مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1395 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:25

بسیاری از تجهیزات برداشت کننده انرژی از اجزای پیزوالکتریک به منظور تبدیل ارتعاشات مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید استفاده می کنند. تحریک ورودی معمولا بصورت موج هارمونیک در نظر گرفته می شود، در حالیکه در موقعیت های عملی، تحریک مکانیکی سیستم، یک سیگنال اتفاقی است. هدف این پژوهش، مطالعه برداشت انرژی در تجهیزات پیزو الکتریک با استفاده از تئوری ارتعاشات اتفاقی است. در مرحله اول یک مدل پارامتری متمرکز از سیستم ارائه شده است. پس از آن معادلات دیفرانسیل بدون بعد حاکم بر ولتاژ القا شده در مدار برداشت انرژی و همچنین حاکم بر طول ماده پیزوالکتریک بدست آمده است. فرض شده است که تحریک ورودی بصورت یک شتاب با طیف فرکانسی نویز سفید، با باند محدود باشد. سپس از تئوری ارتعاشات اتفاقی برای بدست آوردن خواص آماری ولتاژ، توان و طول ماده پیزوالکتریک بر حسب خواص آماری تحریک، بصورت تحلیلی استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با انتخاب مناسب پارامترهای سیستم، مقدار مورد نظر توان برداشت شده میتواند به طور موثری افزایش یابد. انتظار میرود نتایج بدست آمده از این پژوهش بتوانند بطور کمی و کیفی در تحلیل، بهینهسازی و ساخت تجهیزات پیزوالکتریک برداشت کننده انرژی مورد استفاده قرار گیرند.

در این پژوهش تاثیر پارامتر میزان خمش بر آسیب ایجاد شده در نمونه کامپوزیت های خالص و هیبرید درون لایه ای تقویت شده با الیاف ترد (بازالت) و انعطاف پذیر (نایلون) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه هایی با درصدهای مختلف بازالت (0، 50، 66، 75 و 100 درصد)، به صورت شش لایه به روش لایه گذاری دستی تولید گردید. آنگاه نمونه های کامپوزیت، تحت آزمایش خمش سه نقطه ای با مقدار خیزهای مختلف (10، 20 و 30 میلیمتر) قرار داده شدند. برای بررسی میزان آسیب ایجاد شده در اثر خمش در خیزهای مختلف، از روش استحکام کششی باقیمانده استفاده گردید. نتایج نشان می دهد در نمونه هایی که درصد بالایی از الیاف بازالت دارند افزایش مقدار خمش، آسیب های ایجاد شده در کامپوزیت را افزایش داده است. با افزایش مقدار الیاف انعطاف پذیر همچون نایلون، افزایش مقدار خمش بر میزان آسیب های ایجاد شده، تاثیر قابل توجهی نداشته است.

در پژوهش حاضر، اندازه گیری و تحلیل فرکانس بدون بعد (عدد اشتروهال) ریزش گردابه در کسکید کمپرسور محوری در اعداد رینولدز متوسط به صورت تجربی انجام گردیده است. ارزیابی این فرکانس می تواند در پیش بینی دقیق تر گذار ناشی از دنباله در پایین دست پره، مفید باشد. برای اندازه گیری میدان جریان در دنباله، از بادسنج فیلم داغ استفاده شده است. اندازه گیری ها در سه زاویه برخورد متفاوت و محدوده عدد رینولدز 240000 تا 530000 انجام شده است. بر اساس این اندازه گیری ها بین فرکانس ریزش گردابه و عدد رینولدز رابطه ای خطی برقرار است و با افزایش عدد رینولدز فرکانس ریزش گردابه افزایش خواهد یافت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که عدد اشتروهال برای اعداد رینولدز کوچکتر یا برابر با 360000 در مقایسه با اعداد رینولدز بالاتر، پراکندگی کمتری دارد. بررسی اثر تغییر زاویه حمله نیز نشان می دهد که کاهش زاویه حمله (افزایش مقدار زاویه حمله) باعث بزرگ تر شدن ناحیه دنباله خواهد گردید. همچنین، بر اساس این تحقیق داده های حاصل از فرکانس ریزش گردابه در اعداد رینولدز متوسط و پایین رفتار متفاوتی را نشان می دهند که این امر منجر به تشکیل لایه مرزی متفاوت در لبه انتهایی پره ها خواهد شد.

