ORIGINAL_ARTICLE
شبیه سازی عددی سقوط آزاد اجسام استوانهای به کمک روش برهم نهادن شبکه
جریان تراکم ناپذیر و غیردائم درحرکت سقوط آزاد اجسام استوانه ای بامقاطع دایروی، مربعی و مستطیلی به صورت عددی شبیه سازی شده است. رژیم جریان دراین شبیهسازی آرام درنظرگرفته شده وازروش برهم نهادن شبکهها استفاده گردیده است. معادلات حاکم برمسئله به دودسته معادلات اندازه حرکت مربوط به سیال ومعادلات دینامیک جسم صلب تقسیم شده اند. نیروهای اعمالی به جسم شامل نیروهای هیدرودینامیکی، نیروی گرانشی وشناوری در نظر گرفته شده اند. معادلات جریان به صورت دوبعدی به روش حجم محدود حل گردیده و شبیهسازی حرکت سقوط آزاد یک جسم استوانه ای با مقاطع مختلف دایره ای، دردوحالت مکان اولیه مرکز کانال وخارج مرکزکانال و نیز مقاطع مربعی و مستطیلی درآرایشهای گوناگون به ارائه نتایج صحت سنجی شده منجرگردیده است. نتایج بدست آمده شامل ضریب درگ برای اعداد مختلف رینولدز در بازه 5/0 تا50، تغییرات سرعت سقوط مرکز استوانه، تغییرات سرعت زاویه ای و میزان انحراف زاویه ای جسم با نتایج تجربی مقایسه شده است. همچنین سقوط آزاد دو استوانه مستطیلی و مربعی مقایسه وتطابق خوبی با مطالعات قبلی احراز شده است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_790_66996bfbaea108433807ca6d34d1386a.pdf
2016-09-22
1
16
10.22044/jsfm.2016.790
سقوط آزاد در یک مجرا
روش برهم نهادن شبکهها
جسم استوانهای
شبکه منطبق بر بدنه
جریان رینولدز پایین
حسین
امین اسماعیلی
h.aminesmaeli@me.iut.ac.ir
1
کارشناس ارشد مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
AUTHOR
محسن
ثقفیان
saghafian@cc.iut.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
AUTHOR
محمد علی
بدری
malbdr@cc.iut.ac.ir
3
استادیار، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا، دانشگاه صنعتی اصفهان
LEAD_AUTHOR
[1] Ladenburg, R (1970) On the influence of the walls in the motion of a sphere in a viscous fluid. Ann Phys 8: 447-458.
1
[2] Bartok G, Mason SG (1985) Particle motions in sheared suspensions. J Colloid Sci 13.
2
[3] Ramscheidt FD, Mason SG (1961) Deformation and burst of fluid drops in shear and hyperbolic flow. J Colloid Sci 16(3): 238-261.
3
[4] Dandy DS, Dwyer HA (1990) A sphere in shear flow at finite Reynolds number, effect of shear on particle lift, drag and heat transfer. J Fluid Mech 216(381): 381-410.
4
[5] Galimanov A, Acharya S (2008) A computational strategy for simulating heat transfer and flow past deformable objects. Int J Heat Mass Trans 51: 4415-4426.
5
[6] Al Quddus N, Wailed AM (2008) Motion of a spherical particle in a cylindrical channel using arbitrary Lagrangian-Eulerian method. J colloid sci 317: 620- 630.
6
[7] Kurose R, Komori S (1999) Drag and lift on a rotating sphere in a linear shear flow. J Fluid Mech 384: 183-206.
7
[8] Zhang L, Gerstenberg A, Wang X, Liu WK (2004) Immersed finite element method. Comp Method Appl Mech Eng 193: 2051-2067.
8
[9] Nirschel H, Dwyer HA, Denk V (1995) Three dimensional calculations of the simple shear flow around a single particle between two moving walls. J Fluid Mech 283: 273-285.
9
[10] Feng J, HU HH, Joseph DD (1994) Direct numerical simulation of Initial value problem for the motion of solid Bodies in a Newtonian Fluid Part 1: Sedimentation. J Fluid Mech 261: 95-134.
10
[11] Zhao P, Heinrich JC, Poirier DR (2006) Numerical modeling fluid- particle interactions. Compt Methods 195: 5780-5796.
11
[12] Lou K, Wang Z, Fan J (2007) A modified immersed boundary method for simulations of fluid- particle interaction. Int J Heat Mass Trans 197: 36-46.
12
[13] Wang ZJ, Kannan R (2012) An overset adaptive cartesian/prism grid method for moving boundary flow problems. American Institute of Aeronautics and Astronautics 1-14.
13
[14] Fast P, Shelley MJ (2004) A moving Overset grid method for interface dynamics applied to non-Newtonian Hele –Shaw flow. J Comput Phys 195: 117-142.
14
[15] Cai J, Tsai HM, Liu F (2005) A parallel viscous flow solver on multi-block overset grids. Comput Fluid 1-12.
15
[16] Tang HS (2010) Chimera Grid method for incompressible flows and its applications in actual problems. NASA Ames Research Center, CA, 10th Symposium on Overset Composite Grids and Solution Technology 1-25.
16
[17] Miller ST, Campbell RL, Elsworth CW, Pitt JS, Boger DA (2014) An overset grid method for fluid –structure interaction. WJM 4(07): 217-237.
17
[18] Pletcher RH, Tannehil JC, Anderson DA (2012) Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer. 3rd edn. Taylor & Francis.
18
[19] Glowinski R, Hesla TL, Joseph DD (1997) Distributed lagrangian-multiplayer / fictitious domain method for particulate flows. Int J Multiphase flow 25: 755-794.
19
[20] Nirschel H, Dwyer HA, Denk V) 1994) Chimera grid for the calculation of particle flow. University of California, Davis Mechanical and Aeronautical Engineering Davis, CA 95616 USA, AIAA, 94-0519.
20
[21] Tuncer H (1997) Two-dimensional unsteady Navier-Stokes solution method with moving overset grid. AIAA J 35(3): 471-476.
21
[22] Wehr D, Stangl R, Wagner S (1994) Interpolation schemes for inter grid boundary value transfer applied to unsteady transonic flow computations on overlaid embedded grids. Proceeding of the 2th European Computational Fluid Dynamics Conference 1: 382-390.
22
[23] Desquesnes G, Terracol M, Manoha E, Sagaut P (2006) On the use of a high order overlapping grid method for coupling in CFD/CAA. J Comput Phys 220: 355-382.
23
[24] Tang HS (2006) Study on a grid interface algorithm for solutions of incompressible Navier–Stokes equations. Comput Fluids 35: 1372-1383.
24
[25] Clift R, Grace Weber ME (1978) Bubbles, drops and particles. Academic Press.
25
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی، تحلیل و بهینهسازی سازهی لبه حملهی بال هواپیما در برابر برخورد پرنده
در این پژوهش به کمک نرم افزار Ls-Dyna و با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموارشده به شبیهسازی نرمافزاری برخورد پرنده به لبه حملهی بال یک هواپیما و بهینهسازی آن پرداخته شده است. به منظور بررسی صحت نتایج مدلسازی، ابتدا برخورد پرنده به یک صفحهی مسطح آلومینیومی شبیهسازی شده و مقادیر کرنشها و تغییر شکلهای ایجادشده در صفحهی هدف در شبیهسازی نرمافزاری و آزمایش تجربی با هم مقایسه شده است. پس از حصول اطمینان از صحت نتایج، به مدلسازی برخورد پرنده به سازهی لبه حملهی بال یک هواپیما پرداخته شده است. در مرحلهی بعد، با در نظر گرفتن مشخصات اجزای سازهی بال بهعنوان متغیرهای طراحی، سعی شده است تا مقادیر جرم سازه و تغییر شکل پوستهی بال در اثر برخورد پرنده که بهعنوان توابع هدف در نظر گرفته شدهاند کمینه شود. برای این کار ابتدا با استفاده از روش سطح پاسخ، رابطهی بین متغیرهای طراحی و توابع هدف پیشبینی شده و سپس به کمک الگوریتم ژنتیک چندهدفه بر پایهی جبههی پارتو به کمینهسازی جرم و میزان تغییر شکل سازهی بال در اثر برخورد پرنده پرداخته شده است. در نهایت به ازای مقادیر مختلف جرم در نظر گرفتهشده برای سازه، ابعاد اجزای سازهی بال بهگونهای تعیین شدهاند که بال کمترین آسیب را پس از برخورد متحمل شود.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_795_7a187d001cd50b940459ec2855bd830b.pdf
2016-09-22
17
32
10.22044/jsfm.2016.795
برخورد پرنده
سازهی لبه حملهی بال
هیدرودینامیک ذرات هموارشده
بهینهسازی چندهدفه
حسن
پاهنگه
h.pahange@yahoo.com
1
کارشناس ارشد، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
AUTHOR
محمدحسین
ابوالبشری
abolbash@um.ac.ir
2
استاد، گروه مکانیک، مرکز پژوهشی مهندسی تولید ناب، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
[1] Allan JR, Orosz AP (2001) The costs of birdstrikes to commercial aviation. In: Third Joint Annual Meeting of Bird Strike Committee USA/Canada, Calgary, Canada.
1
[2] Blair A (2008) Aeroengine fan blade design accounting for bird strike. BSc thesis, Department of Mechanical and Industrial Engineering, The University of Toronto.
2
[3] Hallquist JO (2006) LS-DYNA keyword user’s manual. Livermore Software Technology Corporation, version 971.
3
[4] Accessed18.12.2014; www.boeing.com/commer-cial/aeromagazine.
4
[5] Hedayati R, Ziaei-Rad S (2011) Comparison of numerical methods in perpendicular and inclined bird strike events. Modares Mech Eng 11(2): 13-25.
5
[6] Jialing Y, Xujie C, Cunhao W (2003) Experimental and FEM study of windshield subjected to high speed bird impact. Acta Mechanica Sinica 19: 543-550.
6
[7] Anghileri M, Castelletti LM, Invernizzi F, Mascheroni M (2005) Birdstrike onto the composite intake of a turbofan engine. 5th European LS-DYNA Users Conference, Birmangham, UK, May 25-26.
7
[8] Mao R, Meguid S, Ng T (2009) Effects of incidence angle in bird strike on integrity of aero-engine fan blade. Int J Crashworthiness 14: 295-308.
8
[9] Vignjevic R, Orłowski M, De Vuyst T, Campbell JC (2013) A parametric study of bird strike on engine blades. Int J Impact Eng 60: 44-57.
9
[10] Liu J, Li Y, Gao X (2014) Bird strike on a flat plate: Experiments and numerical simulations. Int J Impact Eng 70: 21-37.
10
[11] Wang J, Xu Y, Zhang W (2014) Finite element simulation of PMMA aircraft windshield against bird strike by using a rate and temperature dependent nonlinear viscoelastic constitutive model. Compos Struct 108: 21-30.
11
[12] Huertas-Ortecho CA (2006) Robust bird-strike modeling using LS-DYNA. MSc thesis, University of Puerto Rico.
12
[13] Cowper GR, Symonds PS, (1957) Strain hardening and strain rate effect in the impact loading ofcantilever beams, Brown University, Division of Applied Mathematics report 28.
13
[14] Montgomery DC (2008) Design and analysis of experiments. 7th edn. John Wiley & Sons, Hoboken.
14
[15] Atashkari K, Nariman-Zadeh N, Pilechi A, Jamali A, Yao X (2005) Thermodynamic Pareto optimization of turbojet engines using multi-objective genetic algorithms. Int J Therm Sci 44(11): 1061-1071.
15
ORIGINAL_ARTICLE
بازسازی سه بعدی کامپوزیت نانو لوله کربنی با استفاده از توابع آماری همبستگی
بازسازی ساختاری از ساختارهای آماری به علت اهمیت در طراحی مواد یک زمینه ی مورد علاقه زیاد می باشد. یک روش جدید در این مقاله آورده شده است که در این روش از تعداد زیادی المان های حجمی برای بازسازی ساختار کامپوزیت استفاده شده است، که با استفاده از این روش به راحتی میتوان کامپوزیت های نانو لوله ای را با استفاده از روش های آماری بازسازی کرد و نمونه های بازسازی شده به خوبی نمایشگر خواص و ویژگی های کامپوزیت های نانو لوله ای می باشند. در این مقاله از روش مونت کارلو برای بازسازی استفاده شده است. در این مقاله با مشخص کردن و به دست آوردن توابع آماری همبستگی از عکس ها و نمونه های آزمایشگاهی با استفاده از الگوریتمی که ارائه شده است، نمونه هایی که دارای توابع آماری همبستگی مشابهی با نمونه های آزمایشگاهی می باشند بازسازی شده است. به جای استفاده از عکس های مختلف، اطلاعات مربوط به توزیع نانولوله ها در ماتریس، تمامی اطلاعات توزیع نانولوله ها به صورت مختصات ابتدا و انتهای تکه های سیلندری که در نهایت با به هم پیوستن منجر به تشکیل نانو لوله می شود ذخیره می گردد، که با این کار کامپوزیت بازسازی شده برای استفاده در کارهای آینده مورد استفاده قرار می گیرد و به راحتی می توان در کارهایی که نیاز به شبیه سازی و به دست آوردن خواص کامپوزیت های نانو لوله ای می باشد مورد استفاده قرار گیرد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_798_ed9853796266c9e21bc9db0cdeddb10a.pdf
2016-09-22
33
42
10.22044/jsfm.2016.798
تابع آماری
تابع آماری دو نقطه ای
بازسازی ساختاری
نانولوله کربنی
مصطفی
مهدوی
mos.mahdavi@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک،پردیس دانشکده های فنی،دانشگاه تهران
AUTHOR
مجید
بنی اسدی
m.baniassadi@ut.ac.ir
2
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک،پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
LEAD_AUTHOR
مصطفی
باغانی
baghani@ut.ac.ir
3
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک،پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
AUTHOR
[1] Lin S, Garmestani H (2000) Statistical continuum mechanics analysis of an elastic two-isotropic-phase composite material. Compos Part B-Eng 31(1): 39-46.
1
[2] Garmestani H, Lin S, Adams BL, Ahzi S (2001) Statistical continuum theory for large plastic deformation of polycrystalline materials. J Mech Phys Solids 49(3): 589-607.
2
[3] Garmestani H, Lin S, Adams BL (1998) Statistical continuum theory for inelastic behavior of a two-phase medium. Int J Plasticity 14(8): 719-731.
3
[4] Lin S, Garmestani H, Adams B (2000) The evolution of probability functions in an inelasticly deforming two-phase medium. Int J Solids Struct 37: 423-434.
4
[5] Yeong C, Torquato S (1998) Reconstructing random media. Phys Rev E vol. 57(1): 495.
5
[6] Torquato S (2002) Random heterogeneous materials microstructure and macroscopic properties. Springer Science & Business Media. (v. 16)
6
[7] St-Pierre L, Héripré E, Dexet M, Crépin J, Bertolino G, Bilger N (2008) 3D simulations of microstructure and comparison with experimental microstructure coming from O.I.M analysis. Int J Plasticity 24: 1516-1532.
7
[8] Suzue Y, Shikazono N, Kasagi N (2008) Micro modeling of solid oxide fuel cell anode based on stochastic reconstruction. J Power Sources 184(1): 52-59.
8
[9] Fullwood DT, Niezgoda SR, Kalidindi SR (2008) Microstructure reconstructions from 2-point statistics using phase-recovery algorithms. Acta Mat 56: 942-948.
9
[10] Li D, Baniassadi M, Garmestani H, Ahzi S, Reda Taha M, Ruch D (2010) 3D reconstruction of carbon nanotube composite microstructure using correlation functions. Com Theo Nanoscience 7: 1462-1468.
10
[11] Ounaies Z, Park C, Wise KE, Siochi EJ, Harrison JS (2003) Electrical properties of single wall carbon nanotube reinforced polyimide composites. Com Sci Tech 63: 1637-1646.
11
[12] Marsaglia G (1972) Choosing a point from the surface of a sphere. Ann Math Statist 43(2): 645-646.
12
[13] Néda Z, Florian R, Brechet Y (1999) Reconsideration of continuum percolation of isotropically oriented sticks in three dimensions. Physical Rev 59: 3717-3719.
