مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
سال:1397 | دوره:48 | شماره:1 (پیاپی 82) |تعداد مقالات:40

نیاز به انرژی در زندگی کنونی به سرعت در حال افزایش است و این در حالیست که منابع انرژی محدود می باشند. در این مقاله با استفاده از روش های عددی و با بررسی ضریب جذب رنگ های مختلف دیواره خارجی یک ساختمان واقع در شهر مشهد، مناسب ترین رنگ دیواره بیرونی جهت کاهش مصرف انرژی در تمام فصول سال انتخاب شده است. ساختمان مورد بررسی توسط نرم افزار Gambit به صورت سه بعدی مدل سازی و شبکه بندی شده است. شبیه سازی انرژی تابش خورشیدی تابیده شده به ساختمان که محور اصلی پژوهش می باشد، توسط نرم افزار Fluent و با توجه به موقعیت مکانی قرارگیری ساختمان و در یک جریان آشفته انجام شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با انتخاب مناسب ترین رنگ، در کل طول سال با کاهش دما به میزان 5/1 درجه سلسیوس در فصل گرم و افزایش دمای حدود یک درجه سلسیوس در فصل سرد به میزان قابل توجهی انرژی برق و گاز مصرفی را کاهش خواهیم داشت. در انتها با بررسی ضریب جذب رنگ های مختلف، بر اساس نتایج پژوهش رنگ طوسی به عنوان مناسب ترین رنگ در جهت کاهش مصرف انرژی ساختمان انتخاب شده است.

در این تحقیق، یک نظریه تغییر شکل برشی معکوس هیپربولیکی جدید برای تیرهای کامپوزیتی ارائه شده است. این نظریه معتبر برای انواع نمونه های عددی از تیرهای کامپوزیتی برای بررسی پاسخ استاتیکی ودینامیکی می باشد. نظریه ارائه شده مبتنی بر تابع شکل کرنش برشی می باشد که توزیع غیرخطی تنش برشی عرضی را نتیجه داده و همچنین شرایط مرزی آزاد کششی را ارضا می کند. ازاصل کار مجازی برای استخراج معادلات دیفرانسیل حاکم استفاده شده است. برای حل معادلات دیفرانسیل حاکم، توابع مثلثاتی به صورت سری فوریه یگانه (حل لوی) برای تیر کامپوزیتی با لایه های متقاطع عرضی روی تکیه گاه ساده بکار گرفته شده است. این روش حل، پاسخ دقیقی را برای تحلیل تیر کامپوزیتی ارائه می دهد که به دور از هر نوع خطای عددی و محاسباتی می باشد. همچنین دیده می شود که نظریه حاضر می تواند با دقت بیشتری برای مدلسازی تیرهای کامپوزیتی نسبت به سایر نظریه های تغییر شکل برشی در حجم محاسبات یکسان استفاده شود.

کامپوزیت های مشبک به علت طراحی خاص (متشکل از شبکه ای از تقویت کننده ها که عموما روی یک پوسته قرار گرفته اند)، از استحکام و سفتی ویژه بالا، و جذب انرژی فوق العاده خوبی برخوردار هستند. در تحقیق حاضر، نمونه های صفحات مشبک کامپوزیتی زمینه پلیمری ساخته شده و اثر افزودن نانولوله های کربنی چندجداره در درصدهای وزنی مختلف (0، 1/0، 25/0 و 4/0) بر رفتار ضربه سرعت بالای این کامپوزیت ها به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا نانولوله های کربنی چندجداره با استفاده از همزن مکانیکی و امواج اولتراسونیک درون زمینه پلیمری توزیع شدند. سپس صفحات مشبک کامپوزیتی پلیمری حاوی نانولوله های کربنی با هندسه شش ضلعی با استفاده از روش لایه گذاری دستی ساخته شدند و آزمون ضربه سرعت بالا بر روی این صفحات به وسیله پرتابه استوانه ای با دماغه مخروطی صورت پذیرفت. نتایج تجربی نشان داد که بهترین رفتار ضربه سرعت بالا به ازای افزودن 4/0 درصد وزنی نانولوله های کربنی حاصل می شود. در این حالت، سرعت حد بالستیک و میزان انرژی جذب شده طی فرآیند ضربه به ترتیب به میزان 11 و 22 درصد نسبت به صفحات مشبک کامپوزیتی فاقد نانولوله های کربنی، افزایش یافت. همچنین به ازای افزودن نانولوله های کربنی چندجداره، میزان سطح تخریب صفحات مشبک کامپوزیتی کاهش یافت.

در این تحقیق روش گرادیان مزدوج با مساله الحاقی برای حل مسئله انتقال گرمایی معکوس و تخمین شار گرمایی وابسته به زمان با استفاده از توزیع دمای یک نقطه در یک هندسه نامنظم، مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین تاثیر داده های نویزدار بر روی جواب نهایی مساله بررسی شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. برای حل این مساله روش های مختصات عمومی و B. F. C مورد استفاده قرار گرفته اند. در این روش ناحیه نامنظم در صفحه فیزیکی (r, z) به یک مستطیل در صفحه محاسباتی تبدیل می شود. فرمول بندی ارائه شده کلی است و می تواند برای حل مسائل رسانش گرمایی معکوس روی هر ناحیه ای که قابل تبدیل به یک مستطیل باشد به کار گرفته شود. نتایج به دست آمده دقت بالای روش ارائه شده را نشان می دهند. همچنین حتی اگر داده های ورودی دارای نویز باشند روش ارائه شده از پایداری خوبی برخوردار است. مساله در حالت متقارن محوری حل شده است. از جمله کاربردهای این مدل می توان به کاربرد آن در طراحی سیستم های محافظ حرارتی اشاره کرد.

در این مقاله، تحلیل دینامیکی ضربه سرعت پایین یک ورق ساندویچی با رویه های چندلایه کامپوزیتی و هسته انعطاف پذیر تحت شرایط دمایی بررسی شده است. بدین منظور اثرات گرمایی و خواص هسته وابسته به دما در نظر گرفته شده است. در این تحقیق معادلات حرکت، بر مبنای یک فرمولاسیون المان محدود هیبریدی لایه گون-تک لایه با در نظر گرفتن اثرات گرمایی استخراج شده است که در آن تعداد مجهولات مستقل از تعداد لایه ها می باشد. این فرمولاسیون در محدوده کاری فرمولاسیون واحد کررا (کوف) می باشد. فرمولاسیون واحد کوف با استفاده از تغییر مرتبه بسط و همچنین تعریف متغیرها در راستای ضخامت، بسیاری از نظریه ها را به شکل واحد متحدالشکل می سازد. در این تحقیق به منظور برقراری پیوستگی تنشهای عرضی بین لایه ای از نظریه تغییراتی مختلط رایزنر استفاده شده است و همچنین برای لحاظ کردن اثرات گرمایی، کرنشها به شکل غیرخطی در نظر گرفته شده اند. در این پژوهش به منظور مدلسازی ضربه، با استفاده از یک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی و همچنین قانون خطی سازی چوی، یک مدل جرم و فنر اطلاح شده در برخورد سرعتهای پایین پیشنهاد شده است نتایج حاصل از این مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده که بیانگر دقت بالای مدل ارائه شده می باشد. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما، به شکل چشمگیری نیروی ضربه کاهش و زمان ضربه افزایش می یابد. در این تحقیق نتایج جدیدی بر حسب شرایط دمایی متفاوت، نسبت منظر، نسبت ضخامت رویه ها و همچنین انرژی اولیه ضربه زننده ارائه شده است.

