In this research, in order to investigate the effect of the piezoelectric patch which is used as a sensor or actuator in rotating flexible structures such as a helicopter blade, the free vibrations of the rotating Rectangular sheet with and without the piezoelectric patch have been presented. First-order shear deformation theory is considered for plate displacement and piezoelectric field. Considering the effect of Coriolis acceleration, centrifugal acceleration and centrifugal in-plane forces, the equations of motion are derived from Hamilton's principle and the electromechanical couple equation is obtained from Maxwell's equation. For piezoelectric, two electrical conditions, open circuit and closed circuit, which are used in sensors and actuators, respectively, have been considered. The equations are discretized with the help of the numerical method of generalized differential squares and the matrices of inertia mass, eccentricity, Coriolis and stiffness matrix are obtained. Natural frequency values for beam and rotating plate have been compared in Abaqus software. Also, the values obtained from the numerical solution in MATLAB have been verified with articles and ABAQUS, which have high accuracy. The effect of parameters such as hub radius, rotation speed, sheet thickness, aspect ratio, piezoelectric patch thickness and applied voltage on the natural frequency of the system has also been investigated.

یکی از معمول ترین روشهای استهلاک انرژی به ویژه در سدها، استفاده از پرتابه های جامی شکل است. بر اثر ریزش جت و برخورد آن با بستر رودخانه، پدیده آبشستگی رخ می دهد و برای کنترل این پدیده استفاده از ریپ رپ می تواند موثر واقع شود. هدف اصلی این مقاله بررسی پایداری ذرات رسوبی درشت دانه یا ریپ رپ است. برای این منظور، ابتدا معادله کلی شرایط آستانه حرکت و شکست ریپ رپ با استفاده از آنالیز ابعادی و تحلیل پایداری ذره استخراج شد. در این معادلات پارامتر بدون بعد عدد پایداری، که با SN نشان داده می شود به صورت تابعی از متغیرهای دیگر نشان داده شده و سپس با انجام آزمایشهای متعدد در مدل فیزیکی در شرایط هیدرولیکی و با اندازه های رسوب متفاوت، نتایج تحلیل شده است. در این بررسیها تغییرات SN نسبت به تک تک متغیرها بررسی شده و مدلهای خطی و غیر خطی برای پیش بینی شرایط شکست ریپ رپ به دست آورده شده اند. همچنین با انجام آزمایشهایی معیار مناسب مصالح برای جلوگیری از خروج مصالح بستر از فضای بین قطعات ریپ رپ ارایه شده است.

در این پژوهش، فیزیک جریان یک جت مستطیلی تزریق شده به درون جریان هوای موازی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. جریان جت مایع توسط یک انژکتور مستطیلی با ضخامت 0/64 میلیمتر و ضریب منظری 21 تولید شد. این انژکتور به صورت موازی و با استفاده از یک نگهدارنده خاص برای کاهش اثرات اغتشاشی در مرکز اتاقک آزمون تونل باد فروصوت قرار گرفت. به منظور شناسایی فیزیک جریان از روش سایه نگاری و برای ثبت تصاویر از عکسبرداری سرعت بالا استفاده شد. به منظور بررسی و تحلیل فیزیک جریان، آزمایش ها در بازه گسترده ای از شرایط جریان انجام شده و تصاویر آشکارسازی ارائه شده است. در این پژوهش عدد وبر جت و عدد وبر گاز به ترتیب بین 3 تا 120، و 0/2 تا 13 تغییر یافته اند. نشان داده شد که اثرات جریان گاز باعث ایجاد موج های متناوب کمانی شکل بر روی ستون جت مایع می شود که باعث تسریع شکست جت می شوند. همچنین، برای اولین بار رژیم های مختلف جریان شامل رژیم ستونی، ستونی/گرانشی، کمانی، کیسه و ترکیبی شناسایی و معرفی شدند. یک نقشه دسته بندی با متغیرهای عدد وبر گاز و نسبت مومنتوم نیز برای تفکیک این رژیم ها ارئه شد. طول شکست جریان مایع نیز اندازه گیری شد و نتایج آن بر حسب متغیرهای مختلف ارائه شد. نتایج نشان می دهد با افزایش عدد وبر جت سیال در سرعت ثابت جریان گازی، طول شکست افزایش می یابد.

