مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
سال:1399 | دوره:50 | شماره:3 (پیاپی 92) |تعداد مقالات:30

در سال های اخیر روش های تحلیل سازه بهبود یافته و مهندسین قادر به ساخت سازه های مرتفع شده اند. در احداث ساختمان های بلند بایستی توجه داشت که افزایش ارتفاع اغلب با افزایش نرمی سازه همراه است که سبب افزایش حساسیت سازه نسبت به نیروهای پویا همچون باد می شود. در پژوهش حاضر به بررسی پدیده نوسان های ناشی از جریان باد بر ساختمان های بلندمرتبه با درنظر گرفتن اثرات گردابه های حاصل از جریان سیال و همچنین کنترل این پدیده پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا معادلات کوپل حاکم بر سازه، گردابه های حاصل از جریان سیال و میراگر جرمی تنظیم شده معرفی و مقادیر ضرایب آن ها بر اساس مشخصات آسمان خراش ACT استخراج و در نرم افزار MATLAB حل می شوند. بعد از اعتبارسنجی نتایج، تاثیر جریان باد با پروفیل های مختلف با درنظر گرفتن گردابه ها و استفاده از میراگر جرمی، تحلیل و بررسی می شوند و با نتایج حالت بدون درنظر گرفتن اثرات گردابه ها مقایسه می شوند و محدوده عملکرد بهینه میراگر جرمی مشخص می شود. در انتها نیز به بررسی موردی پارامترهای مهم تاثیرگذار بر این پدیده، مانند نسبت جرمی و سرعت جریان باد، پرداخته می شود.

روش ارزیابی "مناسب بودن برای سرویس" از روش های استاندارد مورد استفاده در سازه های نفت و گاز برای ارزیابی عیوب لوله و تجهیزاتی است که عیوب موجود در آنها در صورت قرار گرفتن در بازه مورد قبول این استاندارد می توانند بدون تعمیر و یا تعویض، مورد بهره برداری قرار گیرند. در این مطالعه چگونگی انجام این متدولوژی در خط لوله 16 اینچ فشار بالا، دارای عیب خوردگی از نوع "کاهش موضعی ضخامت" با عمق 8 میلیمتر ارایه گردیده است. عمر خط لوله مورد مطالعه 4 سال با فشار سیال داخلی 33 مگاپاسگال بود که در خط تزریق مخزن زیرزمینی ذخیره گاز طبیعی قرار دارد. هدف از پژوهش حاضر، یافتن مقدار فشار ایمن در خط لوله با وجود عیب مذکور و همچنین حداکثر مدت زمان بهره برداری که بعد از آن احتمال بروز خرابی در محل عیب قابل توجه باشد، بود. داده های تجربی مورد نیاز توسط آزمون فراصوتی آرایه فازی از محل سایت بهره برداری، جمع آوری گردیده و بر اساس استاندارد API-579 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که خط لوله با وجود عیب حاضر، بدون نیاز به تعمیر، توانایی سرویس دهی برای دو سال آتی را دارا است.

برای ایجاد شرایط مطلوب منجر به برقراری مخلوط استوکیومتری، عوامل زمان بندی پاشش سوخت و شدت چرخش هوا در حالت ترکیبی در این پروژه آنالیز شده اند و جواب بهینه منجر به ایجاد حداکثر احتراق و حداقل آلایندگی معرفی می شوند. نتایج عددی به دست آمده برای حالت پایه با نتایج تجربی در توافق خوبی هستند و حاکی از قابلیت اطمینان به مدل ایجاد شده می باشد. برطبق نتایج برگرفته از این مطالعه، پاشش زودهنگام 712 CA باعث ایجاد شاخص همگنی بزرگتری می شود و اثر شدت چرخش بر شاخص همگنی ERUI در پاشش های زودهنگام محسوس تر و بارزتر از پاشش دیرهنگام و متاخر است. از نقطه نظر آلایندگی نیز پاشش دیرهنگام توصیه می شود چرا که قادر به کاستن توامان هر دو آلاینده دوده و NOx می باشد. در حالت کلی می توان بیان کرد که حالت ترکیبی 712 CA-1200 1/min حالت بهینه برای احتراق و 723 CA-1500 1/min ایده آل برای کاستن از آلایندگی است. با توجه به نتایج به دست آمده می توان اقدام به تنظیم ECU در موتور جهت تنظیم نحوه پاشش و شدت چرخش هوای دورانی داخل موتور نمود تا به نتایج دلخواه رسید.

یکی از مهم ترین چالش های داروسازان، عدم توانایی در تولید حامل های دارویی با دقت و کنترل بالا در تعداد مشخص می باشد، از این رو تولید ذرات دارویی برپایه ی دستگاه های ریزسیالاتی به عنوان وسیله ای تطبیق پذیر با طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده می باشد. در این پژوهش هدف، تولید ریزقطرات به عنوان پایه ای برای حامل های دارورسانی، به کمک دستگاه های ریزسیالاتی با هندسه ی تمرکز جریانی می باشد، همچنین، تاثیر پارامترهای هندسی، مکانیکی و مشخصه های سیال بر قطر ریزقطرات تولیدی، (با استفاده از دو نوع ماده ی پارافین روغنی و هگزادکان به صورت جداگانه به عنوان سیال فاز پیوسته و آب به عنوان سیال گسسته) به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش زاویه ی بین مجرای اصلی و فرعی و افزایش عرض مجراها قطر ریزقطرات به ترتیب به صورت نمایی و نسبتا خطی افزایش یافته و در مقابل با کاهش نسبت لزجت به کشش سطحی سیال، قطر ریزقطرات تولیدی به صورت نسبتا خطی کاهش می یابد. به علاوه در تمامی بررسی ها هنگام تغییر رژیم تشکیل ریزقطره جهش در تغییرات اتفاق می افتد و شاهد افزایش نرخ جریان فاز پیوسته وکاهش قطر ریزقطرات تولیدی هستیم.

