@article { author = {Abdollahi, M. and Hosseini Abbandanak, Seyyed N. and Amirian, U. and Alizadeh, A.}, title = {Effect of functionalized Graphene Nanoplates on the Mechanical Properties of Vinil Ester/ Glass Fibers Compositete}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {1-14}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9692.3188}, abstract = {In this study, the effect of functionalized graphene nanoplatelets (GNPs) on the mechanical properties of vinyl ester/glass fiber composites was investigated. In order to properly distribute the graphene in the matrix and create a stronger bond between surface modified GNPs, vinyl ester and glass fibers, surface treatment of GNPs was performed using (3-aminopropyl) trimethoxysilane. The nanocomposites with different weight percentages of treated GNPs (0, 0.2, 0.4 and 0.6) were fabricated by hand lay-up method. The nanocomposite with 0.4 wt.% of modified GNPs showed the best mechanical properties. The results of bending test of 0.4 wt.% showed 63 and 28 percent increase in flexural strength and modulus, respetivily compared to composite without GNPs. Also nanocomposite containing 0.4 wt.% surface modified GNPs exhibited 26% and 11% improvement in tensile strength and modulus of elstisty compared to the FMLs containing 0.0 wt.% GNPs, respectively. According to the SEM images, the increase in mechanical properties could be related to the improvement in the adhesion between glass fibers and vinyl ester resin, and also the toughening mechanism of treated GNPs.}, keywords = {Nanocomposite,Vinyl ester,Graphene,Functionalization,mechanical behavior}, title_fa = {تأثیر نانوصفحات گرافن عامل‌دار بر خواص مکانیکی کامپوزیت وینیل استر/ الیاف شیشه}, abstract_fa = {در این پژوهش تأثیر افزودن نانوصفحات گرافن عامل‌دار بر رفتار مکانیکی کامپوزیت‌های وینیل‌ استر/ الیاف شیشه مورد بررسی قرار گرفت. جهت توزیع مناسب گرافن در زمینه و ایجاد پیوند مستحکم‌تر میان گرافن، وینیل‌ استر و الیاف شیشه، سطح گرافن توسط عامل جفت‌کننده تری‌آمینوپروپیل‌تری‌متوکسی‌سیلان عامل‌دار شد. سپس کامپوزیت‌ها به روش لایه‌گذاری دستی با نانوکامپوزیت‌های حاوی درصدهای وزنی 0، 2/0، 4/0 و 6/0 گرافن عامل‌دار ساخته شدند. مطابق نتایج، نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی گرافن عامل‌دار بهترین خواص را نشان داد. طبق نتایج آزمون خمش، نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی در مقایسه با نمونه فاقد گرافن به ترتیب 63 و 28 درصد افزایش در استحکام و مدول خمشی از خود نشان داد. نتایج آزمون‌ کشش به ترتیب 26 و 11 درصد بهبود در استحکام کششی و مدول یانگ را برای نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی گرافن عامل‌دار نسبت به کامپوزیت فاقد گرافن نشان داد. مطابق تصاویر میکروسکوپ الکترونی، افزایش خواص مکانیکی می‌تواند مربوط به بهبود چسبندگی بین پلیمر و الیاف و مکانیزم‌های چقرمه‌سازی در نمونه‌های شامل گرافن‌ عامل‌دار باشد.}, keywords_fa = {نانوکامپوزیت,وینیل‌استر,گرافن,عامل‌دار کردن,رفتار مکانیکی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1987.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1987_037800f2d934850369e843b325670443.pdf} } @article { author = {Saberi NasrAbad, N. and Akbari, D. and Karafi, M. R.}, title = {Application of vibration loading method for non-destructive testing of polymer Material by Means of Laser Shear Interferometry}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {15-26}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.8882.3011}, abstract = {In this paper, shearography or speckle pattern shearing interferometry, which is one of the moders optical and non-contact methods in non-destructive testings (NDT) of materials, is investigated. To this purpose, the workpeace should be subjected to a kind of loading. Some of the conventional loading methods in are relative vacuum loading, thermal loading, and Acoustic Loading. In this paper, The Acoustic loading method has been developed to stimulate and identify the defects. Two methods of thermal loading and Acoustic loading were compared on polyethylene and Teflon pieces with Delamination created behind them, thereafter, The effect of the type of loading on the capability to identify defects, as well as the quality of scanning results, have been examined. The results show that thermal loading requires more time for testing and has relatively low quality. In conclusion, using the Acoustic method not only has accuracy and speed but also the quality of the results has improved significantly for the samples.}, keywords = {Non-destructive Testing,Digital Laser Shearing interferometery,Acoustic Loading,Thermal loading}, title_fa = {به کار گیری روش‌ بارگذاری ارتعاشی در انجام آزمون غیر مخرب قطعات پلیمری به روش تداخل‌سنجی برشی لیزری}, abstract_fa = {در این مقاله روش تداخل‌سنجی لیزری برشی به عنوان یکی از روش‌های نوین در انجام آزمون‌های غیر مخرب با به کارگیری بارگذاری ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته است. روش‌های مرسوم بارگذاری در آزمون شامل بارگذاری به روش خلاء نسبی، بارگذاری حرارتی و بارگذاری با استفاده از امواج صوتی است. در این مقاله روش بارگذاری ارتعاشی غیرتماسی برای تحریک و شناسایی عیوب توسعه یافته است. از این رو، روش مرسوم بارگذاری حرارتی همراه با روش بارگذاری با استفاده از امواج صوتی معرفی شده در این مقاله، بر روی قطعاتی از جنس پلی‌اتیلن سبک و تفلون دارای عیوب ساختگی با یکدیگر مقایسه شده است. همچنین تأثیر نوع بارگذاری بر توانایی شناسایی عیوب و همچنین کیفیت نتایج مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که در نمونههای مورد نظر، بارگذاری حرارتی نیاز به زمان آزمون بیشتری داشته و کیفیت نسبتاً پایینی دارند. درحالیکه با استفاده از روش معرفی شده، علاوه بر مزایایی نظیر سرعت و دقت بالاتر، کیفیت نتایج برای نمونه‌ها بهبود قابل توجهی پیدا کرده است. در نهایت با جمع بندی نتایج حاصله، محدوده شناسایی و پارامترهای مناسب در این روش معرفی شده است.}, keywords_fa = {آزمون غیر مخرب,تداخل سنجی برشی لیزری,بارگذاری ارتعاشی,بارگذاری حرارتی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1988.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1988_d23d12f30c42e72322190d7c9edad340.pdf} } @article { author = {Taghizade Anvar, A. A. and Mohammadi, H.}, title = {Designing of a High Sensitivity Graphene Mass Sensor for Measuring Different Mass Distributions Based on Nonlinear Frequency Shift}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {27-40}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9359.3118}, abstract = {Graphene Sheets are used in this paper to design a high-sensitivity mass sensor. For this purpose, the nonlinear vibrations of carbon nanoplates on the Winkler and Pasternak foundation are investigated for use as a mass sensor. Kirchhoff's nonlocal plate theory is used to model the sensor's nanoplate, and the effect of concentrated masses on the arbitrary points of the plate is considered, then the Galerkin method is used to transform the partial governing equation into the ordinary differential equation. Next, the nonlinear frequency response of the system is obtained by the series method with multiple time scales. The nonlocal parameter that plays an important role in the behavior of the nano system is determined by comparing the results with other studies, and the natural frequency of the carbon nanoplate is verified with the molecular dynamic results. The dimensions of the nanoplate and the characteristics of the foundation used are such that the designed sensor is capable of detecting a single mass in the nanoplate center with five zeptograms. This ability to detect in different mass configurations has also been investigated and compared.}, keywords = {Nonlinear vibrations,mass distribution,mass sensor,graphene sheet,nonlocal elasticity}, title_fa = {طراحی حسگر جرمی گرافن با حساسیت بالا در سنجش چینش‌های مختلف جرمی بر اساس جابه‌جایی فرکانس غیرخطی}, abstract_fa = {در این مقاله از صفحه گرافن برای طراحی حسگر جرمی با حساسیت بالا استفاده می شود. برای این منظور، ارتعاشات غیر خطی نانوصفحه کربنی بر بستر وینکلر و پسترناک، جهت استفاده به عنوان حسگر جرمی بررسی می گردد. برای مدلسازی نانو صفحه حسگر، از نظریه صفحه غیر موضعی کیرشهف استفاده می شود و اثر جرم های متمرکز واقع بر نقاط دلخواه از صفحه درنظر گرفته می شود، سپس از روش گالرکین جهت تبدیل معادله پاره ای حاکم به معادله دیفرانسیل معمولی استفاده می گردد. در مرحله بعد، از روش سری با مقیاس های زمانی چندگانه، پاسخ فرکانسی غیرخطی سیستم بدست می آید. پارامتر غیرموضعی که نقش مهمی در رفتار نانو سیستم دارد، از طریق مقایسه نتایج کار با پژوهش های دیگر، تعیین می شود و فرکانس طبیعی نانوصفحه کربنی با نتایج دینامیک مولکولی صحت سنجی می گردد. ابعاد نانوصفحه و مشخصات بستر مورد استفاده به گونه ای انتخاب می شود که حسگر طراحی شده، قابلیت تشخیص تک جرم در مرکز نانوصفحه با مقدار پنج زپتو گرم را داشته باشد. قابلیت تشخیص جرمی در چینش های مختلف جرمی نیز بررسی و با یکدیگر مقایسه خواهند شد.}, keywords_fa = {ارتعاشات غیرخطی,جرم گسترده,حسگر جرم سنج,نانوصفحه کربنی,نظریه غیرموضعی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1989.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1989_bc3fe2eb9d9e7af1ea3786f88cedd517.pdf} } @article { author = {Salehi, M. S. and Silani, M. and Akbarzadeh, S.}, title = {Finite Element Simulation and Analysis of Deposition Process and Thermal Loading on Thermal Barrier Coatings}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {41-51}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9591.3167}, abstract = {The need for a high-temperature operation to increase efficiency has led to the use of protective coatings called Thermal Barrier Coatings (TBCs) to protect turbine equipment against destructive conditions and relatively high thermal loads. However, the coatings themselves are also gradually affected by these destructive conditions. In the present study, based on the microstructural characteristics of thermal barrier coatings, first, the modeling of the deposition process and the fabrication of these coatings was done using the finite element method. In this modeling, the deposition process of TBCs for studying the thermal and mechanical behavior of these coatings simulated. Then the temperature field and the residual stresses obtained during and after the deposition process and cooling to ambient temperature has been studied. Subsequently, by applying thermal loading and simulating the actual working conditions of the turbine, the thermal and mechanical behavior of TBCs was evaluated in working conditions and the distribution of the temperature and stress field in the system was calculated. The results show that the maximum residual stress after cooling is at the interface between the substrate and the bond coat. The obtained results and the accuracy of the proposed model validated by experimental reports.