سرعت بالا و عدم کنترل دقیق بر توزیع فشار، شکل دهی الکترومغناطیس ورق به درون قالب را محدود به هندسه های ساده با عمق کم کرده است. می توان با استفاده از پانچ محدب به جای قالب مقعر عمق بیشتری برای ورق بدست آورد. در این مقاله شکل دهی الکترومغناطیس ورق به روی پانچ محدب و به درون قالب مقعر بررسی شده است. بخش الکترومغناطیس مساله بصورت تحلیلی و بخش مکانیکی بصورت عددی با کمک نرم افزار آباکوس به روش اجزا محدود حل شده است و برای همبستگی دو بخش مساله از روش عدم همبستگی استفاده شده است. درستی این روش حل بوسیله مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطالعات پیشین درشکل دهی بدون قالب ورق تایید شده است. ماده انتخابی آلیاژ آلومینیوم 1050 است که در مطالعات آزمایشگاهی قبلی استفاده شده است. سخت شوندگی وابسته به سرعت و مستقل از سرعت برای رفتار مکانیکی ماده در نظر گرفته شده است. روش حل با در نظر گرفتن مدل سخت شوندگی مناسب برای ماده نتایج قابل قبولی را ارائه می دهد. برای دستیابی به عمق بیشتر در شکل دهی الکترومغناطیس ورق می توان از پانچ محدب به جای قالب مقعر استفاده کرد.

تکیه گاه ها و اتصالات نقش اساسی و مهمی در سازه های مهندسی ایفا می کنند. شناسایی پارامترهای گوناگون تکیه گاه ها ضروری است. پارامترهای سفتی و میرایی مهمترین پارامترهای یک تکیه گاه به شمار می روند. در این مقاله یک روش معکوس بر پایه داده های اندازه گیری دینامیکی شتاب برای شناسایی و بررسی ضرایب سفتی و میرایی تکیه گاه های تیرهای طره ای و دو سر درگیر بکار برده شده است. برای این منظور، با استفاده از روش حداقل مربعات یک مساله بهینه سازی تعریف شده است و سپس به حل آن پرداخته شده است. در تیر طره ای تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل مقدار خطای اندازه گیری، تعداد داده های اندازه گیری، تعداد حسگرها، بازه زمانی اعمال نیرو، مقادیر پارامترهای سفتی و میرایی و زمان داده برداری بر پاسخ تحلیل معکوس مورد بررسی قرار گرفته اند. برای تیر دو سر درگیر، تاثیر مقدار خطاهای اندازه گیری، تعداد داده های اندازه گیری، نوع داده ها و تعداد حسگرها روی نتایج بررسی شده است. بررسیهای انجام شده نشان می دهند که مساله تیر دو سر درگیر بسیار مشکل تر از مساله تیر یک سر درگیر است. استفاده از دو حسگر در مساله تیر با دو سر درگیر بسیار مناسب است. با بررسی دقیق نتایج عددی بدست آمده سعی شده است به کلیه سوالات و مشکلاتی که ممکن است هنگام آزمایش های عملی بوجود آید پاسخ داده شود.

امروزه ورق های ساندویچی با هسته پلیمری، جایگزین بسیاری از کاربردهای ورق های تک لایه شده اند. رفتار پیچیده ورق های ساندویچی هنگام تغییر شکل نیاز به بررسی شکل پذیری این ورق ها را روزافزون می سازد. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای هندسی لایه ها بر شکل پذیری ورق های ساندویچی آلومینیم/پلی یورتان/آلومینیم پرداخته شده است. برای بررسی شکل پذیری ورق های ساندویچی، آزمایش اتساع با سنبه نیم کروی انجام شد و تاثیر پارامترهای هندسی لایه ها از جمله ضخامت هسته و نحوه چیدمان لایه ها درون قالب فلزی بر شکل پذیری ورق ساندویچی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با استفاده از روش المان محدود نیز میزان شکل پذیری این ورق ها حاصل گردید. پس از تایید مدل المان محدود مشاهده شد که خروجی های کرنش در روش المان محدود بین 7 تا 15 درصد با نتایج تجربی اختلاف دارند که مناسب به نظر می رسد. نتایج حاصل از روش تجربی و شبیه سازی المان محدود نشان دادند که با افزایش ضخامت هسته ورق ساندویچی، شکل پذیری کاهش پیدا می کند. همچنین ثابت شد که چیدمان لایه ها درون قالب فلزی نقش مهمی در شکل پذیری ورق های ساندویچی ایفا می کند.

ناهمسانگردی ورق های فلزی تولید شده از نورد، اگرچه موجب افزایش کشش پذیری می شود اما اثرات مضر ناخواسته ای چون پدیده گوشواره ای شدن را موجب می شود. در این تحقیق به بررسی تغییرات ضرایب ناهمسانگردی با افزایش تغییر شکل در آزمون کشش تک محوری آلومینیوم آلیاژیAA6061-O با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال دردو حالت شبکه بندی منظم دایره ای و نامنظم تصادفی پرداخته شده است. نمونه های برش شده در جهات صفر، 45 و 90 درجه نسبت به راستای نورد پس از شبکه بندی توسط دستگاه کشش اینسترون کشیده و مقادیر کرنش طولی و عرضی در حین فرآیند محاسبه شده است. در ادامه با این مقادیر ضرایب ناهمسانگردی در جهات مذکور و همچنین تغییرات ضرایب ناهمسانگردی نرمال و ناهمسانگردی صفحه ای با پیشرفت فرآیند محاسبه گردید که مشخص شد با افزایش کرنش، ضرایب ناهمسانگردی در راستای صفر و 45 درجه روندی نزولی و در راستای 90 درجه دارای رفتار نوسانی می باشد. نتایج نشان داد که با اعمال 10 درصد کرنش طولی در ورق، ضریب ناهمسانگردی نرمال و قدر مطلق ناهمسانگردی صفحه ای به ترتیب 51 درصد و 63 درصد کاهش می یابد. در پایان نحوه سخت شوندگی پلاستیک ورق بر اساس معیار تسلیم هیل درجه دو، در حین کشش مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که نحوه رشد سطح تسلیم، کاملا ناهمسانگرد است.