امروزه با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی در جهان، انرژی های تجدیدپذیر و مخصوصا انرژی خورشید مورد توجه ویژه ای قرار دارند. از میان سیستم های خورشیدی رایج می توان به سیستم های فتوولتاییک اشاره کرد. استفاده از سیستم های متمرکزکننده برای افزایش شدت تابش روی سلول های خورشیدی موجب افزایش توان سیستم های فتوولتاییک و در نتیجه کاهش قیمت برق تولید شده توسط سیستم می شود. در بین سیستم های متمرکزکننده، سیستم های تمرکز پایین، با نسبت تمرکز کمتر از 10، به دلیل استفاده از سلول های خورشیدی مونوکریستال و عدم نیاز به سیستم های خنک کاری پیچیده اهمیت دارند. در مقاله حاضر، عملکرد سلول های خورشیدی با سه مدل ایده آل، تک دیود و دو دیود بررسی شده و اعتبار و دقت این مدل ها با نتایج تجربی مقایسه شده است. در میان سه مدل ارائه شده، مدل دو دیود دقت بیشتری نشان داده است. سپس اثر تمرکز نور خورشید بر روی عملکرد سلول های خورشیدی مونوکریستال به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین عملکرد پنل خورشیدی مونوکریستال مدل شده و شبیه سازی به منظور بررسی تغییرات ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و توان خروجی با تغییر شدت تابش روی پنل خورشیدی و دمای پنل انجام شده و با نتایج تجربی حاصل از سیستم متمرکزکننده مقایسه شده است. در این آزمایش ها که با متمرکز کردن نور خورشید به وسیله آینه ها صورت گرفته است، پارامترهای شدت تابش و دمای سلول ها تغییر کرده و بر عملکرد آن تاثیر گذاشته اند. با استفاده از سیستم متمرکزکننده، توان خروجی پنل خورشیدی تقریبا تا 9/1 برابر توان خروجی پنل در شرایط استاندارد افزایش یافته است.

نیروهای آئرودینامیکی و فیزیک جریان یک بال لامبدا با لبه حمله تیز و زوایای پس گرایی ° 5/29 و ° 5/54 در ناحیه اثر سطح به روش عددی بررسی شده است. در عدد ماخ 2/0، زوایای حمله از ° 0 تا ° 8 و ارتفاعات پرواز از جریان آزاد تا ارتفاع بی بعد 05/0 تغییر می کند. معادلات بر اساس روش حجم محدود حل می شود. جهت مدل سازی آشفتگی از مدل دو معادله ای k-ω SST استفاده شده است. پسا، برآ، ممان پیچش، بازده آئرودینامیکی، پسای پارازیت با کاهش ارتفاع، افزایش و پسای القایی کاهش می یابد. درصد تغییرات ضرایب نسبت به جریان آزاد با کاهش ارتفاع و زاویه حمله افزایش یافته به طوری که بیش ترین درصد تغییرات مربوط به ارتفاع بی بعد محدوده 3/0 تا 05/0 است. مطالعه فیزیک جریان در زاویه حمله ° 8 نشان می دهد، با کاهش ارتفاع پرواز، فشار استاتیک زیر بال به علت مسدود شدن جریان بین بال و زمین افزایش و فشار دینامیکی کاهش می یابد. هم چنین گردابه اولیه قوی تر و فشار مکش بیش تری ایجاد می کند. با کاهش ارتفاع، گردابه محل شکستگی بال ضعیف تر و فروپاشی آن به بالادست جریان انتقال می یابد.

صفحه حاوی گشودگی در کاربردهای صنعتی بسیاری دیده می شود. گشودگی به وجود آمده، منجر به تمرکز تنش و در نهایت به شکست و خرابی صفحه میگردد. از این رو، دانستن مقدار تمرکز تنش به دست آمده سبب طراحی مطمئن تری می شود. در این مقاله، به تحلیل تنش صفحه ای ارتوتروپیک و همسانگرد نامحدود حاوی گشودگی شبه مربعی که متاثر از زاویه بار است، پرداخته می شود. نکته حائز اهمیت این تحلیل به کارگیری از یک روش بهینه سازی به نام الگوریتم رقابت استعماری است که به وسیله ی آن پارامترهای بهینه کلی جهت دستیابی به کمترین مقدار تمرکز تنش در اطراف این گشودگی در صفحه های همسانگرد و ارتوتروپیک حاصل می گردد، سپس این الگوریتم با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدل سازی ریاضی بخش هایی از این فرآیند، عملگرهایی را در قالب منظم به صورت الگوریتم ارائه می دهد که می توانند به حل مسائل پیچیده بهینه سازی کمک کنند. نتایج تنش بهینه به دست آمده از الگوریتم رقابت استعماری حاکی از رقابتی بودن این الگوریتم جهت اجتناب از قرار گرفتن در نقطه بهینه محلی است. پایه های اصلی این الگوریتم را سیاست همسان سازی، رقابت استعماری و انقلاب تشکیل می دهند. متغیرهای طراحی در این پژوهش عبارتند از: زاویه ی الیاف، زاویه ی بار، شعاع انحنای گوشه ی گشودگی، زاویه ی چرخش گشودگی و در نهایت جنس صفحه. نتایج حاصل شده از الگوریتم رقابت استعماری بیانگر مناسب بودن این روش در بهینه سازی صفحات می باشد. در این تحقیق برای اثبات درستی نتایج، از حل عددی اجزای محدود استفاده شده است. نتایج نشان می دهند. با انتخاب مناسب پارامترهای بهینه می توان مقدار تنش اطراف گشودگی را به میزان قابل توجهی کاهش داد.

مهندسان جهت شبیه سازی فرآیندهای پالایشگاهی معادلات حالتی مورد نیاز هستند که بتوانند به نیازهای آنها پاسخ دهند. در پژوهش حاضر، از معادله حالت PC-SAFT یا نظریه آماری سیالات تجمعی جهت بیش بینی خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها استفاده شده است. بدین منظور، روابط ترمودینامیکی موردنظر به صورت تحلیلی استخراج و با کمک نرم افزار MATLAB تمامی مقادیر عددی روابط مربوط به خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها نظیر چگالی، انتروپی، انتالپی، انرژی درونی و ظرفیت گرمایی هیدروکربن ها پیش بینی و ارائه شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از کار حاضر با نتایج تجربی نشان داد که این معادله دقت مناسبی در پیش بینی خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها دارد و قادر است این خواص را در فشارهای بالا و دماهای پایین پیش بینی نماید. نتایج حاصل از معادله حالت نظریه سیالات تجمعی کمترین خطا را برای هیدروکربن های خالص و بیشترین خطا را برای هیدروکربن های مرکب نشان می دهند. علاوه بر این، مقدار حداکثر انحراف مطلق میانگین محاسباتی برای چگالی، انتالپی، انتروپی، انرژی درونی، ظرفیت گرمایی در حجم ثابت و ظرفیت گرمایی در فشارثابت، به ترتیب برابر با 18/1%، 5/2%، 43/0%، 77/0%، 33/3% و 4% به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای این معادله حالت است.

مقاله حاضر نوع جدیدی از سیستم گرمایش از کف را معرفی و ارزیابی می کند که در آن منبع تامین کننده گرما، خورشید انتخاب شده است تا از مزایای سیستم گرمایش از کف و تامین رایگان گرمای استفاده شود. این سیستم ترکیبی برای یک ساختمان خاص در اقلیم های متفاوت مدل سازی شده و مزیت های فنی و اقتصادی آن نسبت به سیستم سنتی رادیاتور مقایسه شده است. دمای آب داغ ورودی به سیستم گرمایش از کف اهمیت فراوانی دارد و کارآیی آن را تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج برای اقلیم خیلی سرد نشان می دهد که برای حذف محدودیت دمای آب داغ ورودی نیاز به یک سیستم خورشیدی است که به مراتب بزرگتر از اندازه مورد نیاز برای تامین گرما ساختمان می باشد. در مقابل برای اقلیم معتدل محدودیت دمای آب داغ ورودی، اندازه و کارآیی سیستم خورشیدی را چندان تحت تاثیر قرار نمی دهد به طوری که سیستم جدید برتری محسوس پیدا می کند.