}, keywords = {Thermal barrier coatings,Finite Element Method,Deposition process,Residual stress}, title_fa = {شبیه‌سازی و تحلیل لایه‌نشانی و بارگذاری حرارتی پوشش‌های سدّ حرارتی}, abstract_fa = {لزوم عملکرد توربین‌های گازی در دمای کاری بالا به منظور افزایش بهره‌وری، منجر به استفاده از پوشش‌هایی محافظتی به نام پوشش‌های سدّ حرارتی جهت محافظت از تجهیزات داخل توربین در برابر بارگذاری‌های حرارتی نسبتاً شدید شده است. اما خود این پوشش‌ها نیز تحت تأثیر این شرایط مخرب، پس از مدتی از بین می‌روند. در پژوهش حاضر بر اساس مشخصات ریزساختاری پوشش‌های سدّ حرارتی، مدل‌سازی فرآیند ساخت و ایجاد این پوشش‌ها به کمک روش اجزاء محدود انجام گرفت. در این مدل‌سازی ابتدا فرآیند ساخت و ایجاد این پوشش‌ها به منظور بررسی رفتار ترمومکانیکی این پوشش‌ها و به دست آوردن میدان دمایی و تنش پسماند موجود در آن‌ها در حین فرآیند ساخت و پس از پایان آن و خنک‌سازی تا دمای محیط، شبیه‌سازی شده است. سپس با اعمال بارگذاری حرارتی و شبیه‌سازی شرایط کاری واقعی توربین، رفتار حرارتی و مکانیکی این پوشش‌ها در شرایط کاری ارزیابی گردیده و توزیع میدان دما و تنشِ موجود در سیستم محاسبه شدند. برخلاف ساده‌سازی‌های انجام گرفته در کارهای پیشین و نادیده گرفتن فرآیند ایجاد پوشش‌ها، این پژوهش روشی برای مدل‌سازی فرآیند پاشش حرارتی و مطالعه‌ی رفتار ترمومکانیکی این پوشش‌ها از ابتدای فرآیند تولید تا پایان آن و سپس اعمال بارگذاری و شبیه‌سازی شرایط کاری توربین ارائه می‌کند. نتایج به دست آمده نشان می-دهد که تنش پسماند بیشینه پس از خنک‌سازی، در سطح مشترک بین زیرلایه و پوشش‌ میانی قرار داشته و مقدار آن نیز در محدوده‌ی نتایج گزارش شده در کارهای تجربی است}, keywords_fa = {پوشش‌های سدّ حرارتی,روش اجزاء محدود,لایه‌نشانی,تنش پسماند}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1990.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1990_fa8fc2b09df594e192d46be78c8fa034.pdf} } @article { author = {Nikoei, S. and Hassani, B.}, title = {Static analysis of laminated composite smart shells with considering the effect of the shear piezoelectric actuator using the isogeometric approach}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {53-66}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9453.3132}, abstract = {Investigation of effects of the piezoelectric shear actuator on the static response of cross-ply laminated composite smart shells by using the isogeometric approach is the subject of this paper. In the analysis of laminated smart shells, the Mindlin-Reissner theory (first-order shear deformation theory) is used. The isogeometric approach has here been employed that utilizes the Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS) of various orders to approximate the variables defining the geometry of smart shell as well as the unknown functions. In this research, the effect of different boundary conditions on structural transverse deformation by applying electric field has been studied. In the considered cases, smart shells possess two simply supported parallel edges while the other two edges are considered as a combination of free, clamped or simple supports. Also, study of the shear effects of the piezoelectric actuator on various factors, including the radius of curvature of the shell as well as the simultaneous mechanical and electrical loadings are amongst the objects of this article. To demonstrate the efficiency and accuracy of the isogeometric approach in the study of shear effects of the piezoelectric actuators, several numerical examples are presented and the obtained results indicate the desirability of the proposed approach.}, keywords = {Piezoelectric shear actuator,Composite shells,Isogeometric approach,Reissner-Mindlin theory,Static analysis}, title_fa = {تحلیل استاتیکی پوسته‌های کامپوزیتی چندلایه هوشمند با در نظر گرفتن اثر برشی عملگر پیزوالکتریک با استفاده از روش ایزوژئومتریک}, abstract_fa = {تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاش آزاد پوسته‌های با شکل دلخواه چندلایه کامپوزیتی بر اساس روش تحلیل ایزوژئومتریک و با در نظر گرفتن تغییرشکل‌های برشی موضوع این مقاله است. در روش ایزوژئومتریک به کار رفته در این تحقیق از توابع پایه غیریکنواخت کسری بی- اسپلاین (نربز) از مرتبه‌‌های مختلف برای تعریف هندسه پوسته و نیز تقریب‌زدن متغیرهای مجهول استفاده شده است. برای احتساب تغییرشکل‌های برشی از نظریه برشی مرتبه اول یا نظریه رایزنر- میندلین استفاده شده است. در روش پیشنهادی علاوه بر سه درجه آزادی مربوط به جابجایی برای تعریف دو درجه آزادی چرخشی مستقل و همچنین به‌منظور محاسبه دقیق بردار نرمال سطح میان پوسته از مفهوم نقاط مهار استفاده شده است. همچنین در تحلیل پوسته‌های چندلایه از نظریه تک‌لایه معادل استفاده شده است. از آنجا که بررسی کارایی و دقت روش تحلیل ایزوژئومتریک در حل پوسته‌های با شکل دلخواه چندلایه کامپوزیتی جزو اهداف اصلی این مقاله است، مثال‌های متعدد عددی آورده شده و با سایر منابع موجود مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده مؤید دقت مطلوب و کارایی روش پیشنهادی است.}, keywords_fa = {عملگر برشی پیزوالکتریک,پوسته‌های کامپوزیتی,روش ایزوژئومتریک,نظریه میندلین- رایزنر,تحلیل استاتیکی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1991.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1991_103c20960a6bef89e3f64a4624d199d9.pdf} } @article { author = {Sepehry, N. and Ehsani, M. and Shamshirsaz, M. and Sadighi, M.}, title = {Online health monitoring of marine structures using electromechanical impedance spectroscopy: A simulation approach}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {67-76}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9723.3195}, abstract = {Electromechanical impedance (EMI) spectroscopy is categorized as an online and real-time structural health monitoring methods. Taking advantage of the simultaneous actuation/sensing characteristics of piezoelectric patches to excite the host structure in high-frequency ranges, as well as recording the dynamic signature, enables the EMI to identify incipient damages. Marine structures are often exposed to a variety of environmental damage, including corrosion which necessitates the use of structural health monitoring methods in their maintenance programs. This study aims to investigate the possibility of using EMI spectroscopy to detect damage in marine structures. In this regard, a multi-physics finite element simulation was used to model the vibration of a submerged beam and extract the EMI spectrum. To validate the model, the first 5 eigenfrequencies of transverse vibration in water are compared with the existing experimental results. Next, the variation of the EMI of a pristine submerged was investigated at three different depths. Finally, a corrosion defect was applied to the beam to study the potential of damage detection in the fluid medium. The monotonic behavior of the root mean square deviation damage index indicates its adequacy for damage identification in submerged structures.}, keywords = {Electromechanical Impedance Method,Marine Structures,Structural Health Monitoring,Corrosion. FEM}, title_fa = {شبیه‌سازی پایش سلامت برخط سازه‌های دریایی با استفاده از روش امپدانس الکترومکانیکی}, abstract_fa = {روش امپدانس الکترومکانیکی ازجمله روش‌های برخط پایش سلامت سازه به شمار می‌رود. بهره‌گیری از وصله‌های پیزوالکتریک برای تحریک فرکانس‌ بالای سازه میزبان ، منجر به تشخیص عیوب‌ ریز می‌شود. از طرفی، انواع آسیب‌های محیطی از قبیل خوردگی منجر به ازکارافتادگی سازه‌های دریایی می‌شوند. بنابراین پایش سلامت این سازه‌ها به‌منظور بهینه‌سازی فرایند تعمیر و نگهداری آن‌ها ضروری است. هدف از تحقیق حاضر بررسی امکان استفاده از روش امپدانس الکترومکانیکی جهت شناسایی آسیب در سازه‌های دریایی است. در این راستا از یک شبیه‌سازی المان محدود چند فیزیکه وابسته برای مدل‌سازی نحوه ارتعاشات دائمی یک تیر مغروق در سیال و استخراج امپدانس الکترومکانیکی استفاده شد. جهت صحه‌گذاری مدل توسعه داده‌شده، ۵ فرکانس طبیعی اول ارتعاش عرضی تیر در سیال آب با نتایج تئوری موجود مقایسه شد. در ادامه، امپدانس الکترومکانیکی تیر سالم در سه عمق مختلف از آب استخراج و با حالت تیر قرار داده‌شده در هوا مقایسه شد. درنهایت، قابلیت شناسایی آسیب در سیال آب توسط روش امپدانس الکترومکانیکی، با شبیه‌سازی آسیب خوردگی با ابعاد مختلف موردبررسی قرار گرفت. تغییرات یکنوای شاخص آسیب مجذور میانگین مربعات خطا در هر دو محیط، نشان از قابلیت مناسب آن در شناسایی و پیش‌بینی آسیب دارد.}, keywords_fa = {امپدانس الکترومکانیکی؛ سازه‌های دریایی؛ پایش سلامت سازه؛ خوردگی,روش المان محدود}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1992.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1992_57962e8f4abc80c9ab145c56bcd7396d.pdf} } @article { author = {Fayez, M. S. and Davar, A. and Eskandari Jam, J. and Heydari Beni, M.}, title = {Free Vibration Analysis of Carbon Nanotube Grid Composite Cylindrical Shell with First-Order Shear Deformation Theory}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {77-96}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9339.3115}, abstract = {In this paper, the free vibrations of a composite cylindrical grid shell reinforced with carbon nanotubes are investigated. Equilibrium equations are derived based on first-order shear deformation theory. The orientation of carbon nanotubes is assumed to be uniaxial in the direction of the assumed thickness and the elastic modulus of the polymer composite reinforced with carbon nanotubes is calculated using the Rule of mixture. In order to achieve the stiffness parameter equivalent to the shell of grid cylinders, Smeared method has been used to suppress the effect of ribs. Abaqus software and valid references have been used to validate the obtained results. According to the results, the presence of peripheral ribs in the structure increases the frequency and reduces the radial displacement. Also, the thickness and angles of the ribs are important in improving the frequency and the presence of carbon nanotubes plays an important role in strengthening the structure and Increases the frequency and decreases the radial displacement due to the applied load.}, keywords = {Composite cylinder,Grid structure,Carbon Nanotubes,Vibrations}, title_fa = {تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته‌ استوانه‌ای مشبک کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول}, abstract_fa = {در این مقاله، ارتعاشات آزاد پوسته استوانه ای مشبک کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات تعادل بر اساس تئوری برشی مرتبه اول استخراج شده است. جهت‌گیری نانولوله‌های کربنی به صورت تک محوره در راستای ضخامت فرض شده و مدول الاستیک کامپوزیت پلیمری تقویت شده با نانولوله‌های کربنی با استفاده از روش جمع آثار محاسبه می‌گردد. به منظور دستیابی به پارامتر سفتی معادل پوسته استوانه‌ای مشبک از روش آغشته سازی، جهت برهم نهی اثر ریب‌ها استفاده شده است. برای صحت سنجی نتایج به دست امده از نرم افزار آباکوس و مراجع معتبر استفاده شده است. مطابق نتایج به دست آمده حضور ریب‌های محیطی در سازه باعث افزایش فرکانس و کاهش جابجایی شعاعی می‌شود، همچنین ضخامت و زوایای ریب نیز در بهبود فرکانس مهم می‌باشند و نیز حضور نانولوله-های کربنی نقش به سزایی در تقویت سازه و افزایش فرکانس و کاهش جابجایی شعاعی در اثر بار وارده را دارد.}, keywords_fa = {استوانه کامپوزیتی,سازه‌های مشبک,نانولوله‌های کربنی,ارتعاشات}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1993.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1993_8c8abcfe095d9add8f39f21882983327.pdf} } @article { author = {Mirnezhad, N. and Amiri-Jaghargh, A.