13
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تحلیلی و آزمایشگاهی رفتار غیرخطی اتصالات فلنجی تحت بارگذاری طولی و خمشی
اتصالات فلنجی در تجهیزات مکانیکی و سازههای هوافضایی بهطور گسترده بکار میروند. مطالعه و بررسی رفتار استاتیک و دینامیک این اتصالات همواره با اهمیت است. در این پژوهش، بهمنظور در نظر گرفتن انعطافپذیر اتصال، نخست، اتصال فلنجی با تعدادی فنر معادل شده و سپس روندی تحلیلی برای محاسبۀ سختی معادل این نوع اتصالات ارائه گردیده است. برای این منظور لبۀ اتصال بهصورت تیر یکسر درگیر مدل شده و تغییر شکل آن تحت بارگذاریهای مختلف استخراج شده است. در ادامه با استخراج منحنی غیرخطی تغییر شکل اتصال برحسب بار وارده بر آن، میزان سختی اتصال محاسبه گردیده است. مشاهده گردیده است که فنرهای معادل اتصال تحت بارگذاریهای مثبت و منفی رفتار متفاوت داشته و سختی معادل آنها حالت دوخطی دارد. با طراحی و ساخت نمونه اتصال فلنجی تکپیچ، رفتار این اتصال بهصورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. برای این منظور اتصال موردنظر تحت بارگذاریهای خمشی و طولی قرار گرفته و رفتار تغییر شکل آن استخراج گردیده است. علاوه بر این مدل اجزاء محدود اتصال ایجاد و سپس نتایج تحلیلی ارائه شده در این پژوهش با نتایج آزمایشگاهی، اجزاء محدود و نتایج عددی پژوهشهای پیشین مقایسه شده است. در نهایت با استفاده از مدل تحلیلی ارائه شده، اثر تغییر پارامترهایی نظیر پیشبار پیچ و ضخامت فلنج، روی میزان سختی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_801_789017a7bef18c3780793ec7c64fe062.pdf
2016-09-22
43
54
10.22044/jsfm.2016.801
سختی طولی
سختی خمشی
مدلسازی تحلیلی
بررسی آزمایشگاهی
فرهاد
میثمی
farhad.meisami@stu.um.ac.ir
1
دانشجوی دکتری، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
AUTHOR
مجید
معاونیان
moaven@um.ac.ir
2
دانشیار، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
LEAD_AUTHOR
عارف
افشارفرد
afsharfard@um.ac.ir
3
استادیار، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
AUTHOR
سیدایمان
پیشبین
4
رییس پژوهش و فناوری، شرکت گاز استان خراسان رضوی، مشهد
AUTHOR
[1] Schwingshackl CW, Maio DD, Sever I, Green JS (2013) Modeling and validation of the nonlinear dynamic behavior of bolted flange joints. J Eng Gas Turb Power 135(12): 122504-122504.
1
[2] Law SS, Wu ZM, Chan SL (2004) Vibration control study of a suspension footbridge using hybrid slotted bolted connection elements. Eng Struct 26(1): 107-116.
2
[3] Benedetti M, Garofalo G, Zumpano M, Barboni R (2007) On the damping effect due to bolted junctions in space structures subjected to pyro-shock. Acta Astronaut 60(12): 947-956.
3
[4] Zapico-Valle JL, Abad-Blasco J, González-Martínez MP, Franco-Gimeno JM, García-Diéguez M (2012) Modelling and calibration of a beam-column joint based on modal data. Comput Struct 108-109(0): 31-41.
4
[5] Rezaee MS, Ghazavi MR, Jafari AA, Najafi A (2012) Stability of a system consisting of three -axis connected through Hooke's joints. Modares Mech Eng 12(6): 69-79. (in Persian)
5
[6] Iranzad M, Ahmadian H (2012) Identification of nonlinear bolted lap joint models. Comput Struct 96-97(0): 1-8.
6
[7] Lavassas I, Nikolaidis G, Zervas P, Efthimiou E, Doudoumis IN, Baniotopoulos CC (2003) Analysis and design of the prototypeof a steel 1-MW wind turbine tower. Eng Struct 25(8): 1097-1106.
7
[8] SY Lee, Ko KH, Lee J (2000) Analysis of dynamic characteristics of structural joints using stiffness influence coefficients. KSME Int J 14(12): 1319-1327.
8
[9] Agatonovic P (1985) Beam model of bolted flanged connections. Eng Computation 2(1): 21-29.
9
[10] Shi Y, Chan S, Wong Y (1996) Modeling for moment-rotation characteristics for end-plate connections. J Struct Eng-ASCE 122(11): 1300-1306.
10
[11] Semke WH, Bibel GD, Gurav SB, Webster AL, Jerath S (2002) Dynamic response of a pipe having bolted flange connection with a gasket. in ASME 2002 Engineering Tech. Conf. on Energy 675-681.
11
[12] Semke WH, Bibel GD, Jerath S, Gurav SB, Webster AL (2002) A dynamic investigation of piping systems with a bolted flange. in Proceeding of ASME 121-128.
12
[13] Semke WH, Bibel GD, Jerath S, Gurav SB, Webster AL (2006) Efficient dynamic structural response modelling of bolted flange piping systems. Int J Pres Ves Pip 83(10): 767-776.
13
[14] Luan Y, Guan ZQ, Cheng GD, Liu S (2012) A simplified nonlinear dynamic model for the analysis of pipe structures with bolted flange joints. J Sound Vib 331(2): 325-344.
14
[15] Mathan G, Prasad NS (2012) Study of dynamic response of piping system with gasketed flanged joints using finite element analysis. Int J Pres Ves Pip 89(0): 28-32.
15
[16] Wu Z, Nassar SA, Yang X (2014) Nonlinear deformation behavior of bolted flanges under tensile, torsional, and bending loads. J Press Vess-T ASME 136(6): 061201-061201.
16
[17] Ahmadian H, Jalali H (2007) Identification of bolted lap joints parameters in assembled structures. Mech Syst Signal Pr 21(2): 1041-1050.
17
[18] Jalali H, Ahmadian H, Mottershead JE (2007) Identification of nonlinear bolted lap-joint parameters by force-state mapping. Int J Solids Struct 44(25-26): 8087-8105.
18
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی پارامتری بهبود ظرفیت کمانش ستونهای ترکدار توسط وصلههای پیزوالکتریک
در مقاله حاضر با استفاده از روش تحلیلی به مطالعه رفتار پایداری ستونهای ترکدار مجهز به وصلههای پیزوالکتریک پرداخته میشود. جهت قطبیدگی وصلههای پیزوالکتریک بهگونهای انتخاب شدهاند که باعث ایجاد نیروی محوری در ستون میشوند. ترک با استفاده از فنر پیچشی مدل شده است که دو قسمت سالم ستون را در محل ترک به هم متصل میسازد. پس از اعمال شرایط مرزی و بین مرزی در محل ترک و نواحی انتهایی وصلههای پیزوالکتریک، معادله مشخصه حاکم بر رفتار کمانش ستونهای ترکدار استخراج گردیده است. تأثیر پارامترهای موثر بر بار کمانش اول و دوم ستون از قبیل پارامترهای ترک (موقعیت و عمق ترک) و همچنین موقعیت و طول وصلههای پیزوالکتریک و ولتاژ اعمالی با استفاده از نمودارهای مناسب مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که وجود ترک باعث کاهش قابل ملاحظهای در ظرفیت کمانش ستون میشود. میزان این کاهش به موقعیت و عمق ترک بستگی دارد. با تعیین موقعیت و طول مناسب وصلههای پیزوالکتریک، میتوان باعث بهبود ظرفیت کمانش تیر ترکدار شد. لزوما بهترین موقعیت وصله پیزوالکرتیک متناظر با محل ترک نمیباشد و باید با توجه به شرایط مرزی تیر و محل ترک تعیین شود. نتایج نشان میدهد اثر اعمال ولتاژ مثبت بر ظرفیت کمانش مود دوم و مود اول متفاوت است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_802_0be80dd1ee64cef01d2f8007f272c352.pdf
2016-09-22
55
64
10.22044/jsfm.2016.802
ستون ترکدار
وصله پیزوالکتریک
ظرفیت کمانش اول و دوم
تئوری اویلر-برنولی
مهدی
جاوید
m.javid@tabrizu.ac.ir
1
دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
AUTHOR
حسن
بیگلری
hbiglari@tabrizu.ac.ir
2
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
LEAD_AUTHOR
[1] Khorshidvand A, Joubaneh EF, Jabbari M, Eslami M (2014) Buckling analysis of a porous circular plate with piezoelectric sensor–actuator layers under uniform radial compression. Acta Mech 225(1): 179-193.
1
[2] Rao M, Schmidt R (2014) Static and dynamic finite rotation FE-analysis of thin-walled structures with piezoelectric sensor and actuator patches or layers. Smart Mater Struct 23(9): 095006.
2
[3] Zenz G, Humer A (2015) Stability enhancement of beam-type structures by piezoelectric transducers: theoretical, numerical and experimental investigations. Acta Mech 226(12): 3961-3976.
3
[4] Crawley EF, De Luis J (1987) Use of piezoelectric actuators as elements of intelligent structures. AIAA 25(10): 1373-1385.
4
[5] Chandrashekhara K, Bhatia K (1999) Active buckling control of smart composite plates-finite-element analysis. Smart Mater Struct 2(1): 31.
5
[6] Chase JG, Srinivas B (1999) Optimal stabilization of plate buckling. Smart Mater Struct 8(2): 204.
6
[7] Meressi T, Paden B (1993) Buckling control of a flexible beam using piezoelectric actuators. Guid Control Dynam 16(5): 977-980.
7
[8] Wang Q, Quek S (2002) Enhancing flutter and buckling capacity of column by piezoelectric layers. Int J Solids Struct 39(16): 4167-4180.
8
[9] Thompson SP, Loughlan J (1995) The active buckling control of some composite column strips using piezoceramic actuators. Compos Struct 32(1-4): 59-67.
9
[10] Wang Q, Quek S, Liew K (2002) On the repair of a cracked beam with a piezoelectric patch. Smart Mater Struct 11(3): 404.
10
[11] Krawczuk M, Ostachowicz W (1995) Modelling and vibration analysis of a cantilever composite beam with a transverse open crack. J Sound Vib 183(1): 69-89.
11
[12] Bao G, Ho S, Suo Z, Fan B (1992) The role of material orthotropy in fracture specimens for composites. Int J Solids Struct 29(9): 1105-1116.
12
[13] Ariaei A, Ziaei-Rad S, Ghayour M (2010) Repair of a cracked Timoshenko beam subjected to a moving mass using piezoelectric patches. Int J Mech Sci 52(8): 1074-1091.
13
[14] Wang Q (2002) On buckling of column structures with a pair of piezoelectric layers. Eng Struct 24(2): 199-205.
14
[15] Crawley EF, Anderson EH (1990) Detailed models of piezoceramic actuation of beams. J Intel Mat Syst Str 1(1): 4-25.
15
[16] Chondros T, Dimarogonas A, Yao J (1998) A continuous cracked beam vibration theory. J Sound Vib 215(1): 17-34.
16
[17] Dimarogonas AD (1996) Vibration of cracked structures: A state of the art review. Eng Fract Mech 55(5): 831-857.
17
[18] Liebowitz H, Vanderveldt H, Harris D (1967) Carrying capacity of notched columns. Int J Solids Struct 3(4): 489-500.
18
[19] Tada H, Paris P, Irwin G (2000) The analysis of cracks handbook. ASME Press, New York.
19
[20] Narkis Y (1994) Identification of crack location in vibrating simply supported beams. J Sound Vib 172(4): 549-558.
20
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل و مدلسازی آیرودینامیکی قطارهای پرسرعت درعبور از موانع کناری
یکی از مسائل مرتبط با طراحی آیرودینامیکی قطارپرسرعت مسئله جریان هوای ایجاد شده در اطراف قطار می باشد. این خصوصیت علاوه بر اینکه موجب اتلاف قابلتوجهی در انرژی و سوخت می شود، باعث ایجاد اثرات متعددی نیز در حول قطار می گردد . یکی از این اثرات آیرودینامیکی که اهمیت اساسی برای ایمنی مسافران و کارگران در اطراف خط دارد پدیده فشار هوا ناشی از سرعت قطار است که الزامات ایمنی مورد نیاز خود را ایجاب می کند. وقتی قطار سرعتبالا از کنار یک مانع (انسان) عبور میکند، نیروهای آیرودینامیکی بهصورت ناگهانی به آن وارد میشود. بدین منظور این موضوع باید در ایجاد حریم مجاز برای افراد موردتوجه قرار گیرد. در این شبیهسازی عددی از نرمافزار محاسبات سیالاتی فلوئنت استفادهشده و معادله جریان آشفته با روش و شرایط مرزی قطار بصورت مش متحرک مدل شده است و ناحیه مورد بررسی دارای ابعادی تا سی برابر مقیاس ارتفاع قطار می باشد . هدف از این تحقیق بررسی اثر پدیده فشار هوای ایجاد شده در اطراف قطار پرسرعت با سرعت سیر حدود 300 کیلومتر بر ساعت به کمک شبیهسازی در دو حالت عادی و با ترمز آیرودینامیک و بررسی اثرات سرعت باد ناشی از عبور قطار برای جلوگیری از به خطر افتادن ایمنی انسانها و یافتن حریم مجاز برای کارگران کنار خط و مسافرین است. به عنوان خروجی، فاصله حریم مجاز ایستادن فرد در کنار ریل در عبور قطار با سرعت 300 کیلومتر بر ساعت در حدود 1.6 متر و در حالت ترمزگیری آیرودینامیکی 3.5 متر تعیین گردید
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_804_850af7bef9871770256a3c667530507a.pdf
2016-09-22
65
78
10.22044/jsfm.2016.804
آیرودینامیک قطار
نیروی پسا
مش متحرک
پدیده فشار هوا
حریم مجاز کنار خط
وحید
سرافرازی
sarafrazi@rail.iust.ac.ir
1
دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران
AUTHOR
محمدرضا
طلایی
mrtalaee@iust.ac.ir
2
استادیار، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Gebicki M (2014) What's the world's fastest passenger train. Stuff.co.nz.
1
[2] TSI, 2008/232/CE (2008) Technical specification for interoperability of high speed rolling stock (TSI HS RST). Official Journal of the European Union.
2
[3] Lawson TV, Penwarden AD (1975_ The effects of wind on people in the vicinity of buildings. Proceedings of the 4th International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, 605-622. Cambridge University Press, Heathrow.
3
[4] Bottema M (1993) Wind climate and urban geometry. Proefschrift/ PhD Thesis, Eindhoven University of Technology. ISBN 90-386-0132-8.
4
[5] De Graaf B, Van Weperen W (1997) The retention of balance: An exploratory study into the limits of acceleration the human body can withstand without losing equilibrium. Human Factors: J Hum Factors Ergon 39(1): 111-118.
5
[6] Jordan S, Johnson T, Sterling M, Baker C (2008) Evaluating and modeling the response of an individual to a sudden change in wind speed. Build Environ 43:1541-1534.
6
[7] Khayrullina A, Blocken B, Janssen W, Straathof J (2015) CFD simulation of train aerodynamics: Train-induced wind conditions at an underground railroad passenger platform. J Wind Eng Ind Aerod 139: 100-110.
7
[8] Yang N, Zheng XK, Zhang J, Law SS, Yang QS (2015) Experimental and numerical studies on aerodynamic loads on an overhead bridge due to passage of high-speed train. J Wind Eng Ind Aerod 140: 19-33.
8
[9] Dhanabalan Y (2013) Numerical study of a wind tunnel setup for measuring train slipstream with Detached Eddy Simulation.
9
[10] Axelsson N, Ramnefors M, Gustafsson R (1998) Accuracy in computational aerodynamics, Part1: stagnation pressure. SAE 980037.
10
[11] غضنفری م، حسینی تهرانی پ (1394) بهبود ضخامت و وزن نمونه جدید پنل ترمز آئرودینامیکی قطارهای پرسرعت با استفاده از نرم افزار انسیس. چهارمین کنفرانس بین المللی پیشرفتهای اخیر در مهندسی راه آهن، ایران - تهران، محل دائم نمایشگاههای بین المللی تهران.
11
[12] Guillou F (2012) CFD Study of the Flow around a High-Speed Train.
12
[13] Stathopoulos T (2002) The numerical wind tunnel for industrial aerodynamics: real or virtual in the new millennium?. Wind Struct 5 (2-4): 193-208.
13
[14] رضوانی م، محبی م (1392) شبیه سازی عددی جریان هوای اطراف قطار مسافربری پارسی تحت اثر بادهای عرضی. فصلنامه مهندسی حمل و نقل 364-345 :(4)4.