در کار تحقیقاتی حاضر، رفتار جریان در یک کمپرسور گریز از مرکز در شرایط عملکردی مختلف دور تا نزدیک سرج و در سرعت های دورانی متفاوت به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از معرفی تجهیزات آزمایشگاهی، نوسانات سرعت در ورودی کمپرسور، به عنوان یک پیش نشانگر رخ داد سرج، ارائه شدند. جریان سنجی سیم داغ با توانائی ثبت اطلاعات با فرکانس بالا جهت اندازه گیری این نوسانات در سه سرعت دورانی 9000، 10000 و 13000 دور بر دقیقه و نیز در سه حالت عملکردی بیشینه ضریب جریان، شرایط نزدیک نقطه طراحی و سرج مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که کاهش ضریب جریان از مقدار بیشینه ضریب جریان تا شرایط سرج، میزان نوسانات سیگنال های سرعت لحظه ای را در سه سرعت دورانی مذکور به ترتیب 6/2، 9/1 و 57/1 برابر افزایش می دهند. هم چنین ازدیاد سرعت دورانی کمپرسور میزان نوسانات را در شرایط سرج به طور متوسط به میزان 17/1 برابر افزایش می دهد. در نهایت بررسی طیف فرکانسی سیگنال های سرعت در سه نقطه عملکردی مذکور نشان از وجود فرکانس غالب سرج در حوالی 30 درصد فرکانس عبوری پره ها را داشت.

در مطالعه حاضر جریان سیال غیرنیوتنی از روی مانع دایروی در یک کانال دو بعدی با استفاده از روش شبکه بولتزمن مورد بررسی قرار گرفته است. از مدل غیرنیوتنی کاریو-یاسودا برای شبیه سازی خواص سیال بهره گرفته شده است. از مدل توانی با ضرایب باریک شوندگی دمایی مختلف برای بررسی اثرات دما بر لزجت سیال غیرنیوتنی استفاده شده است. با توجه به خاصیت محاسبات محلی در روش شبکه بولتزمن، خواص وابسته به برش و دما در سیال کاریو-یاسودا به آسانی و با دقت مرتبه دو مدل سازی شده اند. اعتبارسنجی نتایج برای پارامترهای جریان سیال و انتقال گرما با موفقیت انجام پذیرفته است. نتایج نشان می دهند با کاهش اندیس توانی در مدل غیرنیوتنی کاریو-یاسودا، خصوصا در اعداد رینولدز بالاتر، عدد ناسلت متوسط حول سیلندر افزایش می یابد. شبیه سازی ها نشان می دهند با افزایش عدد کاریو اندازه گردابه های پشت سیلندر افزایش و ضریب پسا کاهش می یابد. نتایج بررسی تغییرات ضریب پسا بر حسب ضریب باریک شوندگی دمایی نشان می دهند که لزجت تابع دما اثر قابل توجهی در میدان جریان سیال خواهد داشت؛ به نحوی که با افزایش ضریب باریک شوندگی دمایی، ضریب پسا و اندازه گردابه ها به ترتیب روندی صعودی و نزولی را تجربه خواهند کرد.

امروزه شرکت های خودروسازی معتبر برای جلوگیری از صرف هزینه و زمان زیاد از شبیه سازی کامپیوتری برخورد خودرو و نرم افزارهای مختلف استفاده می کنند. در این تحقیق ابتدا، با استفاده از معیار آسیب نرم جانسون-کوک در کد ABAQUS صریح، برخورد تعدادی از قطعات مهم بدنه خودرو پراید مانند گلگیر، کاپوت، درب و صندوق عقب که بیشتر در معرض تصادف قرار دارند به مانع شبیه سازی می شود. شرایط مرزی سرعت، شکل مانع و زاویه برخورد از نمونه های واقعی تصادف، اقتباس شده و در نرم افزار اعمال می گردد. با انجام شبیه سازی ها، نتایج تغییر شکل و آسیب در هر یک از قطعات فوق پیش بینی شده، نواحی متحمل آسیب بیشینه و در معرض شکست مشخص می گردند. سپس، به منظور ارزیابی معیار آسیب جانسون-کوک و خواص ماده، نتایج شبیه سازی ها با نتایج نمونه های واقعی مقایسه می شود. مقایسه نتایج عددی و واقعی آشکار می کند که معیار آسیب جانسون-کوک به خوبی می تواند تغییرشکل ها و استحکام قطعات مختلف خودرو را در هنگام برخورد به مانع پیش بینی نماید.

واماندگی خستگی که در اکثر قطعات مهندسی رخ می دهد عموما به بارگذاری چند محوره ارتباط داده می شود. تغییر محورهای اصلی تنش و کرنش در بارگذاری چندمحوری سبب سخت شوندگی اضافی شده و به عنوان عامل اصلی در کاهش عمر خستگی تلقی می شود. منشا چندمحوره بودن ریشه در دلایل مختلفی دارد و ممکن است ناشی از چند محوره بودن بارگذاری خارجی، هندسه پیچیده اجزا و یا تنش های پسماند باشد. در تحقیق حاضر معیارهای خستگی چند محوره گوناگونی برای پیش بینی عمر خستگی قطعه ای از جنس آلیاژ مورد استفاده قرار گرفته است و با استفاده از روش اجزا محدود یک نمونه استوانه ای توخالی از جنس آلیاژ GH4169 تحت بارگذاری چند محوره کرنش کنترلی در دمای بالا، شبیه سازی شده است. حلقه های پسماند و تخمین عمر حاصل از نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نمونه مرجع صحت سنجی شده اند. نتایج نشان می دهند رهیافت هایی که اثر همزمان تنش، کرنش و سخت شوندگی اضافی را (خصوصا در دمای بالا) در نظر می گیرند تخمین بهتری از عمر پیش بینی شده ارائه می کنند. از میان چندین معیار ارائه شده، به ترتیب معیارهای فاطمی-کورات، معیار فاطمی-سوسی و معیار انرژی بیشترین قرابت و همخوانی را با نتایج تجربی دارند.

یک سردخانه به کمک چرخه تبرید تراکمی بخار مدلسازی و بهینه سازی شده است. پارامترهای طراحی عبارتند از: فشار تبخیرکن، فشار چگالنده، طول، ضخامت دیوارها، عرض و ارتفاع سردخانه، نرخ جریان مبرد و میزان مافوق گرم کردن و مادون سردکردن در تبخیرکن چگالنده، به منظور یافتن مقادیر بهینه پارامترهای طراحی ازالگوریتم چند هدفه ژنتیک استفاده شده است. به علاوه در این سیستم سه مبرد که شامل R22, R134a و R407c است، بکاربرده شده است. هزینه کل سالیانه و ضریب عملکرد به عنوان دو تابع هدف انتخاب شده اند. حل بهینه نشان می دهد که R407c بهترین مبرد هم از دیدگاه ترمودینامیکی و هم دیدگاه اقتصادی، با 2/9148 دلار برسال به عنوان هزینه کل سالیانه و 12/6 ضریب عملکرد. نتایج بهینه R407c نشان میدهد که هزینه کل سالیانه 074/5 و 68/8 درصد و ضریب عملکرد 97/9 و 72/13درصد به ترتیب در مقایسه با R134a و R22، بهبود یافته است. شایان ذکراست که نتایج بهینه برای دو تابع هدف سازگارند، یعنی در کمترین هزینه کل سالانه، بیشترین مقدار ضریب عملکرد را داریم. به هرحال با استفاده از R407c به عنوان مبرد مبرد در سیستم کمترین مساحت زیربنایی برای سردخانه را داریم، R134a و R22 در رتبه بندی بعدی قرار دارند.