این مقاله، به موضوع عیب یابی اتوماتیک ماشین های دوار با استفاده از داده های ارتعاشی نقاط مختلف این ماشین ها و به کمک یک پایگاه قوانین هوشمند فازی می پردازد. به این منظور از یک چارت تعیین هویت ارتعاشات جدید استفاده شده است که در یکی از مراجع منتشر شده است. مشخصه این چارت جدید درنظر گرفتن زاویه فاز ارتعاشات در عیب یابی است و شامل مشخصه های فرکانسی، جهات غالب و زاویه فاز است و برای عیوبی مختلفی همچون نابالانسی، ناهمراستایی، شافت خمیده و لقی مکانیکی تدوین شده است. سیستم فازی طراحی شده در این تحقیق، یک سیستم بسیار ساده است. این سیستم نیازی به آموزش های پیچیده همانند آنچه برای شبکه های عصبی انجام می شود ندارد. از سیستم فازی طراحی شده برای عیب یابی چند ماشین دوار کارخانه ذوب آهن اصفهان مانند فن های مختلف مورد استفاده در این کارخانه استفاده شده است و نتایج حاصل از آن با نتایج عیب یابی حاصل از شبکه های عصبی موجود در مراجع دیگر و نتایج عملی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد سیستم فازی طراحی شده کارآیی قابل قبولی برای تشخیص عیب دارد.

بهینه سازی در طراحی سیستم های شامل روتورهای دوار، بطوری که سیستم دارای خواص ارتعاشی مناسب باشد، یکی از فاکتور های مهم در نحوه عملکرد و راندمان تجهیزات دوار می باشد. ارتعاش تجهیزات دوار معمولا ناشی از عواملی همچون نامیزانی، عدم همراستایی، سایش اجزاء و قطعات متحرک و دیگر عوامل می باشند. فرکانس این نیروهای ارتعاش زا، معمولا ضرائب صحیحی از دور کاری روتور می باشند و بنابراین هرچه سرعت های بحرانی روتور از سرعت دوران کاری دور تر باشند، تجهیز در محدوده امن تری کار می کند و اتصالات و تجهیزات وابسته به ماشین از جمله یاتاقان ها در سیکل های زمانی طولانی تری نیاز به بازبینی و یا تعویض مجدد خواهند داشت. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش مایکل اشتاد-پروهل سرعت اول بحرانی ویرلینگ مربوط به مدل روتور یک دستگاه سانتریفیوژ چند پله ایی بدست می آید و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک، محل بهینه یاتاقان ها در این روتور، بطوری مشخص می شود که سیستم دارای بیشترین سرعت بحرانی اول به ازای کمترین تعداد یاتاقان باشد.

استحکام اتصال چسبی بین اجزاء در سازه های کامپوزیتی، نقش بسیار مهمی در عملکرد این سازه ها تحت اثر بارگذاری های اعمالی ایفا می کند. در این مقاله رفتار جدایش در اتصال چسبی بین پانل ساندویچی و پروفیل تقویت کننده به روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی اتصال چسبی با استفاده از حالت مود ترکیبی مدل ناحیه چسبنده و المان های تماسی صورت گرفت. همچنین یک لایه ماده چسب بین پروفیل و پانل ساندویچی برای اتصال اجزاء مدلسازی شد. تاثیر پارامترهای هندسی شامل ضخامت لایه چسب و ضخامت پروفیل تقویت کننده بر رفتار جدایش در اتصال بررسی شد. اثر وجود عیب اولیه در اتصال نیز بر روی نتایج مورد توجه قرار گرفت. مشخص شد که در نمونه-های بدون عیب، افزایش ضخامت پروفیل و چسب، خواص اتصال را بهبود می بخشند در حالی که در اتصال دارای عیب اولیه، افزایش ضخامت پروفیل شروع جدایش را پیش می اندازد. نتایج نشان داد وجود عیب اولیه نیروی شروع جدایش را تا 51% کاهش میدهد. همچنین مشخص شد وجود لایه چسب در رفتار جدایش اثر مثبت دارد بطوریکه تنش آغاز جدایش در مدل بدون لایه چسب بیش از 40% نسبت به مدل دارای لایه چسب با ضخامت 10 میلمیتر کمتر بوده و جدایش در آن زودتر اتفاق می افتد.