14
[15] Casey M, Wintergerste T (2000) Special interest group on quality and trust in industrial CFD Best Practice Guidelines. ERCOFTAC.
15
[16] Manhart M, Wengle H (1993_ A spatiotemporal decomposition of a fully inhomogeneous turbulent flow field. Theor Comp Fluid Dyn 5: 223-242.
16
[17] Muld TW (2012) Slipstream and Flow structures in the near wake of high-speed trains. Doctoral Thesis in Engineering Mechanics, KTH, Stockholm
17
[18] Holmes S, Schroeder M, Toma E (2000) High-speed passenger and intercity train aerodynamic computer modeling. In the 2000 International Mechanical Engineering Congress ME2000.
18
[19] Meng-ling W, Yang-yong Z, Chun T, Wei-wei F (2011) Influence of aerodynamic braking on the pressure wave of a crossing high-speed train. J Zhejiang Univ Sci A 12(12): 979-984.
19
[20] De Graaf B, Van Weperen W (1997) The retention of balance: An exploratory study into the limits of acceleration the human body can withstand without losing equilibrium. Human Factors: J Hum Factors Ergon Soc 39(1): 111-118.
20
ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر پارامترهای طراحی و روانکاری بر عملکرد ترموهیدرودینامیک یاتاقانهای ژورنال غیرمدور سهلُب با روانکار میکروپلار
تحلیل عملکرد یاتاقانهای ژورنال غیرمدور با توجه به کاربرد گسترده آنها در صنعت از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. تنشهای برشی و نیروهای اصطکاکی روانکار زمینه تغییر شرایط دمایی را فراهم میآورند. عواملی نظیر افزایش سرعت محور، کاهش فضای لقی و کوچکی ضرایب انتقال حرارت روانکار، محور و پوسته یاتاقان زمینه تشدید تغییرات دمایی روانکار را موجب میگردند. در پژوهش حاضر تأثیر سرعت محور، ضخامت پوسته، طول یاتاقان و مشخصههای سیال میکروپلار بر تغییرات دمایی و توزیع فشار فیلم روانکار، بار قابل حمل و زاویه وضعی یاتاقان بررسی میشوند. عملکرد یاتاقان با بکارگیری توزیع فشار حرارتی حاصل از حل معادله رینولدز با لحاظ شرایط دمایی و لزجت نهایی روانکار قابل محاسبه میباشند. مقایسه عملکرد یاتاقانهای سه لُب با لحاظ اثرات دمایی و بدون آن از تضعیف فشار ایجاد شده در روانکار و کاهش بار قابل حمل یاتاقان با افزایش دما، بویژه در سرعتهای دورانی بالای روتور حکایت دارد. همچنین نتایج، افزایش اثرات دمایی بر عملکرد یاتاقانهای مورد ارزیابی با افزایش خاصیت میکروپلاریته سیال روانکار را نشان میدهند.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_803_d6f5ebd4dad3518303d8c7732ab4ae8a.pdf
2016-09-22
79
96
10.22044/jsfm.2016.803
یاتاقان ژورنال سه لُب
عملکرد ترموهیدرودینامیکی
روانکار میکروپلار
روش درونیابی مشتق تعمیمیافته
ابوالفضل
رسولی زاده شورکی
arasoolizadeh@gmail.com
1
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
AUTHOR
اصغر
دشتی رحمت آبادی
dashti@yazd.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
LEAD_AUTHOR
مهدی
زارع مهرجردی
mahzare@yahoo.com
3
استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اردکان، اردکان
AUTHOR
رضا
رشیدی میبدی
rrashidim@gmail.com
4
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیامنور،تهران
AUTHOR
[1] Cosserat E, Cosserat F (1909) Théorie des corps déformables. Paris 3: 17-29.
1
[2] Eringen AC (1964) Simple microfluids. Int J Eng Sci 2(2): 205-217.
2
[3] Allen S, Kline K (1971) Lubrication theory for micropolar fluids. J Appl Mech-T ASME 38(3): 646-650.
3
[4] Prakash J, Sinha P (1975) Lubrication theory for micropolar fluids and its application to a journal bearing. Int J Eng Sci 13(3): 217-232.
4
[5] Khonsari M, Brewe D (1989) On the performance of finite journal bearings lubricated with micropolar fluids. Tribol T 32(2): 155-160.
5
[6] Das S, Guha S, Chattopadhyay A (2002) On the steady-state performance of misaligned hydrodynamic journal bearings lubricated with micropolar fluids. Tribol Int 35(4): 201-210.
6
[7] Nair KP, Nair VS, Jayadas N (2007) Static and dynamic analysis of elastohydrodynamic elliptical journal bearing with micropolar lubricant. Tribol Int 40(2): 297-305.
7
[8] Rahmatabadi AD, Nekoeimehr M, Rashidi R (2010) Micropolar lubricant effects on the performance of noncircular lobed bearings. Tribol Int 43(1): 404-413.
8
[9] Mehrjardi MZ, Rahmatabadi AD, Meybodi RR (2016) A study on the stability performance of noncircular lobed journal bearings with micropolar lubricant. P I Mech Eng J-J Eng 230(1): 14-30.
9
[10] Crosby W (1980) Thermal considerations in the solution of finite journal bearings. WEAR 64(1):15-32.
10
[11] Singh D, Majumdar B (2005) Computer-aided design of hydrodynamic journal bearings considering thermal effects. P I Mech Eng J-J Eng 219(2): 133-139.
11
[12] Bhagat C, Roy L (2014) Steady state thermo-hydrodynamic analysis of two-axial groove and multilobe hydrodynamic bearings. Tribol ind 36(4):475-487.
12
[13] Rahmatabadi AD, Shooroki AR, Mehrjardi MZ (2016) Investigation of the geometry effects on the thermo-hydrodynamic performance of noncircular journal bearings using GDQ method. Modares Mech Eng 16(5): 111-122.
13
[14] Wang XL, Zhu KQ (2006) Numerical analysis of journal bearings lubricated with micropolar fluids including thermal and cavitating effects. Tribol Int 39(3): 227-237.
14
[15] Rahmatabadi AD, Mehrjardi MZ, Fazel M (2010) Performance analysis of micropolar lubricated journal bearings using GDQ method. Tribol Int 43(11): 2000-2009.
15
[16] Sharma R, Pandey R (2007) Effects of the temperature profile approximations across the film thickness in thermohydrodynamic analysis of lubricating films. Ind J Tribol 2(1): 27-37.
16
[17] Chauhan A, Sehgal R, Sharma RK (2010) Thermohydrodynamic analysis of elliptical journal bearing with different grade oils. Tribol Int 43(11): 1970-1977.
17
[18] Hori Y (2006) Hydrodynamic lubrication. Springer Science & Business Media.
18
[19] Rahmatabadi AD, Rashidi R (2006) Effect of mount angle on static and dynamic characteristics of gas-lubricated, noncircular journal bearings. Iran J Sci Technol B 30(B03).
19
[20] Chauhan A, Sehgal R, Sharma RK (2011) A study of thermal effects in an offset‐halves journal bearing profile using different grade oils. Lubric Sci 23(5): 233-248.
20
[21] Malik M, Sinhasan R, Chandra M (1981) Design data for three-lobe bearings. Tribol Trans 24(3):345-353.
21
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل اجزای محدود پاسخ غیرخطی ضربه کم سرعت ورق کامپوزیتی ویسکوالاستیک، به کمک تئوری لایه ای
در مقاله کنونی، رفتار دینامیکی ورق کامپوزیتی چندلایه با میرایی سازه ای ویسکوالاستیک در برابر ضربه کم سرعت ناشی از برخورد یک جسم کروی، مورد بررسی قرار گرفته است. قانون تماس هرتز ابتدا جهت در نظر گرفتن اثر سختی لایه های زیرین بر سختی ناحیه تماس، تصحیح و سپس به فرم غیرخطی بکار گرفته شده است. مدل انتگرال سلسله مراتبی ولترا برای توصیف رفتار ویسکوالاستیک مواد به کار رفته و برای مدلسازی دقیق تر رفتار ورق، از تئوری لایه ای و روابط کرنش-جابجایی غیرخطی استفاده شده است. برای یافتن پاسخ معادلات دیفرانسیلی-انتگرالی حاکم، از ترکیب روش های اجزای محدود، انتگرال گیری ذوزنقه ای برای انتگرال های ولترا و شیوه انتگرال گیری عددی زمانی نیومارک بهره گرفته شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای گوناگون رفتار ویسکوالاستیک مواد و نیز سرعت ضربه زن بر تاریخچه های زمانی نیروی ضربه، میزان فروروی و خیز ورق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که به دلیل ماهیت میراسازی ساختاری مواد ویسکوالاستیک، سختی ورق و در نتیجه، نیروی ضربه، افزایش یافته ولی خیز دینامیکی بیشینه پدید آمده در ورق و میزان فروروی، کاهش می یابند. همچنین، در حالت کلی، افزایش نیروی تماس بیانگر افزایش میزان فروروی نمی باشد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_822_1c1e8dced775176d039e6e401ef36df2.pdf
2016-09-22
97
108
10.22044/jsfm.2016.822
ضربه کم سرعت
ورق کامپوزیت ویسکوالاستیک
قانون تماس هرتز
اجزای محدود
تئوری لایه ای
محمد حسن
پاچناری
pachenary@gmail.com
1
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی هوا و فضا، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران
AUTHOR
علی
مظفری
mozaffari@kntu.ac.ir
2
استادیار، دانشکده مهندسی هوا و فضا، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران
AUTHOR
محمد
شرعیات
m_shariyat@yahoo.com
3
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Gong S, Lam K (2000) Effect of structure and stiffness on impact response of layered structure. AIAA J 138(9): 1730-1735.
1
[2] Abrate S (2011) Impact engineering of composite structures. Springer , Wien.
2
[3] Cederbaum G, Aboudi J (1989) Dynamic response of viscoelastic laminated plates. J Sound Vibr 133(2): 225-238.
3
[4] Chen T (1995) The hybrid Laplace transform finite element method applied to the quasi-static and dynamic analysis of viscoelastic Timoshenko beams. Int J Numer Meth Eng 38(3): 509-522.
4
[5] Iiyasov M, Aköz A (2000) The vibration and dynamic stability of viscoelastic plates. Int J Eng Sci 38(6): 695-714.
5
[6] Paulino G, Jin Z (2001) Correspondence principle in viscoelastic functionally graded materials. ASME J Appl Mech 68: 129-132.
6
[7] Paulino G, Jin Z (2001) Viscoelastic functionally graded materials subjected to anti plane shear fracture. J Appl Mech 68(2): 284-293.
7
[8] Abdoun F, Azrar L (2009) Forced harmonic response of viscoelastic structures by an asymptotic numerical method. J Comput Struct 87(1): 91-100.
8
[9] Assie A, Eltaher M (2011) Behavior of a viscoelastic composite plates under transient load. J Mech Sci Tech 25(5): 1129-1140.
9
[10] Assie A, Eltaher M (2010) The response of viscoelastic-frictionless bodies under normal impact. Int J Mech Sci 52(3): 446-454.
10
[11] Assie A, Eltaher M, Mahmoud F (2010) Modeling of viscoelastic contact-impact problems. Appl Math Model 34: 2336-2352.
11
[12] Altenbachand H, Ermeyev V (2008) Analysis of the viscoelastic behavior of plates made of functionally graded materials. ZAMM J Appl Math Mech 88(5): 332- 341.
12
[13] Amabili M (2016) Nonlinear vibrations of viscoelastic rectangular plates. J Sound Vibr 362(3): 142-156.
13
[14] Nosier A, Kapania R, Reddy J (1994) Low-velocity impact of laminated composites using a layerwise theory. Comput Mech 13: 360-379.
14
[15] Christoforou AP, Elsharkawy AA, Guedouar LH (2001) An Inverse solution for low–velocity impact in composite plates. J Comput Struct 79: 2607-2619.
15
[16] Christoforu PA, Yigit AS (1998) Characterization of impact in composite plates. J Compos Struct 43: 15-24.
16
[17] Turner J (1980) Contact on a transversely isotropic half-space, or between two transversely isotropic bodies. Int J Solids Struct 16: 409-419.
17
[18] Swanson S (2005) Contact deformation and stress in orthotropic plates. Compos Struct 36: 1421-1429.
18
[19] Shariyat M, Farzan Nasab F (2014) Low-velocity impact analysis of the hierarchical viscoelastic FGM plates, using an explicit shear-bending decomposition theory and the new DQ method. Compos Struct 113: 63-73.
19
[20] Lakes R (2009) Viscoelastic materials. Cambridge University Press.
20
[21] Yang S, Su C (1982) Indentation law for composite laminates. ASTM paer No. STP787: 425-449.
21
[22] Shariyat M (2007) Thermal buckling analysis of rectangular composite plates with temperature-dependent properties based on a layerwise theory. Thin-Wall Struct 45(4): 439-452.
22
[23] Wang Y, Tsai T (1988) Static and dynamic analysis of a viscoelastic plate by the finite element method. J Appl Acoust 25(2): 77-94.
23
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر موقعیت کف پاها در عملکرد یک ساختار سلسله مراتبی و مدولار برای طراحی حرکت برخاستن از صندلی
محققین بسیاری در علم حرکتشناسی انسان به دنبال بررسی نقش و عملکرد سیستم اعصاب مرکزی در طراحی حرکتهای مختلف انسان بودهاند. برای این منظور پژوهشگران مدلهای مختلفی مختلفی ارائه دادهاند. یکی از این مدلها که طی سالهای اخیر توسعه داده شده است یک مدل سلسله مراتبی و مدولار است که بهمنظور بررسی نقش سیستم اعصاب مرکزی در طراحی حرکت برخاستن از صندلی طراحی شده است. این مدل در برابر شرایطی نظیر ارتفاع صندلی توانسته به شکل مناسبی رفتار سیستم مرکزی اعصاب را شبیهسازی کند. بههمین دلیل نویسندگان این مقاله در تحقیقات خود به بررسی تواناییهای این مدل در برخورد با شرط محیطی موقعیت کف پا پرداختهاند. بهاین منظور ابتدا در آزمایشگاه، حرکت برخاستن از صندلی با موقعیتهای مختلف کف پا ثبت و سپس حرکات ثبتشده با نتایج حاصل از طراحی مسیر انجامشده توسط مدل مقایسه شدهاست. به این منظور حرکت برخاستن از صندلی به ازای 5 موقعیت قرارگیری مختلف کف پا ثبتشد که 3 حرکت برای آموزش آلگوریتم و 2 حرکت برای ارزیابی آن استفاده شد. نتایج نشان داد بیشترین مقدار خطای مفصل مچ، زانو و ران به ترتیب 122/0، 069/0 و 092/0 رادیان است. که بر اساس آنچه در مطالعات دیگر پیشنهاد شده، حداکثر خطای مجاز 17/0 رادیان، در محدوده قابل قبول قرار دارد. نتایج بدست آمده نشان میدهد مدل مورد نظر توانایی مناسبی در طراحی حرکت برخاستن از صندلی دارد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_796_f1eea3ddc4ee9286507ad7dca9a2156e.pdf
2016-09-22
109
118
10.22044/jsfm.2016.796
علم کنترل حرکت
ساختار سلسله مراتبی و مدولار
برخاستن از صندلی
موقعیت کف پاها
مهدی
عسکری شاهی
mahdiaskarishahi@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، مکاترونیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی ومهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان
AUTHOR
شهرام
هادیان جزی
s.hadian@eng.ui.ac.ir
2
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی ومهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان
LEAD_AUTHOR
[1] Guyton AC, Hall JE (2006) Textbook of medical physiology elsevier saunders, philadelphia.
1
[2] Flash T, Hogan N (1985) The coordinate of movement: an experimentally confirmed mathematical model. J Neurosci 5(7): 1688-1703.
2
[3] Uno YMK, Suzuki R (1989) Formation and control of optimal trajectory in human multijoint arm movement. Biol Cybern 61(2): 89-101.
3
[4] Pandi MG, Garner BA (1995) Optimal control of non ballestic muscular movement: A constraint based performance criterion for rising from A chair. J Biomech Eng 117(1): 15-26.
4
[5] Bahrami F, Emadi-Andani M, Jabedar P (1999) Prediction of the joint trajectories during rising from a chair applying two methods for parameterization of the search-space. Proc. 7th Iranian Conference on Electrical Engineering. Tehran, Iran: 9-16
5
[6] Cisek P (2005) Neural representations of motor plans, desired trajectories and controlled objects. Cogn Process 6(1): 15-24.