}, title = {The study of the effects of triangular roughness on the thermal creep flow in Knudsen pumps with DSMC method}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {97-109}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9825.3208}, abstract = {In this study, the effects of wall roughness on the flow parameters in Knudsen pumps are investigated using the particle-based direct simulation Monte Carlo method. For this purpose, the thermal creep flow in a microchannel with a linear temperature gradient on the walls is solved in a wide range of Knudsen numbers (0.1 ≤ Kn ≤ 10). The roughness is modeled as triangular elements on the walls. A comprehensive study is done on the geometrical parameters of the roughness, including height (0 ≤ε≤10), aspect ratio (1 ≤ξ≤3), and the distance of the elements (1 ≤χ≤5). Evaluation of the results indicates that the mass flow rate of the thermal creep flow in rough channels, no matter how small the roughness, has a significant reduction compared to the smooth channel. For example, a reduction of 26% is observed for a tinny roughness of ε=1.25%. It is also observed that the aspect ratio and the distance of the rough elements do not have a significant effect on the flow parameters in the studied range.}, keywords = {Triangular Roughness,Thermal Creep Flow,Direct Simulation Monte Carlo (DSMC),Rarefied Flow,Knudsen Pump}, title_fa = {بررسی اثر زبری مثلثی بر جریان خزش حرارتی درون نودسن پمپ‌ها به روش شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو}, abstract_fa = {در این مطالعه اثر زبری دیواره بر پارامترهای جریان درون نودسن پمپ‌ها، با استفاده از روش ذره-مبنای شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو بررسی شده است. به این منظور با اعمال شیب دمای خطی بر دیواره‌های یک میکروکانال، جریان خزش حرارتی حاصله در گستره وسیعی از عدد نودسن (0.1≤ Kn≤10 ) حل شده است. زبری به صورت زائده‌هایی مثلثی شکل روی دیواره مدل‌سازی شده است. مطالعه جامعی روی پارامترهای تعیین‌کننده هندسه زبری صورت پذیرفته است که شامل ارتفاع زبری (10 ≤ε≤ 0)، نسبت منظری زبری (3 ≤ξ≤ 1) و گام زبری (5 ≤χ≤ 1) می‌شود. بررسی نتایج گویای آن است که دبی جرمی جریان خزش حرارتی در کانال‌های زبر، هرقدر هم که زبری کوچک باشد، کاهش قابل توجهی نسبت به کانال صاف دارد؛ به نحوی که برای زبری نسبی 25/1 ε= کاهش 26 درصدی دبی جرمی در مقایسه با کانال صاف مشاهده می‌شود. همچنین ملاحظه شد نسبت منظری و فاصله المان‌های زبری، در محدوده مطالعه شده، تاثیر قابل توجهی بر پارامترهای جریان ندارند.}, keywords_fa = {زبری مثلثی,جریان خزش حرارتی,شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو,جریان رقیق‌شده,نودسن پمپ}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1994.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1994_a7ba94b015b6c49d02755edd41965944.pdf} } @article { author = {Asadizadeh, N. F. and Jalali, A. and Hosseini Farrash, Seyyed M.}, title = {Superharmonic resonance analysis of a grid stiffened truncated conical shell subjected to external transverse force}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {111-123}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9449.3134}, abstract = {In this research, secondary superharmonic frequency analysis of a truncated conical shell, reinforced with stringer and ring stiffeners, under external load is presented. The stiffened shell is subjected to the transverse harmonic external load and the nonlinear governing equations of motion are extracted. Using Donnell-Mushtari-Vlasov theory and Airy stress function, the governing differential equations of motion, which are a system of coupled nonlinear partial different equations, are obtained. The nonlinear Galerkin method along with homotopy perturbation method (HPM) have been applied to solve the equations of motion. A parameter study is performed to show the effects of the various parameters, such as conic apex angle, thickness of the shell, number of rings and stringers, on the frequency responses of secondary resonances. Based on the results, increase of the number of stringers and increase of the shell thickness cause a deviation of frequency response to the right which indicates an increase in the amount of the rigidity of the structure. Further, increase of the number of rings leads to the deviation of frequency response to the left which reveals the reduction in the value of the rigidity of the stiffened shell.}, keywords = {Nonlinear Vibration,Secondary resonance,Truncated conical shell,Homotopy perturbation method}, title_fa = {تحلیل رزونانس مافوق ‌هارمونیک پوسته جدار نازک مخروطی ناقص تقویت‌شده با سازه مشبّک تحت تحریک نیروی خارجی عرضی}, abstract_fa = {در این مقاله رزونانس‌ ثانویه مافوق ‌هارمونیک پوسته‌ی مخروطی ناقص جدار نازکی با تقویت‌کننده‌های رینگی و طولی که به‌صورت مشبّک نسبت به هم قرارگرفته‌اند، مطالعه شده است. نیروی هارمونیک به‌صورت عرضی بر پوسته وارد شده و معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت پوسته استخراج گردیده است. معادلات حاکم، با استفاده از تئوری غیرخطی پوسته‌های نازک دانل-مشتری- ولاسف، با استفاده از تابع تنش ایری به‌صورت دو معادله‌ی کوپل بهدست آمده است. برای حل این دو معادله‌ی کوپل از روش گالرکین غیرخطی استفاده شده و پس از ساده‌سازی، معادله‌ی زمانی به‌دست‌آمده، از روش هموتوپی پرتوربیشن حل گردیده است. با حل این معادله، رزونانس‌ ثانویه مخروط به‌صورت پاسخ فرکانسی بهدست آمده و نمودارهای پاسخ فرکانسی برای رزونانس‌ مافوق ‌هارمونیک رسم و بررسی شده است. درنهایت تأثیر پارامترهای مختلف که شامل تغییر تعداد تقویت‌کننده‌های طولی، تغییر تعداد تقویت‌کننده‌های رینگی، تغییر ضخامت پوسته و تغییر زاویه رأس پوسته مخروطی می‌باشد، مطالعه شد. نتایج تحلیل حاکی از آن است که در سازه مذکور، افزایش تعداد تقویت‌کننده‌های طولی و افزایش ضخامت پوسته، باعث انحراف بیشتر نمودار پاسخ فرکانسی به سمت راست شده که بیانگر صلبیت بیشتر سازه است؛ اما افزایش تعداد تقویت‌کننده‌های رینگی، باعث انحراف بیشتر نمودار پاسخ فرکانسی به سمت چپ گردیده است که بیانگر کاهش سخت‌شوندگی پوسته تقویت‌شده می‌باشد.}, keywords_fa = {ارتعاشات‌ غیرخطی,رزونانس‌ ثانویه,پوسته‌ی مخروطی ناقص,روش هموتوپی پرتوربیشن}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1995.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1995_6412e2295e8cddebc0c522f89abd5d90.pdf} } @article { author = {Aeini, M. and Mirzababaie Mostofi, T. and Sayah Badkhor, M. and Babaei, H.}, title = {A study on the ballistic performance of single-layered and multi-layered structures impacted by spherical rigid projectile: experimental investigation and modelling}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {125-143}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9302.3101}, abstract = {In the current study, an experimental investigation and modelling of the large plastic deformation of single-layered and multi-layered metallic targets made of either aluminum alloy or mild steel or a combination of these materials impacted by a rigid spherical projectile were presented. To conduct experiments, eight different layering configurations were considered under various impact velocities from 42 to 158 m/s. Also, the modeling of this process was employed by the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System using a multi-objective design of the genetic algorithm by dividing data into two parts, training and prediction sets. To improve the ability of the system, the genetic algorithm was used for the optimal design of Gaussian membership function parameters in the antecedent part, and the singular value decomposition method was employed for calculation of linear coefficient vectors in the consequent part. The procedure of optimal designing and modeling was performed by considering three membership functions for each of the three experimental inputs. The accuracy of proposed model was assessed by the coefficient of determination and root-mean-square error for training and prediction data sets.}, keywords = {Dynamic performance,Rigid projectile,Multi-layered structure,Modelling,Metallic target}, title_fa = {مطالعه‌ای بر عملکرد بالستیکی ساختارهای تک‌لایه و چندلایه فلزی تحت ضربه پرتابه کروی صلب: بررسی تجربی و مدل‌سازی}, abstract_fa = {در مقاله حاضر، به بررسی تجربی و مدل‌سازی تغییر شکل پلاستیک ورق‌های تک‌لایه و چندلایه فلزی آلومینیومی، فولادی و یا ترکیبی از فولاد و آلومینیوم تحت ضربه پرتابه کروی صلب پرداخته‌شده است. برای انجام آزمون‌های تجربی، هشت نوع لایه‌بندی مختلف در نظر گرفته شد و نمونه‌ها در محدوده سرعت 42 تا 158 متر بر ثانیه تحت ضربه پرتابه قرار گرفتند. همچنین، مدل‌سازی این فرآیند با استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی با بکار بردن الگوریتم ژنتیک در طراحی بهینه چند هدفی با تقسیم داده‌ها به دو بخش داده‌های آموزش و پیش‌بینی به‌کار برده شد. به منظور ارتقا عملکرد سیستم عصبی- فازی، از الگوریتم ژنتیک در طراحی بهینه پارامترهای توابع عضویت گوسی در بخش ورودی و روش تجزیه مقادیر ویژه برای محاسبه بردار ضرایب خطی در بخش نتایج استفاده شد. روند طراحی بهینه و مدل‌سازی با در نظر گرفتن تعداد 3 تابع عضویت برای هریک از 3 داده آزمایشگاهی ورودی انجام شد. سنجش دقت مدل پیشنهادی با استفاده از ضریب تعیین و میانگین مجذور مربعات خطای داده‌های آموزشی و پیش‌بینی مورد ارزیابی قرارگرفت.}, keywords_fa = {عملکرد دینامیکی,پرتابه صلب,ساختار چندلایه,مدل‌سازی,هدف فلزی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1996.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1996_ec71f59fe80d99f45d46d3f399e1fcd0.pdf} } @article { author = {Forooghi, A. and Ebrahimi Mamaghani, A.}, title = {Parametric dynamical investigation of axially graded spinning tubes conveying fluid by considering scale effects}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {145-163}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9649.3180}, abstract = {In order to improve the performance of bi-gyroscopic systems, the vibrations and stability of an axially graded whirling nanotube containing fluid under an axial force have been studied numerically and analytically based on the nonlocal strain gradient theory. Also, a detailed parametric study has been performed to explain the effect of various key factors such as the type of material distribution and size-dependent parameters on the divergence and flatter of the system. Meanwhile, a comparative study has been performed to evaluate existing theories in the field of modeling of nanofluidic systems. It is assumed that the material characteristics of the system change according to the power-law along a longitudinal direction. To correct formulate the system, the slip condition is considered. Using the Laplace transform and the Galerkin discretization technique, the size-dependent governing equations of the system have been solved. In addition, an analytical method has been used to identify system instability thresholds. Vibrational configuration, Campbell diagrams, and system stability maps were tested, and for the first time in this paper, it is demonstrated that by adjusting correctly the axial graded of the material, the dynamic evolution process of the system can be changed. Also, it has been concluded that unlike nonlocal and density gradient parameters, by increasing the strain gradients and elastic modulus gradients, stability areas can be expanded and the destabilizing effects of compressive axial load can be reduced.