واماندگی در اثر کمانش، یک پدیده متداول در ورق های تحت فشار است. هنگامی که ضخامت ورق نسبت به ابعاد دیگر آن کوچک باشد، این شکل از واماندگی اغلب می تواند بر واماندگی در اثر استحکام پیشی گیرد. امروزه یکی از پرکاربردترین انواع تعمیرات در این زمینه، استفاده از وصله های کامپوزیتی و چسباندن آن در محل عیب است. این وصله ها دارای مزایای مهمی از جمله: استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت، وزن کم و مقاومت خستگی خوب می باشد. در این پژوهش به تحلیل تجربی بار بحرانی کمانشی صفحات آلومینیومی شکاف دار تعمیر شده توسط وصله های کامپوزیتی لایه ای الیاف فلزی (FML) که تحت بارگذاری تک محوری فشاری قرار دارند، پرداخته شده است. به این منظور ورق هایی از جنس آلومینیوم Al2024T4 با شکاف های مرکزی مورد توجه قرار گرفته است. پارامترهایی که در این تحقیق روی آن ها مطالعه شده است، نحوه لایه چینی وصله کامپوزیتی، ضخامت و ابعاد وصله های کامپوزیتی لایه ای الیاف فلزی (FML) می باشد. نتایج نشان دهنده افزایش چشمگیر استحکام کمانشی قطعات تعمیر شده با این نوع وصله ها در مقایسه با قطعات شکاف دار بدون وصله است. با بهترین نحوه انتخاب پارامترها، استفاده از وصله منجر به ارتقای بار کمانشی قطعات تعمیر شده تا 44.13 درصد می شود.

در میان مدل های مختلف شکست نرم، مدل خسارت گارسون-تورگارد-نیدلمن (GTN) بدلیل در نظر گرفتن سه مرحله جوانه زنی، رشد و انعقاد حفرات در حین تغییر شکل پلاستیک کاربرد وسیعی دارد. مسائل مهم در این مدل محاسبه دقیق پارامترهای آن می باشد که در روش-های تجربی بسیار وقت گیر و پرهزینه است. لذا برای این منظور از روش های شبیه سازی اجزای محدود استفاده می شود. در نرم افزار آباکوس مدل پلاستیسیته فلزات متخلخل، مکانیزم انعقاد حفرات را در نظر نمی گیرد و با تکیه بر دو مرحله جوانه زنی و رشد حفرات مسائل را تحلیل می کند. این موضوع سبب بروز خطا در نتایج انتهایی ناشی از انعقاد حفرات می شود. در این پژوهش کشش تک محوره آلیاژ آلومینیم O-5083 به کمک مدل خسارت GTN شبیه سازی شده است. شبیه سازی با بکارگیری روش المان محدود از طریق زیرروال UMAT برای نرم افزار آباکوس صورت گرفت. پارامترهای مدل خسارت GTN آلیاژ 5083-O با تطبیق منحنی تنش-کرنش مهندسی حاصل از آزمایش تجربی و منحنی شبیه سازی شده برآورد شد. نتایج نشان داد که کد نوشته شده از طریق زیرروال UMAT علاوه بر اینکه منجر به بهبود شبیه سازی مدل خسارت GTN در نرم افزار آباکوس شده، پیش بینی قابل قبولی از پارامترهای مدل GTN بدست می دهد.

هدف از این پژوهش، مطالعه تجربی و مدل سازی تغییر شکل پلاستیک ورق های مستطیلی تحت بارگذاری ضربه ای با نرخ پایین توسط سامانه چکش پرتابه ای است. در بخش تجربی، برای بررسی رفتار مکانیکی ورق های فولادی و آلومینیومی نسبت به بار وارده، آزمایش هایی بر روی آن ها در سطوح انرژی متفاوت انجام می شود. بخش مدل سازی این تحقیق شامل ارائه یک تابع صریح برای داده های آزمایشگاهی با استفاده از روش تجزیه مقادیر منفرد بر اساس پارامترهای بی بعد و همچنین طراحی و مدل سازی چند هدفی سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک است. به طورکلی هدف از مدل سازی، پیش بینی قابل اطمینان و رضایت بخش نسبت خیز مرکز ورق به ضخامت آن تحت بارگذاری ضربه ای است. برای اعتبار سنجی نتایج به دست آمده، مقایسه ای بین نتایج مدل سازی و داده های تجربی انجام می شود. بررسی خطای داده های آموزشی و پیش بینی بر اساس مجذور میانگین مربعات خطاها و ضریب تبیین نشان می دهد که نتایج به دست آمده از مدل سازی بهینه سیستم استنتاج فازی- عصبی نسبت به مدل سازی ریاضی با روش تجزیه مقادیر منفرد به نتایج تجربی نزدیک تر است، با این تفاوت که درروش تجزیه مقادیر منفرد یک تابع ریاضی برای دادهای تجربی ارائه می شود. بنابراین، استفاده از روش-های مدل سازی ارائه شده برای نسبت خیز مرکز ورق به ضخامت آن تحت بارگذاری ضربه ای مطلوب است.