6
[7] Emadi-Andani M, Bahrami F, Yazdanpanah MJ, Patla A (2004) Movement prediction using a MLP without an internal feedback. Proc. IEEE International Conference on System Man and Cybernatics. Netherlands: 5975-5979.
7
[8] Kang-Lee JYN (2008) Knee joint moment estimate using neural network system identification in sit-to-stand movement. Proc. International Conference on Control Automation and System. Korea: 14-17.
8
[9] Qu X, Nussbaum MA (2009) Simulating Human Lifting Motion Using Fuzzy-Logic Control. IEEE T Syst Man Cy A 39(1): 109-118.
9
[10] Emadi-Andani M, Bahrami F, Maralani P, Ijspeert AJ (2009) MODEM: A multi-agent hierarchical structure to model the human motor control system. Biol Cybern 101(5-6): 361-377.
10
[11] Haruno M, Wolpert DM, Kawato M (2003) Hierarchical MOSAIC For movement generation. Proc. International Congress Series: 575-590.
11
[12] Imamizu H, Kuroda T, Miyauchi S, Yoshika T, Kawato M (2003) Modular organization of internal models of tools in the human cerebellum. J Neurosci 100(9): 5461-5466.
12
[13] Mussa-Ivaldi FA (1999) Modular feature of motor control and learning. Curr Opin Neurobiol 9(6): 713-717.
13
[14] Sadeghi M, Emadi-Andani M, Parnianpour M, Fattah A (2013) A bio-inspired modular hierarchical structure to plan the sit-to-stand transfer under varying environmental conditions. Neurocomputing 118(1): 311-321.
14
[15] Riley PO, Schenkman ML, Mann RW, Hodge WA (1991) Mechanics of a constrained chair-rise. J Biomech 24(1): 77-85.
15
[16] Boonstra M (2010) The sit-to-stand movement:A clinical evaluation tool for knee and hip arthroplasty patients. PhD Thesis, Radboud University.
16
[17] Kawagoe S, Tajima N, Chosa E (2000) Biomechanical analysis of effects of foot placement with varying chair height on the motion of standing up. J Orthop Sci 5 (2): 124-133.
17
[18] Scholz JP, Reisman D, Schoner G (2001) Effects of varying task constraints on solution to joint coordination in a Sit-To-Stand task. Exp Brain Res 141(4): 485-500.
18
[19] Nakano E, Imamizu H, Osu R, Uno Y, Gomi H, Yoshioka T, Kawato M (1999) Quantitative examinations of internal representation for arm trajectory planning: Minimum commanded torque change model. J Neurophysiol 81(5): 497-509.
19
[20] Emadi-Andani M, Bahrami F (2012) COMAP: A new computational interpretation of human movement planning level based on coordinated minimum angle jerk policies and 6 universal movement elements. Hum Movement Sci 31(5): 1037-1055.
20
[21] Emadi-Andani M, Bahrami F, Maralani Pj (2009) AMA-MOSAICI: An automatic module assigning hierarchical structure to control human motion based on movement decomposition. Neurocomputing 72(10-12): 2310-2318.
21
[22] Takagi T, Sugeno M (1985) Fuzzy identification of system and its applications to modeling and control. IEEE Trans Syst Man Cybern 15(1): 116-132.
22
[23] Askarishahi M, Hadian Jazi S, Jamshidi N, FreshtehNejad N (2015) Evaluation ofmodular and hierarchical movement planner under combination of different conditions in planning the Sit-to-Stand transfer. Modares Mech Eng 15(9): 105-115. (In Persian)
23
[24] Sadeghi M (2012) Movement planning of Sit-to-Stand transfer based on decomposing the motion into its corresponding subtasks. M.Sc Thesis, Isfahan University of Technology.
24
[25] Galli M, Cimolin V, Crivellini M, Campanini I, (2008) Quantitative analysis of sit to stand movement: Experimental set-up definition and application to healthy and hemiplegic adults. Gait Posture 28(1): 80-85.
25
[26] Perez MA (2005) Prediction of whole body lifting kinematics using artificial neural network. Ph.D Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University.
26
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل پاسخ حرارتی آزمایش ترموگرافی متناوب برای شناسایی جدایش بین لایهای مواد مرکب
در این مقاله عیوب جدایش بین لایهای در مواد مرکب با تحلیل پاسخ گذرای حرارتی ایجادشده در روش آزمایش غیرمخرب ترموگرافی نوری متناوب شناسایی میشود. این تحلیل برای ورق ماده مرکب چند لایه دارای عیوب با ابعاد و عمق مختلف استفاده میشود که تحت اثر بار حرارتی متناوب از یک سطح آن است. انتشار امواج حرارتی در ضخامت ورق ناشی از حرارتیدهی یک سطح در نواحی سالم و معیوب شبیهسازی میشود و اختلاف دامنه و فاز امواج حرارتی در نواحی سالم و معیوب تعیین میشود. اختلاف فاز امواج برگشتی از داخل نمونه حساسیت بیشتری به وجود عیب در مقایسه با اختلاف دامنه امواج حرارتی دارند. نتایج تحلیل نشان داد اختلاف فاز بین نواحی سالم و معیوب با افزایش فرکانس تحریک حرارتی تا حد معینی افزایش مییابد و از این شبیهسازی فرکانس بهینه برای شناسایی عیوب تعیین میشود. همچنین نتایج تحلیل نشان میدهد مقدار لگاریتمی اختلاف فاز نسبت به عمق عیب به صورت خطی تغییر میکند. بنابراین از اختلاف فاز امواج میتوان برای تعیین عمق عیوب استفاده نمود. نتایج این شبیهسازی برای تعیین بهینه متغیرهای انجام آزمایش ترموگرافی به منظور شناسایی دقیق محل عیوب جدایش بینلایهای قابل استفاده است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_808_11426b238c43aa7bb60e1617c9659547.pdf
2016-09-22
119
136
10.22044/jsfm.2016.808
ترموگرافی نوری متناوب
جدایش بینلایهای
مواد مرکب
تحلیل حرارتی گذرا
جعفر
صفری چایکندی
safari.jaafar@gmail.com
1
کارشناسی ارشد، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
AUTHOR
محمد
طاهای ابدی
abadi@ari.ac.ir
2
دانشیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
LEAD_AUTHOR
[1] Kevin T, Brien O (2009) Development of a composite delamination fatigue life prediction methodology. Durability, Damage Tolerance and Reliability Branch, NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, USA.
1
[2] Mabrouki F, Genest M, Shi G, Fahr A (2009) Numerical modeling for thermographic inspection of fiber metal laminates. NDT&E Int 42: 581-588.
2
[3] Junyan L, Liqiang L, Yang W (2013) Experimental study on active infrared thermography as a NDI tool for carbon–carbon composites. Compos Part B: Eng 45(1):138-147.
3
[4] Pickering S, Almond D (2008) Matched excitation energy comparison of the pulse and lock-in thermography NDE techniques. NDT & E Int 41(7): 501–509.
4
[5] Meola C, Carlomagno GM, Squillace A, Vitiello A (2006) Non-destructive evaluation of aerospace materials with lock-in thermography. Eng Fail Anal 13(3): 380-388.
5
[6] WuD, ZweschperTh, Salerno A, Busse G (1998) Lock-in thermography for nondestructive evaluation of aerospace structures. NDT Net 3(9).
6
[7] Lahiri BB, Bagavathiappan S, ReshmiPR, Philip J, Jayakumar T, Raj B (2012) Quantification of defects in composites and rubber materials using active thermography. Infrared Phys&Techn 55(2-3):191-199.
7
[8] Vijayaraghavan GK, MajumderMC, Ramachandran KP (2010) Quantitative analysis of delaminations in grp pipes using thermal NDTE technique. J Adv ResMechEng 1.1.
8
[9] Chatterjee K, Tuli S, PickeringSG, Almond DP (2011) A comparison of the pulsed, lock-in and frequency modulated thermography nondestructive evaluation techniques. NDT&E Int 44: 655-667.
9
[10] Choi M, Kang K, Park J, Kim W, Kim K (2008) Quantitative determination of a subsurface defect of reference specimen by lock-in infrared thermography. NDT&E Int 41: 119-124.
10
[11] Zeng Z, Li C, Tao N, Feng L, Zhang C (2012) Depth prediction of non-air interface defect using pulsed thermography. NDT&E Int 48: 39-45.
11
[12] RaoS S (2005) The finite element method in engineering. 4th edn. Elsevier Pub.
12
[13] Castanedo CL (2005) Quantitative subsurface defect evaluation by pulsed phase thermography. PhD Thesis, University Laval Quebec.
13
[14] Wallbrink C, Wade SA, Jones R (2007) The effect of size on the quantitative estimation of defect depth in steel structures using lock-in thermography. J Appl Phys 101 (10): 104907-1-8.
14
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تاثیرات محیط حرارتی بر ارتعاشات آزاد ورق مستطیلی از جنس مواد تابعی مدرج دو بعدی مستقر بر بستر پسترناک
در این مقاله تاثیرات محیط حرارتی بر ارتعاشات آزاد ورق مستطیلی از جنس مواد تابعی مدرج دو بعدی مستقر بر بستر دو پارامتری (بستر پسترناک) مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل مسئله و محاسبه مقادیر فرکانس سازه از روش ریلی ریتز بر مبنای روش حداقل انرژی کل، استفاده شده است. جهت تقریب جابجاییهای ورق با فرض تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم از توابع آزمون هارمونیک مثلثاتی استفاده شده است که شرایط مرزی هندسی تکیهگاه ساده و تکیهگاه کاملاً گیردار ورق را ارضاء مینمایند. به منظور بررسی دقت روش بکاررفته نتایج بدست آمده در این پژوهش با مراجع مقایسه شده است. مقایسه های مذکور نشان میدهند که انطباق خوبی میان نتایج حاصل از مطالعه حاضر با نتایج حل دقیق موجود در منابع وجود دارد. در انتها تاثیر تأثیر پارامترهای ضرایب توانی، نسبت حجمی، نسبت ضخامت به طول ورق، نسبت طول به عرض ورق، پارامتر سفتی بستر، دما و شرایط مرزی بر روی فرکانس های طبیعی سازه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_792_fff338110143cbbefd762ad5907d13bb.pdf
2016-09-22
137
147
10.22044/jsfm.2016.792
محیط حرارتی
ورق مستطیلی
بستر پسترناک
مواد تابعی مدرج دو بعدی
کوروش
خورشیدی
k-khorshidi@araku.ac.ir
1
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک
LEAD_AUTHOR
علی
بخششی
ali_bakhsheshy@yahoo.com
2
کارشناس ارشد، آزمایشگاه صوت و ارتعاش، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک
AUTHOR
حسین
قدیریان
dhghadirian@yahoo.com
3
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر
AUTHOR
[1] Hosseini-Hashemi S, Taher HRD, Akhavan H, Omidi M (2010) Free vibration of functionally graded rectangular plates using first-order shear deformation plate theory. Appl Math Model 34(5): 1276-1291.
1
[2] Zhao X, Lee Y, Liew KM (2009) Free vibration analysis of functionally graded plates using the element-free kp-Ritz method. J Sound Vib 319(3): 918-939.
2
[3] Talha M, Singh B (2010) Static response and free vibration analysis of FGM plates using higher order shear deformation theory. Appl Math Model 34(12): 3991-4011.
3
[4] Hosseini-Hashemi S, Fadaee M, Atashipour SR (2011) Study on the free vibration of thick functionally graded rectangular plates according to a new exact closed-form procedure. Compos Struct 93(2): 722-735.
4
[5] Zhou D, Cheung Y, Lo S, Au F (2004) Three‐dimensional vibration analysis of rectangular thick plates on Pasternak foundation. Int J Numer Meth Eng 59(10): 1313-1334.
5
[6] Kim YW (2005) Temperature dependent vibration analysis of functionally graded rectangular plates. J Sound Vib 284(3): 531-549.
6
[7] Li Q, Iu V, Kou K (2009) Three-dimensional vibration analysis of functionally graded material plates in thermal environment. J Sound Vib 324(3): 733-750.
7
[8] Qian L, Batra R, Chen L (2004) Static and dynamic deformations of thick functionally graded elastic plates by using higher-order shear and normal deformable plate theory and meshless local Petrov–Galerkin method. Compos Part B-Eng 35(6): 685-697.
8
[9] Zhang DG (2013) Modeling and analysis of FGM rectangular plates based on physical neutral surface and high order shear deformation theory. Int J Mech Sci 68: 92-104.
9
[10] Shen HS, Wang ZX (2012) Assessment of Voigt and Mori–Tanaka models for vibration analysis of functionally graded plates. Compos Struct 94(7): 2197-2208.
10
[11] HS Shen (2016) Functionally graded materials: nonlinear analysis of plates and shells. CRC press.
11
[12] Hosseini-Hashemi S, Fadaee M, Atashipour SR (2011) A new exact analytical approach for free vibration of Reissner–Mindlin functionally graded rectangular plates. Int J Mech Sci 53(1): 11-22.
12
[13] Asemi K, Salehi M, Akhlaghi M (2013) Three dimensional static analysis of two dimensional functionally graded plates. IJMECH 2(2): 21-32.
13
[14] Amabili M, Karazis K, Khorshidi K (2011) Nonlinear vibrations of rectangular laminated composite plates with different boundary conditions. Int J Struct Stab Dy 11(4): 673-695.
14
[15] Xiang Y, Wang C, Kitipornchai S (1994) Exact vibration solution for initially stressed Mindlin plates on Pasternak foundations. Int J Mech Sci 36(4): 311-316.
15
ORIGINAL_ARTICLE
پیشبینی نیرو و گشتاور در فرآیند نورد داغ ورق با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و روش المان محدود
در این مطالعه، به بررسی اثرات پارامترهای مختلف فرآیند نورد داغ و پیش بینی نیرو و گشتاور نورد با استفاده از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی و المان محدود سه بعدی پرداخته شده است. برای این منظور داده های بهدست آمده از شبیه سازی المان محدود سهبعدی برای آموزش و ارزیابی شبکه، وارد شبکه عصبی می شوند و پس از آموزش و ارزیابی، شبکه قادر خواهد بود که نیرو و گشتاور نورد را پیش بینی کند. نتایج پیش بینی شده از شبیهسازی المان محدود برای اعتبار سنجی با نتایج تجربی مقایسه شده است که نتایج به دست آمده از تطابق خوبی برخوردار بوده است. به این ترتیب برای ایجاد مدل شبیهسازی المان محدود و مدل شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب از دو نرمافزار آباکوس و متلب استفاده شده است. الگوریتم و تابع آموزش بهکار رفته در این مدل به ترتیب الگوریتم پس انتشار خطا و لونبرگ- مارکورت بوده است. در اینجا پارامترهای مختلف و مهم فرآیند نورد داغ شامل دمای اولیه ورق، ضریب انتقال حرارت بین ورق و غلتکهایکاری، کاهش ضخامت ورق، ضخامت اولیه ورق و سرعت نورد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از شبکه عصبی مصنوعی حاکی از آن میباشد که میتوان با تغییر پارامترهای مختلف فرآیند نورد داغ، مقادیر نیرو و گشتاور را در کمترین زمان ممکن با دقت بالا پیشبینی نمود.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_800_33961c58ba1c4978b747aaef6f39009b.pdf
2016-09-22
149
162
10.22044/jsfm.2016.800
نورد داغ
نیروی نورد
گشتاور نورد
روش المان محدود
شبکه عصبی مصنوعی
حمیدرضا
رضایی آشتیانی
hr_rezaei@arakut.ac.ir
1
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک
LEAD_AUTHOR
[1] Orowan E (1943) The calculation of roll pressure in hot and cold flat rolling. Proce Institu Mech Eng 150: 140-167.
1
[2] Sims RB (1954) The calculation of roll force and torque in hot rolling mills. Proce Institu Mech Eng 168: 191-200.
2
[3] Ford H, Alexander JM (1964) Simplified hot rolling calculations. J Inst Metals (92): 397-404.
3
[4] Hwang SM, Joun M.S (1992) Analysis of hot-strip rolling by a penalty rigid-viscoplastic finite element method. Int J Mech Sci (34): 971-984.
4
[5] Shangwu X, Rodrigues JMC, Martins PAF (1999) Three-dimensional simulation of flat rolling through a combined finite element-boundary element approach. Finite Element Anal Des (32): 221-233.
