مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1398 | دوره:9 | شماره:4 |تعداد مقالات:18

تداخل سنجی لیزری برشی یا برش نگاری یکی از روش های نوین بازرسی غیر مخرب است که در تشخیص و تخمین اندازه عیوب زیر سطحی کاربرد دارد. در این پژوهش روش جدیدی برای تخمین اندازه عیوب صفحه ای در قطعات با این روش ارائه شده است. به منظور صحت سنجی و مقایسه روش ارائه شده با روش های مرسوم و مطالعه اثر عمق عیب و اندازه برش بر دقت اندازه گیری، عیوب صفحه ای با اندازه و عمق های مختلف و با پارامتر اندازه برش متفاوت آزموده شدند. اندازه عیوب در شرایط مختلف تعیین شده و خطای پیش بینی اندازه عیب در هر مورد به دست آمد. همچنین شبیه سازی اجزای محدود به منظور بررسی تاثیر میزان بارگذاری بر دقت تخمین اندازه عیوب مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد روش ارائه شده قادر به پیش بینی اندازه عیب با دقت بیشتری نسبت به روش مرسوم می باشد. همچنین تاثیر نسبت اندازه برش و اندازه عیب بر خطای تخمین در روش ارائه شده کمتر بوده و بیشترین دقت پیش بینی اندازه عیب زمانی حاصل می شود که اندازه برش برابر با اندازه عیب باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی المان محدود نشان داد در روش ارائه شده برخلاف روش مرسوم، افزایش زمان بارگذاری بر دقت تخمین اندازه عیب بی تاثیر بوده و پارامترهای اندازه گیری آن به میزان بارگذاری بستگی ندارد.

استخراج معادلات حرکت ربات های فضایی چند بازویی با توجه به تعداد درجات آزادی بالا به امری مشکل بدل می گردد. لذا به دست آوردن روشی ساده که با کاهش حجم محاسبات و بنابراین افزایش سرعت محاسبات حین شبیه سازی دینامیکی بتواند این سیستم های پیچیده را مدل سازی کند امری ضروری است. در این مقاله، الگوریتمی جهت تشکیل معادلات حرکت یک ربات فضایی با تعداد دلخواهی بازو که هر بازو متشکل از تعدادی لینک دلخواه است، با استفاده از معادلات لاگرانژ بر حسب شبه مختصات به دست آمده است. جهت استخراج معادلات حرکت، ابتدا معادلات حرکت با استفاده از فرمولاسیون لاگرانژ بر حسب شبه مختصات بیان شده است. در ادامه با استفاده از روابط سینماتیکی بازگشتی به محاسبه ی ترم های مشتقات جزئی موجود در معادلات حرکت پرداخته شده است. در نهایت یک ربات دو بازویی که هر بازو متشکل از دو لینک با مفاصل دورانی سه درجه آزادی است با استفاده از الگوریتم بازگشتی معرفی شده در این مقاله مدل سازی و در نزم افزار متلب شبیه سازی شده است. سپس نتایج شبیه سازی با نمودارهای حاصل از نرم افزار آدامز مقایسه گردیده. صحت الگوریتم ذکر شده با توجه به تطابق نمودارها اثبات گردیده است.

در این پژوهش به بررسی فرآیند تعیین جرم به کمک تحلیل پاسخ فرکانسی عملگرهای پیزوالکتریک پرداخته شده است. برای تقویت خاصیت عملگری، کاهش اثرات غیرخطی و کوپلینگ ارتعاشات، از عملگرهای پیزوالکتریک دو لایه استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا تئوری تعیین جرم توسط تحلیل پاسخ فرکانسی عملگرهای پیزوالکتریک خمشی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس معادله دینامیک حاکم بر رفتار عملگرهای دو لایه پیزو استخراج و پاسخ فرکانسی سیستم در حالت آزاد مورد تحلیل قرار گرفته است. در ادامه، اثر افزدون جرم بر پاسخ فرکانسی عملگر دولایه و نحوه استخراج مقدار جرم، بصورت تحلیلی ارائه گردیده است. در نهایت، نتایج شبیه سازی توسط آزمایش های تجربی صحه گذاری شده است. نتایج حاصل شده نشان می دهد اگر جرم های اندازه گیری شده در مرتبه میلی گرم در بازه 01/0 تا 2/0 جرم عملگر باشد، اندازه گیری دارای خطای تقریبی کمتر از 13 درصد بوده و می توان از این عملگرها با دقت مناسبی برای اندازه گیری جرم استفاده نمود.