شناخت دقیق رفتار پلیمرهای تقویت شده در بارگذاری خستگی به منظور طراحی سازه های قابل اعتماد حایز اهمیت است و با توجه به رفتار متفاوت این مواد نسبت به مواد سنتی، معرفی معیاری که نماینده واقعی عمر خستگی این مواد باشد، بسیار مهم است. در این تحقیق عمر خستگی برای ورق تقویت شده با الیاف شیشه و الیاف گرافیت که تحت بار خمشی قرار گرفته، برای دو حالت بارگذاری جانبی گسترده و متمرکز محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. برای مدلسازی مساله از تئوری کاهش استحکام و برای محاسبه مقدار تنش در لایه های ورق، از تئوری برشی مرتبه اول ورق ها استفاده شده و با استخراج توزیع تنش در هر لایه از ورق، و با استفاده از تئوری کاهش تدریجی خواص، میزان کاهش استحکام برای هر لایه در هر مرحله از بارگذاری بدست آمده است. با ادامه بارگذاری سرانجام استحکام لایه ها در اثر خستگی در راستای الیاف و ماتریس کاهش می یابد تا به مقدار تنش اعمال شده به لایه می رسد و لایه شکسته می شود. در این مرحله از تئوری قاعده کاهش ناگهانی خواص برای مدلسازی شکست لایه استفاده می شود و با ادامه فرآیند حل، میزان عمر خستگی لایه ها و اثرات شکست یک لایه بر رفتار لایه های دیگر تا رسیدن به شکست نهایی مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین در قسمت نتایج عددی عمر خستگی برای ورق کامپوزیتی از دو جنس یاد شده با یکدیگر مقایسه شده است.

دستگاه های پرس صنعتی از نظر مکانیزم به دو گروه اصلی تک عمله (تک مرحله) و دوعمله (دومرحله) تقسیم می شوند. دستگاه پرس تک عمله یک مکانیزم اصلی دارد که سنبه را هدایت می کند. پرس دوعمله علاوه بر مکانیزم ذکر شده، دارای مکانیزم ورق گیر نیز هست. قالب دستگاه دوعمله، وزن و در نتیجه هزینه بالاتری نسبت به قالب دستگاه تک عمله دارد. در برخی از موارد، قالب کوچک پرس تک عمله را برای پرس دوعمله به کار می گیرند، در این صورت مکانیزم ورق گیر بی استفاده شده و پرس عملا تک عمله می شود. هدف این پژوهش، بررسی دینامیکی و تحلیل سازه ای حالت اخیر است. در این مقاله، ابتدا برای بررسی سینماتیک مکانیزم، مدل سازی ریاضی آن انجام می شود. در ادامه، تحلیل نیرویی مکانیزم دوعمله با قالب استاندارد و قالب کوچک حالت تک عمله انجام می شود. این پژوهش با تحلیل تنش این دو حالت پایان می یابد. در انتهای این بررسی، مشخص شد که به کار بردن قالب پرس تک عمله برای پرس دوعمله، نیروها و تنش های وارد به مفاصل مکانیزم سنبه زن پرس را نسبت به حالت معمول، افزایش چشم گیری می دهد. بنابراین، به کار بردن قالب های تک عمله علی رغم کاهش هزینه های ساخت قالب، امکان خرابی و شکست رابط بندی پرس را بالا برده و در نتیجه، به هزینه های تعمیر و نگه داری دستگاه پرس خواهد افزود.

مقاله حاضر بررسی آزمایشگاهی اثر دما و کسر حجمی و ارایه مدلی جدید برای رابطه لزجت دینامیک نانو سیال اتیلن گلیکول-نانو لوله های کربنی چند جداره می پردازد. لزجت نانو لوله های کربنی چند جداره به قطر 1 تا 2 نانومتر در اتیلن گلیکول در دمای 30 تا 60 درجه سانتیگراد و در کسرهای حجمی 0.025 تا 0.3 با استفاده از ویسکومتر محاسبه می شود. ویسکومتر از نوع بروکفیلد و مدل DV-I Prime می باشد. مشاهده می گردد که با افزایش دما لزجت کاهش می یابد و در کسرهای حجمی بالا نانوسیال خاصیت غیر نیوتنی پیدا می کند. چون تاکنون مطالعاتی در مورد این نانوسیال صورت نگرفته، رابطه ای جدید برای اولین بار در مورد لزجت بدست می آید و مدل های انیشتین و بچلر با روابط تجربی مقایسه می شود و علاوه بر مشاهده مشابهت ها، فرمولی جداگانه برای حالت نیوتنی ارایه می شود.