5
[6] Kwak WJ, Kim YH, Park HD, Lee JH, Hwang SM (2000) FE-based on-line model for the prediction of roll force and roll power in hot strip rolling. ISIJ Int 40:1013-1018.
6
[7] Duan X, Sheppard T (2002) Three dimensional thermal mechanical coupled simulation during hot rolling of aluminum alloy 3003. Int J Mech Sci 44: 2155-2172.
7
[8] Wang X, Peng Y, Xu L, Liu H (2010) A 3-D differential method for solving rolling force of PC hot strip mill. J Iron Steel Res 17: 36-39.
8
[9] Zhang J, Cui Z (2011) Continuous FEM simulation of multi-pass plate hot rolling suitable for plate shape analysis. J Cent South Univ Technol 18:16-22.
9
[10] Dadgar Asl Y, Tajdari M, Moslemi Naeini H, Davoodi B, Azizi Tafti R, Panahizadeh V (2015) Prediction of Required Torque in Cold Roll Forming Process of Channel Section Using Artificial Neural Networks. Modares Mech Eng 15(7): 209-214. (In Persian)
10
[11] Moharrami R, Soleymani MR (2015) Process parameters selection of cold rolling process for obtaining of certain residual stresses distribution on cylindrical aluminum. Aero Mech J 11(2):1-11. (In Persian)
11
[12] Portmann NF, Lindhoff D, Sorgel G, Gramckow O (1995) Application of neural networks in rolling mill automation. Iron Steel Eng 72: 33-36.
12
[13] Chun MS, Biglou J, Lenard JG, Kim JG (1999) Using neural networks to predict parameters in the hot working of aluminum alloys. J Mat Proc Tech 86: 245-251.
13
[14] Jeon EC, Kim SK (2000) A study on the texturing of work roll for temper rolling. J Korean Soc Mach Tool Eng 9:7–16.
14
[15] Yang YY, Linkens DA, Talamantes-Silva J, Howard IC (2003) Roll force and torque prediction using neural network and finite element modeling. ISIJ Int 43:1957-1966.
15
[16] Yang YY, Linkens DA, Talamantes-Silva J (2004) Roll load prediction-data collection, analysis and neural network modeling. J Mat Proc Tech 152:304-315.
16
[17] Shahani AR, Setayeshi S, Nodamaie SA, Asadi MA, Rezaie S (2009) Prediction of influence parameters on the hot rolling process using finite element method and neural network. J Mat Proc Tech 209: 1920-1935.
17
[18] Bagheripoor M, Bisadi H(2013) Application of artificial neural networks for the prediction of roll force and roll torque in hot strip rolling process. Appl Math Model 37: 4593-4607.
18
[19] Serajzadeh S, Karimi Taheri A, Nejati M, Izadi J, Fattahi M (2002) An investigation on strain in homogeneity in hot strip rolling process. J Mater Process Technol 128: 88-99.
19
[20] Fletcher JD, Beynon JH (1996) Heat transfer in roll gap in hot strip rolling, Ironmak Steel mak 23: 52-57.
20
[21] Rezaei Ashtiani HR, Bisadi H, Parsa MH(2011) In homogeneity of temperature distribution through thickness of the aluminum strip during hot rolling. Proce Institu Mech Eng Part C: J Mech Eng Sci 225: 2938-2952.
21
[22] Hum B, Colquhoun HW, Lenard JG (1996) Measurements of friction during hot rolling of aluminum strips. J Mat Proc Tech 60: 331-338.
22
[23] Deng J, Gu D, Li X, Yue ZQ (2005) Structural reliability analysis for implicit performance functions using artificial neural network, Struct Saf 27: 25-48.
23
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل خزش اولیه کره نانو کامپوزیتی جدارضخیم، تحت بارگذاری حرارتی، مغناطیسی و مکانیکی براساس مدل ویسکوالاستیک برگر
در این مقاله با استفاده از مدل برگر به بررسی تاریخچه تنشها و کرنشهای خزشی کره جدارضخیم نانوکامپوزیتی ساخته شده از پلی ایمید تقویت شده با نانو ذرات دی اکسید سیلیکون پرداخته شده است. بارگذاری کره، شامل میدانهای یکنواخت حرارتی و مغناطیسی بههمراه فشار هیدرواستاتیک داخلی میباشد. با استفاده از روابط الاستیسیته، معادله ساختاری حاکم بر مسئله بهدست میآید. حل این معادله با در نظر گرفتن شرایط مرزی مکانیکی، در لحظه صفر منجر به یافتن تنشها وکرنشهای ترموالاستیک میگردد. این تنشها در مرحله ابتدایی حل خزش مسئله مورد استفاده قرار میگیرند. با مشتقگیری زمانی از معادله حاکم بر مسئله و استفاده از مدل ساختاری برگر و ارتباط بین این مدل و روابط پرانتل-روس، معادله دیفرانسیل جدید حاکم بر مسئله در حالت خزشی حاصل میشود. حل این معادله با استفاده از روش عددی نرخ تنش، تاریخچه تنشها وکرنشهای خزشی را فراهم مینماید. نتایج این پژوهش نشان میدهند که بیشترین مقدار تنش مؤثر و کرنشهای خزشی در جداره داخلی کره اتفاق میافتد. همچنین مرحله اول خزش که تا حدود 1000 ثانیه به طول میانجامد با بیشترین سرعت تغییرات تنشها و کرنشها همراه بوده و بعد از این مرحله تنشها و کرنشها وارد مرحله پایدار شده و با سرعت تقریبا یکنواختی تغییر مینمایند.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_806_9628ba3821be80baa4216586c0c8b34f.pdf
2016-09-22
163
174
10.22044/jsfm.2016.806
کره نانو کامپوزیتی
خزش اولیه
مدل برگر
تاریخچه تنشها وکرنشها
هادی
محمدی هویه
hmohammadihooyeh@ihu.ac.ir
1
مدرس دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، سمنان
LEAD_AUTHOR
علیرضا
نداف اسکوئی
anadaf@ihu.ac.ir
2
دانشیار دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، سمنان
AUTHOR
مصطفی
سیاح بادخور
mostafa.sayah@eyc.ac.ir
3
مدرس دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، سمنان
AUTHOR
[1] Wilson D, Stenzenberger HD, Hergenrother PM (1990) Polyimides, Blackie, Glasgow.
1
[2] Volksen W, Hergenrother PM (1994) High performance polymers. Springer, Berlin.
2
[3] Wang ZD, Lu JJ, Lib Y, Fu SY, Jiang SQ, Zhao XX (2005) Low temperature properties of PI/SiO2 nanocomposite films. Mat Sci Eng B-Solid 123: 216-221.
3
[4] Chen XG, Guo JD, Zheng B, Li YQ, Fu ShY, He GH (2007) Investigation of thermal expansion of PI/SiO2 composite films by CCD imaging technique from 120 to 200 C. Compos Sci Technol 67: 3006-3013.
4
[5] Law M, Payten W, Snowden K (2002) Modeling creep of pressure vessels with thermal gradients using Theta projection data. Int J Pres Ves Pip 79: 847-851.
5
[6] Ghorbanpour Arani A, kolahchi R, Mosallaie Barzoki AA, Loghman A (2012) Electro-thermo-mechanical behaviors of FGPM spheres using analytical method and ANSYS software. Appl Math Model 36: 139-157.
6
[7] Dai HL, Jiang HJ, Yang L (2012) Time-dependent behaviors of a FGPM hollow sphere under the coupling of multi-fields. Solid State Sci 14: 587-597.
7
[8] Loghman A, Moradi M (2013) The analysis of time-dependent creep in FGPM thick walled sphere under electro -magneto -thermo -mechanical loadings. Mech Time-Depend Mater 17(2): 215-239.
8
[9] Loghman A, Azami M (2015) A novel analytical-numerical solution for nonlinear time-dependent electro-thermo-mechanical creep behavior of rotating disk made of piezoelectric polymer. Appl Math Model, Accepted 7 December 2015. DOI: 10.1016/j.apm.2015.12.008
9
[10] Zamani Nejad M, Davoudi Kashkoli M (2014) Time-dependent thermo-creep analysis of rotating FGM thick-walled cylindrical pressure vessels under heat flux. Int J Eng Sci 82: 222-237.
10
[11] Davoudi Kashkoli M, Zamani Nejad M (2014) Effect of heat flux on creep stresses of thick-walled cylindrical pressure vessels. J Appl Res Technol 12(3): 585-597.
11
[12] Hosseini Kordkheili SA, Livani M (2013) Thermoelastic creep analysis of a functionally graded various thickness rotating disk with temperature-dependent material properties. Int J Pres Ves Pip 111: 63-74.
12
[13] وکیلی تهامی ع، زهساز م، محمد علیزاده فرد آ (1393) طراحی بهینه چندهدفه دیسک دوار با ساختار هدفمن آلومینیوم-سیلیکون کاربیدی با خواص وابسته به دما براساس رفتار خزشی. مجله مهندسی مکانیک مدرس 14(12):23-34.
13
[14] Ward IM, Sweeney J (2012) Mechanical properties of solid Polymers. Wiley, New York.
14
[15] Jia Y, Peng K, Gong X, Zhang Z (2011) Creep and recovery of polypropylene/carbon nanotube composites. Int J Plasticity 27: 1239-1251.
15
[16] Wang ZD, Zhao XX (2008) Modeling and characterization of viscoelasticity of PI/SiO2 nanocomposite films under constant and fatigue loading. Mater Sci Eng A 486: 517-527.
16
[17] Loghman A, Aleayoub SMA, Hasani Sadi M (2012) Time-dependent magnetothermoelastic creep modeling of FGM spheres using method of successive elastic solution. Appl Math Model 36(2): 836-845.
17
[18] Ghorbanpour Arani A, Haghparast E, Khoddami Maraghi Z, S Amir (2015) Static stress analysis of carbon nano-tube reinforced composite (CNTRC) cylinder under non-axisymmetric thermo-mechanical loads and uniform electro-magnetic fields. Composites B Eng 68: 136-145.
18
[19] Akbari Alashti R, Khorsand M, Tarahhomi MH (2013) Thermo-elastic analysis of a functionally graded spherical shell with piezoelectric layers by differential quadrature method. Scientia Iranica B 20: 109-119.
19
[20] You LH, Ou H, Zheng ZY (2007) Creep deformations and stresses in thick-walled cylindrical vessels of functionally graded materials subjected to internal pressure. Compos Struct 78: 285-291.
20
[21] Loghman A,Shokouhi N (2009) Creep damage evaluation of thick-walled spheres using a long-term creep constitutive model. J Mech Sci Technol 23: 2577-2582.
21
[22] Dolbow J, Gosez M (1996) Effect of out-of-plane properties of a polyimide film on the stress fields in microelectronic structures. Mech Mater 23: 311-321.
22
[23] Saidi AR, Atashipour SR, Jomehzade E (2009) Exact elasticity solutions for thick-walled FG spherical pressure vessels with linearly and exponentially varying properties. Int J Eng (Trans A: Basics) 22(4): 405-416.
23
ORIGINAL_ARTICLE
پیشبینی عمر خستگی در اتصالات چسبی بر اساس سفتی اولیه و مقدار افت سفتی
امروزه استفاده از اتصالات چسبی در سازه ها به دلیل مزایای متعددشان افزایش یافته است. در کاربردهای سازه ای، با توجه به عمر کاری، خستگی به عنوان مهمترین شکل بارگذاری در نظر گرفته می شود. در این مقاله، آزمایشهای تجربی به منظور بررسی فرآیند خرابی خستگی اتصالات چسبی دولبه، تشکیل شده از 16 لایه الیاف شیشه نوع E و رزین اپوکسی حاوی ذرات TiO2 به عنوان چسب، تحت بارگذاری سیکلی انجام شده است و سپس روشی برای پیشبینی عمر خستگی این اتصالات بر اساس سفتی اولیه ارائه شده است. پراکندگی نتایج نشان میدهد که عمر نهایی خستگی تا حد زیادی به سفتی اولیه آنها بستگی دارد. به این منظور یک رابطه نمایی برای تخمین اولیه عمر نهایی اتصالات بر حسب سفتی اولیه ارائه شده است. علاوه بر سفتی اولیه، میزان افت سفتی در اتصالات تحت بارگذاری خستگی نیز بر روی کارکرد نهایی آنها تأثیرگذار است و لذا میتوان بر این اساس تخمین اولیه عمر خستگی را که بر اساس سفتی اولیه تعیین شده است اصلاح نمود. همچنین یک شاخص خرابی با استفاده از مقدار کاهش سفتی برای کنترل فرآیند خرابی خستگی در حین بارگذاری معرفی شده است.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_821_92b1150311751f0f1864df6c667501de.pdf
2016-09-22
175
183
10.22044/jsfm.2016.821
پیشبینی عمر
بارگذاری خستگی
اتصال چسبی
سفتی اولیه
افت سفتی
پوریا
اکبرزاده
pooria.akbarzadeh@stu.um.ac.ir
1
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
خلیل
فرهنگدوست
farhang@um.ac.ir
2
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
[1] Ashcroft IA, Crocombe AD (2008) Modeling of adhesively bonded joints. Oechsner A, da Silva LFM (eds). Chapter 7: Fatigue. Springer.
1
[2] Quaresimin M, Ricotta M (2006) Life prediction of bonded joints in composite materials. Int J Fatigue 28(10): 1166-1176.
2
[3] Naderi M, Maligno AR (2012) Fatigue life prediction of carbon/epoxy laminates by stochastic numerical simulation. Compos Struct 94(3): 1052-1059.
3
[4] Sun GQ, Shang DG (2010) Prediction of fatigue lifetime under multiaxial cyclic loading using finite element analysis. Materials & Design 31(1): 126-133.
4
[5] Lian W, Yao W (2010) Fatigue life prediction of composite laminates by FEA simulation method. Int J Fatigue 32(1): 123-133.
5
[6] Pirondi A, Moroni F (2009) An investigation of fatigue failure prediction of adhesively bonded metal/metal joints. Int J Adhes Adhes 29(8): 796-805.
6
[7] Shenoy V, Ashcroft IA, Critchlow GW, Crocombe AD (2010) Fracture mechanics and damage mechanics based fatigue lifetime prediction of adhesively bonded joints subjected to variable amplitude fatigue Original Research Article. Eng Frac Mech 77(7): 1073-1090.
7
[8] Shenoy V, Ashcroft IA, Critchlow GW, Crocombe AD (2010) Unified methodology for the prediction of the fatigue behaviour of adhesively bonded joints. Int J Fatigue 32(8): 1278-1288.
8
[9] Khoramishad H, Crocombe AD, Katnam KB, Ashcroft IA (2011) Fatigue damage modelling of adhesively bonded joints under variable amplitude loading using a cohesive zone model. Eng Frac Mech 78(18): 3212-3225.
9
[10] Khoramishad H, Crocombe AD, Katnam KB, Ashcroft IA (2010) A generalised damage model for constant amplitude fatigue loading of adhesively bonded joints. Int J Adhes Adhes 30(6): 513-52.
10
[11] Khoramishad H, Crocombe AD, Katnam KB, Ashcroft IA (2010) Predicting fatigue damage in adhesively bonded joints using a cohesive zone model. Int J Fatigue 32(7): 1146-1158.
11
[12] Kumar S, Pandey PC (2011) Fatigue life prediction of adhesively bonded single lap joints. Int J Adhes Adhes 31: 43-47.
12
[13] Hwang HY, Kim BJ, Chin WS, Kim HS, Lee DG (2005) Prediction of crack length and crack growth rate of adhesive joints by a piezoelectric method. J Adhesion Sci Technol 19(12): 1081-1111.
13
[14] Canyurt OE, Meran C (2012) Fatigue strength estimation of adhesively bonded tongue and groove joint of thick woven composite sandwich structures using genetic algorithm approach. Int J Adhes Adhes 33: 80-88.
14
[15] Zhou Y, White E, Hosur M, Jeelani S (2010) Effect of particle size and weight fraction on the flexural strength and failure mode of TiO2 particles reinforced epoxy. Mater lett 64:806-809.
15
[16] Bittmann B, Hupert F, Karl Schlarb A (2011) Preparation of TiO2/epoxy nanocomposites by ultrasonic dispersion and their property relationship. Ultrason Sonochemistry 18:120-126.
16
[17] Bittmann B, Hupert F, Karl Schlarb A (2009) Ultrasonic dispersion of inorganic nanoparticles in epoxy resin. Ultrason Sonochemistry 16:622-628.