در این مقاله، یک روش ترکیبی هوشمند جدید برای شناسایی عیب یاتاقان در شرایط سرعت متغیر با زمان پیشنهاد شده است. سیگنال های ارتعاشی در دو حالت سالم و رینگ داخلی معیوب در سرعت متغیر با زمان جمع آوری شده اند. در این مطالعه، از تکنیک تجزیه مود تجربی کلی و روش اثر جوهانسون برای استخراج روابط هم انباشته از داده های ارتعاشی استفاده شده است. سپس، با بکارگیری روش تبدیل بسته ای موجک و ویژگی های آماری در حوزه زمان، ماتریس ویژگی متناظر با روابط هم انباشتگی محاسبه شده است. در مرحله بعد، از روش ارزیابی جبران فاصله برای انتخاب ویژگی های اولیه استفاده شده است. از ویژگی های منتخب اولیه به عنوان ورودی طبقه بندی کننده ماشین بردار پشتیبان برای پیش بینی وضعیت یاتاقان استفاده شده است. در نهایت، پارامترهای بهینه ماشین بردار پشتیبان و مجموعه ویژگی های بهینه به کمک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات باینری تعیین شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مجموعه ویژگی های بهینه به خوبی قادر به تفکیک وضعیت های مختلف یاتاقان در سرعت متغیر می باشند. مقایسه نتایج این مقاله با دیگر روش های عیب یابی، دلالت بر توانمندی روش پیشنهادی دارد.

در اغلب روش های پایش سلامت پل، تعداد زیادی حسگر ارتعاشی بر روی سازه نصب می شوند که این امر معمولا هزینه بر و زمان بر است. اخیرا روش هایی پیشنهاد شده است که از پاسخ ارتعاشی وسیله نقلیه عبوری به منظور دستیابی به پارامترهای مودال پل بهره می برند. در این مقاله، به کمک محاسبه نسبت انتقال پذیری پاسخ وسیله نقلیه، به شناسایی غیرمستقیم آسیب در پل پرداخته شده است. از آنجا که داده برداری توسط شتاب سنج نصب شده بر روی محور وسیله نقلیه انجام می گیرد؛ وسیله نقلیه می تواند بدون توقف از روی پل عبور کند و اندازه گیری شتاب، درحال حرکت صورت می گیرد. از دیگر مزایای این روش، عدم وابستگی به خصوصیات نیروی تحریک است در حالی که در اغلب روش ها، فرض نویز سفید برای نیروی تحریک وجود دارد. به منظور شبیه سازی، پل به صورت المان محدود و وسیله نقلیه به صورت دو سیستم دو درجه آزادی جرم-فنر-دمپر مدل شده است. با حل هم زمان مدل پل-وسیله نقلیه، پاسخ وسیله نقلیه محاسبه و شکل مود پل استخراج شده است. در ادامه با درنظر گرفتن آسیب در پل و حل مجدد، شکل مود جدید محاسبه و با بکارگیری شاخص تغییر انحنای شکل مود، موقعیت آسیب شناسایی شده است. بررسی ها نشان می دهند که روش پیشنهادی قادر است مکان آسیب را با دقت قابل قبولی در حضور نویز شناسایی نماید.

نفوذ پرتابه در اهداف ترکیبی یکی از موضوع های مهم و اساسی در علم مکانیک است. نفوذ پرتابه در این مقاله در سه بخش بررسی شده است. بخش اول مربوط به مدل های نفوذ در فلزها، بخش دوم مربوط به مدل های نفوذ با اعداد بی بعد و بخش سوم مربوط به نفوذ در سرامیک ها است. در بخش اول علاوه بر مرور مدل های تحلیلی نفوذ، دسته بندی و خلاصه آنها نیز بیان شده است. مدل ها شامل معادله پانسلت، تئوری هیدرودینامیک، تئوری هیدرودینامیک اصلاح شده، رچت-ایپسون، تیت-الکسویسکی، انبساط حفره، راوید-بادنر، والکر-اندرسون، و مدل های شبیه سازی هست. فرضیه های مدل ها کاملا مشخص شده و داده هایی از پیش بینی مدل ها در مقایسه با داده های تجربی بدست آمده است. این فرضیه ها شامل نفوذ جسم صلب، نفوذ سایشی، نفوذ پایدار و انتقالی و نفوذ کامل است. در بخش دوم مدل های بی بعد برای نفوذ پرتابه و در بخش سوم، مدل های تحلیلی نفوذ در اهداف ترکیبی سرامیک-فلز موردبررسی قرارگرفته است. در این مقاله، مدل های بنیادی مربوط به نفوذ پرتابه در اهداف فلزی و سرامیکی دسته بندی شده است. ضمنا، تحلیل کامل و دقیقی برای این مدل ها نیز بیان شده است.

