعالیت می کند، ارتعاشات عرضی و طولی استوانه و همچنین مقادیر ضرایب لیفت و دراگ بطور قابل توجهی کاهش پیدا کرده اند. همچنین دنباله گردابه های پشت استوانه که در حالت کنترل نشده در ناحیه دوردست به هم چسبیده می باشند با روشن شدن کنترل کننده از یکدیگر جدا شده و به دنباله ای با گردابه های ضعیف تر تغییر می کنند.

در تحقیق حاضر مشخصات مکانیکی کامپوزیت های پایه سیمانی مسلح به درصدهای حجمی مختلف الیاف (1% و 2%) مورد بررسی قرار گرفته است. ماتریس سیمانی دارای مقاومت فشاری 49 مگاپاسکال و الیاف بکار رفته فولادی و قلابدار می باشند. آزمون خمشی بر اساس دو استاندارد ASTM C1609 و ASTM C1801 انجام شده و پارامترهای خمشی شامل ظرفیت باربری، میزان جذب انرژی، ظرفیت تغییر مکان و نحوه ترک خوردگی ارزیابی و مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش درصد حجمی الیاف از 1% به 2% باعث تغییر رفتار مصالح از نرم شدگی به سخت شدگی تغییرمکانی می شود. علاوه بر این بروز رفتار سخت شدگی باعث بهبود مشخصات مکانیکی مصالح می گردد. بیشترین تاثیر رفتار سخت شدگی در افزایش ظرفیت تغییرمکان بوده هرچند این رفتار ظرفیت باربری و میزان جذب انرژی مصالح را نیز بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. علاوه بر این بروز رفتار سخت شدگی باعث تغییر نحوه ترک خوردگی مصالح می گردد و در این حالت، گسیختگی نمونه ها از طریق ایجاد ترک خوردگی های متعدد می باشد.

فرآیند هیدروفرمینگ، از روش هایی است که می تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای رفع مشکل موجود در زمینه شکل دهی قطعات پیچیده مانند قطعات مستطیلی پله ای مطرح شود. در این فرآیند، توزیع ضخامت یکنواخت و کیفیت بالاتر قابل دست  یابی است. در فرآیند هیدروفرمینگ، بهینه سازی ابعاد اولیه ورق، تاثیر زیادی در تولید محصولات با حداقل هزینه و کیفیت بالا دارد. در این مقاله با استفاده از روش حساسیت، بهینه سازی ابعاد اولیه ورق با دو هندسه متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. در پایان مراحل بهینه سازی، منحنی ورق شکل یافته و منحنی نهایی روی هم منطبق می شوند. در مراحل بهینه سازی از نرم افزار آباکوس به منظور انجام شبیه سازی فرآیند استفاده گردید. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق، تاثیر بهینه سازی ابعاد اولیه ورق بر روی توزیع ضخامت و فشار بیشینه شکل دهی می باشد. در پایان این نتیجه حاصل شد که با بهینه سازی ابعاد اولیه ورق در هر مرحله، میزان بیشترین نازک شدگی قطعه نهایی کاهش می یابد که در ناحیه شعاع سنبه و دیواره پله ایجاد می شود. همچنین با بررسی فشار بیشینه شکل دهی مشخص گردید که با انجام مراحل بهینه سازی، جریان مواد افزایش یافته و سبب کاهش حداکثر فشار بیشینه خواهد شد.

در این مقاله، آشکارساز مادون قرمز میکروکانتیلیور با حساسیت بالا و بدون نیاز به خنک ساز، طراحی و شبیه سازی شده است. این آشکارساز شامل، ناحیه جاذب، نواحی دو ماده ای و ایزوله و ستون های نگه دارنده است. ساختار آن معلق و به صورت دو لایه ای از جنس دی اکسید سیلیکون (SiO2) به ضخامت 1mm و آلومینیوم (Al) به ضخامت 200nm است. در این آشکارساز، میزان جذب IR و میزان خمش با طراحی ناحیه جاذب به صورت دو ماده ای افزایش یافته است. میزان جذب IR با آیینه شدن امواج مادون قرمز توسط لایه فلزی افزایش و میزان خمش با امتداد ناحیه دو ماده ای تا انتهای ناحیه جاذب بیشتر شده است. برای شبیه سازی رفتار حرارتی و مکانیکی، از روش آنالیز اجزاء محدود استفاده شده است. اندازه تغییر دما و تغییر جابجایی در نوک آشکارساز (دورترین نقطه نسبت به پایه ها) به ترتیب،  ΔT=3.651oCو ΔZ=940nm شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با اعمال شرایط مرزی به ازای شار حرارتی ثابت 100pW/mm2 روی ناحیه جاذب می باشند. در این آشکارساز، ضریب انتقال دما، حساسیت ترمومکانیکی، حساسیت توانی، حساسیت دمایی، حساسیت جابجایی و حساسیت به دمای جسم به ترتیب، 3-10×79.7، 0.284nm/K، 667.2mW-1، 32.8mK/(pW.mm-2)، 9.34nm/(pW.mm-2) و 2.75nm/K محاسبه شدند. این پارامترها نسبت به آشکارساز مشابه از جنس Si3N4/Au به ترتیب، 16، 41، 17، 41، 41 و 2.38 برابر بهبود یافته است.