17
[18] Belingardi G, Cavatorta MP (2006) Bending fatigue stiffness and strength degradation in carbon-glass/epoxy hybrid laminates: Cross-ply vs. angle-ply specimens. Int J Fatigue 28: 815-825.
18
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی و تحلیل قابلیت اطمینان دستگاه های حفاری دورانی- مطالعه موردی: معدن سنگآهن شماره 1 گل گهر سیرجان
معادن روباز به دلیل نرخ تولید بالا و استفاده از دستگاههای بزرگمقیاس دارای ریسک اقتصادی و عملیاتی بسیار بالایی هستند. ازاینرو حصول اطمینان از آمادهبهکار بودن ماشینآلات عملیاتی در آنها حائز اهمیت است. در این معادن حفاری بهمنظور عملیات انفجاری، اولین مرحله از فرآیند تولید ماده معدنی بهحساب میآید و آمادهبهکار بودن دستگاههای مربوطه، دارای تأثیر مستقیم بر تمامی عملیات بعدی و درنتیجه اقتصاد حاصل از کل عملیات است. امروزه با گسترش کاربرد قابلیت اطمینان در حوزههای مختلف مهندسی، میتوان شرایط عملیاتی و در دسترس بودن ماشینآلات را از این نظر مورد ارزیابی و تحلیل قرار داد. یکی از روشهای قدرتمند در این حوزه روش مارکوف است که بر اساس نظریه فرآیندهای تصادفی بنا نهاده شده است. در این پژوهش قابلیت اطمینان دستگاههای حفاری دورانی معدن شماره 1 گلگهر سیرجان با استفاده از این روش ارزیابی و تحلیل شده است. برای این منظور با بررسی دادههای از کارافتادگی این دستگاهها در مدت 5 سال و مدلسازی شرایط مختلف در دسترس بودن آنها، قابلیت اطمینان محاسبه شده است. بر این اساس با احتمال 42/95% معادل با 347 روز کاری از 363 روز کل، حداقل 2 دستگاه برای عملیات حفاری آمادهبهکار و در دسترس هستند.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_793_a69cc03cfb60dc5819b04f2e9a2b4adc.pdf
2016-09-22
185
194
10.22044/jsfm.2016.793
قابلیت اطمینان
دستگاه حفاری دورانی
فرآیند تصادفی
زنجیره مارکوف
معدن سنگآهن گلگهر سیرجان
سجاد
محمدی
1
دانشجو دکتری، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه شاهرود
AUTHOR
مجید
غیاثی
2
کارشناس ارشد استخراج معدن، شرکت مهندسین مشاور کوشا معدن
AUTHOR
محمد
عطایی
ataei@shahroodut.ac.ir
3
استاد، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه شاهرود
LEAD_AUTHOR
اسحاق
پورزمانی
4
کارشناس ارشد استخراج معدن، سرپرست دفتر نظارت طراحی امور معدن، شرکت معدنی و صنعتی گل گهر سیرجان
AUTHOR
[1] محقر ع، حسینی م، بهرامی ح (1394) بیشینه­سازی قابلیت اطمینان تجهیزات شبکه­ی انتقاال برق از طریق بهینه­سازی زمان­بندی سرویس تعمیر و نگه­داری با استفاده از الگوریتم مورچگان. نشریه علمی پژوهشی مهندسی صنایع و مدیریت شریف 36-29 :(1)31-1.
1
[2] حسینی سهـ (1390) مدلسازی و شبیهسازی قابلیت اطمینان درام شیرر در معادن جبههکار طولانی مکانیزه- مطالعه موردی: معدن زغالسنگ طبس. رساله دکتری، دانشگاه صنعتی شاهرود.
2
[3] Levkovich PE, Chalenko NE (1969) Use of reliability theory to calculate the required number of reserve longwall faces. J Min Sci+ 5(2): 160-165.
3
[4] Samanta B, Sarkar B, Mukherjee S (2004) Reliability modelling and performance analyses of an LHD system in mining. J S Afr I Min Metall 104(1): 1-8.
4
[5] Barabady J (2005) Reliability and maintainability analysis of crushing plants in Jajarm Bauxite Mine of Iran. Paper presented at the Reliability and Maintainability Symposium. Proceedings, Annual.
5
[6] Gupta S, Ramkrishna N, Bhattacharya J (2006) Replacement and maintenance analysis of longwall shearer using fault tree technique. Min Technol 115(2): 49-58.
6
[7] Gupta S, Bhattacharya J (2007) Reliability analysis of a conveyor system using hybrid data. Qual Reliab Eng Int 23(7): 867-882.
7
[8] Yang D, Li J, Ran L (2008) Research on reliability of complex coal mine ventilation networks. Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, WiCOM'08. 4th International Conference on.
8
[9] Sharma G, Haukaas T, Hall R A, Priyadarshini S (2009) Bayesian statistics and production reliability assessments for mining operations. Int J Min Reclam Environ 23(3): 180-205.
9
[10] Uzgoren N, Uysal O, Elevli S, Elevli B (2010) Reliability analysis of draglines'mechanical failures. Eksploatacja i Niezawodnosc-Maintenance and Reliability (4): 23-28.
10
[11] Kumar Behera D, Sarkar A, Behera A (2011) Reliability investigation for a fleet of load haul dump machines in a mine. IJARCSMS 11(2): 186-194.
11
[12] Jalali S, Forouhandeh S (2011) Reliability estimation of auxiliary ventilation systems in long tunnels during construction. Safety Sci 49(5): 664-669.
12
[13] Wijaya A R, Lundberg J, Kumar U (2012) Downtime analysis of a scaling machine. Int J Min Reclam Environ 26(3): 244-260.
13
[14] Gustafson A (2013) Automation of Load Haul Dump machines comparative performance analysis and maintenance modeling. PhD Thesis, Lulea University of Technology, Sweden.
14
[15] Moniri Morad A, Pourgol-Mohammad M, Sattarvand J (2014) Application of reliability-centered maintenance for productivity improvement of open pit mining equipment: Case study of Sungun Copper Mine. J Cent South Univ T 21(6): 2372-2382.
15
[16] Mouli C, Chamarthi S, Gȧ R C, Vȧ A K (2014) Reliability modeling and performance analysis of dumper systems in mining by KME method. IJCET (2): 255-258.
16
[17] مرشدلو ع، دهقانی ح، بهرامی ح (1394) تحلیل قابلیت اطمینان دستگاه ناوزنجیری زرهی در معدن زغالسنگ مکانیزه طبس. نشریه علمی پژوهشی مهندسی معدن 9-1 :(26)10.
17
[18] منیری­مراد الف، ستاروند ج، بهرامی ح (1394) بهینه­ سازی تخصیص قابلیت اطمینان برای سیستم تولید معدن روباز با استفاده از الگوریتم ژنتیک. سومین کنفرانس معادن روباز ایران، کرمان، دانشگاه شهید باهنر.
18
[19] رضایی ز، جلالی سمالف، سرشکی ف (1391) بررسی اثر حرکت لوکوموتیو معدنی بر قابلیت اعتماد شبکه­های تهویه معادن زیرزمینی (مطالعه موردی: معدن زغال تخت). نشریه علمی پژوهشی مهندسی معدن 13-1 : (14)7.
19
[20] Birolini A (2007) Reliability engineering. 5th edn. Springer, New York.
20
[21] Wang H, Pham H (2006) Reliability and optimal maintenance. Springer, New York.
21
[22] بیلینتون ر، آلن ر (1390) قابلیت اطمینان سیستم­های مهندسی. ترجمه: محسن رضاییان، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ دوم.
22
[23] Papoulis A (2002) Probability, random variables and stochastic. McGraw-Hill, Europe.
23
[24] جلالی سمالف، حسینی سمع، نجفی م (1388) برآورد تعداد کارگاه­های استخراج ذخیره در معدنکاری زیرزمینی با استفاده از فرآیندهای تصادفی. نشریه علمی پژوهشی دانشگاه صنعتی امیرکبیر 52-45 :72.
24
[25] Jalali SME, Hoseinie SA, Najafi M, Ameri M (2008) Prediction of confidence interval for the availability of the reserve stops in the underground mining using markov chains. In: 5th International Conference and Exhibition on Mass Mining, Lulea, Sweden, 285-290.
25
[26] عطایی م (1377) طرح پژوهشی تعیین مدل توزیع عیار در آنومالی شماره 3 معدن سنگ آهن گلگهر. شرکت معدنی و صنعتی گلگهر سیرجان.
26
ORIGINAL_ARTICLE
بهبود عملکرد توربین بادی ترکیبی داریوس- ساونیوس
توربین های بادی داریوس و ساونیوس که از جمله توربین های بادی محور عمودی محسوب می شوند، به دلیل طراحی ساده و عدم وابستگی به جهت باد، موردتوجه محققان قرارگرفته اند. توربین داریوس باوجود بازده بالاتر نسبت به ساونیوس، با مشکل اساسی راه اندازی خودکار روبرو است. هدف از مطالعه حاضر، ترکیب توربین داریوس با ساونیوس، جهت دست یابی به مدلی با گشتاور راه اندازی و محدوده عملکرد مناسب، است. ابتدا یک مدل شامل سه پره داریوس از نوع مستقیم و دو پره ساونیوس، شبیه سازی می گردد و به منظور بهبود عملکرد، زاویه ی کمان پره های ساونیوس و صلبیت پره های داریوس تغییر می یابند. با دستیابی به زاویه ی کمان و صلبیت بهینه و ترکیب آن ها، قابلیت مدل ترکیبی اولیه بهبود داده می شود. شبیه سازی به صورت دو بعدی و با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام پذیرفته و برای چرخش توربین از شبکه بندی متحرک، استفاده شده است. مطابق با نتایج، ترکیب توربین داریوس با ساونیوس تأثیر مطلوبی بر راه اندازی خودکار و یکنواخت کردن منحنی عملکرد توربین دارد. همچنین مشاهده گردید که صلبیت 0/75 برای ایرفویل و زاویه 150 درجه برای کمان پره ی ساونیوس، حالت های بهینه شده از نظر بیشینه ضریب توان، گشتاور راه اندازی و محدوده عملکرد می باشند که با بهره گیری هم زمان، مدل ترکیبی با حداکثر عملکرد به-دست می آید.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_807_bbc23a9e237f66dfa06d3251471b13cf.pdf
2016-09-22
195
212
10.22044/jsfm.2016.807
توربین ترکیبی داریوس – ساونیوس
راه اندازی خودکار
ضریب توان
دینامیک سیالات محاسباتی
آرمین
روشن
armin_roshan69@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
محمد جواد
مغربی
mjmaghrebi@um.ac.ir
2
استاد مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
[1] Tummala A, Velamati RK, Sinha DK, Indraja V, Krishna VH (2016) A review on small scale wind turbines. Renew Sustainable Energy Rev 56: 1351-1371.
1
[2] Leung DYC, Yang Y (2012) Wind energy development and its environmental impact: A review. Renew Sustainable Energy Rev 16: 1031-1039.
2
[3] Mahale P, Jangid N, Gite A (2015) Vertical axis wind turbine: A lucid solution for global small scale energy crisis. J Academia Ind Res 3(8): 393-396.
3
[4] Islam M, Ting DSK, Fartaj A (2008) Aerodynamic models for Darrieus-type straight-bladed vertical axis wind turbines. Renew Sustainable Energy Rev 12: 1087-1109.
4
[5] Bos R (2012) Self-starting of a small urban Darrieus rotor. Delft University of Technology.
5
[6] Saha UK, Rajkuma MJ (2006) On the performance analysis of Savonius rotor with twisted blades. Renew Energy 31(11): 1776-1788.
6
[7] Amiri M, Kahrom M, Kianifar A (2015) Numerical and experimental investigation on effects of the primary and Secondary overlaps on the performance of Savonius wind turbine. Modares Mech Eng 15(6): 123-131.
7
[8] Ghosh P, Kamoji MA, Kedare SB, Prabhu SV (2009) Model testing of single- and threestage modified Savonius rotors and viability study of modified Savonius pump rotor systems. Int J Green Energy 6(1): 22-41.
8
[9] Takao M, Kuma H, Maeda T, Kamada Y, Oki M, Minoda M (2009) A straight-bladed vertical axis wind turbine with a directed guide vane row-Effect of guide vane geometry on the performance. J thermal Sci 18(1): 54-57.
9
[10] McLaren K, Tullis S, Ziada S (2012) Measurement of high solidity vertical axis wind turbine aerodynamic loads under high vibration response conditions. J Fluid Struct 32: 12-26.
10
[11] Miau JJ, Liang SY, Yu RM, Hu CC, Leu TS, Cheng JC, Chen SJ (2012) Vertical-axis wind turbine with pitch control. App Mech Materials 225: 338-343.
11
[12] Beri H, Yao Y (2011) Effect of Camber Airfoil on Self Starting of Vertical Axis Wind Turbine. J Environ Sci Technol 4(3): 302-312.
12
[13] Mohamed MH (2013) Impacts of solidity and hybrid system in small wind turbines performance. Int J Energy 57: 495-504.
13
[14] Gupta R, Das R, Sharma K (2006) Experimental study of a Savonius-Darrieus wind machine. Proceedings of the International Conference on Renewable Energy for Developing Countries, University of Columbia, Washington DC.
14
[15] Gupta R, Biswas A, Sharma KK (2008) Comparativ study of three-bucket Savonius turbine with combined three-bucket-Savonius-three-bladed-Darrieus turbine. Int J Renew Energy 33: 1974-1981.
15
[16] Bhuyan S, Biswas A (2014) Investigations on self-starting and performance characteristics of simple H and hybrid H-Savonius vertical axis wind rotors. Energ Convers Manage 87: 859-867.
16
[17] Narasimhamurthy VD (2004)Unsteady-RANS simulation of turbulent trailing-edge flow. Chalmers University of Technology, Goteborg.
17
[18] Rogowski K, Maronski R (2015) CFD computation of the savonius rotor. J Theor appl mech 53(1): 37-45.
18
[19] Jones WP, Launder BE (1972) The Prediction of laminarization with atwo- equation model of turbulence. J Heat mass transfer 15: 301-314.
19
[20] Wilcox DC (1998) Turbulence modeling for CFD. 2nd edn. DCW Industries, California 174-180.
20
[21] Menter FR (1994) Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA J 32(8): 1598-1605.
21
[22] Lanzafame R, Mauro S, Messina M (2014) 2D CFD modeling of H-Darrieus wind turbines using a transition turbulence model. J Energy Procedia 45: 131-140.
22
[23] Castelli M, Englaro A, Benini E (2011) 2D CFD modeling of H-Darrieus wind turbines using a transition turbulence model. J Energy 36: 4919-4934.
23
[24] Blackwell BF, Sheldahl RE, Feltz LV (1977) Wind tunnel performance data for two-and three-bucket Savonius rotors. Sandia Laboratories, Albuquerque, NM.
24
[25] Howell R, Qin N, Edwards J, Durrani N (2010) Wind tunnel and numerical study of a small vertical axis wind turbine. Renew energy 35(2): 412-422.
25
ORIGINAL_ARTICLE
استفاده از ارزش فعلی خالص به عنوان یک تابع هدف تنها برای بهینهسازی ترمو-اقتصادی رکوپراتور صفحه پره دار میکروتوربین
در این مقاله رکوپراتور یک میکروتوربین200 kW با در نظر گرفتن ارزش فعلی خالص به عنوان تابع هدف، با الگوریتمهای ژنتیک و اجتماع ذرات بهینهسازی شده است. مبدل حرارتی صفحه پرهدار با پره نواری و آرایش جریانهای عمود و مخالف برای بهینهسازی انتخاب شده است. گام پره، ارتفاع پره، طول نوار، طول مسیر جریان رکوپراتور، ارتفاع و عرض رکوپراتور به عنوان شش پارامتر طراحی در نظر گرفته شدهاند. برای بررسی اثر هر یک از متغیرهای طراحی بر تابع هدف، آنالیز حساسیت انجام شده است. نتایج بدست آمده از الگوریتمهای ژنتیک و اجتماع ذرات با یکدیگر مقایسه شدهاند. مقایسهها نشان میدهد که الگوریتم بهینهسازی اجتماع ذرات از نظر حجم محاسبات و مقدار بهینه بدست آمده عملکرد بهتری دارد. با توجه به اینکه تابع هدف انتخاب شده در این مسئله تابعی از کارایی و هزینه کل رکوپراتور میباشد، نتایج بدست آمده از این تحقیق با نتایج بهینهسازی ترمو-اقتصادی مقایسه شدهاند. مقایسههای صورت گرفته بر مبنای معیارهای ارزش فعلی خالص و بازده سیکل میباشند و بهتر بودن نتایج کار حاضر را از نظر فنی و اقتصادی نشان میدهند. نتایج نشان میدهند که ارزش فعلی خالص و بازده سیکل در کار حاضر حداکثر تا %11.54 و %11.69 افزایش یافتهاند.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_810_779fe49ed028a4d711e415531462c78a.pdf
2016-09-22
213
226
10.22044/jsfm.2016.810
رکوپراتور
ارزش فعلی هزینهها
الگوریتم ژنتیک
بهینهسازی اجتماع ذرات
پیمان
مقصودی
p_maghsoudi@alumni.ut.ac.ir
1
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران
LEAD_AUTHOR
پدرام
حنفی زاده
hanafizadeh@ut.ac.ir
2
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران
AUTHOR
[1] Shah RK (2005) Compact heat exchangers for microturbines. In: Proceedings of the 5th conference on enhanced, compact and ultra-compact heat exchangers: science, engineering and technology. Hoboken, NJ, USA.