}, keywords = {Axial graded materials,Nanotubes conveying whirling fluid,Nonlocal strain gradient theory,Dynamical structure,Divergence and flutter analysis}, title_fa = {مطالعه پارامتریک دینامیکی لوله‌های چرخان مدرج محوری حامل سیال با درنظرگیری اثرات اندازه}, abstract_fa = {باهدف بهبود عملکرد سیستم‌های بایژیروسکوپیک، ارتعاشات و پایداری یک نانولوله حامل سیال مدرج محوری تابعی چرخان تحت یک بارمحوری براساس تئوری گرادیان کرنش غیرمحلی، عددی و تحلیلی مطالعه شده است. همچنین، یک تحقیق پارامتریک مفصل به‌منظور توضیح اثر فاکتورهای کلیدی مختلف مانند نوع توزیع مواد و پارامترهای وابسته به‌اندازه بر مرزهای کمانش و فلاتر سیستم انجام‌شده است. ضمنا، یک مطالعه مقایسه‌ای برای ارزیابی تئوری‌های موجود در زمینه مدل‌سازی سیستم‌های نانوفلوییدیک انجام شده است. فرض شده است مشخصات مادی سیستم در راستای طولی بر طبق قانون توانی تغییر می‌کنند. برای فرموله کردن صحیح سیستم، شرط لغزش در نظر گرفته‌شده است. با استفاده از تبدیل لاپلاس و تکنیک گسسته سازی گالرکین، معادلات وابسته به‌اندازه حاکم بر سیستم حل‌شده‌اند. ضمناً، یک روش تحلیلی نیز برای شناسایی آستانه‌های ناپایداری سیستم به‌کاربرده شده است. پیکره بندی ارتعاشاتی، نمودارهای کمپبل و نقشه‌های پایداری سیستم آزموده شدند و برای اولین بار در این مقاله نشان داده‌شده است که با تنظیم صحیح درجه‌بندی محوری مواد می‌توان روند تکاملی دینامیکی سیستم را تغییر داد. همچنین، نتیجه شده است که برعکس پارامترهای غیرمحلی و گرادیان چگالی، با افزایش پارامترهای گرادیان کرنش و گرادیان مدول الاستیک می‌توان محدوده‌های پایداری را گسترش داد و اثرات ناپایدارکننده نیروی محوری فشاری را تقلیل داد.}, keywords_fa = {مواد مدرج محوری,نانولوله حامل سیال چرخان,تئوری گرادیان کرنش غیرمحلی,دینامیک سازه,تحلیل کمانش و فلاتر}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1997.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1997_d014bf1fad6d53bd342e30b1f2de68c1.pdf} } @article { author = {Vahdati, M.}, title = {Statistical analysis and optimization of parameters affecting the hardness of butt joint cross-section of Al7075 produced by FSW and SFSW using RSM and desirability approach}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {165-180}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9476.3136}, abstract = {The thermal cycles involved in friction stir welding (FSW) cause softening in the joint. This phenomenon generally occurs in heat-treatable aluminum alloys leading to decrease in mechanical properties. Submerged friction stir welding (SFSW) has been developed to overcome this limitation. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075-T6 alloy using FSW process. To this end, the RSM was selected as the experiment design technique. So, the factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, statistical analysis and optimization of variables affecting the hardness of cross-sections was performed. In attention to the high value of desirability function (0.976), it could be found that the procedure of optimization has well fulfilled the pre-determined target. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test. Afterward, the butt joints were produced using SFSW based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of experimental data, confirmed the accuracy of regression equation. Furthermore, it is shown that the final model can predict the MHD parameter with an error less than 5%. Also, the linear terms of the tool shoulder diameter and tool rotational speed are effective on the hardness of cross-sections of the underwater welded joints.}, keywords = {Statistical Analysis,Optimization,Hardness,Friction stir welding,response surface methodology}, title_fa = {تحلیل آماری و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر سختی مقطع عرضی اتصال لب به لب آلیاژ Al7075 حاصل از فرآیندهای FSW و SFSW با استفاده از روش رویه پاسخ و تابع مطلوبیت}, abstract_fa = {تأثیرات ناشی از سیکل‌های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) منجر به نرم‌شدگی اتصال می‌شود. این پدیده عموماً در آلیاژهای عملیات حرارتی‌پذیر آلومینیوم رُخ می‌دهد و منجر به کاهش خواص مکانیکی اتصال می‌شود. به منظور غلبه بر این محدودیت، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب (SFSW) توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از فرآیند FSW، اتصالات لب به لب از آلیاژ Al7075-T6 تولید شدند‌. بدین‌منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر سختی مقاطع عرضی اتصالات به انجام رسید. با توجه به مقدار بالای تابع مطلوبیت (976/0)، می‌توان دریافت که روند بهینه‌‌سازی به طور موفقیت‌آمیزی، هدف از پیش تعیین‌شده را به صورت مناسب و مطلوب، محقق نموده است. علاوه بر این، شرایط بهینه با اجرای آزمون صحه‌گذاری، به تأیید رسید. سپس با استفاده از فرآیند SFSW و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند‌. نتایج تحلیل داده‌های حاصل از آزمون‌های تجربی، صحت و دقت معادله رگرسیون را مورد تأیید قرار داد و نشان داد که مدل نهایی می‌تواند پارامتر MHD را با خطای کمتر از 5% پیش‌بینی کند. همچنین، عبارات خطی از متغیرهای قطر شانه ابزار و سرعت دورانی ابزار بر سختی مقاطع عرضی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند.}, keywords_fa = {تحلیل آماری,بهینه‌سازی,سختی,جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی,روش رویه پاسخ}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1998.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1998_6b7ebcc6f5dae5daab32ae0d2ffe699a.pdf} } @article { author = {Mamandi, A. and Mirzaei ghaleh, M.}, title = {Nonlinear Vibration of a Microbeam on a Winkler Foundation and Subjected to an Axial Load using Modified Couple Stress Theory}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {181-194}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9641.3174}, abstract = {In this paper, nonlinear vibration analysis of a microbeam on Winkler type of foundation and subjected to an axial compressive load on its both ends is investigated. The partial differential governing equation of motion in transverse direction for the Euler-Bernoulli microbeam considering the Hook’s law based on the couple stress theory and applying the Hamilton principle is derived. Using Galerkin method, the partial differential equation of vibration in lateral direction is converted to an ordinary differential equation and then is analytically solved using the He’s nonlinear method to obtain frequency response of the microbeam. Effect of changes of various parameters such as geometrical size scale of microbeam, stiffness of Winkler foundation and axial compressive load on the nonlinear and linear natural frequencies are all investigated. It is seen that by increasing the axial compressive load, the dimensionless ratio of nonlinear frequency to linear frequency increases and the value of this ratio for the pinned-pinned microbeam is greater than the one for a clamped-clamped microbeam.}, keywords = {Nonlinear Vibration,Microbeam,Winkler Foundation,Compressive Axial Load,modified couple stress theory}, title_fa = {ارتعاشات غیرخطی میکروتیر بر روی بستر وینکلر و تحت بار محوری با استفاده از نظریه تنش کوپل اصلاح شده}, abstract_fa = {در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروتیر بر روی بستر وینکلر و تحت تاثیر بار محوری فشاری در دو انتهای آن مورد بررسی قرار گرفته‌است. معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت میکروتیر اویلر برنولی در راستای عرضی با در نظر گرفتن رابطه هوک بر اساس نظریه تنش کوپل اصلاح شده با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده‌اند. معادله دیفرانسیل حاکم بر ارتعاشات جانبی با استفاده از روش گالرکین به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده‌ و سپس با بهره‌گیری از روش حل غیرخطی هی، جوابی تحلیلی برای پاسخ فرکانسی میکروتیر استخراج می‌گردد. اثر تغییر پارامترهای مختلف شامل پارامتر هندسی مقیاس انداره میکروتیر، سفتی بستر وینکلر و بار محوری فشاری در فرکانس‌های طبیعی غیرخطی و خطی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مشاهده گردید که با افزایش نیروی محوری فشاری، نسبت بی‌بعد فرکانس غیرخطی به فرکانس خطی افزایش می‌یابد و مقدار این نسبت برای میکروتیر با شرط مرزی دوسر مفصل بیشتر از شرط مرزی دوسرگیردار می‌باشد.}, keywords_fa = {ارتعاشات غیرخطی,میکروتیر,بستر وینکلر,بار محوری فشاری‌,نظریه تنش کوپل اصلاح شده}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1999.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1999_e36926620e06c390a8c35a610358cb42.pdf} } @article { author = {Adnian Arani, H. and Mahdi, M. and Varmazyar, M.}, title = {Numerical investigation of sensitivity of AUV dynamic coefficients and added mass to variations in amplitude and frequency of excitation}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {195-208}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.7530.2728}, abstract = {The hydrodynamic coefficients and derivatives of a AUV are very important parameters that affect its control and maneuverability. Usually, a straight-line towing test method and forced heave and pitch motion are used to derive coefficients. In this paper, we used the CFD method with the control volume approach and commercial Fluent software, the flow is simulated around a subsurface. First, simulation was performed for straight-line towing test to by comparing the results with experimental results, to selected the grid type and suitable turbulent model. To simulate forced heave and pitch motion, a udf program is written that oscillates the model with specific amplitudes and frequencies. Software output is the time-coefficients varying that is converted to dynamic coefficients by a Matlab program. The results show that the Z_W ̇^' coefficient is approximately constant with variation of amplitude and oscillation frequency of the model but the Z_W^', M_W^' and M_W ̇^' coefficients change with frequency and amplitude to 35%. The results show all coefficients of pitch motion increased with increasing amplitude and frequency of model oscillation that the lowest increase is related to the M_q ̇^' coefficient with less than 8% variation in its absolute value. The remaining coefficients showed up to 80%.}, keywords = {Hydrodynamic Derivatives,Autonomous Underwater vehicle,Pure Heave Motion,Planar Motion Mechanism}, title_fa = {بررسی عددی حساسیت ضرایب دینامیکی و جرم افزوده یک زیرسطحی هوشمند به دامنه و بسامد تحریک}, abstract_fa = {ضرایب و مشتقات هیدرودینامکی یک زیرسطحی پارامترهای خیلی مهمی هستند که کنترل پذیری و مانور آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. معمولاً از روش کشش مستقیم و حرکت اجباری هیو و پیچ خالص برای استخراج ضرایب و مشتقات استفاده می‌شود. در این مقاله به روش دینامیک سیالات محاسباتی با رویکرد حجم کنترل و با استفاده از نرم‌افزار تجاری فلوئنت، جریان اطراف یک زیرسطحی شبیه-سازی شده است. ابتدا شبیه‌سازی برای حالت کشش مستقیم صورت گرفته تا با مقایسه نتایج با داده‌های آزمایشگاهی نوع شبکه و مدل آشفتگی مناسب انتخاب شود. برای شبیه‌سازی حرکت اجباری هیو و پیچ خالص، یک برنامه udf نوشته شده که مدل را با دامنه و بسامد مشخص نوسان می‌دهد. خروجی نرم‌افزار تغییرات ضرایب با زمان است که به وسیله یک برنامه مطلب به ضرایب دینامیکی تبدیل می-شود. نتایج نشان می‌دهد که ضریبZ_W ̇^' با تغییر دامنه و بسامد نوسان مدل تقریباً ثابت است ولی ضرایب Z_W^' ، M_W^' و M_W ̇^' با تغییر بسامد و دامنه تا میزان 35درصد تغییر می‌کنند. نتایج حاصل تمامی ضرایب حرکت پیچ با افزایش دامنه و بسامد نوسانات مدل از خود افزایش نشان دادند. کمترین افزایش مربوط به ضریب M_q ̇^' است با کمتر از 8 درصد تغییرات در مقدار مطلق خود. مابقی ضرایب تا حدود 80 درصد نیز تغییرات از خود نشان دادند.}, keywords_fa = {مشتقات هیدرودینامیکی,زیر سطحی خودکنترل,حرکت هیو خالص,مکانیزم حرکت صفحه‌ای}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2000.