یکی از روش های افزایش انتقال حرارت، استفاده از نوار پیچه است که با افزایش سطح انتقال حرارت در حجم ثابت و همچنین اختلاط بیشتر جریان، انتقال حرارت را بهبود می بخشد. در تحقیقات گذشته، اثر نانوسیال با نوار پیچه بررسی نشده است. در این تحقیق به ارزیابی عملکرد نانوسیال آب/TiO2  در مبدل حرارتی و با استفاده از نوار پیچه پرداخته شده است. عوامل بررسی شده شامل تاثیر گام نوار پیچه، دبی و غلظت های مختلف نانوسیال هستند. همچنین بررسی ها برای شرط مرزی دمای ثابت دیواره لوله انجام شده و محدوده عدد رینولدز 3000-22000 انتخاب شده است. آزمایش ها برای محدوده غلظت درصد حجمی انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات باعث افزایش انتقال گرما می شود. همچنین با کاهش گام پیچش نوار کارگذاری شده نیز نتیجه مشابهی بدست می آید. بیشترین مقدار این افزایش، حدود 103.45 درصد است که مربوط به غلظت 0.5 درصد حجمی نانوسیال و با کارگذاری نوار پیچه با گام (H/D=5) است.

مشخصات آیرودینامیکی یک ایرفویل بشدت متاثر از رفتار لایه مرزی می باشد. این رفتار و پدیده های متشکله به پارامترهای مختلف اعم از عدد رینولدز، زاویه حمله، حرکت نوسانی، عدد ماخ محلی و تراکم پذیری وابسته است. در این پژوهش آزمایش هایی در زوایای حمله قبل از استال برای مطالعه رفتار میدان جریان تراکم پذیر، بویژه لایه مرزی روی یک ایرفویل مافوق بحرانی در شرایط پایا و ناپایا، نوسان پیچ، در تونل باد سرعت بالا انجام گردید. آزمایشها در اعداد ماخ 0.4 و 0.5 با حداکثر زاویه حمله 6 درجه در شرایط استاتیکی و تحت دامنه 1 و 3 درجه و فرکانس 3 و 6 هرتز در شرایط دینامیکی انجام شده است. اندازه گیریها شامل توزیع فشار و تغییرات تنش برشی با کمک سنسورهای فیلم داغ بوده است. اثرات تراکم پذیری، عدد ماخ جریان آزاد، زاویه حمله متوسط، فرکانس کاهش یافته و دامنه نوسانی بر نواحی مختلف لایه مرزی در شرایط پایا و ناپایا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در حرکت نوسانی حاکی از پایایی مشخصات لایه مرزی در سیکلهای مختلف نوسان مدل بوده و تاخیر در وقوع گذار پیچ نسبت به شرایط پایا و همچنین نامتتقارن بین گذار و آرام سازی مجدد در یک سیکل کامل نوسان می باشد.

هنگامی که یک بال در نزدیکی یک سطح دیواره قرار می گیرد، دو پدیده رخ می دهد. یکی افزایش برآ و دیگری کاهش پسا که در نهایت موجب افزایش نسبت برآ به پسا می شود. این پدیده به نام اثر سطح یا اثر زمین شناخته می شود. در این مقاله یک شبیه سازی دو بعدی برای جریان های نوسانی در اطراف یک بالواره در نزدیک زمین انجام شده است. تاثیر فاصله بالواره، سرعت جریان نوسانی، فرکانس های مختلف و اثر متقابل هر کدام بر یکدیگر در فاصله دور و نزدیک از سطح، روی ضرایب آئرودینامیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. پس از بررسی استقلال از شبکه و اعتبار سنجی کار حاضر، جریان نوسانی گذرنده از روی بالواره  NACA 4412به کمک نرم افزار فلوئنت شبیه سازی می شود. افزایش برآ در اثر گیر افتادن و فشرده شدن هوا بین سطح زیرین بال و دیواره می باشد. کاهش پسا نیز در اثر جت کنار دیواره که در توزیع فشار دم تاثیر گذاشته و آن را افزایش می دهد، بوجود می آید. در این تحقیق اثر دامنه و همچنین فرکانس نوسان جریان آزاد ورودی در فواصل مختلف نزدیک به سطح مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده در حالت ناپایا، با کاهش سرعت جریان آزاد ضریب برآ افزایش و ضریب پسا کاهش می یابد. همچنین با افزایش فرکانس جریان ورودی ضریب پسا کاهش می یابد.