1
[2] Hanafizadeh P, Parhizgar T, Nouri Gheimasi A (2015) Analysis of micro-recuperators in small-sized gas turbines-manufacturing potential of Iran. Energy Equip Sys 3(1): 1-12.
2
[3] Omatete OO, Maziasz PJ, Pint BA, Stinton DP (2000) Assessment of recuperator materials for microturbines. Oak Ridge National Laboratory, Metals and Ceramics Division. Report No.: ORNL /TM-2000/304. Contract No.: DE-AC05-00OR22725.
3
[4] Traverso A, Massardo AF (2005) Optimal design of compact recuperators for microturbine application.Appl Therm Eng 25(14): 2054-2071.
4
[5] Xie GN, Sunden B, Wang QW, Sundén B, Wang QW (2008) Optimization of compact heat exchangers by a genetic algorithm. Appl Therm Eng 28(8): 895-906.
5
[6] Manglik RM, Bergles AE (1995) Heat transfer and pressure drop correlations for the rectangular offset strip fin compact heat exchanger. Exp Therm Fluid Sci 10(2): 171-180.
6
[7] Qiuwang W, Hongxia L, Gongnan X, Min Z, Laiqin L, ZhenPing F (2006) Genetic algorithm optimization for primary surfaces recuperator of microturbine. J Eng Gas Turbines Power 129(2) : 436-442.
7
[8] Najafi H, Najafi B, Hoseinpoori P (2011) Energy and cost optimization of a plate and fin heat exchanger using genetic algorithm. Appl Therm Eng 31(10): 1839-1847.
8
[9] Sanaye S, Hajabdollahi H (2010) Thermal-economic multi-objective optimization of plate fin heat exchanger using genetic algorithm. Appl Energy 87(6): 1893-1902.
9
[10] زارع ح، بعنونی س، قنبرزاده الف (1391) طراحی بهینه مبدل گرمایی صفحه­ای پره­دار با روش الگوریتم بهینه­سازی زنبور عسل. ماهنامه مکانیک مدرس 29-22 :(5)12.
10
[11] مقصودی پ، حنفی­زاده پ (1395) بهینه­سازی چند هدفه رکوپراتور میکروتوربین گازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک. ماهنامه مکانیک مدرس 120-111 :(1)16.
11
[12] Energy Efficiency Best Practice programme (2000) Compact Heat Exchangers: a Training Package for Engineers. Energy Efficiency Best Practice Programme, UK.
12
[13] Bejan A, Tsatsaronis G, Moran MJ (1996) Thermal design and optimization. John Wiley & Sons, New York.
13
[14] Salama A, Khalil A (2010) Optimization of plate fin heat exchangers used in natural gas liquefaction. in The 10th International Congress of Fluid Dynamics. Ain Soukhna, Red Sea, Egypt.
14
[15] Shah RK, Sekulic DP (2003) Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons, New York.
15
[16] اسکونژاد مم (1378) اقتصاد مهندسی. دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
16
[17] Genetic algorithm (2015) http://www.fa.wikipedia.org.
17
[18] Particle swarm optimization (2015)http://www.icasite.info.
18
[19] Capstone turbine (2015) http://www.capstoneturbine.com /products/c200.
19
[20] Lee W, Chen Y, Wu T (2009) Optimization for ice-storage air-conditioning system using particle swarm algorithm. Appl Energy 86(9): 1589–1595.
20
[21] اکتسابی م ر (ترجمه) (1371) مبدل­های حرارتی فشرده. شرکت رادیاتور ایران، تهران، ایران.
21
[22] شرفی م، بروشکی م، قلی­زاده الف (1389) بهینه­سازی سیکل میکروتوربین گازی با کمک الگوریتم ژنتیک. هجدهمین همایش سالانه بین­المللی مهندسی مکانیک ایران. دانشگاه صنعتی شریف.
22
[23] Diesel price (2015) http://www.globalpetrolprices.com
23
ORIGINAL_ARTICLE
بهینهسازی لولههای خاندار بویلر نیروگاه شازند اراک با استفاده از الگوریتم ژنتیک
افزایش افت فشار به دلیل استفاده از لولههای خاندار و از طرفی افزایش ضریب انتقال حرارت در جریان دو فازی و همچنین در طول جوشش (ناحیه تک فاز) باعث شد که در این مقاله با الگوریتم تکاملی ژنتیک، به بهینهسازی پارامترهای لوله خاندار، با هدف افزایش ضریب انتقال حرارت در طول ناحیه تک فاز و هدف دوم کاهش افت فشار در کل سیرکولاسیون طبیعی درام، پرداخته شود. انتخاب تابع هدف اول با توجه به آنالیز افت فشار در هر قسمت از چرخه درام و نیز به دلیل تغییرات شدیدی که نسبت به تغییر پارامترهای لوله خاندار از خود نشان میدهد صورت پذیرفته است. بهینه سازی طی دو سناریو بر اساس تعداد لولههای ثابت (سناریو اول) و فلاکس جرمی ثابت (سناریو دوم) انجام شد. نتایج نشان دادند که طراحی در حالت تعداد لولههای ثابت که بر اساس عدم تغییر طول و عرض بویلر نیروگاه شازند اراک تعریف شده است منجر به کاهش ارتفاع بویلر از 60 متر در حالت فعلی، به 23/27 متر شد. در نهایت نقش پارامترهای لوله خاندار و فلاکس جرمی در این سناریو نسبت به سناریو اول در کاهش افت فشار کاملا مشخص و منجر به تعیین ارزش پارامترهای لوله خاندار گردید.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_791_7472c477939d04275645f239b7e8905c.pdf
2016-09-22
227
237
10.22044/jsfm.2016.791
افت فشار
بهینه سازی
سیرکولاسیون طبیعی
جریان دو فازی
لولههای خاندار
حمید
مختاری
hamid.1900@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
LEAD_AUTHOR
امیر
امیر محمودی بنهنگی
amirmahmoodi90126011@gmail.com
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
AUTHOR
رامین
حقیقی خوشخو
khoshkhoo@pwut.ac.ir
3
استادیار، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
AUTHOR
[1] Ansari M.R, Arzandi B (2012) Two-phase gas–liquid flow regimes for smooth and ribbed rectangular ducts. Int J Multiphase Flow 38: 118-125.
1
[2] Weisman J, Lan J, Disimile P (1994) Two-phase (air–water) flow patterns and pressure drop in the presence of helical wire ribs. Int J Multiphase Flow 20(5): 885-899.
2
[3] Kim HY, Koyama S, Matsumoto W (2001) Flow patterns and flow characteristics for counter-current two-phase flow in vertical round tube with wire-coil inserts. Int J Multiphase Flow 27: 2063-2081.
3
[4] Zarnett GD, Charles ME (1969) Co-current gas–liquid flow in horizontal tubes with internal spiral ribs. Can J Chem Eng 47: 238.
4
[5] TucakovicDragan R, StevanovicVeladimir D, ZivanovicTitislav D, JovovicAleksander A, IvanovicVladan B (2007) Thermal-hydraulic analysis of a steam boiler with rifled evaporating tubes. Appl Th Eng 27(2): 509-519.
5
[6] گلکار ب، حقیقی خوشخو ر، احمدوند م (1392) بررسی لوله­های خان­دار با لوله­های صاف در بویلرهای نیروگاه با چرخش طبیعی. بیست و هشتمین کنفرانس بین المللی برق.
6
[7] مختاری ح، عامری م (1391) آنالیز انرژی، اگزرژی، اگزرژیاقتصادی و اثرات زیستمحیطی و بهینه­سازی سیکل ترکیبی به همراه HRSG. پایان­نامه دوره کارشناسی، دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور).
7
[8] Ganapathy V (2001) Industrial boilers and heat recovery steam generators - design, applications, and calculations. McGraw-Hill, New York.
8
[9] Munson BR, Young DF, Okiishi TH (2006) Fundamentals of fluid mechanics. Wiley, New Jersey.
9
[10] Thom JRS (1964) Prediction of pressure drop during forced circulation boiling of water. Hlwf iuas Twuftv Perpamon Press 707-724.
10
[11] Dong Y, Jie P, Chenn Q, Xiaojing Z, Bi Q, Tingkuan C (2011) Experimental investigation on heat transfer and frictional characteristics of vertical upward rifled tube in supercritical CFB boiler. Exp Therm Fluid SCI 35: 291-300.
11
[12] Emara-Shabaik HE, Habib MA, Al-Zaharna I, (2009) Prediction of risers’ tubes temperature in water tube boilers. Appl Math Model 33: 1323-1336.
12
[13] محمودی بنهنگی الف، حقیقی خوشخو ر (1392) بررسی پارامترهای مختلف جریان دوفازی در لوله­های خان­دار بویلر و انجام محاسبات مربوط به سیرکولاسیون طبیعی و ترموهیدرولیکی جهت برآورد افت فشار در این نوع لوله­ها. پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.
13
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه عددی جریان سیال کنترل شده حول استوانه با محرک های ترکیبی
در مقاله حاضر جهت تغییر الگوی جریان روی استوانه، میدان جریان تشکیل شده حول استوانه کنترل شده است. روشهای کنترل جریان به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم میشوند. در کار حاضر از روش ترکیبی جهت کنترل استفاده میشود یعنی صفحه جداکننده در منطقه دنباله به عنوان روش غیر فعال همراه با محرک الکتروهیدرودینامیکی (روش فعال) به طور همزمان به کار گرفته شده‍‍ اند. برای شبیه سازی جریان معادلات ناویراستوکس برای میدان سیال و معادلات پایستاری بار الکتریکی و پواسون برای میدان الکتریکی به صورت عددی با روش حجم محدود حل شده اند. طول صفحه جداکننده برابر قطر استوانه و مانند آن متصل به زمین است . الکترود سیمی و سطح استوانه برای تحریک الکتروهیدرودینامیکی استفاده گردید. محاسبات برای اعداد رینولدز پایین 40Re= و اختلاف پتانسیل 20,10 kV انجام شده است. نتایج نشان میدهد وجود صفحه جداکننده در عدد رینولدر پایین منطقه دنباله را پایدار نمی کند و گردابه های پشت استوانه شروع به حرکت می کنند.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_815_ad8e4cc644f549fac99193f26bd6fa22.pdf
2016-09-22
239
247
10.22044/jsfm.2016.815
باد یونی
نیروی پسا
محرک الکتروهیدرودینامیک
صفحه جداکننده
نیکی
رضازاده
n.rezazadeh@hsu.ac.ir
1
استادیار گروه مهندسی مکانیک
دانشگاه حکیم سبزواری
LEAD_AUTHOR
[1] Hauksbee F (1719) Physico-mechanical experiments on various subjects. London, 46-47.
1
[2] Chattock AP (1899) On the velocity and mass of ions in the electric wind air. Phil Magazine 48: 401-420.
2
[3] Marco SM, Velkoff HR (1963) Effect of electrostatic fields on free convection heat transfer from flat plates. ASME Paper No. 63-HT-9.
3
[4] اسماعیل زاده الف، آقازینالی م (1385) مدل سازی عددی جریان سیال حول استوانه تحت تأثیر یک محرّک الکتروهیدرودینامیکی. مجله فنی دانشگاه تبریز 9-1 :30.
4
[5] Artana G, Sosa R, Moreau E, Touchard G (2002) Control of the near-wake flow around a circular cylinder with electrohydrodynamic actuators. Exp Fluids 35: 580-588.
5
[6] Leger L, Moreau E, Touchard G (2002) Effect of a DC corona electrical discharge on the air flow along a flat plate. Ieee T Ind Appl 38(6): 1478-1485.
6
[7] Artana G, Adamo JD, Leger L, Moreau E, Touchard G (2001) Flow control with electrohydrodynamic actuators. 39th AIAA Aerospace Conf., Reno, Paper 03-51.
7
[8] Chang JS, Brocilo D, Urashima K, Dekowski J, Podlinski J, Mizeraczyk J, Touchard G (2006) Onset of EHD turbulence for cylinder in cross flow under corona discharges. J Electrostat 64: 569-573.
8
[9] Roshko A (1954) On the drag and shedding frequency of two-dimensional bluff bodies. National advisory committee for aeronautics, Technical Note 3169, 1-29.
9
[10] Bearman PW (1965) Investigation of the flow behind a two dimensional model with a blunt trailing edge and fitted with splitter plates, J Fluid Mech 21: 241-255.
10
[11] Lin SY, Wu TM (1994) Flow control simulations around a circular cylinder by a finite volume scheme. Numer Heat Tr A-Appl 26: 301.
11
[12] Ozono S (2000) Flow control of vortex shedding by asymmetrically arranged plates. J Theoret Appl Mech 49: 191-196.
12
[13] JY Hwang, KS Yang, SH Sun (2003) Reduction of flow-induced forces on circular cylinder using a detached splitter plate. Phys Fluids 15(8): 2433-2436.
13
[14] Akilli H, Sahin B, Tumen NF (2005) Suppression of vortex shedding of circular cylinder in shallow water by a splitter plate. Flow Meas Instrum 16: 211-219.
14
[15] Tiwari S, Chakraborty D, Biswas G, Panigrahi PK (2005) Numerical prediction of flow and heat transfer in a channel in the presence of a built-in circular tube with and without an integral wake splitter. Int J Heat Mass Tran 48: 439-453.
15
[16] Kasayapanand N (2008) Electrohydrodynamic enhancement of heat transfer in vertical fin array using computational fluid dynamics technique. Int Commun Heat Mass 35: 762-770.
16
[17] Landau LD, Lifshitz EM (1963) Electrodynamics of continuous media. Pergamon, New York.
17
[18] Grosu FP, Bologa MK (1968) Similarity criteria for convective heat exchange in an electric field. Appl Elec Phenom (USSR) 20:120-125
18
[19] Batchelor GK (2000) An introduction to fluid dynamics. Cambridge mathematical library.
19
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل اثر جانمایی دریچه خروجی هوا در یک محیط صنعتی دارای تابشگرهای دمابالا بر یکنواختی شرایط حرارتی و توزیع آلاینده در حضور میدان جریان نامتقارن
در تحقیق حاضر، اثر جانمایی دریچه خروجی هوا بر ایجاد شرایط حرارتی مطلوب و یکنواخت و انتشار گونه دیاکسیدکربن تولیدی توسط تابشگرهای دمابالا در یک محیط صنعتی نمونه در حضور میدان جریان غیریکنواخت، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، یک فضای دو بعدی دارای یک دریچه ورود و یک دریچه خروج هوا در نظر گرفته شده است. دو جانمایی دریچه خروجی هوا نزدیک کف و نزدیک سقف و همچنین، دو حالت چیدمان متفاوت (یک تابشگر و دو تابشگر متقارن) مدنظر قرار گرفت. برای شرایط مذکور معادلات پیوستگی، بقای تکانه خطی، معادله انرژی، معادله انتقال تابش و معادله غلظت گونه به کمک حلگر عددی اپن فوم حل شده است. همچنین، میزان مصرف انرژی در تحقیق حاضر مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که جانمایی دریچه خروجی هوا نزدیک سقف در کاهش غلظت دیاکسیدکربن نقش بسزایی دارد. همچنین استفاده از دو تابشگر توزیع دما را یکنواختتر میکند. نتایج حاکی از آن است که میزان مصرف انرژی در حضور دو تابشگر برای جانمایی دریچه خروجی هوا نزدیک کف 3 درصد و در حالت جانمایی دریچه خروجی هوا نزدیک سقف 15 درصد در مقایسه با استفاده از یک تابشگر افزایش پیدا میکند
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_809_2702e5bfb1f4a48fef800735e18b420a.pdf
2016-09-22
249
260
10.22044/jsfm.2016.809
تابشگر دمابالا
محیط صنعتی
توزیع آلاینده
مهتاب
امین زاده
mahtabaminzadeh@ymail.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
AUTHOR
علی
صفوی نژاد
asafavi@birjand.ac.ir
2
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
AUTHOR
سیدعلیرضا
ذوالفقاری
zolfaghari@birjand.ac.ir
3
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
LEAD_AUTHOR
[1] Lim E, Ito K, Sandberg M (2014) Performance evaluation of contaminant removal and air quality control for local ventilation systems using the ventilation index Net Escape Velocity. Build Environ 79: 78-89.