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2000_76c1fca2ef7ee8d8e56e01014e4cc551.pdf} } @article { author = {Mahmoodabadi, M. J. and Mahmoodabadi, F. and Atashafrooz, M.}, title = {Combination of Meshless Local Petrov-Galerkin and Finite Difference Methods for Analysis of Transient and Incompressible Navier–Stokes Equations}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {209-223}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.8446.3062}, abstract = {This paper presents a numerical algorithm for solving unsteady viscous incompressible two–dimensional (2D) Navier–Stokes equations. In the proposed method, for discretization of time derivatives and solving the Poisson equation of the pressure, Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) and forward finite difference methods are employed, respectively. In the present analysis, the moving least-square (MLS) approximation is regarded for interpolation, and the Gaussian weight function is used as the test function. To satisfy the boundary conditions, the penalty approach is applied. In the numerical examples, the accuracy and efficiency of the method are compared with those of the exact solutions. The effects of the number of nodes, the size of time interval, as well as the nodes distribution (both regular and irregular) on the relative errors are investigated. Moreover, the Gaussian integral sub-domains with the circular and square shapes are considered, and the accuracy of the results is compared with each other. Analysis of these results for 2D benchmark geometries with different boundary conditions clearly displays that the accuracy of the suggested combined method for solution of the problem related to unsteady viscous incompressible 2D flows is high such that its differences with analytical solution is negligible. Since no limitations is considered on the design process of the regarded numerical algorithm; therefore, it is respected that this approach is successful and has sufficient efficiency to solve the governing equations.}, keywords = {Meshless Local Petrov-Galerkin method,Forward finite difference,Moving least squares,Incompressible fluid flow,Unsteady Flow}, title_fa = {ترکیب روش‌های عددی بدون المان پتروف گالرکین محلی و تفاضل محدود برای تحلیل معادلات ناویراستوکس تراکم‌ناپذیر و گذرا}, abstract_fa = {در این تحقیق، یک الگوریتم عددی برای حل معادلات ناویر استوکس تراکم‌ناپذیر، لزج و دو بعدی در حالت ناپایا ارائه شده است. در روش پیشنهادی، برای حل معادله پواسون فشار، روش بدون المان پتروف گالرکین محلی و برای گسسته‌سازی بخش زمانی معادلات، روش تفاضل محدود پیش‌رو اعمال شده است. در تحلیل حاضر، از تقریب حداقل مربعات متحرک به عنوان درون‌یاب و از تابع وزن گاوسی برای تابع آزمون استفاده شده است. همچنین، روش ضریب جریمه برای ارضای شرایط مرزی اساسی به کار گرفته شده است. در مثال‌های عددی ارائه شده، اثر تغییر تعداد گره‌ها، اندازه بازه زمانی و همچنین توزیع گره‌ها به دو صورت منظم و نامنظم، بر خطای نسبی نتایج بررسی و زیر دامنه‌های انتگرالی گاوسی به دو شکل دایره و مربع، لحاظ و دقت نتایج در حالت‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شده‌اند. تحلیل این نتایج برای هندسه معیار محفظه دو بعدی با شرایط مرزی مختلف به‌وضوح نشان می‌دهد که دقت روش ترکیبی پیشنهادی در حل مسایل مربوط به جریان سیال تراکم‌ناپذیر، دو بعدی، ویسکوز و غیر دایم بسیار بالا و اختلاف آن‌ها با حل تحلیلی دقیق بسیار ناچیز است. با توجه به اینکه در مراحل طراحی الگوریتم عددی مورد نظر در این تحقیق هیچگونه محدودیتی بر هندسه و شرایط مرزی اعمال نشده است، لذا می‌توان انتظار داشت که این الگوریتم در حل عددی معادلات حاکم بر جریان سیال تراکم‌ناپذیر گذرا موفق و از کارآیی لازم برخوردار باشد.}, keywords_fa = {روش بدون المان پتروف گالرکین محلی,تفاضل محدود پیش‌رو,حداقل مربعات متحرک,جریان سیال تراکم ناپذیر,جریان ناپایا}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2001.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2001_575a2a33b829170479910428b274fd26.pdf} } @article { author = {Salamat-talab, M. and Tahmasbi, V. and Safari, M. and Gholami, R. and Ghasemi, R.}, title = {Statistical modelling, optimization and Sobol sensitivity analysis of effective parameters on thrust force behavior in micro-drilling of glass/epoxy laminated composites}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {225-240}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9231.3089}, abstract = {In this study, E-glass/epoxy laminated composites with [0]12 stacking sequence manufactured by hand lay-up method. Afterwards, by considering the most important input parameters of the micro-drilling process including tool rotational speed, feed rate and tool diameter, the statistical mathematical modeling is performed to accurately investigate the thrust force response behavior versus the mentioned variables. For this purpose, using full factorial experimental design and response surface methodology and performing 54 experimental tests and considering repeatability of experiments in order to improve modeling accuracy, a second-order linear regression equation has been obtained. Also, by using the Sobel sensitivity analysis method, the quantitative effect of force behavior sensitivity versus input parameters is investigated. Moreover, the Derringer optimization algorithm is used to achieve the minimum amount of thrust force in micro-drilling process of laminated composites. The results of the statistical analysis show that the lowest feed rate, maximum tool rotational speed and smaller diameter lead to produce lowest thrust force of laminated composites. The Sobol sensitivity analysis shows that the diameter of the tool (57.8%), the feed rate (24.4%), and the rotational speed (17.8%) will have the greatest effect on thrust force in micro-drilling process, respectively. Finally, the optimization analysis show that, the lowest thrust force was obtained at a rotational speed of 2515 rpm, a feed rate of 10 mm / min and a tool diameter of 0.5 mm.}, keywords = {Micro-drilling,response surface methodology,Sobol sensitivity analysis,laminated composites,Optimization}, title_fa = {مدلسازی آماری، بهینه‌‌سازی و تحلیل حساسیت سوبل پارامترهای مؤثر بر رفتار نیروی عمودی در فرآیند میکروسوراخکاری کامپوزیت چندلایه شیشه/اپوکسی}, abstract_fa = {در تحقیق حاضر، چندلایه کامپوزیتی با الیاف شیشه نوع E از نوع بافته شده ساده به همراه رزین اپوکسی به عنوان زمینه با لایه‌‌چینی [0]12 به روش لایه‌‌چینی دستی ساخته شده است. سپس با در نظر گرفتن مهمترین پارامترهای ورودی فرآیند میکروسوراخکاری شامل سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار، مدلسازی ریاضی آماری به منظور بررسی دقیق رفتار پاسخ نیروی محوری بر حسب متغیرهای یاد شده صورت گرفته است. بدین منظور ضمن استفاده از روش طراحی آزمایش‌‌ها به روش عاملی کامل و رویه پاسخ و انجام 54 آزمایش و لحاظ نمودن تکرار آزمایش‌ها به منظور بالا بردن دقت مدل‌‌سازی، یک معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم استخراج شده است. همچنین با بهره‌‌گیری از روش تحلیل حساسیت سوبل به بررسی تأثیر کمی دقیق میزان حساسیت رفتار نیرو بر حسب پارامترهای ورودی پرداخته شده است. علاوه بر این، با استفاده از الگوریتم درینگر بهینه‌‌سازی لازم به منظور دستیابی به کمترین مقدار نیرو در فرآیند میکروماشینکاری چندلایه‌‌های کامپوزیتی صورت گرفته است. نتایج تحلیل آماری نشان می‌‌دهد که کمترین مقدار نیروی محوری در فرآیند میکروسوراخکاری چندلایه‌‌های کامپوزیتی در کمترین نرخ پیشروی، حداکثر سرعت دورانیا ابزار و مقدار قطرهای کوچک‌‌تر حاصل می‌‌گردد. همچنین نتایج تحلیل حساسیت سوبل نشان می‌‌دهد که به ترتیب قطر (8/57 درصد)، سرعت دورانی (4/24 درصد) و سرعت پیشروی (8/17 درصد) در فرآیند میکروماشینکاری تأثیرگذار بوده است. همچنین کمترین میزان نیروی عمودی ایجاد شده در سرعت دورانی 2515 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 10 میلیمتر بر دقیقه و قطر ابزار 5/0 میلیمتر بدست آمده است.}, keywords_fa = {میکرو سوراخکاری,روش رویه پاسخ,تحلیل حساسیت سوبل,چندلایه‌‌های کامپوزیتی,بهینه سازی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2002.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2002_464e38cd0c0eedd97a589297707362e1.pdf} } @article { author = {Farahmand, M. and Vahedi, Kh. and Naddaf Oskouei, A.R. and Hosseini, R.}, title = {An analytical model Presentation and experimental investigation of the penetration ‎depth of the rigid blunt projectile on the perforated metal plate}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {241-251}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9746.3199}, abstract = {The use of perforated plates in the impact of projectiles reduces damage to the main target, the final cost of construction and surface density. The purpose of this paper is to present a new and complete analytical model to obtain the penetration depth as well as the deflection of the rigid head projectile after hitting the perforated plate. This model is based on the development of the model provided by Chen, and in the following experimentally investigation of the impact of the projectile on the perforated plate has been paid. for this purpose For this purpose, projectiles of AISI 52100 and perforated plates of AISI 1045 with 3 hole diameters of 5, 7 and 9 mm have been used. Finally, the results obtained from the analytical solution are compared with the experimental results and the accuracy of the analytical model is proved. After examining the different states of impact, it can be seen that the projectile deviates from its path after hitting the hole and changes from vertical impact to oblique impact. As the diameter of the hole or the amount of overlap of the projectile with the hole increases, the deflection of the projectile also increases.‌}, keywords = {Perforated Plate,Projectile,Deflection,The Penetration Depth,Analytical model‎}, title_fa = {ارائه مدل تحلیلی و بررسی تجربی عمق نفوذ پرتابه سرتخت تغییرشکل ناپذیر در صفحه سوراخ‌دار فلزی}, abstract_fa = {استفاده از صفحات سوراخ‌دار در برخورد پرتابه‌ها موجب کاهش آسیب به هدف اصلی، هزینه نهایی ساخت و چگالی سطحی می‌شود. هدف این مقاله، ارائه یک مدل تحلیلی جدید و کامل جهت بدست‌آوردن عمق‌نفوذ و همچنین میزان انحراف پرتابه سرتخت صلب پس از برخورد به صفحه سوراخ‌دار می‌باشد، این مدل بر پایه توسعه مدل ارائه‌شده توسط چن می‌باشد. در ادامه به بررسی تجربی برخورد پرتابه به صفحه سوراخ‌دار پرداخته‌شده است، بدین منظور پرتابه‌هایی از جنس 52100 AISI و صفحات سوراخ‌دار از جنس 1045 AISI و با 3 قطر سوراخ 5، 7 و 9 میلی‌متر استفاده‌شده است، در انتها نتایج بدست‌آمده از حل تحلیلی با نتایج تجربی مقایسه گردیده و دقت مدل تحلیلی به اثبات رسیده است. پس از بررسی حالات مختلف برخورد می‌توان به این نکته پی برد که پرتابه پس از برخورد به سوراخ از مسیر حرکت خود منحرف می‌گردد و از برخورد عمودی به برخورد مایل تغییر پیدا می‌کند، با افزایش میزان قطر سوراخ یا میزان همپوشانی پرتابه با سوراخ، انحراف ‌پرتابه نیز بیشتر می‌گردد.}, keywords_fa = {صفحه سوراخ‌دار,پرتابه,انحراف,عمق نفوذ,مدل تحلیلی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2004.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2004_8e6e3a6ef7d51ac7851e6ca63885ff05.pdf} } @article { author = {Salavati, M. and Moeinkhah, H. and Rahmani, H.