ناحیه جوش لوله فولادی API X70 به دلیل نواقص ذاتی، می تواند منطقه مستعد جهت شروع و رشد ترک و نهایتا آسیب سازه باشد. در تحقیق حاضر رفتار مکانیکی درز جوش مارپیچ لوله API X70 در سه ناحیه (فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و فلز جوش) با استفاده از نمونه های آزمون کشش تک محوری و خمش سه نقطه ای بررسی شد. برای تعیین خواص کششی فولاد سه نمونه تخت ماشین کاری شده از هر ناحیه استفاده شد. همچنین یک نمونه خمش سه نقطه ای با شیار اولیه در هر سه ناحیه آزمایش شد. با ترسیم نمودار نیرو-جابجایی مقادیر ویژه نیرو (تسلیم، حداکثر و شکست) و انرژی متناظر با این مقادیر (انرژی شروع و گسترش ترک) بررسی و نتایج به لحاظ ارتباط با ریز ساختار هر ناحیه تحلیل شد. همچنین بوسیله یک رابطه تحلیلی بر اساس میدان خطوط لغزش، تنش تسلیم ماده با استفاده از نمونه خمش سه نقطه ای برای هر سه ناحیه تعیین و با نتایج آزمون کشش تک محوری مقایسه شد. از آزمون کشش مقادیر میانگین تنش تسلیم برای سه ناحیه فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و فلز جوش به ترتیب 560، 514 و 507 مگاپاسکال و از آزمون خمش سه نقطه ای به ترتیب 604، 582 و 575 مگاپاسکال بدست آمد.

لوله های حاوی جریان سیال مستعد نشان دادن رفتارهای دینامیکی پیچیده ای هستند. در این مقاله، رفتار دینامیکی لوله دو سر لولای حاوی جریان سیال که خواص مواد آن به صورت تابعی در راستای ضخامت تغییر می کند، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. تغییرات مدول یانگ در راستای ضخامت و بر اساس قانون توانی فرض شده و معادلات ارتعاشاتی با استفاده از تئوری تیر اویلر برنولی بدست آمده است. معادله دیفرانسیل پارهای، با استفاده از روش گالرکین به معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده است. فرکانس های طبیعی برای لوله دو سر مفصل به ازای پارامتر های بی بعد بدست آمده و با نتایج لوله همگن مقایسه شده و تاثیر تقویت تدریجی در راستای ضخامت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مقادیر سرعت بحرانی جریان سیال که موجب ناپایداری حرکت لوله می گردد، برای پارامتر جرمی مشخص و توزیع های مختلف مدول یانگ بدست آمده اند. با افزایش مدول یانگ از داخل به خارج لوله، فرکانس های طبیعی سیستم افزایش یافته و ناپایداری در سرعت های بی بعد بالاتری اتفاق می افتد.

در این مقاله به شبیه سازی عددی پدیده انتقال حرارت جابجایی طبیعی پایا و ناپایای نانوسیال در فضای بین حلقه های هم مرکز و غیر هم مرکز پرشده از یک ماده متخلخل پرداخته شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات بقای جرم، ممنتوم و انرژی به کمک روش عددی تفاضل محدود گسسته و در حل آنها از روش ضمنی جهت متغیر (ADI) و روش فوق تخفیفی (SOR) استفاده شده است. در پژوهش حاضر به بررسی اثرات عدد رایلی، کسر حجمی نانوسیال (در محدوده 0 تا 4 درصد)، عدد دارسی، ضریب تخلخل محیط متخلخل و نسبت خروج از مرکز دو حلقه بر مقدار عدد ناسلت متوسط، عدد ناسلت محلی، خطوط جریان و خطوط هم دما و تغییرات آنها با زمان پرداخته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می دهد که با افزایش عدد رایلی، ضریب تخلخل و کسر حجمی نانوذرات، میزان انتقال حرارت افزایش می یابد. کاهش عدد دارسی باعث کاهش نفوذپذیری محیط متخلخل شده و در نتیجه انتقال حرارت کاهش می یابد. در شرایط ناپایا با افزایش دامنه نوسان دمای دیواره داخلی (به دلیل افزایش گرادیان دمایی بین دو دیواره)، دامنه تغییرات عدد ناسلت متوسط نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد فرکانس تغییرات عدد ناسلت متوسط بر فرکانس تغییرات دمایی دیواره داخلی منطبق خواهد بود.