در سال های اخیر، نیاز به تولید انرژی با هزینه پایین، به کارگیری توربین های هیدرولیکی در ابعاد میکرو را مورد توجه گسترده جهانی قرار داده است. هزینه پایین ساخت، راه اندازی و نگهداری، هد و دبی پایین مورد نیاز، ابعاد کوچک، بی نیازی از شبکه گسترده انتقال برق و تمرکز زدایی از تولید برق با حذف نیروگاه های بزرگ حرارتی، آبی و… از جمله ویژگی های منحصر به فرد توربین های میکرو هستند. توربین هیدروکویل به عنوان یک توربین جریان محوری به روز، کارا و ارزان قیمت، یکی از بهترین گزینه ها برای تولید پراکنده برق است. هیدروکویل با الهام از توربین پیچی ارشمیدس طراحی شده است و تفاوت آن با توربین ارشمیدس در متغیر بودن گام پره و زاویه نصب توربین است. در این پژوهش، توربین هیدروکویل در دو نمونه با گام ثابت و گام متغیر تحت شرایط یکسان مورد مطالعه عددی قرارگرفته است تا اثر تغییر گام بر نقطه ی بهینه عملکرد در هد ثابت و پنج سرعت دورانی مختلف تعیین گردد. نتایج به دست آمده، افزایش 30 تا 40 درصدی توان تولیدی و بازده توربین گام متغیر نسبت به توربین گام ثابت را نشان می دهد. این نتایج زمینه ی لازم جهت ساخت نمونه بهینه توربین هیدروکویل با گام متغیر را برای اولین بار در کشور فراهم می سازد.

گرافین بدون عیب دارای خصوصیات مکانیکی فوق العاده ای است، ولی گرافین دارای عیوب ساختاری ازجمله عیب استون-والز است که باعث تغییر خواص فیزیکی آن می گردد. از طرفی، گرافین به طورکلی در اثر شرایط ترمودینامیکی به صورت کاملا صاف نیست و دارای موج هایی است و وجود ناهمواری در سطح گرافین باعث تغییر رفتار گرافین می شود. در این مقاله خصوصیات مکانیکی گرافین موج دار دارای عیب استون-والز تحت کشش تک محوره مورد مطالعه قرار گرفته است. سطح ناهموار گرافین موج دار بوسیله تابع تصادفی با استفاده از نرم افزار MATLAB مدل شده است و گرافین بدون موج و گرافین موج دار دارای عیب استون-والز با یکدیگر مقایسه شده اند. از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی تاثیر عیب استون-والز بروی استحکام نهایی گرافین استفاده شده و برای مدل کردن پیوندهای کووالانسی بین اتم های کربن از تابع پتانسیل AIREBO استفاده شده است. همچنین کنترل دمای سیستم توسط ترموستات نوز-هوور انجام گرفته است. نتایج نشان می دهند که عیب استون-والز استحکام نهایی گرافین آرمچیر را به شدت کاهش می دهد، اما تاثیر کمتری بر استحکام نهایی گرافین در جهت زیگزاگ دارد. همچنین موجدار کردن گرافین عیب دار باعث افزایش استحکام کششی در جهت زیگزاگ و کاهش آن در جهت آرمچیر خواهد شد.

در این تحقیق امکان افزایش کارایی سیستم خنک کننده تبخیری مستقیم با استفاده از تلفیق آن با یک مخزن آب ذخیره کننده انرژی سرمایشی مورد مطالعه قرار گرفته است. آب درون این مخزن، در طی ساعات شب، سرما را در خود ذخیره کرده و از آن در طول ساعات روز جهت کاهش دمای هوای خروجی از کولر استفاده می شود. در این مقاله، ابتدا معادلات حاکم بر سیستم تبخیرکننده تلفیقی فوق الذکر استخراج شده اند و سپس در ادامه، اثر جرم آب درون مخزن بر مشخصات هوای خروجی از کولر تبخیری، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر این موضوع است که در شرایط نمونه استفاده از مخزن آب ذخیره کننده انرژی سرمایشی با جرمی معادل با سه برابر جرم هوای خشک ورودی به کولر در یک ساعت، سبب کاهش دمای هوای خروجی از کولر به میزان ° C2. 02 در ساعت 14: 00 خواهد شد. انتقال ساعات بیشینه و کمینه دمای هوای خروجی از کولر به ساعات دیگر و همچنین کاهش دامنه تغییرات هوای خروجی از سیستم از حدود ° C6 به حدود ° C3. 5، مهم ترین مزایای سیستم تلفیقی پیشنهادی فوق الذکر است.

از آنجا که انرژی خورشید یکی از شناخته شده ترین منابع مهم انرژی تجدیدپذیر می باشد راهکارهای افزایش جذب انرژی خورشیدی نقش قابل توجهی را در اثربخشی سیستم گردآورنده گرمایی ایفا می کند. هدف از این مطالعه تحلیل تجربی عملکرد گردآورنده جذب مستقیم خورشیدی با استفاده از نانوسیال نانوصفحات گرافن اکساید بر پایه آب دیونیزه می باشد. درصد وزنی گرافن اکساید در سیال پایه آب دیونیزه به ترتیب درصدهای 005/0، 015/0 و 045/0 انتخاب شده است. گردآورنده مورد استفاده مطابق با استاندارد EN 12975-2 در دماهای مختلف سیال ورودی و در دبی های 0075/0، 015/0 و 0225/0 کیلوگرم بر ثانیه مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش نشان می دهد با افزایش درصد وزنی نانوسیال، کارآیی گردآورنده افزایش یافته است و همچنین راندمان گردآورنده در بیشترین مقدار و در دبی kg/s 015/0 و در درصد وزنی 005/0، 015/0 و 045/0 به ترتیب 28/63، 59/72 و 07/ 75 است که این مقدار برای سیال پایه 25/58 می باشد.

گرافت رگ مصنوعی از جمله عمل های پرکاربرد در بدن انسان است. برای جلوگیری از آسیب به همودینامیک خون، رفتار مکانیکی این پروتز باید هرچه نزدیکتر به رفتار رگ طبیعی باشد. هدف اصلی این مقاله ایجاد یک مدل مناسب برای بررسی رفتار رگ مصنوعی و سپس ارائه یک رگ مصنوعی مناسب با استفاده از مواد هدفمند تابعی است. در این مقاله، هندسه، ضخامت سه لایه ای مرکب و شرایط فشار خون در قسمت صعودی رگ واقعی آئورت به روش المان محدود درون نرم افزار Adyna شبیه سازی شده و جابجایی شعاعی بر حسب زمان، جابجایی شعاعی بر حسب طول، تنش پیرامونی و تنش فون مایزز رگ به دست آمده است. پس از اعتبار سنجی شبیه سازی های انجام شده با نتایج کدنویسی، از دو ماده مصنوعی موجود و متداول برای ساخت رگ های مصنوعی جهت طراحی مواد هدفمند با ضرایب ناهمگنی مختلف استفاده شد. پس از شبیه سازی مواد هدفمند توانی و رگ واقعی (منظور از رگ واقعی اعمال خواص مکانیکی و لایه های مشابه رگ واقعی درون نرم افزار می باشد) در نرم افزار بصورت جامد-سیال، پارامترهای پاسخ برای مقادیر مختلف ناهمگنی محاسبه و با رفتار رگ واقعی مقایسه شد. نتایج این پژوهش پیشنهاد می کنند که استفاده از ماده هدفمند ساخته شده از داکرون، تفلون و پلی اورتان با ضریب ناهمگنی مناسب می تواند نزدیکترین رفتار را نسبت به رگ واقعی داشته باشد.