پژوهش حاضر جهت بررسی هم زمان اثر جت آزاد مستطیلی و زبری نیم استوانه ای بر مشخصات پرش هیدرولیکی انجام گرفته است. این پژوهش داخل یک فلوم به شکل یک کانال مستطیلی به طول 10 متر و عرض 30 سانتیمتر انجام گرفت. سپس جت با دبی های 2/3، 2، 5/2 لیتر بر ثانیه با زاویه حداکثر اثر جابه جایی ابتدای پرش و زاویه بدون تغییر ابتدای پرش به انتهای پرش هیدرولیکی وارد گردید. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در زاویه مشخص از برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ گونه جابه جایی در پرش ایجاد نمی شود که این زاویه را به عنوان زاویه بی اثر نامگذاری شد و با افزایش زاویه جت پرش به سمت بالا دست حرکت می کند و از یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالا دست ندارد که این زاویه به عنوان زاویه حداکثر جابجایی نامگذاری گردید تغییر در زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش، طول پرش، عمق ثانویه افت انرژی نسبی و نیروی تنش برشی بستر می گردد استفاده از جت با حداکثر زاویه 145درجه، دبی2/3 لیتر بر ثانیه و کمترین عدد فرود (64/6) جریان و زبری نیم استوانه ای کاهش تا حدود 3/32 درصدی نسبت عمق ثانویه به حالت بدون جت و بستر صاف گردید. به کارگیری جت با زاویه 127 (زاویه بی اثر) درجه، حداکثر عدد فرود (64/9) جریان و زبری نیم استوانه ای موجب کاهش تا 12/0 درصد نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف می باشد. بیشترین میزان کاهش طول پرش (7/34) درصد زمانی رخ می دهد که از جت با زاویه حداکثر و دبی2/3 لیتربرثانیه و در شرایط کمترین عدد فرود (64/6) جریان و بیشترین افزایش درحالت زاویه 70 درجه، حداکثر دبی جت و حداکثر عدد فرود در بستر صاف 16/8 درصد می باشد.

پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر جت آزاد مستطیلی و شیب معکوس بر مشخصات پرش هیدرولیکی انجام گرفته است. این پژوهش داخل یک فلوم به شکل یک کانال مستطیلی به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر انجام شد. جت آزاد با دبی های 2، 5/2 و 2/3 لیتر بر ثانیه با زاویه حداکثر اثر جابه جایی به ابتدای پرش و زاویه بدون تغییر ابتدای پرش به انتهای پرش هیدرولیکی وارد شد. نتایج این پژوهش نشان می دهدکه در زاویه مشخص از برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ گونه جابه جایی در پرش ایجاد نمی شود که این زاویه را به عنوان زاویه بی اثر نامگذاری شد و با افزایش زاویه جت پرش به سمت بالا دست پرش به سمت بالا دست حرکت می کند واز یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالا دست نداردکه این زاویه به عنوان زاویه حداکثر جابجایی نامگذاری گردید تغییر در زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش عمق ثانویه، طول پرش، افت انرژی نسبی و نیروی برشی بستر می شود استفاده از جت با حداکثر زاویه (138درجه) و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه کم ترین عدد فرود (64/6) جریان و شیب 2. 256حداکثر مقدار شیب در آزمایشگاه انجام گرفت موجب کاهش تا حدود 2/56 درصدی نسبت عمق ثانویه نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف گردید به کارگیری جت با زاویه حداقل (78درجه) و دبی 2/3 لیتربرثانیه و بیش ترین عدد فرود (62/9) جریان موجب افزایش 3/15 درصدی نسبت عمق ثانویه نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف شد. حداکثر میزان کاهش طول پرش (7/66 درصد) زمانی رخ می دهد که از جت با زاویه حداکثر و دبی 2/3 لیتر بر ثانیه و در شرایط کم ترین عدد فرود (64/6) جریان و بیشترین شیب (256/2) استفاده گردید.

جریان آب ورودی از روی سدها دارای انرژی بسیار زیادی می باشد که در صورت عدم اتلاف این انرژی، جریان آب عبوری می تواند خسارات جبران ناپذیری را به سد و سازه های پایین دست آن ایجاد نماید. یکی از راه های اتلاف این انرژی اضافی خروج آب به صورت جت های ریزشی به حوضچه های استغراق می باشد. جت های آب ریزشی تا فاصله ای خاص دارای هسته ای متراکم از ذرات آب می باشد که بخش عمده ای از فشار وارده به بستر و دیواره حوضچه ناشی از وجود همین هسته متراکم می باشد. اما پس از طی مسافتی در هوا هسته جت رفته رفته به دلیل نفوذ هوا از حاشیه جت و تلاطم کوچک شده و در نهایت شکسته شده و از بین می رود. در این تحقیق به بررسی اندازه طول شکست جت و پارامتر های موثر بر آن پرداخته شده است. با متوسط گیری از نتایج آزمایشات در قطر های مختلف و ارتفاع ریزش های متفاوت می توان نشان داد که نسبت ارتفاع ریزش به طول شکست جت با افزایش متوسط 32 درصدی عدد فرود آزمایش اول به دوم، به طور میانگین 37 درصد کاهش، با افزایش میانگین 23 درصدی از عدد فرود آزمایش دوم به سوم، در حدود 15 درصد کاهش و در نهایت با افزایش 17 درصدی از عدد فرود آزمایش سوم به چهارم این نسبت 6 درصد افزایش می یابد. پس می توان نتیجه گرفت روند تغییرات طول شکست جت در برابر افزایش دبی( عدد فرود) ثابت نبوده و بعد از رسیدن به یک نقطه کمینه روندی افزایشی پیدا می کند. به علاوه مطابق با تجزیه تحلیل آماری مشخص گردید ضریب گسترش آشفتگی با طول شکست جت در سطح احتمال 01/0 معنی دار است.