پمپ های گریز از مرکز در صنایع مختلف به ویژه صنایع نفتی کاربرد فراوان دارند. از این رو بررسی الگوی جریان درون پمپ و تغییر رفتار جریان ناشی از تغییرات هندسی پمپ به منظوره بهبود طراحی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله، جریان سه بعدی در پمپ ESP که یک پمپ گریز از مرکز غوطه ور درون چاهی می باشد شبیه سازی عددی شده و اثر قطر و تعداد پره ایمپلر بر عملکرد آن ارزیابی شده است. برای مد ل سازی حرکت نسبی ایمپلر و دیفیوزر از روش قاب های مرجع چندگانه و برای ارتباط میان آن ها از رابط روتور ایستا بهره گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که با افزایش قطر ایمپلر هد پمپ افزایش یافته و راندمان کاهش می یابد و کاهش قطر اثر معکوس دارد. تغییرات بوجود آمده با افزایش و کاهش قطر به ترتیب به دلیل تغییر در زاویه خروجی جریان و افزایش تلفات اصطکاکی مرتبط می باشند. همچنین، نتایج نشان دادند که افزایش تعداد پره ایمپلر باعث افزایش هد و کاهش راندمان می گردد. این تغییرات درنتیجه افزایش سطوح انتقال انرژی به سیال و همچنین افزایش تلفات اصطکاکی رخ داده است.

دراین مقاله رویکردی جدید جهت طراحی کنترل کننده برای سیستمهای غیرخطی به روش تقریب های تکرارشونده ارایه میشود. در رویکرد پیشنهادی، ابتدا سیستم غیرخطی با چندین سیستم خطی متغیر با زمان تقریب زده میشود. سپس برای هرکدام از سیستم های خطی، یک قانون کنترلی طراحی شده و قانون کنترلی محاسبه شده برای آخرین سیستم، به سیستم غیرخطی اعمال میشود. در این مقاله نشان داده میشود که روش مرسوم در تقریب های تکرارشونده عملا حلقه باز بوده و پس از سپری شدن زمان کوتاهی ناپایدار میشود. سپس حداکثر زمان پایداری T در کنترل کننده های مرسوم با روش تقریب های تکرارشونده برای یک بازوی ربات از طریق شبیه سازی به دست می آید. در این مقاله، به منظور ایجاد ارتباط میان کنترل کننده و سیستم غیرخطی، هر T ثانیه فرآیند تقریب زدن و طراحی کنترل کننده تکرار می شود. به این ترتیب کنترل سیستم به صورت حلقه بسته بوده و هر T ثانیه با استفاده از پسخوردی که از سیستم غیرخطی گرفته میشود، سیگنال کنترلی به روزرسانی میگردد. در نهایت کارایی روش پیشنهادی، از طریق شبیه سازی نشان داده میشود.

در این مقاله به شبیه سازی عددی انتقال گرمای جابجایی در چاه های گرمایی میکروکانالی پرداخته می شود. هدف اصلی مطالعه تاثیر قطر، فاصله بین پره ها و ارتفاع پره ها و همچنین سرعت سیال وروردی بر روی دمای متوسط پره ها، دمای میانگین سیال خروجی، تغییرات دمای سیال در راستای طولی میکروکانال و شار گرمایی عبوری از پره ها می باشد. بدین منظور، جریان سیال خنک کن (هوا) عبوری از یک چاه گرمایی میکروکانالی با پره های میله ای که دارای سطح مقطع بیضی شکل هستند و در یک چیدمان خطی قرار گرفته اند شبیه سازی سه بعدی می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که تغییرات قطر و فاصله پره ها و همچنین سرعت سیال ورودی تاثیر بسزایی در میزان انتقال گرمای چاه گرمایی دارد اما تغییرات دمایی ناشی از تغییر ارتفاع پره ها کم می باشد. با افزایش قطر بزرگ بیضی پره، دمای میانگین پره ها و سیال خروجی افزایش می یابد. همچنین، با افزایش فاصله بین دو پره، دمای میانگین پره ها و سیال خروجی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد.

در مقاله حاضر به بررسی توزیع فشار و دما روی سطح جسم میانی نازل آیرواسپایک در نسبتهای فشار مختلف پرداخته شده است. برای تجزیه معادلات حاکم بر جریان آشفته از روش حجم محدود با مدلهای توربولانسی مختلف استفاده شده است. با مقایسه نتایج با داده های تجربی موجود، مدل SST k-ω برای شبیه سازی جربان آشفته انتخاب شده است. طول ناحیه چرخشی، تغییر دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه، تغییرات دما و فشار در ناحیه چرخشی و امکان پیش بینی نقطه جدایش و ضمیمه شدن بوسیله نمودار توزیع فشار و دما بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش نسبت فشار نقطه های جدایش، ضمیمه شدن و ناحیه چرخشی به طرف پایین-دست حرکت می کنند و همزمان طول ناحیه چرخشی نیز افزایش می یابد. همچنین مقدار دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه تقریبا تغییر نمی کند ولی مقدار فشار بیشینه و کمینه کاهش پیدا می کنند. یکی دیگر از نتایج مهم تقریب خوب پیش بینی نقطه ضمیمه شدن توسط نمودار دما در نقطه دمای بیشینه می باشد به طوری که نقطه ضمیمه شدن همان مکانی می باشد که دما بیشینه می باشد.

