چاپ سه بعدی بتن در کاربردهای ساختمانی یکی از حوزه های خلاقانه و چالش برانگیز است که دانش ساخت و ساز سنتی را با فناوری های دیجیتال ترکیب می کند. حذف قالب، کاهش هزینه و نیروی انسانی مورد نیاز و چندین مزیت عمده ی دیگر، تمرکز بر این حوزه را بیشتر نموده است. در این صنعت که دارای پتانسیل ویژه ای در ساخت سریع و انبوه، و معماری های پیچیده است، چالش های بسیاری مانند رعایت الزامات رئولوژیکی، پیوند بین لایه، مواد مورد استفاده و تقویت آن ها و رفتار ناهمسانگرد مواد وجود دارد. از گذشته تا به امروز عملکرد سازه های ساخته شده، همواره حاصل تعاملی بین فولاد و بتن بوده است. با توجه به کاربرد های عملی این فناوری ، ساخت موادی سازگار و استفاده از سیستم های تقویت کننده مانند الیاف و آرماتورها و حفظ تعامل مناسب بین آنها از جمله موضوعات مورد توجه محققین در این حوزه می باشند. این مقاله نمونه هایی از روند تحقیقاتی در این حوزه را به همراه تجزیه و تحلیل آن ها، مرور می کند و از آنجا که با هدف معرفی این تکنولوژی و چالش های آن به نگارش در آمده است، زمینه ای الهام بخش را برای آشنایی هر چه بیشتر مخاطبان با اهداف متضاد در تولید بتن مناسب، برای بهبود قابلیت و کیفیت چاپ فراهم می سازد.

در این مقاله اثر هندسه بخش واگرای نازل بر جریان سیال و انتقال حرارت درون نازل همگرا-واگرا به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. شبیه سازی به صورت حل جریان متقارن محوری مافوق صوت درون نازل همگرا-واگرا انجام شده است. شرایط حاکم بر جریان درون نازل در این پژوهش به صورت دوبعدی برای یک جریان آشفته تک فاز و حالت پایا در نظر گرفته شده است. سیال عامل محصولات احتراق سوخت جامد با شرایط گاز ایده آل و تراکم پذیر است. میدان جریان به کمک نرم افزار فلوئنت با فرمول بندی ضمنی شبیه سازی شده است. در این پژوهش دو نازل همگرا-واگرا مورد ارزیابی قرار گرفته که بخش واگرای یک نازل به صورت مخروطی و یک نازل به صورت زنگوله ای شکل است. مقادیر پارامترهای محاسبه شده در شبیه سازی با آزمون های آزمایشگاهی مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی و مقادیر به دست آمده در آزمون تجربی خطا کمتر از 4% است که در حد قابل قبول و مناسبی است. با توجه به نتایج به دست آمده دقت شبیه سازی جریان در نازل ها دارای مقادیر مناسب است.

در این مقاله شبیه سازی تاثیر شکل هندسه نازل و ارتفاع سوزن بر روی افشانه سوخت دیزل با استفاده از نرم افزار فلوینت بررسی شده است. با تغییر شکل نشیمنگاه و فاصله سوزن تا نشیمنگاه در شرایط ثابت، اندازه و محل شکل گیری کاویتاسیون درون نازل تغییر خواهد کرد. به همین دلیل ابتدا به صورت گذرا و با شبکه بندی متحرک و همچنین روش اسکنر-سایور، تاثیر هندسه نازل و فاصله سوزن تا نشیمنگاه بر شکل گیری کاویتاسیون درون نازل دیزل، شبیه سازی شده، سپس با استفاده از نتایج بدست آمده افشانه سوخت با روش تحلیل تصادفی قطره ثانویه شبیه سازی شده است. با هدف افزایش دقت حل مسیله نسبت به مقادیر تجربی و آزمایشگاهی، مراحل بررسی جریان سوخت درون نازل به صورت گذرا حل شده و سپس از نتایج مستخرج در بالادست، به عنوان مقادیر ورودی جریان در پایین دست و افشانه استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر شکل نشیمنگاه و فاصله سوزن، کاویتاسیون و به طبع آن طول نفوذ افشانه چگونه تغییر خواهد کرد.

