نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1387 | دوره:19 | شماره:3 (ویژه نامه مهندسی مکانیک) |تعداد مقالات:11

در این مقاله جریان ضربانی خون در مجاری تنگ شده با استفاده از مدل سیال غیر نیوتنی تابع نمایی (Power law) برای جریان با تقارن محوری شبیه سازی شده است. اثرات تنگ شدگی مجرای خون، گرفتگی شدید 75% بر دینامیک جریان سیال مورد مطالعه قرار گرفته و تغییرات در میدان جریان برای سه عدد ومرسلی (پارامتر نوسان) مختلف بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که برای عدد ومرسلی 12.5 تفاوت اساسی در میدان جریان که ناشی از ایجاد شدن دو گردابه نزدیک به هم در پشت گرفتگی است، قابل مشاهده است. با استفاده از منحنی صفحه ای تنش برشی دیواره (WSS) اغتشاشاتی که منجر به تشکیل گردابه اولیه و گردابه دوم (برای (Wo=12.5 می شوند به خوبی نمایش داده می شود. همچنین زمان تشکیل گردابه اولیه با بررسی خطوط هم تنش برشی صفر از روی این منحنی های صفحه ای قابل رویت است. این زمان با افزایش عدد ومرسلی به تاخیر می افتد. تاثیر این تاخیر در تشکیل گردابه اولیه، به صورت کوچک تر شدن آن با افزایش عدد ومرسلی برای زمانهای مشابه، در نتایج مربوط به خطوط جریان نمایان می شود.

در این مقاله حل تحلیلی میدان دما در استوانه تو خالی تحت شرط مرزی هارمونیک محیط خارج که در جهت محور به طور دلخواه تغییر می نماید ارایه شده است. استوانه بصورت همگن و با خواص فیزیکی غیر وابسته به دما می باشد. برای حل مساله ابتدا شرط مرزی به صورت مقادیر ثابت فرض شده و با روش جداسازی متغیرها توزیع دما در استوانه بدست می آید. سپس با استفاده از تئوری دوهامل میدان دما تحت شرایط مرزی تغییر با زمان محاسبه می شود. در پایان برای تایید صحت حل، نتیجه را برای حالت خاص یک بعدی هارمونیک بدست آورده و با مراجع موجود مقایسه می نماییم.

در این تحقیق کنترل فعال ارتعاشات نقطه دلخواهی از ورق مستطیلی با تکیه گاه های ساده انجام می شود. ابتدا حل تحلیلی معادله دیفرانسیل ورق وصله دار که در آن برای لحاظ کردن اثرات سختی و جرم وصله ها از یک تابع محلی استفاده شده، ارایه می شود و در نتیجه فرکانس های طبیعی و مودهای ورق نیز به دست می آیند. برای تخمین پاسخ عرضی ورق از 9 مود اول ورق استفاده می شود. سپس با در نظر گرفتن آرایشی مناسب، وصله های پیزو الکتریک در اطراف یک نقطه معین از ورق، کنترل ارتعاشات این نقطه انجام می شود و امکان کاهش ارتعاش موضعی ورق بدون کاهش ارتعاش کلی ورق نشان داده می شود. پتانسیل الکتریکی وصله های عملگر توسط اعمال کنترل PID بر پتانسیل الکتریکی القا شده در وصله های حسگر، تامین می شود. برای کاهش ارتعاش یک نقطه دلخواه ورق از 4 وصله استفاده می شود و برتری آن نسبت به آرایش متقارن 9 وصله که ارتعاش کلی ورق را کاهش می دهد، با ارایه مثال بررسی می شود. نتایج بدست آمده استفاده از روش ارایه شده را تایید می کنند.