مهم ترین عاملی که سلامت یک سازه را با خطر مواجه می کند، وجود عیوبی است که به دلایل مختلف در آن سازه وجود داشته یا پدیدار می شوند. بنابراین، ضروری است شناختی کافی از اثر حضور انواع آن آسیب ها بر پاسخ مکانیکی سازه وجود داشته باشد. در مقاله حاضر، به بررسی اثر حضور و ویژگی های آسیب در یکی از حساس ترین اجزاء یک سازه هوایی یعنی اسپار کامپوزیتی بال هواپیما از منظر محاسبه تغییرات پاسخ مکانیکی آن در نقاط معیار پرداخته شده-است. با شناسایی اثرات، الگوریتم پیاده سازی سیستم پایش سلامت سازه قابل شناسایی خواهدبود. از روش قدرتمند المان محدود در تعیین نتایج با دقت مناسب در تغییرات رفتار مکانیکی بهره گرفته شده است. محاسبه و رصد تغییرات خواص مکانیکی جامع اسپار در قالب مدل های متعدد، به عنوان مبنای فرآیند پایش سلامت اسپار کامپوزیتی تعریف گردیده است. ارزیابی نتایج، نشان می دهد تغییر رفتار مکانیکی اسپار کامپوزیتی در بارهای اعمالی مختلف، ارتباط مستقیم با محل ایجاد آسیب، نحوه رشد و اندازه ی آسیب دارد و موقعیت مکانی آسیب با تاثیر بیشتر و مهم تری نسبت به اندازه آسیب بر تغییرات رفتار مکانیکی اسپار کامپوزیتی همراه است.

این مقاله به طراحی کنترلگر برای آرایش بندی گروه ربات های متحرک غیرهولونومیک مبتنی بر روش زیربهینه ی توزیع شده در حضور موانع محیطی می پردازد. آرایش بندی گروه ربات های متحرک یکی از مسایل مهم در حرکت گروهی و رفتار مشارکتی سیستم های چندعاملی است که قیود موجود بر روی مکانیزم های فرآیند و همچنین چالش و محدودیت های محیط دینامیکی ناشناخته بر پیچیدگی های کنترلی آن افزوده است. در این مقاله با ترکیب روش های رهبر-پیرو و رویکرد مبتنی بر رفتار برای هر یک از رفتارهای مطلوب نظر مانند تشکیل آرایش هندسی، تعقیب مسیر و اجتناب از برخورد، تابع هزینه ای تعریف شده و معادله دینامیک خطای آرایش به عنوان قید مسیله در نظر گرفته می شود. هدف طراحی یک قانون کنترل بهینه برای حرکت گروهی ربات ها به نحوی است که در محدودیت ها و قیود صدق کرده و در ضمن معیار معینی را حداقل نماید. در ادامه پایداری و بهینه بودن سیستم حلقه بسته نیز اثبات شده است. نتایج شبیه سازی، کارایی و عملکرد مناسب کنترلگر طراحی شده را به خوبی نشان می دهد.

در این مقاله اثر استفاده از الگوریتم های هوشمند مختلف برای بهینه سازی مشاهده گر اغتشاش تطبیقی نرو فازی موردبررسی قرارگرفته است. ابتدا یک کنترلگر تطبیقی مدل مرجع برای شبیه ساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره طراحی شده است. سپس برای تضعیف اثر اغتشاش از مشاهده گرهای اغتشاش تطبیقی نرو فازی استفاده شده است. در این مقاله سیستم فازی مربوطه با استفاده از الگوریتم های هوشمند ژنتیک، ازدحام ذرات، رقابت استعماری، زنبورعسل، مورچگان و به خصوص الگوریتم گرادیان ازدحام ذرات که موجب افزایش سرعت و بهینه تر شدن پاسخ می گردد، بهینه شده است. الگوریتم گرادیان ازدحام ذرات با ترکیب ایده هایی از یادگیری تقویتی گرادیان سیاست و روش ازدحام ذرات یک روش ترکیبی بهینه سازی برای کنترل یک سیستم پیچیده غیرخطی است که کاربردهای فراوانی در جهان واقعی دارد. در این روش با گرفتن ایده از روش های یادگیری تقویتی، گرادیان سیاست برای یک سیستم نرو فازی محاسبه می شود و در روابط بهینه سازی ازدحام ذرات وارد می گردد تا بهینه سازی علاوه بر فاکتورهای لحاظ شده در روش های ازدحامی در جهت گرادیان سیاست نیز انجام شود. برای بهینه سازی پارامترهای سیستم نرو فازی و داده های ورودی و خروجی در تابع هزینه در نظر گرفته شده است. در انتها نیز سیستم های نرو فازی بهینه شده توسط الگوریتم های مذکور با یکدیگر مقایسه می شوند و نشان داده می شود که الگوریتم گرادیان ازدحام ذرات نسبت به الگوریتم ازدحام ذرات عملکرد بهتری دارد.