یک سیستم کنترل مد لغزشی-تناسبی-مشتقی PD-SMC برای ردیابی مسیر حرکت بازوی ربات دو درجه آزادی دارای عدم قطعیت، در این مطالعه ارائه شده است. در حضور عدم قطعیت و تغییر پارامترهای یک سیستم غیرخطی، کنترل مد لغزشی SMC، روش مقاومی می باشد. با به کارگیری روش کنترل تناسبی-مشتقی PD، سیستم حلقه بسته دارای پاسخ سریع و محدوده پایداری نیز افزایش می یابد. بنابراین در قانون PD-SMC، از ویژگی های دو نوع کنترل SMC و PD استفاده می شود. با بهره گیری از تئوری پایداری لیاپانف، پایداری سیستم کنترل حلقه بسته، با قانون PD-SMC، نشان داده خواهد شد. دیده می شود اگر بهره های قانون PD-SMC در یک نامساوی ماتریسی صدق کنند آن گاه با استفاده از قانون PD-SMC، دینامیک بازوی ربات دو درجه آزادی پایدار مجانبی می گردد. در نتیجه، خطای ردیابی و مشتق های مرتبه اول و دوم آن به صفر همگرا خواهد شد. برای ارزیابی سیستم کنترل طراحی شده، ابتدا با روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، یک مساله مینیمم یابی حل شده و پارامترهای قانون PD-SMC تنظیم می شود. سپس این قانون کنترل در یک ربات دو درجه آزادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده، کارآمدی و مقاوم بودن روش کنترل طراحی شده را در مقایسه با سایر روش ها نشان می دهد.

در این پژوهش، شکل دهی ورق فولادی با استفاده از پرتو لیزر برای ایجاد خم V شکل مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج بیانگر این موضوع می باشد که افزایش توان در محدوده گرادیان دمایی موجب افزایش زاویه خم می شود. سرعت اسکن، قطر پرتو و ضخامت ورق، عوامل موثر بر زاویه خم شناخته شدند که افزایش مقادیر آن ها موجب کاهش زاویه خم می گردد. در شکل دهی فولاد A-131 به منظور دستیابی به خم V شکل، قطر پرتو به عنوان اثرگذارترین عامل در تعیین زاویه خم شناخته شد. علاوه بر پارامترهای اصلی، اثر تعاملی توان-ضخامت ورق، سرعت اسکن-ضخامت ورق، قطر پرتو-ضخامت ورق و همچنین، اثر تعاملی سرعت اسکن-قطر پرتو بر زاویه خم، از جمله پارامترهای موثر بر شکل دهی فولاد A-131 به کمک پرتو لیزر، شناخته شده اند. همچنین، ماکزیمم اختلاف بین نتایج مدل سازی و زاویه خم پیش بینی شده توسط رابطه ارائه شده در این پژوهش، 5/6% است که بیانگر دقت مناسب نتایج می باشد. همچنین روشی بر مبنای انتروپی به منظور پیش بینی روند افزایشی و کاهشی زاویه خم ارائه گردید. مطابق با نتایج، انتروپی قابلیت پیش بینی اثر توان لیزر، قطر پرتو و سرعت اسکن بر زاویه خم را خواهد داشت.

در این تحقیق، به کمک روش تفاضل مربعات (DQM) به تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته کوپل مخروطی-مخروطی ساندویچی پرداخته شده است. هندسه پوسته مخروطی بررسی شده در این تحقیق به صورت ناقص می باشد. هسته ساندویچ پنل، چهار نوع ماده مختلف پلی اتراترکتون (PEEK)، پلی کربنات (PC)، پلی پروپیلن جامد (SPP) و فوم پلی آمید با چگالی بالا (HDPF) و لایه های داخلی و خارجی از جنس آلومینیوم در نظر شده است. مدل سازی ریاضی به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT) پوسته انجام و معادلات حرکت به کمک روش همیلتون استخراج شده است. معادلات حرکت حاکم بر ارتعاشات پوسته، معادلات مربوط به شرایط مرزی در دوسر و معادلات مربوط به شرط پیوستگی در محل اتصال دو پوسته، به کمک روش DQ گسسته سازی شده و رابطه مسئله مقدار ویژه و در نتیجه آن، فرکانس طبیعی محاسبه شده است. اثر تغییر طول، ضخامت، زاویه راس مخروط، جنس هسته و همچنین اثر شرایط مرزی مختلف بر روی فرکانس طبیعی بررسی گردیده است. به منظور اعتبارسنجی، مقایسه ای میان نتایج بدست آمده و نتایج موجود در ادبیات تحقیق و همچنین نرم افزار آباکوس (Abaqus) صورت گرفته است.