«روش المان محدود توسعه یافته»، یک روش عددی برای مدل کردن انواع ناپیوستگیها از جمله ترک است که بر مبنای المان محدود استاندارد استوار است و تنها توابع خاصی بر مبنای نوع ناپیوستگی به حل عددی استاندارد اضافه می شوند. برای مدل کردن ترک در ماده الاستیک خطی، از یک تابع برای ایجاد ناپیوستگی در امتداد طول ترک و از تابع دیگری برای ایجاد شرایط «تکینه» در المان نوک ترک استفاده می گردد. در نتیجه اعمال توابع، درجه آزادی گره های اطراف المان نوک ترک و گره های اطراف طول ترک افزایش می یابد، که به آن غنی سازی گره ای گفته می شود. با این روش، ترک به صورت مجازی و مستقل از مش مدل می شود و نیاز به استفاده از مش ریز، المان تکینه در اطراف نوک ترک و ایجاد مش مجدد در بررسی رشد ترک نخواهد بود. در این مقاله اصول روش المان محدود توسعه یافته توضیح داده می شود. یک روش جدید بر مبنای دستگاه مختصات متعامد محلی نوک ترک، جهت غنی سازی گره ای به کار گرفته می شود. برای مدل کردن ترکهای دو بعدی به روش المان محدود توسعه یافته، اصول و روشهای جدید در یک نرم افزار تخصصی استفاده شده است که در این مقاله به آن اشاره می شود. نتایج حاصل از نرم افزار نوشته شده بر پایه روشهای جدید، برای ترکهایی با هندسه مختلف، در مقایسه با نتایج روابط تحلیلی دقیق، تطبیق خوبی نشان می دهد.

از جمله راه های کنترل نیروی درگ وارد بر استوانه، کنترل لایه مرزی تشکیل شده روی استوانه می باشد. یکی از روش های موثر و نوین در کنترل لایه مرزی ورقه ای، استفاده از میدان های الکتریکی با ولتاژ بالا در جریان سیال است. در چنین شرایطی به علت بررسی توام معادلات میدان های الکتریکی و معادلات اساسی مومنتم، مساله تحت عنوان الکتروهیدرودینامیک EHD بحث می شود. برای بررسی این موضوع، معادلات پیوستگی و مومنتم برای میدان سیال و معادلات پایستاری جریان الکتریکی و پواسون برای الکتریسیته به صورت عددی و به روش حجم محدود حل شده اند. در این پژوهش از دو الکترود سیمی و دو الکترود صفحه ای برای اعمال میدان الکتریکی استفاده شده است. با استفاده از نتایج حاصله مشاهده شد که، نحوه تاثیرگذاری میدان های الکتریکی بر میدان جریان سیال به شدت تابع هندسه الکترودها و شدت میدان الکتریکی است. با اعمال این نیروها، مومنتم ذرات و بنابراین سرعت آنها در لایه مرزی افزایش می یابد. همچنین با افزایش عدد رینولدز این تاثیرات کاهش می یابند.

در این مقاله، روشی برای تحلیل شکست دینامیکی استوانه های شیاردار در اثر انفجار خرج میانی شدید الانفجار (HE) برای تعیین زمان شکست، شعاع شکست، سرعت و شتاب ترکش ارایه و با استفاده از کد صریح و غیر خطی LS-DYNA شکست دینامیکی استوانه های شیاردار متاثر از انفجار خرج میانی شبیه سازی عددی شده است. در شبیه سازی عددی از مدل های مادی جانسون - کوک و شدید الانفجار، و معادلات حالت مای - گرونیزن و JWL استفاده شده است. نتایج تحلیلی و عددی با نتایج حاصل از تعمیم مدل تیلور در تعیین پارامترهای مورد نظر برای استوانه های شیاردار مقایسه شده و موارد اختلاف سه روش و همچنین اثر پارامترهای مختلف مادی و هندسی پوسته و خرج بر روی زمان شکست و سرعت ترکش بحث و بررسی شده است.

در این مقاله نتایج حاصل از یک مطالعه تجربی در رابطه با سرعت سوزش ابر ذرات آلومینیم در مخلوط گازی اکسیژن/ نیتروژن ارایه می گردد. این تحقیق به بررسی تاثیر میزان اسکیدایزر موجود در مخلوط اکسیژن/ نیتروژن بر سرعت انتشار شعله و سرعت سوزش ابر ذرات آلومینیم به قطر 18 میکرون می پردازد. برای انجام آزمایشات از دستگاه موجود در آزمایشگاه تحقیقاتی سوخت و احتراق دانشگاه علم و صنعت ایران استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهد که با افزایش درصد اکسیژن در مخلوط اکسیژن/ نیتروژن از 21 درصد به 25 درصد، سرعت سوزش ذرات آلومینیم افزایش می یابد اما با افزایش غلظت ذرات، از روند افزایش سرعت کاسته می شود. همچنین افزایش درصد اکسیژن در مخلوط اکسیژن/ نیتروژن از 21 درصد به 25 درصد، حد رقیق اشتعال پذیری را از 95 گرم بر مترمکعب در 21 درصد اکسیژن به 94 گرم بر متر مکعب در 25 درصد اکسیژن کاهش می دهد.