در این مقاله، مدلی جدید بر پایه الگوریتم ژنتیک به صورت بلادرنگ برای خطای حسگرهای اینرسی ارزان قیمت توسعه داده می شود. در سامانه های ناوبری اینرسی عدم رفع خطاهای حسگرهای اینرسی نه تنها سبب می شود خطاهای موقعیت یابی به شدت افزایش یابد بلکه منجر به کاهش دقت در تخمین سایر متغیرهای حالت ناوبری نیز می شود. این موضوع اهمیت و ضرورت ارایه الگوریتمی کارآمد برای مدل سازی نسبتا دقیق از خطاهای حسگرهای اینرسی می شود. در این مقاله، از الگوریتم ژنتیک برای مدل سازی خطای حسگرهای اینرسی استفاده شده است. هدف اصلی از طراحی این مدل این است که باوجود خطاهای اندازه گیری در حسگرهای ناوبری اینرسی، بتوان تخمین دقیقی از موقعیت، سرعت و زوایای سمت و تراز سیستم ناوبری اینرسی داشت. به منظور پیاده سازی و مقایسه الگوریتم ارایه شده و صحه گذاری آن از تست خودرو استفاده می شود. نتایج حاصل از تست نشان می دهد که با استفاده از الگوریتم طراحی شده، دقت تخمین متغیرهای حالت ناوبری اینرسی نسبت به سایر روش های متداول همچون گوس-مارکوف به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. لذا در حالت کلی این روش ارایه شده سبب بهبود نتایج ناوبری اینرسی خواهد شد.

در این پژوهش خواص مکانیکی و ریزساختاری اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI310 به فولاد کم آلیاژ API5LX60 در سه حرارت ورودی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. جهت انجام عملیات جوشکاری از فرآیند قوسی تنگستن-گاز (GTAW) و فلز پرکنندهER2209 استفاده شده است. پس از جوشکاری، ریز ساختار مناطق مختلف اتصال شامل فلزات پایه، فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت (HAZ) و فصل مشترک ها با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. بررسی سطوح شکست به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. همچنین خواص مکانیکی اتصال با استفاده از آزمون ضربه و ریزسختی سنجی ارزیابی گردید. نتایج بررسی های ریزساختاری نشان داد فلزجوش ER2209 دارای ریزساختار فریتی-آستنیتی می باشد. با افزایش حرارت ورودی، در ناحیه متاثر از حرارت فولاد AISI310 تغییرات ریزساختاری چندانی مشاهده نشد اما این تغییرات در فلز پایه API5LX60 بوضوح قابل مشاهده بود. نتایج آزمون ضربه نشان داد که با افزایش حرارت ورودی، انرژی شکست فلز جوش بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. از سوی دیگر افزایش حرارت ورودی، تاثیر چندانی بر سختی فلز جوش نداشته و تنها بصورت جزیی موجب کاهش سختی آن می شود.

به دلیل ویژگی های ممتاز کامپوزیت ها مانند سبکی، استحکام بالا و قابلیت شکل پذیری خیلی خوب، استفاده از وصله های کامپوزیتی در ترمیم ورق های ترک خورده و دارای شکاف، بسیار مرسوم می باشد. در این مقاله تاثیر پارامتر های مختلف مانند جنس وصله های کامپوزیتی، جنس لایه چسب و جنس فلزپایه با استفاده از روش المان محدود سه بعدی در کاهش ضرایب شدت تنش در مود یک و مود ترکیبی و تغییرات زاویه شکست اولیه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که جنس وصله کامپوزیتی و ورق پایه تاثیر زیادی در کاهش ضریب شدت تنش معادل دارد و کامپوزیت بورن/اپوکسی نسبت به سایر مواد مناسب تر است. اما جنس لایه چسب تاثیر چشمگیری بر کاهش ضریب شدت تنش ندارد. از دیگر نتایج مهم به دست آمده از این مقاله، عدم تاثیر چشمگیر وصله بر زاویه شکست اولیه است.

تعیین دقیق توزیع دما در گرما افزایی (هایپرترمیا) بعنوان فاکتور اساسی در بکارگیری این روش بعنوان درمان ترکیبی تومورهای سرطانی است. در این مقاله هدف تخمین توان بهینه منبع گرمایی به منظور از بین بردن سلول های سرطانی با توجه به توزیع دما در بافت سرطانی است. برای این منظور از روش معکوس برای تخمین توان منبع گرمایی استفاده شده است. بافت سینه به صورت یک نیمکره در نظر گرفته و در حالت سه لایه (چربی، غدد و عضله) مسیله حل شده است. انتقال گرما در بافت نرم با استفاده از معادله پنس که بر اساس رسانش گرمایی فوریه ای می باشد توصیف شده است. برای حل معادلات حاکم بعد از بی بعد سازی، از روش تفاضل محدود و روش مختصات عمومی استفاده شده و معادلات از صفحه فیزیکی به صفحه محاسباتی که دارای شبکه هموار است انتقال داده شده اند. برای حل معادلات معکوس، روش گرادیان مزدوج با مسیله الحاقی که یکی از قوی ترین روش های حل مسایل معکوس است به کارگرفته شده است.