اندازه قطرات و توزیع مولفه های سرعت محوری و شعاعی قطرات در یک الکترواسپری تولید شده از مخروط تیلور، توسط توسعه یک کد کامپیوتری در محیط FORTRAN، مدل شده است. دینامیک قطرات با درنظرگرفتن جریان دو-فازی رقیق و روش لاگرانژی، شبیه سازی شده و تاثیر هوای ساکن اطراف آن بصورت یکطرفه لحاظ گردیده است. مدلی نیز برای تعیین قطر اولیه قطرات و فاصله فروپاشی اولیه جت ارائه شده که قادر به محاسبه فروپاشی اولیه است. این مدل به صورت تابعی از دبی، فاصله نازل تا صفحه زیرین، ولتاژ اعمالی، و مشخصات سیال در یک میدان الکتریکی بصورت الکتروهیدرودینامیکی دو-بعدی شبیه سازی شده است. تغییر اندازه قطرات در عبور از اسپری بدلیل تبخیر تا رسیدن به حد رایلی در نظر گرفته شده است. در مدل بکار رفته سیال عامل به صورت سیال لزج و تراکم ناپذیر در هوای ساکن تک دما لحاظ و میدان الکتریکی خارجی با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی بین نازل و صفحه زیرین ایجاد گردیده است. در نهایت توزیع مکانی، زاویه چتراسپری، اندازه و سرعت آنها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که نشان دهنده مطابقت خوب نتایج ارائه شده می باشد.

یکی از فاکتورهای مهم و هزینه بر در صنعت مرغداری سوخت فسیلی و انرژی مصرفی برق می باشد. این هزینه ها به طور مستقیم در قیمت تمام شده تولیدات تاثیر داشته و باعث بالا رفتن هزینه سرانه تولید در بخش گوشت و تخم مرغ که از عمده محصولات پرورش طیور می باشند را موجب می گردد. میزان تهویه یکی از عوامل بسیار مهم در مصرف سوخت و انرژی است. میزان تهویه کافی و لازم برای پرورش طیور در سنین مختلف با توجه به نیاز آن ها و با در نظر گرفتن میزان وزن زنده تعیین می گردد. این مقدار هوا برای طیور حدود 7-4 مترمکعب در ساعت به ازا هر کیلو وزن زنده تعیین می شود. در این پژوهش با مدیریت صحیح تهویه که شامل ارائه ی روشی برای باز بودن تعداد مشخصی از پنجره های ورودی هوا است تلاش شده تا مصرف سوخت کاهش یابد. نتایج نشان می دهد برای یک مرغداری 20000 قطعه ای استفاده از این روش در فصول سرد سال باعث کاهش 5 الی 80 درصدی مصرف سوخت با توجه به گستره دماهای مختلف محیط شده است. همچنین این روش برای مرغداری ای که از سوخت گازوئیل (گاز طبیعی) برای گرمایش استفاده می کند به طور میانگین موجب صرفه جویی 2500 لیتر سوخت در یک سال خواهد شد که باعث کاهش 11% در مصرف سوخت می شود. برای فصول گرم نیز به منظور کاهش هزینه های سرمایش استفاده از تمامی ظرفیت پنجره های ورودی توصیه شده است.

فرآیند اصلی که در جایگاه های سوخت رسانی گاز طبیعی فشرده رخ می دهد، فرآیند پر شدن سریع می باشد. هدف اصلی تحقیق حاضر، دست یابی به یک آنالیز ترمودینامیکی دقیق تر فرآیند پر شدن سریع نسبت به تحقیقات قبلی می باشد. با استفاده از این آنالیز ترمودینامیکی، یک جایگاه سوخت رسانی گاز طبیعی فشرده، شبیه سازی گردیده است. با مقایسه مدل گاز واقعی و ایده آل، دیده می شود که توزیع دما بسیار متفاوت است، به طوری که افزایش دما در مدل گاز ایده آل بیشتر است. عمده دلیل این تفاوت عدم در نظر گرفتن تاثیر کاهش دمای ضریب ژول تامسون است. نتایج نشان می دهد که در مدل گاز واقعی افزایش دمایی حدود K 50 و در مدل گاز ایده آل حدود K 80 وجود دارد. نتایج تحقیق حاضر با نتایج تجربی و نتایج تحقیقات قبلی، مقایسه گردیده است. جهت محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی فشرده از معادله حالت AGA8 استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مقدار کار مصرفی کمپرسور برای یک چرخه حدود kWh 1/55 و مقدار متوسط کار مصرفی برای سوخت گیری یک خودرو، kWh 6/1 می باشد.

اتصالات تداخلی در صنعت کاربرد گسترده ای دارند. ساخت این اتصالات همواره مستلزم دقت بالا و محدودیت های فراوانی است. برای کاهش هزینه های تولید مطالعه اثر عیوب بر استحکام اتصال ضروری می نماید. استانداردهای مربوط به اتصالات تداخلی بر مبنای وجود تداخل یکنواخت و ثابت در سرتاسر اتصال است. اما تغییر در مقدار تداخل، در سطح تداخل به صورت معمول و در فرآیندهای تولید این اتصالات به وجود خواهند آمد. در این پژوهش تلاش می گردد تا با پیشنهاد تعریف متوسط تداخل برای قطعات داری عیوب هندسه بتوان مقدار استحکام تداخل را به نحو موفقی پیش بینی نمود. در ادامه با استفاده از حل لامه و با استفاده از متوسط تداخل، استحکام اتصال محاسبه می گردد. همچنین مدل واقعی اتصال تداخلی با استفاده از روش اجزاء محدود تحلیل می گردد. برای اعتبارسنجی، نتایج تئوری با نتایج تجربی مقایسه می گردند. نتایج تئوری حاصل تطابق خوبی با نتایج نیروی استخراج تجربی محور نشان می دهند. نتایج حاصل نشان می دهد که در قطعات دارای عیوب هندسه، در صورت برابری متوسط تداخل با مقدار مورد نظر در طراحی، می توان به نحو موفقی از اتصال استفاده نمود.

در این مقاله رفتار ارتعاش غیرخطی عملگر چرخ عکس العملی ماهواره با مدل روتور انعطا ف پذیر/ دیسک صلب و یاتاقان، تحت تغییرات دما بررسی شده است. برای مدل کردن روتور از نظریه تیر تیموشنکو استفاده شده و رفتار یاتاقانها با استفاده از فنر غیرخطی/ دمپر مدل شده است. در این مدل تمام پارامترهای مربوط به تیر تیموشنکو، خاصیت ژیروسکپی و نیروهای حاصل از نابالانسی دیسک در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه یاتاقانها اجازه افزایش یا کاهش طول در اثر تغییرات دما را به روتور نمی دهند لذا تغییرات دما در سیستم به صورت یک نیروی محوری ثابت ظاهر می شود. برای حل معادلات غیرخطی از روش معیارهای چندگانه به صورت مستقیم استفاده شده و پاسخ فرکانسی سیستم استخراج شده است. شبیه سازی عددی بر مبنای مقادیر کمی مدلهای واقعی انجام شده و رفتار دینامیکی سیستم در قالب نمودارهای زمانی و فرکانسی و نیز اثرات کمی تغییرات دما نشان داده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که تغییرات دما تاثیر بسزایی در رفتار دینامیکی غیرخطی سیستم دارد.