بررسی پدیده آب شستگی پایین دست جت ریزشی پیچیده است و عوامل متعدد از جمله مشخصات جریان و رسوب و هم چنین هندسه مجرای عبور جریان بر آن تاثیر گذار است. در تحقیق حاضر، مدل سازی عددی آب شستگی ناشی از جت ریزشی از یک نمونه آزمایشگاهی، توسط نرم افزار SSIIM2 صورت گرفته است. مقدار زبری، مدل انتقال رسوب و مدل آشفتگی با استفاده از آزمون های ضریب تعیین و میانگین قدرمطلق خطا واسنجی گردیده است. نتایج مدل سازی عددی نشان داد که با افزایش عدد فرود جریان، عدد فرود مصالح و ارتفاع ریزش، عمق آب شستگی افزایش می یابد.

پیش بینی آبشستگی و تخمین مشخصات حفره آبشستگی ناشی از جت های خروجی از سازه های هیدرولیکی یکی از موضوعات مهم در مهندسی هیدرولیک است. پارامترهای متعددی نظیر دبی جریان، ارتفاع ریزش جریان، عمق پایاب، قطر ذرات رسوب، دبی رسوب و زمان بر ابعاد حفره آبشستگی ایجاد شده در پایین دست جت های ریزشی موثر هستند. در این تحقیق به بررسی آبشستگی ناشی از جت ریزشی و حاوی رسوب پرداخته شده است. برای انجام آزمایش ها از فلومی به طول 12 متر و عرض 6/0 متر که در انتها به عرض 21/0 متر کاهش یافته، استفاده شد. آزمایش ها با چهار دبی مختلف 4. 27، 7. 48، 11. 78 و 17. 31 لیتر بر ثانیه و دو قطر رسوب 0. 6 و 1. 2 میلیمتر انجام شد. تغییرات زمانی عمق و طول حفره آبشستگی اندازه گیری و تحلیل شد. براساس نتایج، با افزایش دبی رسوب مقدار حداکثر عمق و طول حفره آبشستگی کاهش می یابد. مقدار این کاهش نیز به میزان دبی رسوب در جت، دبی جریان و زمان آزمایش بستگی دارد. اثر پارامترهای بدون بعد بر روی عمق و طول حفره آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت و روابطی برای محاسبه آنها ارایه شد.

از پرتابه های جامی شکل در انتهای سرریز سدهای بلند، به منظور کاهش هزینه ها، در مقایسه با دیگر سازه های مستهلک کننده انرژی، استفاده می شود. آبشستگی ناشی از برخورد جت آب با بستر رودخانه می تواند پایداری سرریز، سد و سازه های مرتبط را به مخاطره بیندازد، ضمن این که تجمع مواد فرسایش یافته می تواند با تغییر رقوم پایاب، بر عملکرد خروجی سدها یا نیروگاه ها تاثیر بگذارد. در این پژوهش برای بررسی پدیده آبشستگی و عوامل موثر بر آن، ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی، روابط کلی برای حداکثر عمق آبشستگی، ارتفاع تپه های بالادست و پایین دست حفره آبشستگی، به صورت تابعی از متغیر های بدون بعد، حاوی پارامتر های شدت جریان، ضخامت جت، ارتفاع ریزش، اندازه ذرات و SN (نسبت مجموع نیروهای محرک به مجموع نیروهای مقاوم در حرکت ذره تحت تاثیر جریان آب) به دست آمده و سپس با انجام آزمایش های متعدد، در شرایط هیدرولیکی مختلف و دانه بندی های مختلف، نتایج مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و مدل های خطی و توانی چند متغیره، برای پیش بینی آنها به دست آمده است. بهترین مدل ها برای برآورد حداکثر عمق آبشستگی، با استفاده از متغیر های بدون بعد از شدت جریان، ارتفاع ریزش، اندازه ذرات و عمق پایاب به دست  آمده و در ضمن متغیر SN رابطه قوی با حداکثر عمق آبشستگی نشان نداده است. برای پیش بینی ارتفاع تپه های بالادست و پایین دست نیز، مدل های چندان قوی  به دست نیامده است. برای بررسی توانمندی مدل های به دست آمده از این پژوهش، مجموعه ای از داده های محققان دیگر نیز جمع آوری و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان داده است که دقت مدل های ارایه شده در این پژوهش بیشتر از مدل های قبلی می باشد.