با توجه به کاربرد فراوان پوسته های ساده و مشبک کامپوزیتی در صنایع مختلف بررسی رفتار ارتعاشی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، اثر پارامترهای مختلف بر ارتعاشات این پوسته ها به صورت تجربی و عددی مطالعه شده است. برای انجام آنالیز مودال نمونه ها به روش رشته پیچی الیاف ساخته شده است. خواص مکانیکی الیاف و زمینه و نیز درصد حجمی الیاف به کار رفته در پوسته و ریب طبق تست های استاندارد تعیین شده و نهایتا خواص مکانیکی هر یک از اجزا به کمک روابط میکرومکانیک محاسبه شده است. از این خواص برای مدل سازی دقیق مسیله در نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل عددی به کمک نتایج تست تجربی اعتبارسنجی شده است. در نهایت با استفاده از این مدل اثر پارامترهای موثر بر ارتعاشات پوسته های کامپوزیتی مطالعه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزودن تقویت کننده الزاما فرکانس طبیعی پوسته را افزایش نمی دهد. از نقطه نظر ارتعاشاتی، شبکه بندی محیطی، کاگوم و مثلثی شرایط نسبتا مشابهی دارند که با توجه به سهولت ساخت رینگ های محیطی، این نوع شبکه بندی بر سایرین ارجحیت دارد.

در این مقاله، استفاده از سیستم توربین انبساطی-پیل سوختی اکسید جامد در ایستگاه تقلیل فشار گاز به جای سیستم های متداول در ایران (استفاده از رگلاتور برای کاهش فشار)، پیشنهاد شده است و به بررسی عوامل موثر بر عملکرد سیستم هیبریدی پیشنهادی پرداخته می شود. کاهش فشار در ایستگاه های متداول توسط شیرهای فشارشکن انجام می گیرد که تولید انرژی ندارند؛ اما با اضافه شدن توربین های انبساطی و پیل های سوختی، می توان انرژی الکتریکی نیز تولید کرده و آن را به شبکه برق تزریق کرد. در زمستان به علت پایین بودن دمای گاز ورودی و همچنین بالا بودن فشار ورودی، در توربین انبساطی و شیرهای فشار شکن احتمال یخ زدگی و در نتیجه خرابی دستگاه ها خواهد بود. به این دلیل از یک بویلر برای تولید گرما استفاده می شود. چون پیل سوختی اکسید جامد گرمای زیادی در حین کار تولید می کند، می توان از این گرما برای پیش گرمایش استفاده کرد و میزان مصرف سوخت را پایین آورد. این کار به کمک تحلیل حرارتی و الکتروشیمیایی پیل سوختی همراه با تحلیل ترمودینامیکی دیگر اجزای سیستم هیبریدی انجام می گیرد. نتایج نشان می دهد ایستگاه تقلیل فشار با استفاده از ترکیب پیل سوختی و توربین، بازده 5 تا 10% بالاتری را نسبت به ایستگاه تقلیل فشار شامل پیل سوختی و شیر فشارشکن دارد. برای حالتی که سیستم دارای پیل سوختی است، میزان مصرف سوخت نسبت به حالتی که سیستم بدون وجود پیل سوختی کار می کند، بسیار زیاد است؛ زیرا بیشتر این سوخت صرف تولید توان الکتریکی می شود. همچنین استفاده از پیل سوختی در ایستگاه های تقلیل فشار باعث بالاتر رفتن بازده سیستم و در نتیجه کاهش مصرف سوخت نسبت به نیروگاه های چرخه ترکیبی است.

استفاده از چرخه های ترمودینامیکی با کارایی بالا برای تولید توان از منابع گرمای موجود یک راهبرد موثر برای توسعه انرژی پایدار است. در این مقاله یک چرخه ترکیبی تولید توان جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی یک و سه مرحله ای با چرخه رانکین آلی) با توجه به دو چاه با دما و فشار متفاوت برای منابع زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده و مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته است. در انتها برای چرخه رانکین آلی چهار سیال عامل مناسب، با توجه به فشار جداسازها (یا فشار شیر انبساط 1، 2 و 3)، دمای تبخیرکن و اختلاف دمای نقطه تنگش تبخیرکن بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که سیال ایزوبوتان برای چرخه رانکین مناسب تر بوده و برای این سیال در حالت بهینه توان خالص، بازده حرارتی و اگزرژی به ترتیب 23073 کیلووات، %73/19 و %67/75 محاسبه شده است، در این حالت و در مقایسه با مطالعات قبلی با شرایط یکسان سرچاه ها برای نیروگاه سبلان، چرخه پیشنهادی عملکرد بهتری را از دیدگاه انرژی و اگزرژی نشان داده است.

در مطالعه حاضر جریان و انتقال حرارت سه بعدی نانو سیال آب-اکسید آلومینیوم در یک ریزخنک کننده میکرو کولر سه بعدی با سطح مقطع مستطیلی در حضور میدان مغناطیسی به صورت عددی مورد بررسی قرار می گیرد. میدان مغناطیسی به صورت عرضی یعنی در جهت عمود بر جهت جریان نانوسیال اعمال می-شود. تمام شبیه سازی ها برای اعداد هارتمن 0 تا 30 و برای عدد رینولدز (Re) برابر 100 و کسر حجمی (∅ ) برابر 2 درصد صورت می گیرد. نتایج میدان جریان و انتقال حرارت در قالب کمیت های موثر اعم از عدد پوازیه (f. ReDh)، حداکثر سرعت محوری بدون بعد (Umax) و عدد ناسلت به همراه کانتور های سرعت و دما ارایه می شوند. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد هارتمن افت فشار و انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین علاوه بر داشتن پروفیل دمای یکنواخت تر در قسمت سیال، اعمال میدان مغناطیسی توزیع دما در قسمت جامد میکروکانال را نیز یکنواخت تر می کند. لذا می توان شار حرارتی بالاتری توسط میکروکولر دفع کرد بدون اینکه حداکثر دمای کانال از محدوده مجاز تخطی نماید. که در تحمل شار حرارتی بالاتر در محدوده دمایی مطمین کمک شایانی خواهد نمود.