آسیب های وارده به سر از صدمات شایع و خطرناکی است که با توجه به وجود سیستم کنترل مرکزی در سر همواره مورد توجه بوده است. پدیده برخورد سر به یک مانع یکی از مسایل جدی در بیومکانیک ضربه بوده خصوصا اگر مانع صلب باشد. در این مطالعه سر با سرعت ثابت (6.5 m/s) به چند مانع از جمله موانع تغییر فرم پذیر برخورد کرده و به کمک LS-DYNA و به روش مقایسه ای، تحلیل دینامیکی انجام می پذیرد. مواد به کار گرفته جهت مدلسازی مانع، آلومینیوم، آلولایت، آلپوراس، پلیمر ABS و فوم انبساط یافته پلی پروپیلن (EPP31) می باشد. این مواد در بدنه اتومبیل و تزیینات درونی آن به کار می روند. همچنین مدل آلمان محدود سر با استفاده از داده های آناتومیکی بر اساس شاخص 50 درصدی مردان جامعه در نظر گرفته شده است. روش مقایسه ای بر حسب بیشترین تنش وارده به سر، حداکثر کرنش و شتاب کاهشی انجام گرفته تا اثر این موانع بر سر مورد بررسی واقع شود. در تحلیل نشان داده می شود که مقادیر تنش، کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر وابستگی مستقیم و دانسیته، تنش تسلیم و الاستیسیته موانع دارد. به طوریکه هر چه مانع دارای تنش تسلیم پایینتر و دانسیته کمتری باشد مقدار تنش و کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر کمتر خواهد بود. فوم های آلولایت و EPP31 دارای خاصیت جذب انرژی خوبی بوده ضمن اینکه استحکام خوبی نیز دارند اما با توجه به محدودیت حداکثر تنش و شتاب کاهشی وارده به سر، فوم آلپوراس با کمترین تنش تسلیم، تنشی معادل 2.3MPa بر سر وارد کرده که نشان دهنده قابلیت بالای آن در جذب انرژی جنبشی حاصل از برخورد می باشد. با استفاده از این فوم نیز می توان شتاب کاهشی کمتر از 300g به سر وارد کرد که در محدوده ایمن می باشد.

هدف از این مطالعه بررسی رفتار گذرای یک پیل سوختی اکسید جامد لوله ای با تغییر ناگهانی بار الکتریکی خارجی، با استفاده از مدلسازی عددی پیل می باشد. مدل ارایه شده برای شبیه سازی رفتار گذرای پیل معادلات گذرای جریان، انرژی، بقای اجزای شیمیایی و همچنین معادلات الکتریکی را در یک تک سلول پیل اکسید جامد لوله ای حل کرده و پاسخ زمانی پارامترهای خروجی پیل را با تغییر بار الکتریکی به صورت تغییر پله ای جریان الکتریکی محاسبه می کند. برای شبیه سازی رفتار گذرای پیل ابتدا یک شرایط عملکرد دایم به عنوان شرط اولیه در نظر گرفته شده و سپس با تغییر بار الکتریکی، تغییر زمانی پارامترهای خروجی تا رسیدن به حالت دایم جدید بررسی می شود. نتایج حاصل به طور کلی نشان می دهد که افزایش پله ای جریان الکتریکی باعث کاهش ولتاژ پیل در طول زمان حدود 700 ثانیه برای رسیدن به حالت دایم جدید خواهد شد.

کیفیت اسپری به خواص سیال، شرایط محیطی و نوع پودر کننده بستگی دارد. در این مقاله با استفاده از سیستم (Phase Doppler Anemometer) PDA تاثیر پارامترهای هندسی یک انژکتور پیچشی بر روی اندازه و سرعت قطرات اسپری مورد مطالعه قرار گرفته و با اندازه گیری های انجام یافته مشخص می شود که تغییر هر یک از اندازه های ابعادی انژکتور پیچشی چه تاثیری بر سرعت و اندازه قطرات می گذارد. بدین ترتیب می توان در طراحی و آزمایشهای عملکردی، راهکاری برای انجام اصلاحات در دست داشت و همچنین بانک اطلاعات تدوین شده می تواند برای کالیبراسیون نرم افزارهای طراحی انژکتور مورد استفاده قرار گیرد.