یکی از روش های کنترلی ساده و متداول برای استفاده در تنظیم کننده های ولتاژ خودکار کنترل کننده PID می باشد. از طرفی اخیراً حسابان کسری به عنوان ابزاری قوی در مدلسازی و کنترل سیستم های دینامیکی در مهندسی کنترل مطرح شده است که توانایها و کاربرد های این نظریه در متون علمی در حال بررسی می باشد. در زمینه کنترل سیستم های دینامیکی نیز کنترل مرتبه کسری با داشتن یک ساختار ساده می تواند کارایی و قابلیت های کنترلی سیستم را بهبود ببخشد. در این مقاله با رویکردی چند هدفه به طراحی کنترل کننده PID مرتبه کسری بهینه برای کنترل تنظیم کننده ولتاژ خودکار بمنظور تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور سنکرون با الگوریتم بهینه سازی فاخته پرداخته می شود. تابع هزینه پیشنهادی مشتمل بر زمان صعود، زمان نشست، خطای حالت ماندگار و فراجهش است. نتایج مقایسه ای نشان می دهد کنترل کننده PID مرتبه کسری در مقایسه با کنترل کننده PID کلاسیک دارای مقاومت بیشتر در مقابل تغییرات پارامترهای سیستم و اغتشاش می باشد.

در این مقاله به صورت همزمان اثرات فلاتر مافوق صوت و جریان نیرویی متحرک بر روی تیر ساندویچی لانه زنبوری حاوی لایه پوششی از جنس سِرمت مورد بررسی قرار می گیرد. لایه لانه زنبوری که دارای نسبت استحکام به وزن بالایی است از جنس نومکس و از نوع منظم و لایه سِرمت که تحمل دمایی بالایی دارد از جنس ذرات اکسید آلومینیوم در ماتریس فلزی فولاد نرم با درصد کسری بهینه سرامیک در نظر گرفته می شود. از تئوری تیر کلاسیک اویلر-برنولی برای مدل سازی سازه و از روش پیستون تئوری مرتبه اول به منظور مدل سازی جریان آیرودینامیک مافوق صوت بهره برده می شود. از اصل همیلتون بهمراه بسط فوریه و روش گالرکین به منظور رسیدن به مدل دینامیکی سازه در حوزه فضا-حالت استفاده می شود. همچنین فشار دینامیکی بحرانی از روش p محاسبه می گردد. در بخش نتایج نقش مؤثرتر سازه ساندویچی با لایه سرمتی در به تعویق انداختن فلاتر نسبت به سازه ساندویچی با لایه پوششی آلومینیوم نشان داده می شود. اثر ضخامت لایه پوششی سرمت نیز در به تعویق انداختن فلاتر مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت به منظور رسیدن به نتایج عملیاتی بهتر، پاسخ زمانی تیر ساندویچی در جریان مافوق صوت و تحت بار متحرک با سرعتهای متفاوت ارائه خواهد شد.

در این مقاله، راهکاری برای بهبود روش تبدیل دیفرانسیلی دو بعدی در حل مسایل مقدار مرزی اولیه ی شامل معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی و شرایط مرزی دیریکله همگن، با الهام از روش تغییراتی ریتز پیشنهاد شده است. برای این منظور، با ضرب کردن رابطه اساسی روش تبدیل دیفرانسیلی در توابعی معلوم که سبب ارضاء شرایط مرزی مساله می شوند، مشکل عدم ارضاء دقیق شرایط مرزی که روش تبدیل دیفرانسیلی دو بعدی مرسوم از آن رنج می برد، بطور کامل مرتفع می گردد. البته بدیهی است با این کار، روابط و قوانین حاکم بر روش مرسوم و از جمله، رابطه بازگشتی متناظر با معادله دیفرانسیل مساله تغییر می کنند که این تغییرات، به شکل مبسوط در مقاله تشریح شده اند. در ادامه، برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، دو مساله انتقال حرارت در میله ها، یکی با ضریب پخش گرمایی ثابت و دیگری با ضریب پخش متغیر و وابسته به مختصه مکانی میله، هم بطور دقیق و هم با استفاده از دو راهکار تبدیل دیفرانسیلی مرسوم و بهبودیافته حل شده و نتایج حاصل، در قالب جداول و نمودارهایی، با یکدیگر مقایسه شده اند. خوشبختانه، مجموعه نتایج عددی به دست آمده، نشاندهنده موثر بودن روش پیشنهادی و برطرف شدن مشکل عدم ارضاء دقیق شرط مرزی دیریکله همگن در مسایل مقدار مرزی است.