در این مقاله، تولید آنتروپی نانوسیال اکسید آلومنیوم-آب در یک گردآورنده خورشیدی صفحه تخت مجهز به نوار پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. نرم افزار تجاری Ansys-Fluent به منظور شبیه سازی عددی بهره گرفته شده است. مدل آشتفگی k-ε تحقق پذیر برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده گردیده است. تحلیل میزان تولید آنتروپی می تواند به بهترین طراحی از نظر قانون دوم ترمودینامیک کمک نماید. تاثیرات چیدمان نوار پیچشی و عدد رینولدز، بر تولید آنتروپی اصطکاکی و حرارتی، نمایش داده شده است. با افزایش نسبت قطر و پیچش، انتقال گرما افزایش یافته است. بنابراین تولید آنتروپی حرارتی با افزایش این پارامترها افزایش یافته اما رفتار معکوسی برای تولید آنتروپی اصطکاکی شده است که به علت افزایش گرادیان سرعت می باشد. کمترین مقادیر آهنگ تولید آنتروپی حرارتی و اصطکاکی به ترتیب W/m3K13/4748 و W/m3K33/17 به دست آمده است. همچنین، عدد بیجان، با افزایش عدد رینولدز، نسبت قطر و پیچش، کاهش یافته است. بهترین طراحی متعلق به حالتی است که بیشترین راندمان قانون دوم (حدود 68 درصد) که به ازای بیشترین مقدار نسبت پیچش، قطر و عدد رینولدز رخ داده است.

در این پژوهش، برای یک شناور سطحی پروانه استاندارد طراحی شد، سپس با یک برنامه کامپیوتری هندسه سه بعدی پروانه بر مبنای داده های دوبعدی تولید و شبکه بندی و میدان جریان حول پروانه بر مبنای روش دینامیک سیالات محاسباتی حل گردید در این راستا از شبکه بندی ترکیبی و شرط پریودیک با برش اسپیلاین استفاده شد. در مدل سازی عددی از یک مدل دایم و سه مدل غیر دایم استفاده شد. نتایج مورد اعتبارسنجی و عدم قطعیت خطای گسسته سازی شبکه بندی محاسبه گردید. نتایج دارای تطابق مناسبی با نتایج آب آزاد بود. نقطه جدایش جریان تخمین زده و دنباله پروانه موردبررسی قرار گرفت. به منظور مدل سازی گذار لایه مرزی از دو مدل گذار گاما و گاما رینولدز تتا استفاده شد. برای آشکارسازی گردابه و دنباله پروانه از معیار کیو استفاده گردید. جدایش جریان و گذار لایه مرزی از آرام به آشفته در روش غیر دایم در ضرایب پیشروی بالا با حالات دایم متفاوت بود. اثرات افزودن دو داکت استاندارد با کد 19 آ و 37 آ با پروانه باز مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت که داکت19 آ دارای خواص هیدرودینامیکی بهتری بود.

امروزه آب شیرین کن های خورشیدی به طور گسترده ای به منظور شیرین سازی آب مورد استفاده قرار گرفته اند. در این تحقیق از یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی که دارای 7 پله به ارتفاع 35 میلیمتر، عرض 80 میلی متر و طول 600 میلی متر می باشد، استفاده شده است. به منظور ادامه شیرین سازی آب بعد از غروب خورشید، از مواد تغییر فاز دهنده به عنوان منبع ذخیره انرژی گرمایی بهره گرفته تا در زمانی که خورشید غروب می کند همچنان بتوان به شیرین سازی آب ادامه داد. در این مطالعه از ماده تغییر فاز دهنده اسید استیاریک استفاده شده است. همچنین به منظور افزایش بازده دستگاه، از یک فن به منظور مکش هوای داخل آب شیرین کن و یک کندانسور استفاده شده است. آزمایش در چهار حالت انجام پذیرفته است حالت اول در حالت ساده، حالت دوم فقط با استفاده از فن مکنده و کندانسور، حالت سوم همراه با استیاریک اسید و حالت چهارم همزمان از ماده تغییر فاز دهنده و کندانسور استفاده شده است که نسبت به حالت ساده 104 درصد افزایش تولید داشته است.

دهانه ورودی در موتورهای رمجت به منظور کاهش سرعت هوا از جریان آزاد تا سرعت لازم جهت پایداری شعله در محفظه احتراق، بکار می رود. از این رو طراحی دقیق و صحیح دهانه ورودی، تاثیر بسزایی بر عملکرد کل سیستم و پارامترهای اصلی موتور رمجت دارد. در کار حاضر یک دهانه ورودی تراکم خارجی متقارن محوری برای عملکرد در عدد ماخ پروازی 1/2 براساس نیازمندی های موتور رمجت خاص طراحی شد. با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی جریان برروی دهانه ورودی به صورت مجزا انجام گرفت. بمنظور بررسی عملکرد دهانه به صورت یکپارچه با سایر اجزای موتور، شبیه سازی پایا در دبی های سوخت مختلف و اعداد ماخ متفاوت انجام شد، در ادامه با انتخاب یک تابع خاص تزریق سوخت نسبت به زمان در محفظه احتراق، شبیه سازی گذرا برای موتور بصورت یکپارچه صورت پذیرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی، سرعت حرکت موج ضربه ای و عملکرد دهانه ورودی در تعامل با سایر اجزا را نشان داد. همچنین نتایج نشان می دهد که دهانه ورودی طراحی شده می تواند الزامات مورد نیاز موتور، با توجه به توانمندی های سیستم کنترل سوخت را برآورده سازد.