}, title = {Actuation of an Ionic Polymer Metal Composite Actuator with EMG Signal by Using Fuzzy Clustering Method}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {253-262}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9530.3150}, abstract = {Ionic polymer metal composites, IPMCs, are a novel class of electro-active polymers (EAPs) which bends in response to a relatively low electrical voltage due to the motion of cations in the polymer membrane. IPMC materials have wide range of applications in robotics, biomedical devices and artificial muscles. This paper presents a fuzzy logic approach to electromyogram (EMG) pattern recognition for an IPMC actuating system with EMG signal. EMG signals generated by the contraction of muscles in the human forearm were used as an electrical stimulus for actuating the IPMC actuator. EMG is a method of recording and quantifying the electrical activity produced by muscle fibers of motion units. Fuzzy inference system can be used to map an input feature onto an output class. Fuzzy data clustering was used to categorize the muscle signals and recognize the contraction of the muscle. Also we need to consider the mechanical design matters such as light weight and small size with flexible behavior. The IPMC in particular has been vastly applied to the artificial muscle because it is driven by a relatively low input voltage. This EMG signal generated from the human flexor Carpi ulnaris muscle was pre-amplified before transferring to IPMC for achieving the large bending behavior of this actuator. The experimental results, confirm ability of IPMC as artificial muscle which actuating with EMG signals.}, keywords = {Artificial muscle,Fuzzy System,Electromyography,Ionic Polymer Metal Composite}, title_fa = {تحریک عملگر از جنس کامپوزیت‌ فلز پلیمر یونی با استفاده از سیگنال‌های الکترومیوگرافی به روش دسته‌بندی فازی}, abstract_fa = {کامپوزیت‌های فلز پلیمر یونی گروه جدیدی از مواد پلیمری فعال الکتریکی هستند که با اعمال ولتاژ و در نتیجه حرکت کاتیون‌های داخل پلیمر، دچار تغییر شکل مکانیکی می‌شوند. این مواد کاربردهای زیادی در علوم مختلف از قبیل رباتیک، تجهیزات مهندسی پزشکی و ماهیچه-های مصنوعی دارند. در این مقاله به منظور تحریک عملگر از سیگنال‌های الکترومیوگرافی استفاده می‌شود. سیگنال الکترومیوگرافی یک روش برای ثبت فعالیت الکتریکی تولید شده توسط فایبرهای عضلانی و واحدهای حرکتی می‌باشد. سیگنال الکترومیوگرافی تولید شده توسط انقباض عضلات ساعد دست به عنوان عامل کنترلی جهت تحریک عملگر مورد نظر استفاده می‌شود. به منظور دسته‌بندی سیگنال‌های ماهیچه و تشخیص نوع انقباض، از سیستم دسته‌بندی فازی استفاده می‌شود. در این پژوهش سیستم فازی به دلیل عدم استفاده از یک مدل ریاضی از سیستم مورد توجه قرار گرفته است. به دلیل این‌که سیگنال‌های تولید شده از عضلات فلکسور کارپی دست ضعیف می‌باشند به منظور تغییر شکل بیش‌تر عملگر، سیگنال‌های الکترومیوگرافی قبل از اعمال به عملگر تقویت می‌شوند. نتایج آزمایشگاهی حاصل در این پژوهش، توانایی عملگر کامپوزیت فلز پلیمر یونی را به عنوان ماهیچه مصنوعی که با سیگنال‌های الکترومیوگرافی تحریک می‌شود را تایید می‌نماید.}, keywords_fa = {الکترومیوگرافی,سیستم فازی,کامپوزیت پلیمری فلزی یونی,ماهیچه مصنوعی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2003.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2003_f1332e336d867e8c1b8bf0dee5832a9a.pdf} } @article { author = {Rahaeifard, M.}, title = {Investigation of the nonlinear vibration and linearization error in resonant pressure micro sensors}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {263-274}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9660.3183}, abstract = {In the present paper, a dynamic model is presented to investigate the nonlinear vibration of resonant pressure micro sensors. The device is considered as a circular micro plate under electrostatic actuation. Due to external pressure, the micro plate deflects and moves in the electric field. This motion changes the natural frequency of the micro plate and this frequency change is used to estimate the external pressure. To model the micro sensor, the equation governing the axisymmetric deflection of the micro plate is derived in polar coordinate system. This equation is reduced to a nonlinear ODE and solved utilizing Lindstedt-Poincaré method. The nonlinear natural frequency of the micro sensor is calculated and effects of applied voltage and pressure on this frequency are studied. Findings of this work reveal that estimating the external pressure based on the linear natural frequency may results in a considerable measurement error which increases as the amplitude of plate vibration increases.}, keywords = {Resonant pressure micro sensor,Nonlinear Vibration,Natural frequency,measurement error}, title_fa = {بررسی ارتعاشات غیر خطی و خطای خطی سازی در میکرو حسگرهای فشار رزونانسی}, abstract_fa = {در پژوهش حاضر، یک مدل دینامیکی به منظور بررسی ارتعاشات غیر خطی میکرو حسگرهای فشار روزنانسی ارایه شده است. میکرو حسگر به صورت یک میکرو ورق دایره‌ای تحت تحریک الکترواستاتیک می‌باشد. اختلاف فشار در دو سمت ورق موجب جابجایی ورق در میدان الکتریکی و تغییر فرکانس طبیعی آن می‌گردد و این تغییر فرکانس طبیعی می‌تواند مبنای تخمین فشار اعمالی باشد. به منظور مدل‌سازی میکرو حسگر، با فرض تغییر شکل متقارن محوری معادله حاکم بر رفتار دینامیکی میکرو ورق در مختصات قطبی استخراج شده است. با استفاده از روش کاهش مرتبه، معادله حاکم به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیر خطی کاهش داده شده و با به کارگیری روش لیندشتد-پوانکاره، فرکانس طبیعی ارتعاشات غیر خطی میکرو ورق استخراج گردیده است. در بخش نتایج، اثر ولتاژ اعمالی و همچنین فشار محیط بر روی فرکانس طبیعی میکرو حسگر بررسی شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تخمین فشار بر اساس فرکانس خطی و صرفنظر از اثرات غیر خطی، می‌تواند منجر به خطای اندازه‌گیری قابل ملاحظه‌ای گردد و با افزایش دامنه ارتعاشات میکرو ورق، این خطا افزایش می‌یابد.}, keywords_fa = {میکرو حسگر فشار رزونانسی,ارتعاشات غیر خطی,فرکانس طبیعی,خطای اندازه‌گیری}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2005.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2005_59b2e30d690bad08d8e16e66ad0c1362.pdf} } @article { author = {Ali Pashaee, D. and Ghaderi, A. A.}, title = {Analytical Study on Longitudinal Vibration of Viscoelastic Cracked Rod under Magnetic Field.}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {275-286}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9979.3237}, abstract = {Rods are one of the most important members in engineering structures and due to the wide application in different mechanical equipments, vibration analysis of them have great importance. Uderstanding the longitudinal vibration of the rod in different support conditions and in the presence of crack is very useful. In this study, vibration analysis of cracked viscoelastic rod in magnetic field is studied. The crack is modeled as the local stiffness reduction of the structure. To consider the more realistic assumptions, in this study and for the first time, viscoelastic behavior is considered for crack. Newton's second law and structural damping are used to obtain the governing equations. Then boundary and inter-boundary conditions are applied at the crack location and characteristic equation of the system is derived. By solving the characteristic equation, the natural frequencies of the rod which in turn depends on boundary conditions and geometrical characteristics, including location and depth of crack, are obtained. To evaluate the accuracy and validity of the mention method, the results are compared with the literature. Finally, The effect of different parameters on the vibration characteristics of the rod is studied.}, keywords = {Longitudinal Vibrations,Viscoelastic Rod,Viscoelastic Crack,Magnetic Field,Natural frequency}, title_fa = {مطالعه تحلیلی ارتعاش طولی میله‌ ویسکوالاستیک ترک‌دار تحت تأثیر میدان مغناطیسی}, abstract_fa = {میله‌ها یکی از اعضای مهم در سازه‌های مهندسی هستند و تحلیل ارتعاشات آنها به علت کاربرد وسیع در تجهیزات مکانیکی مختلف دارای اهمیت بسیاری است. درک ارتعاشات طولی میله در شرایط تکیه‌گاهی مختلف و در حضور ترک، بسیار مفید می‌باشد. در این تحقیق، ارتعاشات طولی میله ویسکوالاستیک ترک‌دار واقع در میدان مغناطیسی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. ترک به صورت کاهش سفتی موضعی سازه مدل‌سازی شده و به منظور در نظر گرفتن فرضیات واقع‌بینانه‌تر، در این تحقیق و برای اولین بار ترک به صورت ویسکوالاستیک در نظر گرفته می‌شود. برای به دست آوردن معادلات حاکم از قانون دوم نیوتن و میرایی ساختاری استفاده می گردد. سپس شرایط مرزی و بین مرزی در محل ترک اعمال گردیده و معادله مشخصه سیستم استخراج می‌گردد. از حل معادله مشخصه، فرکانس‌های طبیعی میله که به نوبه خود به شرایط مرزی و مشخصات هندسی سازه شامل موقعیت و عمق ترک بستگی دارند، به دست می‌آیند. جهت ارزیابی دقت روش و صحت سنجی آن، نتایج به دست آمده از روش حاضر با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه می‌گردد. در نهایت، تأثیر پارامترهای مختلف بر مشخصه‌های ارتعاشاتی میله مطالعه می‌گردد.}, keywords_fa = {ارتعاشات طولی,میله ویسکوالاستیک,ترک ویسکوالاستیک,میدان مغناطیسی,فرکانس طبیعی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2006.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2006_15ebd0ee8cfa333aced0a1c540bc92ec.pdf} } @article { author = {Abbasi, Sseyyed H. and Ommi, F. and Saboohi, Z.}, title = {Numerical study of flow characteristics in a single-element Lean Direct Injection (LDI) combustion chamber}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {287-302}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.8538.2940}, abstract = {Studying the combustor flow field helps identify effective fuel and air mixing areas. The purpose of this paper is to investigate the structure of cold flow in a single-element Lean Direct Injection combustor. In studying and modeling of a turbine engine combustor, it is important to identify the areas of swirling, reversal and symmetry of the flow inside the chamber due to its influence on the rate of fuel and air mixing and also to study the reaction flow accurately. In this paper, the effect of operating pressure on the turbulent flow is studied. Since computational fluid dynamics are very time-consuming to solve the reacting flow problems, it is necessary to select the appropriate turbulence model that saves time with good accuracy. Comparing the computational results of the k-ɛ Realizable and Reynolds stress turbulence models (RSTM) and computational errors analysis, the maximum error was obtained for the Reynolds stress model of 31% and for the k-ɛ Realizable model of 37% compared to the experimental data. The difference between numerical results of turbulence models showed that the low-cost k-ɛ Realizable model is acceptable for the studied studies and can be used to model the reacting flow of an LDI combustor with highly swirl flow.