در این مطالعه سعی شده به کمک اندازه گیری تجربی، انتقال حرارت جابجایی از نوع جدیدی از آرایه پره های سوراخ دار بررسی شود. با توجه به نتایج این تحقیق، اطلاعات کاربردی در مورد ویژگی های حرارتی این نوع پره ها استخراج شده و بر اساس این اطلاعات می توان به طراحی پره ها با قابلیت انتقال حرارت بالا رسید. در این تحقیق اثر سوراخ های متقاطع بر کارایی پره ها برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ضریب انتقال حرارت جابجایی این نوع پره ها با پره های بدون سوراخ و پر ه های سوراخ دار با سوراخ های طولی بیانگر آن است که این آرایه از پره ها دارای قابلیت مناسب تری در دفع حرارت نسبت به طراحی های پیشین برای پره های سوراخ دار می باشد. آرایش پره های حاضر دارای ضریب انتقال حرارت جابجایی و کارایی بیشتر به میزان 50% نسبت به آرایش های پیشین است. مقایسه دمای سطح پره ها با تصویر گیری مادون قرمز بیانگر بالاتر بودن دمای سطح پره میانی نسبت به پره های جانبی می باشد. همچنین می توان از نتایج تحقیق حاضر برای اعتبارسنجی حل عددی میدان دما در اطراف پره های سوراخ دار استفاده نمود.

جابجایی انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال تشکیل شده از آب و نانو ذرات FMWNT در یک ریزکانال دو بعدی به صورت عددی مورد بررسی قرار می گیرد. دیواره ی پایینی ریزکانال کاملا عایق و دیواره ی بالایی فقط در قسمت ورودی عایق حرارتی است و مابقی آن نیز تحت تاثیر شار حرارتی ثابت q0” است. همچنین یک میدان مغناطیسی با قدرت ثابت B0 روی آن اعمال می شود. شرط مرزی سرعت لغزشی در طول دیواره های ریزکانال در نظر گرفته می شود. معادلات ناویر-استوکس گسسته سازی شده و سپس به کمک یک کد کامپیوتری به صورت عددی حل می شوند. نتایج در قالب پروفیلهای سرعت، دما و عدد ناسلت ارائه می شوند. در کار حاضر اثر میدان مغناطیسی بر سرعت لغزشی سیال مجاور دیوار ریزکانال برای نخستین بار بررسی می شود. همچنین استفاده از نانوسیال متشکله از آب و نانو لوله کربنی (FMWNT) به عنوان سیال عامل در ریزکانال از جمله دیگر دستاوردهای پژوهش حاضر است. مشاهده گردید که افزایش قدرت میدان مغناطیسی منجر به افزایش قابل توجهی در مقدار سرعت لغزشی می شود.

مدیریت آب نقش مهمی در عملکرد پیل سوختی پلیمری دارد. مرطوب سازی گازهای واکنش گر قبل از ورود به پیل سوختی جهت مرطوب نگهداشتن الکترولیت پلیمری، از مهمترین راه های مدیریت آب است. در تحقیق حاضر، یک مدل تحلیلی از رطوبت زن غشایی پوسته و لوله نوع گاز- گاز ارائه شده است. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم و انرژی و انتقال بخاراست که به طریق تکرار حل و به کمک داده های تجربی موجود در مقالات اعتبار سنجی شده است. همچنین تاثیر پارامترهای عملکردی مانند دبی، دما و رطوبت نسبی گازهای ورودی و پارامترهای هندسی مانند ضخامت، قطر و تعداد لوله های رطوبت زن بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که اولا در دبی جرمی ورودی برابر در سمت پوسته و لوله، دمای گاز مرطوب شده خروجی، نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار در جریان مخالف نسبت به جریان موازی بیشتر است، لذا نتایج برای این رطوبت زن ارائه شده است. ثانیا در رطوبت زن جریان مخالف، با افزایش دمای گاز خشک ورودی نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار کاهش می یابد همچنین افزایش رطوبت نسبی گاز خشک ورودی باعث کاهش نرخ انتقال بخار می شود ولی تاثیر ناچیزی بر دمای گاز مرطوب شده خروجی و نرخ انتقال حرارت دارد.