استفاده از گرم کننده های فشار بالا در صنایع مختلف نفت و گازی و نیروگاهی همانند نیروگاه شهر شازند بسیار مرسوم است. در نیروگاه مذکور جهت محافظت از تیوب شیت، از روش های مختلفی همانند استفاده از صفحه فداشونده در ورودی سمت لوله ها و پیش از تیوب شیت استفاده می گردد. هدف از این مقاله یافتن شکل بهینه صفحه فداشونده به صورت چندهدفی با استفاده از ترکیب دینامیک سیالات محاسباتی و الگوریتم های بهینه سازی چندهدفی می باشد. با پارامتری نمودن هندسه، صفحه فداشونده کاملا آزادانه می تواند در شکل های مختلف تغییر شکل دهد به نحوی که به صورت همزمان: بیشنیه سرعت ظاهر شده در گرم کننده (که در میزان فرسایش، خوردگی و کاویتاسیون موثر می باشد) و همچنین نیروی وارده بر صفحه فداشونده کمینه گردند. خروجی نهایی این فرآیند، نمودار بسیار مهم و پرکاربرد به نام نمودار پارتو می باشد که در قسمت نتایج ارائه شده و مورد بحث قرار خواهد گرفت. با استفاده از این نمودار نکات طراحی بسیار زیادی را می توان استخراج نمود که تنها با استفاده از رویکرد ارائه شده در این مقاله یعنی ترکیب دینامیک سیالات محاسباتی و بهینه سازی چندهدفی قابل استخراج می باشد. در پایان لازم به ذکر است که فرآیند بهینه سازی چندهدفی در دو مرحله جداگانه انجام شده است به نحوی که در یک مرحله ضخامت صفحه فداشونده می بایست ثابت بماند (شرایط فعلی نصب شده در نیروگاه) و در حالت دوم ضخامت صفحه فداشونده نیز می تواند تغییر نماید.

در این مطالعه تحلیل عددی اثر ورودی هوای سینوسی بر مشخصه های احتراق آشفته مخلوط متان-هوا مورد بررسی قرار گرفته است. گام زمانی در تحلیل عددی برابر یک هشتم زمان چرخه کامل نوسان در نظر گرفته شده است نتایج حاصل از ورودی هوای نوسانی در سه فرکانس 20، 50 و 100 هرتز با ورودی هوای پایا مقایسه شده است. روش تابع چگالی احتمال (PDF) برای تخمین برهم کنش آشفتگی و احتراق بکار گرفته شده و برای پیش بینی رفتار آشفتگی جریان از روش k-ε استاندارد استفاده شده است. برای پیش بینی اکسیدهای نیتروژن حاصل از احتراق، از مکانیزم توسعه یافته زلدوویچ استفاده شده است. در این تحقیق نتایج شبیه سازی عددی در حالت پایا مطابقت قابل قبولی با داده های تجربی دارد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ورودی هوای نوسانی بر اختلاط سوخت و هوا و توزیع کسر مخلوط در محفظه تاثیر قابل توجهی دارد. همچنین استفاده از ورودی هوای نوسانی منجر به افزایش دما و در نتیجه افزایش میزان اکسیدهای نیتروژن در محفظه احتراق خواهد شد.

در این مقاله یک چرخه ترکیبی جدید بر مبنای سیستم تبخیر آنی و سیستم باینری برای تولید توان از چاه های زمین گرمایی منطقه سبلان در ایران پیشنهاد شده است. چرخه جدید به گونه ای طراحی شده است که قابلیت جذب انرژی گرمایی با در نظر گرفتن اختلاف فشار و دمای چاه های زمین گرمایی موجود در منطقه را داشته باشد. سه سیال آلی مناسب برای سیستم باینری در نظر گرفته شده و چرخه پیشنهادی با استفاده از داده های واقعی سیال خروجی از چاه ها از دیدگاه قانون اول و دوم ترمودینامیک تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد برای دو مخزن تبخیر آنی مقادیر فشار بهینه وجود دارد به طوری که عملکرد چرخه به ازای آن مقادیر بهینه سازی می گردد (توان و بازده بیشینه می شود). برای سیال R141b، به عنوان مناسب ترین سیال برای چرخه باینری، توان خالص تولیدی، راندمان انرژی و اگزرژی چرخه پیشنهادی به ترتیب برابر با 11/17 مگاوات، 35/14 % و 38/53 % به دست آمده است. نتایج تحلیل اگزرژی نشان می دهد که کندانسور قسمت باینری دارای بیشترین تخریب اگزرژی می باشد. با مقایسه عملکرد چرخه پیشنهادی با چرخه پیشنهاد شده در پژوهش های قبلی برای منابع زمین گرمایی سبلان، با در نظر گرفتن شرایط یکسان برای چاه ها، نتیجه شده است که توان خالص تولیدی چرخه پیشنهادی در این مقاله 3/26%، راندمان حرارتی 8/31% و راندمان اگزرژی 23% بهبود یافته اند.

در این مقاله کمانش حرارتی ورق نسبتا ضخیم دایره ای شکل ساخته شده از مواد تابعی (FGM) با لایه های پیزوالکتریک محرک-محرک بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط مرزی به صورت گیردار و خواص مکانیکی ورق در راستای ضخامت متغیر فرض شده است. روابط سینماتیکی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات در نظر گرفته شده است. معادلات غیرخطی تعادل و خطی پایداری با استفاده از حساب تغییرات و اعمال معادلات اویلر-لاگرانژ بر تابعی انرژی پتانسیل کل بدست آمده اند. سپس با حل معادلات حاصل تحلیل کمانش ورق ساخته شده از مواد تابعی تحت دو نوع بارگذاری گرمایی با تغییرات خطی و غیرخطی دما در جهت ضخامت ارائه شده است. در ادامه برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی دمای بحرانی کمانش، نتایج به صورت جدول ها و نمودارهایی ارائه گردیده و نتایج حاصل از تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی با نتایج حاصل از سایر پژوهش ها مورد مقایسه قرار گرفته و اطمینان کافی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که وجود لایه پیزوالکتریک باعث افزایش دمای بحرانی کمانش می گردد و این افزایش برای حالت ورق همگن بیشتر از ورق ساخته شده از مواد تابعی می باشد. همچنین، مقدار دمای بحرانی کمانش با افزایش نسبت ضخامت ورق و ضخامت لایه پیزوالکتریک بر شعاع ورق افزایش می یابد.

در این تحقیق، پوشش های نانو کامپوزیت های بر پایه پلی یورتان حاوی درصدهای وزنی مختلف از نانو ذرات آلومینا تهیه و خواص فیزیکی/مکانیکی آن ها بر روی زمینه فولادی مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی/ مکانیکی پوشش ها توسط آزمون های ضربه، خمش، کشش و آنالیز دینامیکی مکانیکی حرارتی ((DMTA مطالعه گردید. چگونگی پخش نانوذرات در پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبش میدان مغناطیسی (FE-SEM) بررسی شد. نتایج ارزیابی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها نشان داد که با افزایش درصد وزنی نانو ذرات تا 2 درصد افزایش قابل ملاحظه استحکام کششی و انرژی در نقطه شکست کامپوزیت و تا چهار درصد وزنی افزایش چگالی اتصالات عرضی و مدول ذخیره پوشش مشاهده گردید. همچنین مقاومت در برابر ضربه و خمش کامپوزیت ها به دلیل انعطاف پذیری خوب پلی یورتان، با غلظت های پایین نانو ذرات تحت تاثیر قرار نگرفت. بهبود خواص فیزیکی/ مکانیکی به پخش مناسب نانوذرات در پوشش و مدول بالای آن ها ارتباط داده شد. همچنین نانوذرات توانستند تا انرژی وارده به پوشش را در فصل مشترک پوشش/نانوذرات تلف نموده و استحکام آن را در برابر تنش وارده افزایش چشمگیر دهند.