}, keywords = {Combustor,k-ε turbulence model,RSTM turbulence model,LDI combustion chamber}, title_fa = {مطالعه عددی مشخصات جریان در یک محفظه احتراق پاشش مستقیم رقیق تک‌المان}, abstract_fa = {مطالعه میدان جریان محفظه احتراق به تشخیص نواحی‌ مؤثر از لحاظ اختلاط سوخت و هوا، کمک می‌کند. هدف از این مقاله، بررسی ساختار جریان سرد در یک محفظه احتراق پاشش مستقیم رقیق تک‌المان است. در مطالعه و مدل‌سازی یک محفظه احتراق موتور توربینی، شناخت نواحی دارای چرخش، بازگردانی و متقارن‌شدن جریان درون محفظه به دلیل تاثیر بر میزان اختلاط سوخت و هوا و همچنین برای مطالعه دقیق جریان واکنشی حائز اهمیت است. در این نوشتار، اثر فشار عملکردی برمیدان جریان بسیار آشفته مطالعه شده است. از آن‌جایی که حل دینامیک سیالات محاسباتی مسائل واکنشی بسیار زمان‌بر است، انتخاب مدل آشفتگی‌ مناسبی که ضمن دقت مناسب، در زمان صرفه‌جویی کند لازم و ضروری است. با مقایسه نتایج محاسباتی مدل‌های آشفتگی k-ɛ Realizable و تنش رینولدز (RSTM) و بررسی خطاهای محاسباتی، حداکثر خطا برای مدل تنش رینولدز معادل 31 درصد و برای مدل k-ɛ Realizable معادل 37 درصد در مقایسه با داده‌های آزمایشگاهی حاصل شد. تفاوت نتایج عددی مدل‌های آشفتگی نشان داد که مدل کم‌هزینه k-ɛ Realizable، در مورد مطالعاتی بررسی شده دقت قابل قبولی دارد و می‌توان از آن در مدل‌سازی جریان واکنشی یک محفظه احتراق LDI با جریان بسیار چرخشی استفاده نمود.}, keywords_fa = {محفظه احتراق,مدل آشفتگی k-ε,مدل آشفتگی RSTM,محفظه احتراق LDI}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2007.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2007_5182c7ddfce9b923b3cfc7993d1579b2.pdf} } @article { author = {Javareshkian, M. and Mohammadi, A.}, title = {nvestigation of a Broad category Of AUSM Family in the 1D and 2D Unsteady Flows}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {303-315}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9577.3163}, abstract = {The comprasion of AUSM Family through the Controle volume method and an unstructured data storage strategy is conducted in this research. Evaluation of the compressible-flow scheme solutions in unsteady flows, due to their time-dependence complications can provide an insight into such solutions to recognize and explaine their strengths and weaknesses. Accordingly, in order to identify the more efficient methods in the broad category of the AUSM family in terms of accurate prediction of the characteristics of unsteady flow fields, the AUSM family was evaluated by performing 1D and 2D shock tube tests. Distinctively, the present work evaluates a majority of the legendary modifications proposed to the AUSM scheme, in the 1D and 2D unsteady tests to formulate the most efficient yet accurate solution strategy. Based on the analysis, it was found that, in the 1D test, the SLAU-based methods, rather than the modified AUSM schemes, offered better potentials for predicting the expansion and compressive waves. It was further revealed that, among the various modifications made to the AUSM, the AUSM+M and AUSMSV led to better outcomes. In the 2D shock tube test, the ASUM+, AUSM+FVS, and AUSMPW, which exhibited no or merely subtle vibrations in the 1D test, were found to be strongly affected and exhibited intensive instabilities}, keywords = {compressible flow,Unsteady Flow,One and two dimensional shock tube,AUSM scheme}, title_fa = {بررسی گستره‌یِ وسیعی از خانواده AUSM در جریان‌های ناپایایِ یک و دوبعدی}, abstract_fa = {در این پژوهش خانواده طرحAUSM در یک کد بر مبنای روش حجم محدود و ساختار ذخیره‌سازی بی‌سازمان مورد مقایسه قرارگرفته‌اند .ارزیابی طرح‌هایِ حلِ جریان تراکم پذیر در جریان‌های نا پایا به دلیل پیچیدگی‌های وابسته به زمان، می‌تواند در شناسایی و تبیین نقاط ضعف و قوت آن‌ها کارآمد و روشنگر باشند. ازاین‌رو جهت شناسایی طرح (طرح‌های) کارآمدتر در خانواده AUSMبه لحاظ پیش‌بینی دقیق ویژگی‌های میدانِ جریانِ ناپایا ، این خانواده در آزمایش‌های لوله حاوی موج‌ضربه‌ای یک‌بعدی و دوبعدی موردبررسی قرار گرفتند. نکته متمایزکننده این مقاله، بررسی اکثریت اصلاحاتِ مطرحِ انجام‌شده در طرحAUSMدر آزمایش‌های ناپایایِ یک و دوبعدی در جهت دستیابی و معرفی طرحی کارآمدتر و دقیق‌تر است. در بررسی‌های صورت گرفته ‌شده، مشخص گردید که اولاً در حالت یک بعدی روش AUSM+M نسبت به سایر روش‌های توسعه داده شده دارای دقت عملیاتی بیشتری است و می تواند با کمترین خطای پخش و پراش محل‌های ناپیوستگی را پیش‌بینی کند. ثانیاً در حالت دوبعدی نوساناتِ اندکِ مشهود در حالت یک‌بعدی در طرح‌های AUSM+ و AUSMPW و AUSM+FVS تشدید می‌شوند و این اغتشاشات عددی بطور گسترده‌تری نمود پیدا می‌کنند. همچنین معین گردید که طرح‌های توسعه داده شده در پیش‌بینی تداخل خط‌لغزش های قوی داری اتلافات پخشی بالایی هستند که این اتلافات در طرح‌های SLAU مبنا کمتر است}, keywords_fa = {جریان تراکم پذیر,جریان نا پایا,لوله موج‌ضربه‌ای یک‌بعدی و دوبعدی,طرح AUSM}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2008.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2008_600f3d85662854407f39acb247766be2.pdf} } @article { author = {Pakravan, H. A. and Shojaei, F.}, title = {Investigating the influencing parameters on blood flow of grafted vessel in coronary artery bypass surgery}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {317-329}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9287.3099}, abstract = {The most common heart disease is coronary arteries stenosis. Generally, there are three approaches for treatment of coronary artery stenosis that includes coronary artery bypass surgery, Angioplasty and drug therapy. Coronary artery bypass surgery includes surgical procedure that blood flow path is diverted in the part that stenosis was occurred and then is guided to the another direction. For this purpose, Cardiac surgeon removes the vessel from the another part of the body and grafts it into the desired location and thus blood flow in that part is restored again. In this study the attempts were made to study the bypass flow rate that is required for grafted vessel for different degrees of stenosis in the coronary artery by using various simple one-dimensional equations. So that we can find the values of bypass flow, especially in the higher percentage of stenosis, with a fairly appropriate approximation. This model could be a guidance for surgeon to choose an appropriate bypass for a patient.}, keywords = {coronary artery stenosis,coronary artery bypass surgery,bypass flow,grafted vessel,clinical method}, title_fa = {بررسی پارامتر های دخیل بر دبی خون رگ پیوند داده شده در عمل پیوند عروق کرونر}, abstract_fa = {انسداد یا تنگی عروق کرونری یکی از شایع‌ترین بیماری‌های قلبی است، که به طور کلی سه راه درمان برای آن وجود دارد که شامل جراحی بای‌پس قلب یا پیوند عروق قلب آنژیوپلاستی با استفاده از بالون و استفاده از دارو می‌شود. عمل جراحی بای‌پس عروق کرونری شامل روش جراحی است که در طی این عمل مسیر جریان خون در قسمت مسدود و تنگ شده، منحرف گردیده و به مسیر دیگری هدایت می‌شود. جراح عروق برای این عمل، رگی را از بخش دیگری از بدن برداشته و به محل مورد نظر پیوند می‌زند و به این ترتیب جریان خون در آن بخش از قلب، مجدداً باز گردانده و یا افزایش پیدا می‌کند. در این مقاله سعی شده است که با استفاده از روابط مختلف ساده یک بعدی، جریان مورد نیاز برای جبران کاهش جریانِ ناشی از گرفتگی عروق در رگ اصلی، مورد بررسی قرار گیرد، تا از این طریق بتوان با تقریب نسبتاً مناسبی مقادیری را برای جریان بای‌پس، خصوصاً در درصد‌های بالاتر گرفتگی که عمل پیوند عروق کرونری معمولاً در این شرایط انجام می‌شود، پیدا کرد. این مدل می‌تواند به عنوان پیشنهاد اولیه برای جراح در انتخاب بای‌پس مناسب برای بیمار کمک کند.}, keywords_fa = {تنگی عروق کرونری,عمل پیوند عروق قلبی,جریان بای‌پس,رگ پیوند داده شده,روش بالینی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2009.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2009_5b645e66a4cc82389d4306fc760723ab.pdf} } @article { author = {Mahdavi, A. M. and Roohi, E.}, title = {A NEW HYBRID FOKKER-PLANCK-DSMC APPROACH FOR MODELING RAREFIED GAS IN CONVERGANT-DIVERGANT NOZZLE WITH PLUME}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {331-343}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9824.3207}, abstract = {In this paper, we propose a new hybrid algorithm for modeling gas flow in converagant divergant nozzle with plume. For many years, the Fokker Planck (FP) approach has been well known for modeling gas flows. This method is an approximation of the Boltzmann equation. According to other molecular approaches, it has less computational cost. However there are some errors in modeling shocks for FP. The DSMC approach is accurate enough to be Known as one of the best approach for modeling gas flows. However this approach has high computational cost, Especially at low Knudsen numbers. The purpose of this article is finding an optimized hybrid algorithm to use high speed modeling and sufficient accuracy simultaneously. The results showed that by using DSMC in throat and near the shock zone, we can obtain an efficient hybrid algorithm such as FP and accurate algorithm such as direct simulation Monte Carlo (DSMC) method.}, keywords = {Convergant-Divergant Nozzle,DSMC,Fokker-Plank}, title_fa = {ارائه یک الگوریتم جدید ترکیبی DSMC-Fokker Planck برای مدلسازی جریان گاز رقیق در نازل همگرا-واگرا همراه با پلوم}, abstract_fa = {در این مقاله به معرفی یک روش جدید ترکیبی برای مدلسازی جریان گاز رقیق در هندسه نازل همگرا-واگرا همراه با پلوم پرداخته می‌شود. روش فوکرپلانک (FP) به عنوان یک روش کارا برای مدلسازی جریان‌های رقیق مورد استفاده قرار گرفته است. این روش که بر مبنای تفریبی از معادله بولتزمن است، دارای هزینه محاسباتی پایینی نسبت به سایر روشهای مشابه خود است.با این‌وجود روش FP در پیش بینی موقعیت موج ضربه‌ای دچار خطا می‌شود. روش شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو (DSMC) که یکی از شناخته شده‌ترین روشهای مولکولی برای مدلسازی جریان است، دارای دقت بسیار بالایی است اما این روش دارای هزینه محاسباتی نسبتا بالایی است که این هزینه در اعداد نودسن‌های کم تشدید می‌شود. هدف از این تحقیق، پیداکردن یک روش ترکیبی بهینه برای استفاده همزمان از سرعت حل مناسب محاسباتی روش FP و دقت بالای روش DSMC است. نتایج نشان داد که با استفاده از الگوریتم DSMC در نواحی مانند گلوگاه و ناحیه موج ضربه‌ای، و استفاده از الگوریتم FP در سایر نقاط، می‌توان الگوریتمی ترکیبی بدست آورد که هزینه محاسباتی پایینی داشته و دقتی مشابه DSMC داشته باشد.}, keywords_fa = {نازل همگرا واگرا. الگوریتم DSMC. نودسن طول گرادیانی. الگوریتم فوکرپلانک,الگوریتم ترکیبی,گاز رقیق}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2010.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2010_733aec2e024832c4ff5365b105d99b9d.pdf} } @article { author = {Elhami, B. and Dehghan Manshadi, M. and Dehghan, A.A.}, title = {Numerical Investigation of the Aeroacoustic Behaviours Around an Airfoil by LES, DES and RANS Aproachs}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {345-356}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9694.3190}, abstract = {One of the challenging tasks in every computational fluid dynamic simulation, specifically those dealing with turbulent boundary layer and its subsequent phenomenon, is finding the suitable simulation method or turbulence model. In fact, finding the right method can save considerable amount of computational cost for the researchers. In this paper, aerodynamic and aeroacoustic characteristics of flow over NACA0012 airfoil have been investigated using three different turbulence models. These models include RANS, LES and DES. Experimental results are available for chosen flow condition and will be used for validation in every model considered. The results indicate that using RANS and DES aproachs can well predict the pressure coefficient and aerodynamic forces on the cross-section by grids having Y+}, keywords = {RANS,DES,LES,Sound Pressure Level (SPL),Power Spectra Density (PSD)}, title_fa = {بررسی آیروآکوستیکی جریان اطراف ایرفویل به روش رهیافت‌های شبیه سازی گردابه‌های بزرگ، گردابه‌های جدا شده و میانگین زمانی رینولدز}, abstract_fa = {انتخاب رهیافت مناسب شبیه‌سازی عددی و مدل آشفتگی متناسب با مسئله، همواره یک دغدغه جدی برای محققین در حوزه دینامیک سیالات محاسباتی است، به خصوص اگر محاسبات مورد نظر، تحلیل لایه مرزی آشفته و پدیده‌های مرتبط به آن را هدف قرار داده باشند، چون این محاسبات گذرا و پرهزینه هستند و محقق باید از ابتدا روش عددی مناسب را انتخاب کرده تا متحمل هزینه اضافی نشود. در این تحقیق 3 رهیافت عددی، میانگین زمانی رینولدز، شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ و شبیه‌سازی گردابه‌های جدا شده، جهت تعیین خصوصیات آیرودینامیکی و آیروآکوستیکی جریان روی مقطع NACA0012 در شرایط جریانی خاص استفاده شده است. شرایط جریان انتخاب شده به گونه‌ای است که برای آن نتایج تست تجربی نیز وجود دارد. در این تحقیق از شبکه‌بندی که دارای متوسط (Y+}, keywords_fa = {میانگین زمانی رینولدز,شبیه سازی گردابه های جدا شده,شبیه سازی گردابه های بزرگ,سطح فشار صوت دوردست,چگالی طیف توان فشاری}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2011.