هدف از این تحقیق مطالعه میزان انرژی یک ساختمان در شرایط مختلف طراحی و تلاش برای بهینه کردن آن است. در این تحقیق ابتدا بار سرمایشی و گرمایشی یک برج واقع در شهر تهران محاسبه شده است. برای بهینه کردن مصرف انرژی، اثرات تغییر جنس و رنگ، تاثیر تغییر جنس پنجره ها و اثر وجود سایه بان به منظور کاهش ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تغییر در نوع پنجره، بار حرارتی را به میزان قابل توجهی کاهش خواهد داد. با جایگزین کردن پنجره دو جداره رفلکسی بار حرارتی در زمستان در حدود 40 درصد کاهش می یابد. وجود سایه بان بر روی پنجره ها و همچنین تغییر در رنگ دیوارها هر کدام باعث 3 درصد کاهش بار می شود. هم چنین انتخاب جنس بهینه برای دیوار خارجی حدود 9 درصد در زمستان و 6 درصد در تابستان به کاهش بار ساختمان کمک می کند. نهایتا به محاسبه نقطه سربه سر در حالتهای مختلف پرداخته شد که زمان بازگشت هزینه برای انجام این تغییرات در حالت بهینه در حدود 3 سال خواهد بود.

در این مقاله، انتقال گرما از یک لوله بادامکی با نسبت های منظر 35/1 تا 74/3 در جریان عرضی هوا و در محدوده رینولدز 20000 تا 46000 با قطر معادل دایره در دو زاویه حمله صفر و 180 درجه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که بهترین عملکرد گرمایی نسبت به دایره با قطر معادل، برای لوله با نسبت منظر 35/1 در زاویه حمله 180 درجه است. عدد ناسلت میانگین برای این لوله در زاویه حمله 180 درجه نسبت به لوله دایروی با قطر معادل به میزان 11 درصد بیشتر بود. در عدد رینولدز 20695 برای این لوله، عدد ناسلت نسبت به لوله دایروی با قطر معادل به میزان 4/19 درصد بیشتر ثبت شد. پایین ترین میزان عدد ناسلت میانگین نیز برای لوله با نسبت منظر 74/3 در زاویه حمله صفر درجه بود. عدد ناسلت میانگین برای این لوله نسبت به لوله دایروی با قطر معادل 21 درصد کمتر می باشد.

امروزه اهمیت پیشرانها در هدایت اجرام فضایی بر کسی پوشیده نیست. در این پژوهش به بررسی و مقایسه دو نمونه پیشران 5 نیوتنی با پیشرانه های آب اکسیژنه و نیتروز اکسید در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از آنالیز حساسیت و عدم قطعیت پرداخته شده است تا در پایان انتخاب پیشران مطلوب تر در شرایط نیروی پیشران تولیدی یکسان حاصل گردد. برای آزمایش، از پیشران های موجود در آزمایشگاه پژوهشگاه هوافضا استفاده گردید. پیشران نمونه آب اکسیژنه با درصد خلوص85% افت فشار در انژکتور15/0 بار، فعالیت کاتالیستی 150، فشار محیط05/0 بار و بار بستر01/0 در نظر گرفته شد و همچنین پیشران نمونه نیتروز اکسید دارای دبی جرمی 36/7 گرم بر ثانیه و قطر گلوگاه 017/2 میلیمتر است. با محاسبات انجام شده عدم قطعیت کل برای پیشران آب اکسیژنه 53/0 و عدم قطعیت هر پارامتر به عدم قطعیت کل 73/0 (یا %68/14) حاصل گردید از طرف دیگر مقادیر برای پیشران نیتروز اکسید به ترتیب52/0 و 53/0(یا %27/10) محاسبه شد. بنابراین استفاده از پیشران نیتروز اکسید به لحاظ دقت مطلوبتر و نیروی پیشران آن به نیروی پیشران مطلوب 5 نیوتن نزدیکتر خواهد بود.

در این پژوهش به بررسی عددی تاثیر تعداد پره و سهم دیواره پره دار و دیواره بدون پره از مقدار انتقال گرمای داخل یک داکت مستقیم با روش حجم محدود پرداخته شده است. تعداد پره ها 1، 3 و 5 عدد انتخاب شده و سیال عامل آن محلول آبی کربوکسی متیل سلولز است که یک سیال غیرنیوتنی قانون توانی می باشد. در هر حالت، در اعداد رینولدز و پرانتل های مختلف، عدد ناسلت موضعی، ضریب انتقال گرما و مقدار افت فشار درون کانال محاسبه شده است. نتیجه شده که با افزایش تعداد پره ها، انتقال گرمای کلی افزایش می یابد ولی نرخ افزایش آن غیرخطی بوده و بخاطر تغییر الگوی جریان روند کاهشی دارد. همچنین سهم مقدار انتقال گرما در دیواره پره دار و دیواره بدون پره روند منظمی را طی نمی کند و به مکان قرارگیری پره ها وابسته است. بهینه بودن مقدار انتقال گرما و افت فشار داخل کانال به انتخاب تعداد و جانمایی پره ها وابسته است لذا باید بین مقدار افزایش انتقال گرمایی که به خاطر افزایش تعداد و مساحت سطح پره ها بوجود می آید و افزایش افت فشاری که همراه است، موازنه ای برقرار نمود.