در این تحقیق از روش چند شبکه غیر خطی همراه با پیش شرط جهت بهبود نرخ همگرایی و کاهش زمان محاسباتی معادلات حاکم بر جریان تراکم پذیر استفاده شده است. روش شبکه های چندگانه، به مجموعه ای از الگوریتم های محاسباتی گفته می شود که توسط سلسله مراتبی از گسسته سازی های متفاوت، برروی شبکه های فیزیکی مختلف با ابعاد متفاوت، فرایند حل معادلات دیفرانسیل را تسریع می بخشند. زمانی که در فرایند حل معادلات جریان، از الگوریتم چند شبکه غیر خطی جهت کاهش خطاهای عددی استفاده می شود، انتخاب روشی مناسب جهت هموار کردن نوسانات در سطوح مختلف شبکه، نقش مهمی در بهبود عملکرد آن ایفا می کند. در این پژوهش، از روش های پیش شرط گذاری جهت کاهش ناپایداری های سیستم معادلات خطی که در هر تکرار تولید می شوند استفاده شده است. از جمله نتایج این کار تحقیقاتی می توان به انتخاب روش پیش شرط گذاری مناسب جهت ترکیب با روش چند شبکه، ارزیابی روش چند شبکه در برخورد با جریان های مغشوش، آرام و غیر لزج و همچنین بررسی الگوریتم های مختلف جابجایی بین شبکه ها (چرخه)، اشاره کرد.

خرابی قطعات ممکن است تحت تاثیر یکی از چهار عامل طراحی، مواد، فرآیند تولید و استفاده نادرست یا ترکیبی از هر یک از این عوامل رخ دهد. لذا هدف از بررسی علت شکست قطعات، مشخص نمودن هریک از عوامل فوق و جلوگیری از تکرار آنهاست. میل لنگ قسمت مهمی از یک موتور احتراق داخلی است که تعداد زیادی از نیروهای خمشی و پیچشی تکرار شونده را در عمر کاری خود تحمل می نماید. خستگی از عوامل مهم خرابی دراکثر میل لنگ ها می باشد. در این تحقیق با انجام آزمایشهایی همچون بررسی های ماکروسکوپی، آنالیز شیمیایی، اندازه گیری زبری سطح ژورنال ها و شعاع گلویی آنها، خواص مکانیکی، متالوگرافی و بررسی سطح شکست با میکروسکوپ الکترونی روبشی، علت شکست یک میل لنگ قطار مورد مطالعه واقع شد. در این مطالعات مشخص شد که شکست در اثر خستگی رخ داده است؛ که علت احتمالی آن کاهش مقاومت به خستگی بواسطه زبری بالای سطح ژورنال، وجود مقادیر زیاد و حجیم ناخالصی های سولفیدی و نیتریدی و کربن سوزی جزئی ناشی از ماشینکاری می باشد.

در این پژوهش اثر گرما بر فرکانس طبیعی حاصل از ارتعاش آزاد یک نانو صفحه ی دایره ای متقارن نازک مورد بررسی قرار می گیرد. توزیع گرما به صورت یکنواخت در نظر گرفته شده و خواص مواد در راستای ضخامت صفحه تغییر می کند. از نظریه تنش کوپل اصلاح شده به منظور اعمال اثر اندازه استفاده شده و معادلات حاکم برحرکت و شرایط مرزی با استفاده از اصل هامیلتون و بر اساس نظریه کلاسیک صفحه به دست آمده و به صورت تحلیلی با استفاده از توابع بسل برای شرط مرزی کاملا مهار شده و تکیه گاه ساده حل می شوند. نتایج حاصله نشان می دهد که افزایش تغییرات دما، نسبت ضخامت به پارامتر اثر اندازه، توان توزیع ماده و نسبت شعاع به ضخامت منجر به کاهش فرکانس طبیعی سیستم در هردو شرط مرزی می شود. اثر افزایش نسبت ضخامت به پارامتر اثر اندازه بر روی فرکانس طبیعی صفحه در شرایط مرزی کاملا مهار شده بیشتر از شرایط مرزی تکیه گاه ساده است ولی در هر دو شرط مرزی در نسبت های بالاتر این اثر کاهش می یابد. اثر افزایش تغییرات دما بر روی فرکانس های طبیعی در شرایط مرزی تکیه گاه ساده نسبت به شرایط مرزی کاملا مهار شده بیشتر است به گونه ای که تغییرات دماهای پایین تری منجر به رفتار غیر خطی صفحه می شود.

ماهیت تناوبی انرژی خورشیدی از مهمترین مشکلات این نوع انرژی به شمار می آید. در این راستا، یک سیستم ذخیره سازی انرژی گرمایی کارآمد می تواند در افزایش بهره وری یک نیروگاه خورشیدی بسیار موثر باشد. در این مقاله، چندین چیدمان مختلف برای مبادله کن گرمایی فوق گرمایش بخار برای ذخیره سازی انرژی گرمایی بر اساس مواد تغییر فاز دهنده به صورت عددی شبیه سازی شده، سپس بر اساس قانون دوم ترمودینامیک مورد ارزیابی قرار گرفته است تا مناسب ترین چیدمان مشخص شود. همچنین عملکرد یک سیستم ذخیره سازی انرژی بتنی با سیستم های دیگر مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد با افزایش تعداد ماژول های ماده تغییر فاز دهنده از یک تا سه عدد، میزان بازگشت ناپذیری کاهش می یابد و راندمان سیستم یک تا سه درصد افزایش می یابد. همچنین افزایش تعداد ماژول ها باعث کاهش گرادیان دمای خروجی می شود. نتایج بررسی تاثیر دبی و دمای ورودی بخار نشان می دهد با افزایش این دو پارامتر راندمان اگزرژی سیستم کاهش می یابد. با افزایش پنج برابری دبی ورودی و یا افزایش بیست درجه‍ ای دمای بخار ورودی حین زمان شارژ سیستم ذخیره انرژی، راندمان سیستم تقریبا پنج درصد کاهش می یابد.

در این مقاله یک روش تحلیلی به منظور تحلیل ارتعاشات آزاد یک پوسته استوانه ای ساندویچی از جنس مواد مدرج تابعی که توسط دو لایه پیزوالکتریک احاطه شده است، ارائه می شود. لایه های پیزوالکتریک که در درون و بیرون پوسته مرکزی قرار گرفته اند، به عنوان حسگر و محرک جهت کنترل ارتعاشات پوسته مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از نوآوری های این مقاله در این است که لایه های پیزوالکتریک نیز به صورت مواد مدرج تابعی در نظر گرفته شده اند. برای مدل سازی سیستم از نظریه برشی مرتبه اول استفاده شده است. ابتدا با در نظر گرفتن جملات ون-کارمن، معادلات حرکت سیستم به صورت غیر خطی، با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده اند. معادلات حرکت سیستم به صورت معادلات با مشتقات جزئی است که با استفاده از روش ناویر به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند. سپس با توجه به اینکه جابجایی های سیستم کوچک است و لذا می توان از جملات شامل توان های بالای جابجایی صرف نظر کرد، معادلات حرکت سیستم خطی سازی شده اند. در انتها شبیه سازی در نرم افزار MATLAB صورت گرفته است و نتایج مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از این بررسی نشان می دهد که با افزایش ضریب ناهمگنی مربوط به پوسته مرکزی، فرکانس های طبیعی سیستم کاهش می یابد. همچنین افزایش ضخامت پوسته مرکزی، سبب افزایش فرکانس های طبیعی سیستم خواهد شد.