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2011_c7ca74d1d567398b7d4037c1e926d075.pdf} } @article { author = {Rezazadeh, S. and Rasouli Gharaveran, M. and Ahmadi Sheikhsarmast, N. and Sadeghi, H.}, title = {Experimemtal and Numerical Analysis of Bipolar width and Gas Channels Geometrical Configuration Effect on Proton Exchange Membrane Fuel cell}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {357-372}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9332.3108}, abstract = {In this paper, the besides walls of anode and cathode gas channels geometrical configuration changing effect and also bipolar plate width on proton exchange membrane fuel cell performance has been studied. In numerical procedure, for descritizing the governing equations, the finite volume method has been used.At first, the bipolar plate width has been investigated. For this purpose, the mentioned parameter, for preventing from expensive material using, has been decreased gradually. The results revealed that at width b=0.4 mm, the best performance has been produced and the current density has its maximum magnitude and about 10 percent enhances the performance compared with conventional model. Also, the effect of gas channels conversion from conventional straight form to the different sinusoidal modes has been investigated. The results showed that in channels with sinusoidal walls, the reactants pathway has been increased and consequently, their diffusion to the catalyst layers, where the chemical reaction occurs, has been grown and the the cell performance enhances. Finally, for validating the numerical work, the experimental test has been done, which is seen favorable agreement between them.}, keywords = {Bipolar plate,Polymer fuel cell,Computational Fluid dynamics,Gas channels}, title_fa = {تحلیل آزمایشگاهی و عددی تاثیر عرض شانه و شکل هندسی کانال‌های گاز بر عملکرد سلول سوختی با غشاء تبادل پروتون}, abstract_fa = {در مقاله حاضر، تاثیر تغییر شکل هندسی دیواره های جانبی کانال های گاز آند و کاتد و نیز تغییر اندازه عرض ناحیه شانه بر عملکرد یک سلول سوختی با غشاء تبادل پروتون مطالعه شده است. در بررسی عددی، جهت گسسته سازی معادلات حاکم از روش عددی حجم محدود بهره گرفته شده است. در ابتدا، عرض ناحیه شانه یا به عبارتی صفحه بای پولار بررسی گردیده است. بدین منظور پارامتر مذکور جهت عدم افزایش در مصرف مواد گران قیمت در تولید پیل سوختی، به تدریج کاهش یافته است. نتایج نشان می دهند که در عرض b=0.4 mm عملکرد مطلوب حاصل شده و تراکم جریان الکتریکی خروجی ماکزیمم مقدار را دارا بوده و نسبت به حالت پایه حدود 10درصد بازدهی را افزایش داده است. همچنین تاثیر تبدیل کانال های گاز آند و کاتد از حالت مستقیم مرسوم به حالت های سینوسی مختلف نیز بررسی شده است. نتایج حاکی است که در کانال های گاز با دیواره های سینوسی، مسیر حرکت مواد واکنش دهنده افزایش یافته و به تبع آن میزان نفوذ آنها به لایه های کاتالیست برای وقوع واکنش الکتروشیمیایی بیشتر شده و در نتیجه عملکرد پیل سوختی بهبود می یابد. نهایتا جهت اعتباردهی به کار عددی، از نتایج آزمایشگاهی نیز بهره گرفته شده است که بیانگر تطابق مطلوب بین آنهاست.}, keywords_fa = {صفحه بای پولار,سلول سوختی پلیمری,دینامیک سیالات محاسباتی,کانال های گاز}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2012.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2012_8291fcaeacbfa4d4a1a25db71da869e7.pdf} } @article { author = {Khormpoor, N. and Davodabadi, S. and Khormpoor, S.}, title = {Investigation and Analysis Effect of Environment Conditions on Cost Function, Energy and Exergy Efficiency of a Solar Tower (6MW) in Several Cities of Iran}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {373-386}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.8509.2930}, abstract = {In this study, the energy, exergy and economic analysis of a solar tower considering environmental conditions in several cities of Iran is presented and suggested a strategy for choosing the city to achieve the best performance and lowest cost in using the solar tower. The cost function consists of the costs of the mirror area, the tower height, and the equipment inside the central receiver aperture. The thermal and economic modeling of the solar tower is done and the amount of heat required to the receiver, the area of the required mirror and the cost function is calculated for six months in one year to reach a capacity of 6 MW. The cities of Tabriz, Arak, Shiraz, Semnan, Ahvaz, Birjand, Yazd, Kerman and Isfahan are selected for the investigations. Wind speed, DNI, and ambient temperature for each city in different months are considered. The results show that the highest energy efficiency is Shiraz (91.42%)and highest exergy efficiency belonging to the city of Tabriz and Arak city (56.56%). Economic analysis shows the highest cost of a solar tower is for the cost of the mirrors, tower height and receiver cost, respectively. The lowest cost function, as well as the required mirror surface (20898 m2), is for the city of Shiraz. Based on the TOPSIS making decision method for using a solar tower, Kerman (with a score of 0.1508), Shiraz(with a score of 0.1378) and Isfahan(with a score of 0.1276) are in the first, second and third places, respectively.}, keywords = {Solar tower,energy -exergy analysis,economic analysis,thermal and economic modeling,TOPSIS method}, title_fa = {بررسی و تحلیل اثر شرایط محیطی برتابع هزینه، بازده انرژی و اگزرژیِ یک برج خورشیدی با ظرفیت ۶ مگاوات در چند شهر ایران}, abstract_fa = {در پژوهش حاضر، به تحلیل انرژی، اگزرژی و هزینه اقتصادی برج خورشیدی با در نظر گرفتن شرایط محیطی در چند شهر ایران پرداخته شده است و یک استراتژی برای انتخاب شهر به منظور دست‌یابی به بهترین عملکرد و کمترین هزینه پیشنهاد شده است. تابع هزینه شامل هزینه‌ها‌ی ناشی از مساحت آینه‌، ارتفاع برج و تجهیزات داخل دریافت‌کننده‌ی مرکزی روزنه‌ای است. مدل‌سازی حرارتی و اقتصادی برج خورشیدی انجام شده است و میزان حرارت ورودی لازم به دریافت‌کننده، مساحت آینه‌ی مورد نیاز و تابع هزینه در شش ماه سال برای دستیابی به ظرفیت ۶ مگاوات حرارت مفید محاسبه‌ شده است. 9شهر از شهرهای ایران با اقلیم های مختلف برای بررسی انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد بیشترین سهم اتلافات حرارتی به ترتیب برای اتلافات حرارتی بازتاب، صدور،جابجایی و هدایتی است. شهر شیراز کمترین حرارت ورودی به دریافت‌کننده(50/6537453مگاوات) را دارد. نتایج نشان می‌دهد بیشترین بازده انرژی را شهر شیراز (%42/91) و بیشترین بازده اگزرژی را به طور مشترک شهرهای تبریز و اراک (٪56/56) دارا می‌باشند. تحلیل اقتصادی نشان می دهد بیشترین سهم هزینه در برج خورشیدی مربوط به هزینه آینه‌ها و بعد از آن به ترتیب هزینه‌ی ناشی از ارتفاع برج و دریافت‌کننده است. کمترین مقدار تابع هزینه و نیز سطح آینه‌ی مورد نیاز (20898 متر مربع) برای شهر شیراز است. بر اساس روش تصمیم سازی چند معیاره تاپسیس برای استفاده از برج خورشیدی، کرمان با امتیاز نهایی 1508/0 در جایگاه اول و شیراز و اصفهان به ترتیب با امتیاز 1378/0 و 1276/0 در جایگاه های بعدی انتخاب قرار دارند.}, keywords_fa = {برج خورشیدی,تحلیل انرژی و اگزرژی,تحلیل اقتصادی,مدل‌سازی حرارتی و اقتصادی,روش تاپسیس}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2013.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2013_1f82123d0627da2c5e42a0c7dff66298.pdf} } @article { author = {Mohammadpour, L. and Aminian, E. and Saffari, H.}, title = {Investigating the effect of Marangoni phenomenon on single drop density on Wenzel and Cassie structures}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {10}, number = {4}, pages = {387-398}, year = {2020}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2020.9642.3176}, abstract = {The change of the vapor to liquid phase, which is widely used in industry, is called condensation. Dropwise condensation(DWC) occurs on the hydrophobic and the super hydrophobic surfaces. Research has shown that the creation of micro-nanostructured structures on surfaces is one of the ways . The difference in temperature between the vapor and the liquid can lead to temperature gradient, which causes the convection Marangoni convection. This paper simulates a single drop on surfaces with Cassie and Wenzel structures in four different modes and a smooth surface, and the heat transfer rate for a single drop condensed on these surfaces is calculated in two modes with and without marangoni.The results show that the rate of heat transfer passing through the static drop in the case of the presence of marangoni is higher than the non-Maragoni mode. The rate of heat transfer from the droplet in the without-Marangoni state on the surface with the roughness of the cassie from the smooth surface is 350% ,And the smooth surface is 128% higher than the surface with the roughness of the the Wenzel. In the case of Marangoni, the mode of change of heat transfer rate from these surfaces is affected by the contact angle of the drop on the surface.}, keywords = {Dropwise Condensation,computational fluid dynamic,Wenzel Structure,Cassie Structure,Contact Angle}, title_fa = {بررسی اثر پدیده مارانگونی در چگالش تک قطره بر روی ساختارهای ونزل و کیسی}, abstract_fa = {تغییر فاز بخار به مایع که کاربردهای گسترده ای در صنعت دارد را چگالش می نامند. چگالش قطره ای بر روی سطوح آبگریز و ابر آبگریز اتفاق می افتد. تحقیقات نشان داده اند که ایجاد ساختار های میکرو-نانو ساختار بر روی سطوح،یکی از زوش های ابگریز نمودن آنها می باشد.اختلاف دمای بخار و مایع میتواند منجر به ایجاد گرادیان دما و بالطبع همرفت مارانگونی شود. در این مقاله به شبیه سازی تک قطره بر روی سطوح با ساختار های کیسی، ونزل در چهار حالت مختلف و سطح صاف پرداخته شده است و نرخ انتقال حرارت برای تک قطره چگالیده شده بر روی این سطوح و در دو حالت با و بدون مارانگونی محاسبه گشته است. نتایج نشان داده اند نرخ انتقال حرارت عبوری از قطره ساکن در حالتی که اثر مارانگونی احتساب گشته است از حالتی که از آن صرف نظر شده است، بیشتر می باشد.میزان انتقال حرارت عبوری از قطره در حالت بدون مارانگونی بر روی سطح با زبری کیسی از سطح صاف350% و سطح صاف نیز از سطح با زبری ونزل128% بیشتر است.در حالت با مارانگونی نحوه تغییر نرخ انتقال حرارت از این سطوح متاثر از زاویه تماس قطره بر روی سطح می باشد.}, keywords_fa = {چگالش قطره ای,دینامیک سیالات محاسباتی,ساختار ونزل,ساختار کیسی,زاویه تماس}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2014.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2014_c629b7d0325a02b9eb171b90607930ea.pdf} }