در این تحقیق، تحلیل عددی در ارتباط با اثر گرمادرمانی (افزایش دمای بدن) با استفاده از نانوذرات مغناطیسی فریت پلاتینیوم و در شرایط متغیر میدان مغناطیسی برای درمان سرطان پوست انجام شده است. حل عددی برای تحلیل مساله انتقال گرمای زیستی و همچنین القای مغناطیسی در تومور استوانه ای پوست، درون بافت سالم با در نظر گرفتن تبخیر سطحی پوست و انتقال حرارت جابجایی سطح پوست ارائه گردیده است. نتایج کار با مطالعات پیشین مقایسه شده و صحت نتایج عددی تائید می شود. معادله انتقال حرارت زیستی برای پیش بینی افزایش دما با توجه به مشخصه های نانوذرات مغناطیسی، میدان مغناطیسی و خصوصیات بافت و شرایط محیطی به کار می رود. نتایج نشان می دهد که بین پارامترهای موثر بر تغییر دما، تغییرات قطر اهمیت بیشتری داشته و تاثیر فراوانی در گرمادرمانی دارد. همچنین از نتایج کار مشخص شده که، با افزایش ضریب انتقال گرمای جابجایی، میدان دمایی در راستای محوری (ارتفاع از سطح پوست) بافت کاهش یافته و از اثرات گرمادرمانی کاسته می شود. بنابراین گرمادرمانی در شرایط جابجایی آزاد محیطی موثرتر است. همچنین با تغییرات مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی، محل بیشینه دما درون تومور تغییر می کند. همچنین مشخص شده میزان تبخیر سطحی پوست، تاثیر کمی در فرایند گرمادرمانی دارد.

در مطالعه حاضر به بررسی عددی میدان جریان و دما تحت تاثیر میدان الکتریکی در یک کانال مسطح در حضور الکترود جمع کننده سیمی و تحت شرایط دو بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایا با روش حجم محدود پرداخته شده است. شبیه سازی ها با استفاده از یک شبکه سازمان یافته، غیریکنواخت و چهار وجهی توسط مدل آشفتگی Standard K- e انجام شده است. همچنین بررسی پارامترهای مختلف از قبیل شعاع الکترود جمع کننده، ولتاژ اعمالی، عدد رینولدز و فاصله عمودی مابین الکترودهای تزریق کننده و جمع کننده و تاثیر آنها بر الگوی جریان و ضریب انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج عددی در مقایسه با داده های تجربی از تطابق قابل قبولی برخوردار می باشد. نتایج تحلیل عددی حاکی از آن است که در شعاع الکترود جمع کننده بزرگتر، رینولدزهای پایین تر، ولتاژهای بالاتر و همچنین در فاصله های کمتر الکترودها نسبت به یکدیگر، پدیده الکتروهیدرودینامیک تاثیر به سزایی در افزایش انتقال حرارت دارد. در واقع وجود محرک الکتروهیدرودینامیک به عنوان تولید کننده جریان ثانویه، اثرات مهمی را بر ساختارهای گردابه ای میدان جریان و متعاقبا بر انتقال حرارت جابجایی اجباری، از خود بر جای می گذارد.

پمپ حرارتی با منبع زمینی به دلیل ضریب عملکرد بالا و استفاده از انرژی گرمایی دما پایین، یکی از مناسب ترین تکنولوژی ها برای استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر است. در این تحقیق ابتدا یک پمپ حرارتی گرمایشی با گرمکن میانی و با محرک انرژی گرمایی زمین، شبیه سازی شده و سپس تاثیر تغییر پارامترهای مختلف از جمله فشار قسمت های مختلف سیکل، فوق گرمایش در خروجی اواپراتور، زیر سرمایش در خروجی کندانسور و دمای خاک بر روی ضریب عملکرد و بازده اگزرژی پمپ حرارتی و بازده کلی بررسی می شود. در انتها نیز سیستم پمپ حرارتی با منبع زمینی یکبار نسبت به تابع هدف ضریب عملکرد کل و یکبار نسبت به تابع هدف بازده اگزرژی کل بهینه-سازی می گردد. در این تحقیق مقادیر ضریب عملکرد و بازده اگزرژی کلی در حالت ورودی پایه به ترتیب مقادیر 3.674 و 0.488 بدست آمد که این مقادیر پس از بهینه-سازی به 5.323 و 0.641 افزایش پیدا نمود.