حرکت قطار اغتشاشاتی را در هوای اطراف خود ایجاد می کند که سبب تشکیل جریان هوایی در طول قطار می گردد. امروزه که شاهد گسترش خطوط قطارهای پرسرعت هستیم این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند. زیرا در زمان عبور قطار از نزدیک سازه هایی نظیر تونل ها، پل ها و غیره جریان های صوتی ای اطراف قطار در تعامل با سازه به وجود می آید که این جریان ها، امواج فشاری تولید می کنند. این امواج می تواند اثرات زیانباری بر قطارها و تجهیزات مجاور خطوط داشته و ایمنی و سلامتی انسان هایی را که در مجاورت خطوط آهن قرار دارند به خطر بیندازد. در این مقاله بامطالعه و ارزیابی استانداردهای آیرودینامیک قطارها ضمن تاکید بر مسئله وزش بادهای عمود بر حرکت قطارها که به مراتب آثار سوء ایمنی در پی دارد ضمن شبیه سازی اثرات بادهای عرضی بر قطارهای پرسرعت عبوری با محدوده سرعت 160 تا 300 کیلومتر بر ساعت به پارامترهای تاثیرگذار بر ایمنی حرکت قطارپرداخته شده و راهکارهایی جهت حفظ ایمنی حرکت قطار بیان می گردد. لازم به ذکر است باد عمود بر حرکت قطار در سرعت های بالا می تواند آثار سوء ایمنی داشته باشد که در این مقاله آثار آن بررسی شده و ملاحظات فنی در این خصوص ارائه می گردد. در ایران، به دلیل نبودن قطارهای پرسرعت تاکنون مطالعه ای روی این موضوع صورت نپذیرفته است ولی در کشورهای دارای خطوط آهن پرسرعت روی موارد مشابه تحقیقات گسترده انجام گردیده و نیز در جریان است.

اختلاط در بسیاری از ریزساختار ها نقش اصلی را ایفا می کند بنابراین افزایش اختلاط در مقیاس میکرو حائز اهمیت است. در این مقاله، اختلاط ناشی از ایجاد جریان الکتروکینتیک القایی غیر خطی در یک میکروکانال مستطیلی دارای موانع رسانا، به صورت عددی موردمطالعه قرارگرفته است. در حالیکه بیشتر مطالعات قبلی در مورد اجسام نارسانا با بار الکتریکی ثابت بوده است، در این تحقیق، اختلاط با در نظر گرفتن موانع رسانا و ایجاد بار القایی، بررسی شده است که نوآوری اصلی پژوهش حاضر است. نتایج حل عددی، جریان چرخشی در نزدیکی موانع رسانا را نشان می دهد که باعث افزایش میزان اختلاط می شود. علت پیدایش گردابه ها، توزیع غیریکنواخت زتاپتانسیل القایی بر روی این موانع است. همچنین اختلاط در میکرومیکسر پیشنهادی به ازای موقعیت موانع، نسبت ارتفاع موانع به ارتفاع کانال و زاویه مانع مثلثی با استفاده از پارامتر بازده اختلاط مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد در حالتی که موقعیت و زوایای موانع ثابت باشد، با افزایش نسبت ارتفاع موانع به ارتفاع کانال، بازده اختلاط افزایش می یابد. همچنین در شرایطی که موقعیت و ارتفاع موانع ثابت باشد، با افزایش زاویه مانع، کاهش بازده اختلاط مشاهده می شود. تاثیرقدرت میدان الکتریکی خارجی نیز بر میزان اختلاط بررسی شده و در نهایت، محدوده اعداد بی بعد جهت میکرومیکسری با بازده اختلاط قابل قبول ارائه گردیده است.

در این مقاله، پاسخ دینامیکی تیر ساندویچی با هسته انعطاف پذیر و تکیه گاه ساده مجهز به وصله های حسگر و عملگر پیزوالکتریک تحت بار گسترده سینوسی قبل و بعد از کنترل بررسی می شود. برای به دست آوردن پاسخ سازه ای از نظریه سه لایه تیر ساندویچی استفاده شده است که در آن برای رویه بالا و رویه پایین نظریه اویلر-برنولی و برای هسته نظریه مرتبه اول خطی بکار گرفته شده است. معادلات حاکم بر مساله با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده اند. با استفاده از روش گالرکین معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر مساله به معادلات دیفرانسیل معمولی در حوزه زمان تبدیل شده و سپس با تعریف مناسب متغیرهای حالت، معادلات حالت سیستم ب دست آمده اند. از روش کنترلی بهینه خطی مرتبه دوم برای کنترل ارتعاشات استفاده شده است. هدف مقاله نشان دادن اثر انعطاف پذیری هسته در کنترل پاسخ دینامیکی تیر و بررسی پاسخ فرکانسی آن قبل و بعد از بستن حلقه کنترلی توسط نظریه سه لایه تیر ساندویچی است. بررسی ها بیانگر عملکرد خوب کنترلر در کاهش دامنه ارتعاشات است. همچنین، انعطاف پذیری هسته می تواند باعث ایجاد حدود 18% اختلاف در دامنه ارتعاش رویه بالا و پایین شود که این امر در تعیین محل عملگر و حسگر در رویه بالا و پایین تاثیرگذار است.

در این مطالعه، کاربرد الگوریتم ژنتیک در طراحی بهینه ابعاد هندسی بازیاب های گرمایی تابشی با آرایش جریان مخالف از دیدگاه اقتصادی با هدف دستیابی به حداقل هزینه ساخت و بهره برداری ارائه شده است. بازیاب های تابشی برای بازیافت گرما از گازهای احتراق خروجی از کوره های صنعتی دما بالا و پیشگرم کردن هوای احتراق کاربرد فراوان دارند. در این مقاله محاسبات گرمایی بازیاب با در نظر گرفتن تابش و بر مبنای روش اختلاف دمای متوسط لگاریتمی انجام شده است. از تابع هزینه کل سالیانه شامل هزینه های سرمایه گذاری اولیه و بهره برداری به عنوان تابع هدف برای بهینه سازی هندسی بازیاب تابشی استفاده شده است. به کمک الگوریتم ژنتیک مقادیر بهینه ابعاد هندسی بازیاب گرمایی بر مبنای روش های بهینه سازی تکاملی به گونه ای تعیین شده اند که مقدار تابع هدف کمینه شود. بررسی صحت محاسبات طراحی و نتایج بهینه سازی با اعمال روش ارائه شده روی سه مورد مطالعاتی از مراجع ذکر شده، انجام شده است. تطبیق نتایج نشان می دهد که از روش پیشنهادی می توان به عنوان روشی کارآمدتر از روش های سعی و خطا در طراحی بهینه اقتصادی بازیاب های تابشی استفاده کرد.

درگیری سطوح اسپیندل مورد استفاده در ماشین افزار با تکیه گاه، باعث ایجاد سایش در سطح اسپیندل شده و در نتیجه عدم کارایی اسپیندل و افت کیفیت محصول خروجی را در پی خواهد داشت. مطابق اطلاعات به دست آمده از کارخانجات فعال در حوزه ماشین افزار، محور فرعی اسپیندل ها از جنس فولاد 16MnCr5 تهیه می شوند. در تحقیق حاضر، تاثیر عملیات های حرارتی سطحی کربن دهی، کربونیتروژن دهی، نیتروکربن دهی و ابتدا نیتروژن دهی سپس کربن دهی (به عنوان یک روش تجربی) روی خواص سایشی فولاد 16MnCr5، به منظور افزایش عمر کاری اسپیندل مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش سایش مورد استفاده در این تحقیق، از نوع بلوک روی رینگ می باشد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون ریزسختی سنجی و متالوگرافی جهت تجزیه و تحلیل نتایج استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد نمونه هایی که تحت عملیات سطحی حرارتی کربونیتروژن دهی قرار گرفته اند؛ از خواص سایشی بهتری در مقایسه با سایر نمونه ها برخوردار هستند. همچنین، تصاویر به دست از میکروسکوپ الکترونی، حاکی از عدم تاثیر نه چندان زیاد، عملیات های سطحی بر نحوه شکست نمونه ها بوده است.