در این مقاله، تاثیر شکل هندسی و ایجاد خان درون نازل یک انژکتور سوخت روی عملکرد موتور و آلاینده های ناشی از احتراق با استفاده از نرم افزار فایر بررسی شده است. در این راستا ابتدا افشانه حاصل از انژکتور با هندسه های مختلف نازل شبیه سازی شده است. نتایج عددی حاصل نشان می دهند که ایجاد خان درون نازل منجر به افزایش زاویه مخروطی افشانه و بهبود کیفیت اتمیزاسیون سوخت می گردد. در ادامه، احتراق داخل سیلندر یک موتور همراه با انژکتورهای اصلاح شده شبیه سازی و نتایج با داده های موجود مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که نازل دارای خان نسبت به سایر هندسه ها دارای عملکرد مناسب تری می باشد. به این شکل که مصرف سوخت ویژه نسبت به انژکتور استوانه ای حدود 32 درصد کاهش یافته و همچنین مقادیر توان و گشتاور تولیدی بیشتر از 63 درصد افزایش می یابد. همچنین آلاینده هایی مانند اکسیدهای نیتروژن به مقدار 12 درصد کاهش می یابند.

کارخانه های آب شیرین کن، پساب به جای مانده از شیرین سازی آب را مستقیماً به دریا تخلیه می کنند، که بسیار شورتر از آب دریاست و باعث تخریب محیط زیست می شود. استفاده از تخلیه کننده های مناسب، یکی از مهم ترین روش ها برای کاهش آثار زیست محیطی پساب های مذکور است. بیشتر مطالعات انجام شده در این زمینه مربوط به تخلیه ی پساب چگال از نازل دایره یی است. در پژوهش حاضر، برای اولین بار با استفاده از مدل آشفتگی (RNG) εK- به شبیه سازی پساب چگال تخلیه شده از نازل های دایره، مثلث و لوزی پرداخته شده است. پساب به صورت مستغرق مایل و با زاویه ی تخلیه ی 60 درجه نسبت به افق در محیط آبی ساکن و پویا تخلیه شده است. باتوجه به نتایج به دست آمده، هر چه پساب به صورت صفحه یی از نازل خارج شود، ارتفاع صعود بیشینه ی جت و فاصله ی افقی نقطه ی برخورد پساب به زمین کاهش و در مقابل میزان رقیق سازی پساب افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد میزان پخش در لبه ی داخلی جت به دلیل وجود بستر و اثر کواندا، کمتر از میزان پخش در لبه ی خارجی جت است.

در این تحقیق اثر چند نوع مانع غیرمعمول با هندسه های مکعبی، کروی، استوانه ای و مخروطی شکل بر بردار پیشرانش یک میکرو نازل همگرا-واگرا به عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشران به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک نازل همگرا-واگرا در ابعاد کوچک طراحی و ساخته شده است. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل، 2 است. دیواره این نازل برای اندازه گیری تغییرات فشار، مجهز به سوراخ های فشار شده است. همچنین در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک مانع در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازه گیری فشار و همچنین از سیستم سایه نگاری برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل استفاده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایش ها ثابت بوده و برابر 5/5بار است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که بیشترین مقدار انحراف، مربوط به مانع با هندسه مکعبی شکل است که برابر 1/2درجه است. همچنین در هندسه هایی که دارای گوشه های تیز هستند، شوک شکل گرفته قوی تر بوده و به دیواره مقابل برخورد می کند. در این تحقیق شوک شکل گرفته با مانع مکعبی و استوانه ای به دیواره مقابل برخورد کرده اما برای موانع کروی و مخروطی شکل، شوک از دهانه نازل خارج می شود. همچنین این نتایج نشان می دهند که نیروی محوری نازل کاهش بسیار جزیی داشته است.