در سال های اخیر، دستیابی به یک روش عددی دقیق در رژیم های جریانی مختلف، برای گرفتن ناپیوستگی های جریان و حل دقیق آن به طوری که دارای حداقل نوسان و خطاهای عددی باشد، همواره مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. نکته متمایز کننده این مقاله مقایسه عملکرد روش های تفاضل مرکزی و بالادست، در حل معادلات اویلر برای جریان های تراکم پذیر داخلی در محدوده وسیعی از ماخ های ورودی می باشد. در این تحقیق به بررسی توانایی سه روش بالادست +AUSM اتلاف مصنوعی اسکالر و کاسپ در محدوده ماخ های کم تا ماوراء صوت و در جریان غیرلزج یک بعدی در نازل همگرا- واگرا پرداخته شده است. همچنین توانایی روش AUSM+ و اسکالر، در جریان گذرصوتی غیرلزج دو بعدی بین پره های ثابت توربین در دو حالت خروجی مافوق صوت و مادون صوت بررسی شده است. در این بررسی ها عملکرد خوب روش AUSM+ با سرعت همگرایی بیشتر و خطای عددی کمتر در تمام رژیم های جریانی، درجریان داخل نازل همگرا- واگرا مشاهده شده است. در نمونه دوم در هر دو حالت جریان، روش AUSM+ ضمن ارائه نتایج منطبق بر نتایج آزمایشگاهی، دارای خطاهای عددی کمتر و ارضای بقای جرمی بهتر از روش اسکالر می باشد. لازم به ذکر است که روش AUSM+ برای ماخ های بالا نسبت به روش اسکالر به مراتب بهتر است.

فرآیند ماشین کاری الکتروشیمیایی، از جمله فرآیندهای ماشین کاری غیرسنتی است که به علت برتری های خاص این روش، در صنایع مختلف از جایگاه منحصر به فردی برخوردار شده است. این فرآیند بر پایه انحلال آندی استوار است و به علت عدم تماس ابزار با قطعه کار، هیچگونه سایش و نیروی براده برداری متوجه ابزار نمی باشد. لذا این امر یکی از مهمترین مزایای ماشینکاری الکتروشیمیایی است. با توجه به پیچیدگی این فرآیند، هنوز روش قابل قبولی برای پیش بینی شکل قطعه کار حاصله برای یک ابزار مشخص و همچنین طراحی ابزار برای یک حفره مشخص وجود ندارد. استفاده از روش های مرسوم آزمون و خطا جهت استخراج شکل قطعه کار و ابزار مربوطه زمانبر و پر هزینه است. جهت طراحی و همچنین پیش بینی پارامترهای ذکر شده، می توان با شبیه سازی فرایند ماشینکاری الکتروشیمیای، ضمن کاهش هزینه ها با صرف زمان کمتری بر این مشکل غلبه نمود. لذا در این مقاله میزان انحلال آندی فرآیند ماشینکاری الکتروشیمیایی در هر گام زمانی توسط روش المان محدود مدل سازی و در نتیجه فرآیند ماشین کاری شبیه سازی شده است. سپس با استفاده از نتایج مدل شبیه سازی شده و روش حساسیت، الگوریتم استخراج شکل بهینه ابزار جهت رسیدن به قطعه کار مورد نظر بیان گردیده است. نتایج بدست آمده گویای توانایی بسیار بالای روش پیشنهادی در این تحقیق جهت شبیه سازی فرآیند الکتروشیمیایی و طراحی ابزار می باشد.

در این مقاله نسبت های قطری که در آن ها تولید آنتروپی کمینه میشود، برای شرایط مختلف در یک مبدل حرارتی زمین گرمایی هم محور به دست آمده است. برای این منظور، انتقال حرارت و جریان آشفته در داخل مبدل شبیه سازی شده است. در شبیه سازی جریان آشفته از مدل SST k- w استفاده گردیده است. با محاسبه افت فشار در نسبت قطرهای مختلف، کمترین افت فشار و اتلاف اصطکاکی در نسبت قطر 0.7 به دست آمده است. نتایج به دست آمده برای توزیع دمای جریان سیال در راستای عمق نشان می دهد که با افزایش مقاومت حرارتی دیواره درونی، دمای سیال خروجی افزایش می یابد. تولید آنتروپی کل برای نسبت قطر های مختلف و با مقاومت های حرارتی گوناگون دیواره درونی به دست آمده است و تغییرات نسبت قطر دارای کمترین تولید آنتروپی نسبت به مقاومت حرارتی دیواره درونی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش مقاومت حرارتی دیواره میانی، نسبت قطری دارای کمترین تولید آنتروپی بیشتر خواهد بود. از طرف دیگر کاهش ضریب انتقال حرارت در دیواره بیرونی و افزایش ضریب انتقال حرارت در دیواره میانی نامطلوب است. با افزایش مقاومت حرارتی دیواره میانی، در نسبت قطرهای بیشتر، این تاثیر نامطلوب در هر دو دیواره کمتر می شود.