در پژوهش حاضر دو روش تحلیلی و عددی برای مطالعه و بررسی ارتعاشات آزاد ورق های مشبک هدفمند در محیط های حرارتی بکار گرفته شده است. در روش تحلیلی، خواص ورق هدفمند به صورت تابعی از دما تعریف شده و برای در نظر گرفتن خواص ورق مشبک از ماتریس سفتی تعریف شده بر اساس نظریه وسیلیو استفاده شده است. معادلات تعادل حاکم، بر اساس نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول که شامل مولفه های جابجایی و دورانی می باشد، به دست آمده و با فرض شرایط مرزی چهار طرف گیردار به روش انرژی حل شده است. با حل مساله مقدار ویژه، رفتار ارتعاشی سازه در محیط حرارتی (با حضور تنش حرارتی) تعیین شده است. نتایج تحلیلی و عددی با نتایج آثار گذشته مورد مقایسه و صحت سنجی قرار گرفته است. در زمینه ارتعاشات آزاد ورق مشبک هدفمند در محیط حرارتی مطالعات پارامتری مختلفی از جمله تغییر اندازه ریب ها، فاصله ریب ها و. . . جهت پیش بینی رفتار سازه صورت گرفته است.

با توجه به کاربردهای مختلف شناورهای تندرو، تقاضا برای استفاده از این شناورها افزایش یافته است. از اهداف مهم طراحی این دسته از شناورها، دست یابی به سرعت های بالاتر می باشد که یکی از موانع این مهم مسیله ناپایداری طولی می باشد. جهت جلوگیری از وقوع ناپایداری طولی در شناور روش های مختلفی بیان شده است که از آن جمله می توان به اضافه نمودن المان های کنترلی مانند اینترسپتور، تریم تب و. . . به بدنه شناور اشاره کرد. از مهم ترین معایب استفاده از این المان ها موضوع تعمیر و نگه داری و کنترل آن ها می باشد، در نتیجه اگر بتوان ناپایداری طولی شناور را به روشی حل کرد که نیاز به تعمیرات و نگه داری نداشته باشد مفید و عملی خواهد بود. در این تحقیق روش جدیدی جهت رفع ناپایداری طولی شناور تندرو ارایه شده است. در این روش با استفاده از انحنای عرضی بدنه ناپایداری شناور رفع گردیده است. جهت بررسی تاثیر انحنای عرضی بدنه از روش عددی استفاده شده است. همچنین جهت اعتبارسنجی روش عددی، از تست مقاومت شناور در حوضچه کشش استفاده شده است. شناور کوگار یک شناور تندرو تک بدنه هاردچاین با ددرایزی ثابت در پاشنه شناور می باشد. از تست تجربی پارامترهایی چون مقاومت، تریم دینامیکی و بالاآمدگی مرکز ثقل حاصل می شوند که این پارامترها جهت اعتبارسنجی روش عددی نیز به کار برده می شوند. نتایج نهایی در قالب تاثیر انحنا بر ناپایداری طولی، مقاومت و زاویه ی تریم دینامیکی برای سرعت های ورودی مختلف ارایه شده است. نتایج نشان می دهدکه، تغییر انحنای عرضی تاثیر قابل ملاحظه ای روی ناپایداری طولی دارد.

به دلیل اثرات جانبی داروهای سرطانی، امکان دارودهی در زمان های طولانی مدت وجود ندارد. بنابراین به دنبال ارایه روشی برای درمان سرطان در زمان محدود می باشیم. بدین جهت روش درمان ترکیبی ایمنی درمانی-شیمی درمانی ارایه می گردد و مدل درمانی سیستم بر مبنای این روش درمانی جدید توسعه می یابد. در این روش درمانی با استفاده از ایمنی درمانی به اصلاح دینامیک سیستم و با استفاده از شیمی درمانی به هدایت مسیر حرکت سیستم به سمت نقطه تعادل مورد نظر می پردازیم. برای یافتن پارامترهای موثر جهت اصلاح دینامیک سیستم، به تحلیل پایداری و پدیده انشعاب می پردازیم. ازآنجاییکه شرایط سنی بیمار در ارایه روش درمانی تاثیرگذار است، یک سیستم فازی با توجه به ملاحظات فیزیولوژیکی، بیشنه دوز دارو برای بیمارجوان را بیشتر از بیمار کودک و بیمار کودک را بیشتر از یک بیمار کهنسال تنظیم می کند. نتایج شبیه سازی بر روی سه بیمار 8، 22 و 60 ساله نشان دهنده ضروری بودن نوع درمان ارایه شده می باشد. طول دوره درمان به دلیل قوی تر فرض کردن سیستم ایمنی بدن در بیمار کودک و کهنسال از بیمار جوان کوتاه تر است که نشان دهنده اهمیت ایمنی درمانی در کنار شیمی درمانی است.