در این مقاله از روش هیدرودینامیک ذرات هموار نسبتاً تراکم پذیر (WCSPH) برای شبیه سازی سه بعدی جریان شکست سد در حضور مانع پایین دست استفاده شده است. معادلات اویلر که حاکم بر جریان سیال غیر لزج است، مورد استفاده قرار گرفته است. نوسانات شدید و غیرواقعی در میدان فشار و سرعت، یکی از مشکلات عمده در این روش است. در مطالعه حاضر، این نوسانات با استفاده از فیلتر چگالی و یک حلگر ریمن پایستار کنترل شده و نتایج حاصل از بکارگیری این دو روش با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. بعلاوه از آنجایی استفاده از لزجت مصنوعی در روش هیدرودینامیک ذرات هموار متداول است، لذا نتایج فوق با در نظر گرفتن لزجت مصنوعی در معادلات مومنتم و بدون در نظر گرفتن فیلتر چگالی مقایسه گردیده است. مقایسه این نتایج نشان داد که حلگر ریمن پایستار عملکرد خوبی در کنترل نوسانات میدان فشار و سرعت داشته و در محاسبه صحیح فشار موفق عمل کرده است. در نهایت عمکرد دو شرط مرزی دینامیک و دفع کننده در این مقاله بررسی شده است.

در کشور ایران، نیروگاه زمین گرمایی سبلان با دو دسته چاه با خاصیتهای مختلف مورد بهره برداری قرار گرفته است. برای دستیابی به حداکثر توان چهار آرایش جدید تبخیر تک مرحله ای-باینری و تبخیر آنی دو مرحله ای نوع اول-باینری، تبخیر آنی دو مرحله ای نوع دوم-باینری و چرخه تبخیر آنی سه مرحله ای-باینری مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا این چهار آرایش نسبت به پارامترهای موثر مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته و سپس نسبت به سه سیال عامل، بهینه سازی انجام شده است. در حالت بهینه چرخه تبخیر ترکیبی دو مرحله ای نوع دوم-باینری برای ایزوبوتان نتایج بهتری را نسبت به سه آرایش دیگر نشان می دهد، همچنین برای حالت بهینه توان خالص 23084 کیلووات، بازده حرارتی 74/19 درصد، بازده اگزرژی 7/75 درصد و تخریب اگزرژی 6250 کیلووات بدست آمده اند که نتایج نسبت به مطالعات قبلی از لحاظ انرژی و اگزرژی برای نیروگاه زمین گرمایی سبلان، بهبود یافته اند.

امروزه شعله های پیش آمیخته دارای کاربردهای فراوان صنعتی می باشند؛ که در نتیجه افزایش کیفیت احتراق همراه با کاهش آلودگی این شعله ها مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این مطالعه برخورد دو جت شعله در زوایای متفاوت شبیه سازی شده است و ساختار شعله، دمای ماکزیمم شعله و میزان NOx تولیدی در حالت شعله پیش آمیخته آرام، برای دو سوخت متان و هیدروژن ارائه شده است. هدف از این شبیه سازی، بررسی تأثیر زاویه بین دو مشعل و همچنین تأثیر پیش گرم کردن هوا و سوخت بر دمای ماکزیمم شعله و NOx تولیدشده بوده است. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه بین دو مشعل، اختلاط جریان و جریان چرخشی بیش تر شده و دمای ماکزیمم شعله و مقدار تولید NOx افزایش می یابد. با افزایش زاویه از 0 تا 180 درجه، بیشینه دمای شعله متان و هیدروژن به ترتیب 11. 5 و 12. 4 درصد افزایش پیدا می کند. همچنین با 400 کلوین افزایش دمای ورودی سوخت و هوا، مقدار دمای بیشینه شعله برای متان و هیدروژن به ترتیب 6 و 4 درصد افزایش می یابدکه در نتیجه منجر به افزایش قابل ملاحظه میزان NOx تولیدی می گردد.