با پیشرفت ریزفناوری میکروماشین کاری و میکروالکترونیک، میکروهیترها کاربردهای زیادی در میکروحسگرها پیدا کرده اند. جنس الکترود گرم کننده، یکی از عوامل تاثیرگذار در میزان اتلاف توان، پاسخ زمانی و حساسیت میکروهیتر است. در این مقاله دو میکروهیتر با هندسه یکسان، اما با دو فلز مختلف بر روی بستر سیلیکون و بر پایه فناوری میکروماشین کاری حجمی (MEMS) طراحی، ساخته و مشخصه یابی شده اند. در میکروهیتر اول از طلا و در میکروهیتر دوم از پلاتین به عنوان الکترود گرم کننده استفاده شده و تاثیر جنس الکترود گرم کننده بر روی میزان عملکرد میکروهیتر بررسی شده است. در ضمن برای بهبود کارایی میکروهیترها، طراحی آن ها مورد بررسی قرار گرفته و میکروهیتر با طراحی بهینه انتخاب شده است. نتایج تحلیل تئوری نشان می دهد که میکروهیتر طلایی دارای پاسخ زمانی کمتر و توان مصرفی بیشتری نسبت به میکروهیتر پلاتینی می باشد. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، نتایج حاصل از تحلیل تئوری را تصدیق می کند و نشان می دهد که میکروهیترهای ساخته شده با طراحی بهینه، دارای عملکرد بالایی هستند، به طوریکه برای رسیدن به دمای بالای 450oC، توان مصرفی و پاسخ زمانی در میکروهیتر طلایی به ترتیب 36mW و 1.75ms و در میکروهیتر پلاتینی به ترتیب 30mW و 2.1ms می باشند. این نتایج نشان می دهند که با ساختن میکروهیترهایی از جنس طلا پاسخ زمانی 16.6% در مقایسه با میکروهیتر پلاتینی بهبود می یابد.

امولسیون مخلوطی از دو مایع ممزوج نشدنی است که یکی از مایعات به صورت ریزقطرات در مایع دیگر پراکنده شده است. به مایعی که به صورت ریزقطرات است فاز گسسته و به مایع دیگر فاز پیوسته گفته می شود. یکی از روش های متداول برای امولسیون سازی استفاده از دستگاه های میکروسیال است که مطالعه جریان در این دستگاه ها اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق فرآیند تولید ریزقطره در دستگاه میکروسیال متمرکزکننده جریان با جریان های متقاطع و متعامد بر هم شبیه سازی شده است. در این راستا، تاثیر پارامترهای ویسکوزیته و دبی حجمی هر دو مایع در فرآیند امولسیون سازی بر تولید ریزقطره مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهند که افزایش دبی حجمی فاز گسسته به ازای دبی ثابتی از فاز پیوسته به تولید ریزقطرات درشت تر می انجامد در حالی که افزایش دبی حجمی فاز پیوسته به ازای دبی ثابتی از فاز گسسته منجر به کاهش اندازه ریزقطرات می شود. بررسی نتایج همچنین نشان می دهند که نسبت دبی حجمی فاز پیوسته به فاز گسسته از نقشی اساسی در تعیین اندازه ریز قطرات برخوردار است صرف نظر از اینکه کدام یک از دبی حجمی فاز گسسته یا دبی حجمی فاز پیوسته در فرآیند ثابت فرض شده باشند. بررسی تاثیر ویسکوزیته نیز نشان می دهد که اندازه ریز قطرات با افزایش ویسکوزیته فاز گسسته افزایش می یابد در حالی که افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته موجب کاهش اندازه ریزقطرات می شود. مقایسه میان نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی حاکی از دستیابی به توافق مناسبی میان آنهاست که صحت روش شبیه سازی را مورد تایید قرار می دهد.

در این پژوهش، یک روش ترکیبی موثر بر اساس الگوریتم چگالی مبنا با حل کننده صریح برای حل معادلات تراکم پذیر اویلر در شبکه غیر متعامد با فرمول بندی حجم محدود ارائه شده و شار های کمیت های هدایتی شامل نرخ جرمی جریان با استفاده از روش مشخصه ها بر اساس روش های جیمسون و تی وی دی و ای سی ام تقریب زده شده است.هدف پژوهش حاضر آن است تا روشی بر پایه کنترل ترم پخش روش های کلاسیک بر اساس متغیرهای مشخصه (حل ریمان) در تسخیر امواج ضربه ای ارائه شود. بدین منظور، جریانی غیر لزج و فراصوت روی ایرفویل حل شده و نتایج از نظر دقت و وضوح تسخیر امواج ضربه ای و نیز همگرایی حل با روش های کلاسیک مقایسه شده است. معیار همگرایی برای معادلات پیوستگی و مومنتوم کوچکتر از 10-6 در نظر گرفته شده است.نتایج نشان می دهد در الگوریتم چگالی مبنا، به علت تقویت محدود کننده، سرعت های مشخصه همگراتر شده و روش TVD و ACM تسخیر و وضوح بهتری از امواج ضربه ای نظیر امواج ساده، انعکاس امواج و برهم کنش امواج با یکدیگر نسبت به روش جیمسون ارائه می دهند. همچنین ACM روشی سودمند است که از کاهش دقت در ناپیوستگی ها جلوگیری کرده و تسخیر امواج ضربه ای را بهبود می بخشد.