1
[2] American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (2008) ASHRAE Handbook- Systems and Equipment. I-P and SI edn. New York.
2
[3] ASHRAE (2007) HVAC applications. American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Atlanta, GA.
3
[4] McDowall R (2006) Fundamentals of HVAC systems. 1st edn. Academic Press.
4
[5] Dudkiewicz E, Jeżowiecki J (2009) Measured radiant thermal fields in industrial spaces served by high intensity infrared heater. Energ Buildings 41: 27-35.
5
[6] Dudkiewicz E, Jezowiecki J (2011) The influence of orientation of a gas-fired direct radiant heater on radiant temperature distribution at a work station. Energ Buildings 43: 1222-1230.
6
[7] Wang Y, Meng X, Yang X, Liu J (2014) Influence of convection and radiation on the thermal environment in an industrial building with buoyancy-driven natural ventilation. Energ Buildings 75: 394-401.
7
[8] Meng X, Wang Y, Liu T, Xing X, Cao Y, Zhao J (2016) Influence of radiation on predictive accuracy in numerical simulations of the thermal environment in industrial buildings with buoyancy-driven natural ventilation. Appl Therm Eng 96: 473-480.
8
[9] A. C. o. G. I. H. C. o. I. Ventilation (1998) Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice. 23rd edn. Committee on Industrial Ventilation,.
9
[10] Mishra SC, Roy HK (2007) Solving transient conduction and radiation heat transfer problems using the lattice Boltzmann method and the finite volume method. J Comput Phys 223: 89-107.
10
[11] Porges F (2001) HVAC engineer's handbook. 11th edn. Elsevier.
11
[12] Tan Z, Howell JR (1991) Combined radiation and natural convection in a two-dimensional participating square medium. Int J Heat Mass Tran 34: 785-79.
12
ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر جانمایی دریچه ورودی هوا بر کیفیت هوای داخل و آسایش حرارتی ساکنان در یک اتاق دارای سیستم گرمایش قرنیزی
در سالهای اخیر، سیستم گرمایش قرنیزی به دلیل توزیع یکنواخت حرارت و پایین بودن دمای آب تغذیه، مورد توجه بسیاری از مهندسان تهویه مطبوع قرار گرفته است. با این وجود، عدم استفاده از تجهیزات وزشی در ساختمانهای دارای سیستم ‘گرمایشی مذکور، میتواند موجب کاهش کیفیت هوای داخل شود. بر این اساس، هدف اصلی تحقیق حاضر ارزیابی میزان تأثیرگذاری جانمایی دریچه تأمین هوای تازه بر کیفیت هوای داخل و شرایط آسایش حرارتی ساکنان در یک ساختمان با سیستم گرمایشی قرنیزی در فصل زمستان میباشد. برای این منظور، شاخصهای احساس حرارتی افراد و کیفیت هوای داخل برای یک اتاق نمونه استاندارد در شرایط اقلیمی با دمای طرح خارج زمستانه صفر درجه سلسیوس به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جانمایی صحیح دریچه تأمین هوای تازه، تأثیر قابل توجهی بر دمای هوا، شرایط آسایش حرارتی افراد و کیفیت هوای داخل دارد. به طوری که با تغییر محل دریچه سقفی تأمین هوا از نزدیکی دیوار خارجی به سمت مرکز اتاق، میتوان متوسط دمای هوا در فضای نمونه را تا اندازه 1/1 درجه سلسیوس (از 4/21 به 5/22 درجه سلسیوس) افزایش داد. همچنین، نتایج حاکی از آن است که انتخاب محل مناسب برای دریچه تأمین هوای تازه میتواند شاخص بهبود کیفیت هوای داخل را از حدود 44/0 به حدود 67/0 افزایش دهد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_812_270cfd7f4a62e42d23ca734f14c2408d.pdf
2016-09-22
261
270
10.22044/jsfm.2016.812
سیستم گرمایش قرنیزی
دریچه ورودی هوا
کیفیت هوای داخل
آسایش حرارتی
زهره
ایمانی نژاد
zohreh_imaninejad@yahoo.com
1
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
AUTHOR
سیدعلیرضا
ذوالفقاری
zolfaghari@birjand.ac.ir
2
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
LEAD_AUTHOR
مهدی
معرفت
maerefat@modares.ac.ir
3
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
AUTHOR
هادی
پاسدار شهری
hadi.pasdar@gmail.com
4
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
AUTHOR
[1] Ploskić A, Holmberg S (2010) Heat emission from thermal skirting boards. Build Environ 45(5): 1123-1133.
1
[2] Ren J, Zhu L, Wang Y, Wang C, Xiong W (2010) Very low temperature radiant heating/cooling indoor end system for efficient use of renewable energies. Sol Energy 84(6): 1072-1083.
2
[3] Ploskić A, Holmberg S (2011) Low-temperature baseboard heaters with integrated air supply – An analytical and numerical investigation. Build Environ 46(1): 176-186.
3
[4] Ploskić A, Holmberg S (2014) Performance evaluation of radiant baseboards (skirtings) for room heating – An analytical and experimental approach. Appl Therm Eng 62(2): 382-389.
4
[5] Zolfaghari A, Sekhavatmand B (2014) The effect of air infiltration from window gaps on the performance of baseboard heating system and occupants' thermal comfort conditions. Modares Mech Eng 14(8): 113-120. (In Persian)
5
[6] Niu J, Kooi JVD (1994) Indoor climate in rooms with cooled ceiling systems. Build Environ 29(3): 283-290.
6
[7] Moriske HJ, Drews M, Ebert G, Menk G, Scheller C, Schondube M, Konieczny L (1996) Indoor air pollution by different heating systems: coal burning open fireplace and central heating. Toxicol Lett 88(1-3): 349-354.
7
[8] chen X, Li A, Gao R (2012) Effects of near-wall source on particle deposition. Build Environ 5(4): 371-382.
8
[9] Golkarfard V, Talebizadeh P (2014) Numerical compresion of airborne particles deposition and dispersion in radiator and floor heating systems. Adv Powder Technol 25: 389-397.
9
[10] ANSI/ASHRAE (2001) Standard 140-2001. Standard method of test for the evaluation of building energy analysis computer programs, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.
10
[11] Clive D (2003) Marine Notice: Carbon Dioxide: Health Hazard. Australian Maritime.
11
[12] ANSI/ASHRAE (2010) Standard 55-2010. Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.
12
[13] Fanger PO (1970) Thermal comfort analysis and applications in environmental engineering. McGraw-Hill, New York.
13
[14] ISO7730 (1994) Moderate thermal environments—Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. International Standards Organization.
14
[15] ASHRAE (2001) Handbook of fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.
15
[16] ISIRI-14384 (2012) Determination of thermal comfort PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. (In Persian).
16
[17] ANSI/ASHRAE (2004) Standard 62-2004. Ventilation for acceptable indoor air quality. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.
17
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی و تحلیل یک دودکش خورشیدی مقیاس کوچک با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
در کار حاضر، یک دودکش خورشیدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته است و ابعاد بهینه دودکش تعیین شده است. سطح مقطع دودکش خورشیدی بهصورت مستطیلی در نظر گرفته شده است و مدلسازی بهصورت سهبعدی انجام شده است. دودکش در ابعاد مختلف و با مقاطع هندسی گوناگون مدل شده است و اثر هندسه دودکش روی جریان هوای داخل و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق علاوه بر اثر هندسه دودکش، اثر تغییر شار حرارتی دریافتی از محیط، فشار مثبت در دهانه ورودی و دمای هوای ورودی بر دبی هوای خروجی از دودکش مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده وجود عرض بهینه به منظور بیشینهسازی دبی هوا در دودکش است. بررسی نتایج نشان میدهد که در شارهای حرارتی مختلف (100 تا 1300 وات) و با افزایش عرض، دبی در واحد طول دودکش افزایش مییابد اما این روند تنها تا عرض 2/0 متر ادامه پیدا میکند. پس از این نقطه با افزایش عرض، دبی کاهش پیدا میکند. علت این پدیده ایجاد و گسترش جریان برگشتی میباشد. افزایش سطح دهانه ورودی، افزایش فشار در دهانه ورودی و افزایش ارتفاع دودکش علاوه بر افزایش دبی و بهبود عملکرد، باعث افزایش عرض بهینه میشود.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_805_c6630d6338f933d6605b1c60f7ef9314.pdf
2016-09-22
271
280
10.22044/jsfm.2016.805
دودکش خورشیدی
تهویه طبیعی
دینامیک سیالات محاسباتی
هندسه بهینه
جاماسب
پیرکندی
jamasb_p@yahoo.com
1
استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
LEAD_AUTHOR
مهدی
هاشم آبادی
m_hashem_abadi@yahoo.com
2
دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
AUTHOR
[1] Linden PF (1999) The fluid mechanics of natural ventilation. Annu Rev Fluid Mech 31(1): 201-238.
1
[2] Emmerich SJ, Dols WS, Axley JW (2001) Natural ventilation review and plan for design and analysis tools. US Department of Commerce, Technology Administration, National Institute of Standards and Technology.
2
[3] Bansal NK, Mathur R, Bhandari MS (1993) Solar chimney for enhanced stack ventilation. Build Environ 28(3): 373-377.
3
[4] Gan G (2006) Simulation of buoyancy-induced flow in open cavities for natural ventilation. Energ Buildings 38(5): 410-420.
4
[5] Harris DJ, Helwig N (2007) Solar chimney and building ventilation. Appl Energ 84(2): 135-146.
5
[6] Baharvand E (2010) How to model a wall solar chimney. Department of Architecture, Building and Planning, Unit Building Physics and Systems, Technical University of Eindhoven.
6
[7] Nikas K, Nikolopoulos SN, Nikolopoulos A (2010) Numerical study of a naturally cross-ventilated building. Energ Buildings 42(4): 422-434.
7
[8] Bansal NK, Mathur R, Bhandari MS (1994) A study of solar chimney assisted wind tower system for natural ventilation in buildings. Build Environ 29(4): 495-500.
8
[9] Nouanégué HF, Alandji LR, Bilgen E (2008) Numerical study of solar-wind tower systems for ventilation of dwellings. Renew Energ 33(3): 434-443.
9
[10] Arce J, Jiménez MJ, Guzmán JD, Heras MR, Alvarez G, Xamán J (2009) Experimental study for natural ventilation on a solar chimney. Renew Energ 34(12): 2928-2934.
10
[11] Miyazaki T, Akisawa A, Kashiwagi T (2006) The effects of solar chimneys on thermal load mitigation of office buildings under the japanese climate. Renew Energ 31(7): 987-1010.
11
[12] Drori U, Dubovsky V, Ziskind G (2005) Experimental verification of induced ventilation. J Environ Eng-Asce 131(5): 820-826.
12
[13] Martı´-Herrero J, Heras-Celemin MR (2007) Dynamic physical model for a solar chimney. Sol Energy 81(5): 614-622.
13
[14] Asnaghi A, Ladjevardi SM (2012) Solar chimney power plant performance in Iran. Renew Sustainable Energ R 16(5) 3383-3390.
14
[15] Sangi R (2012) Performance evaluation of solar chimney power plants in Iran. Renew Sustainable Energ R 16(1) 704-710.
15
[16] Ghalamchi, M, Kasaeian A, Ghalamchi M (2015) Experimental study of geometrical and climate effects on the performance of a small solar chimney. Renew Sustainable Energ R 425-431.
16
[17] Amir Rezaei S, Imani H (2015) Experimental and numerical investigation on an innovative solar chimney. Energ Convers Manage 95: 446-452.
17
[18] Bouchair A (1994) Solar chimney for promoting cooling ventilation in southern algeria. Build Serv Eng Res Technol 15(2): 81-93.
18
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل برخورد زمانمند الاستوپلاستیک پرتابه پرسرعت با سطح آب
در این مقاله، برخورد زمانمند الاستوپلاستیک پرتابه پرسرعت با سطح آب به صورت عددی با استفاده از روش اختیاری لاگرانژین-اویلرین شبیه سازی شده است. پرتابه یک جامد الاستوپلاستیک در نظر گرفته شده و شبکه آن به صورت لاگرانژین ایجاد شده است. آب نیز یک سیال تراکم پذیر فرض شده و شبکه آن با روش اویلرین تولید شده است. در این تحقیق شبیهسازی در سه گام انجام شده است؛ تحلیل تنش استاتیکی، دینامیکی و همچنین تحلیل برخورد پرتابه با درجات آزادی کامل با سطح آب به روش اختیاری لاگرانژین –اویلرین. اثرات تراکمپذیری سیال و کاویتاسیون در آنالیز آخر لحاظ شده است. به منظور صحهگذاری نتایج، انتشار موج تنش ایجاد شده در پرتابه ناشی از برخورد با آب، با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که بیشترین خطا در مقایسه با نتایج تحلیلی حدود 5% است. همچنین مقدار بیشینه تنش و مکان/مسیر شکست در پرتابه با دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده است. تطابق خوب بین مقادیر پیش بینی شده و آزمایشگاهی/تحلیلی نشان دهنده دقت این الگوریتم عددی است. برخورد پرتابه با سطح آب با زوایای مختلف نیز شبیهسازی شده است. نتایج نشان میدهد که محدوده ایمن زاویه پرتاب برای پرتابه حاضر °5/0± میباشد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_811_e4426375e6692026edfa9d1b3d3d771b.pdf
2016-09-22
281
298
10.22044/jsfm.2016.811
روش اختیاری لاگرانژین-اویلرین
برخورد
الاستوپلاستیک
پرتابه پر سرعت
حسن
فروزانی
hforouzani@mut.ac.ir
1
مربی، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز
LEAD_AUTHOR
بهادر
سرانجام
bsaranjam@yahoo.com
2
دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز
AUTHOR
رضا
کمالی
rkamali@shirazu.ac.ir
3
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز
AUTHOR
علی
عبداللهی فر
abdaly@mut.ac.ir
4
استادیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز
AUTHOR
[1] Truscott TT, Epps BP, Belden J (2014) Water entry of projectiles. Annu Rev Fluid Mech 46: 355-378.
1
[2] Savchenko YN, Zverkhovskii AN (2009) Technique of conducting experiments on the high-velocity movement of inertial models in water in the supercavitation regime. Prikl Gidromekh 11(4): 69-75.
2
[3] Worthington AM, Cole RS (1897) Impact with a liquid surface, studied by the aid of instantaneous photography. Philos T Roy Soc A 189: 137-148.
3
[4] Bell GE (1924) On the impact of a solid sphere with a fluid surface. Philos Mag 48(287): 753-764.
4
[5] Birkhoff G, Caywood TE (1949) Fluid flow patterns. Appl Phys 20(7): 646-659.
5
[6] Birkhoff G, Isaacs R (1951) Transient cavities in air-water entry. Nav Ordnance Rep.
6
[7] Birkhoff G, Zarantonello EH (1957) Jets, wakes, and cavities. 1st edn. Academic Press, New York.
7
[8] May A, Woodhull JC (1948) Drag coefficients of steel spheres entering water vertically. Appl Phys 19:1109-1121.
8
[9] Abelson HI (1970) Pressure measurements in the water-entry cavity. Fluid Mech 44:129-144.
9
[10] May A (1975) Water entry and the cavity-running behavior of missiles. Tech rep, NAVSEA Hydroballistics Advisory Committee, Silver Spring, MD (Reproduced by NTIS).
10
[11] Savchenko YuN, Semenenko VN, Serebryakov VV (1993) Experimental Research of Subsonic Cavitating Flows. DAN of Ukraine, 2:64-68. (in Russian.)
11
[12] Kirschner IN (2001) Results of selected experiments involving supercavitating flows. RTO AVT lecture series on supercavitating flows, Von Karman Institute, Brussels Belgium.
12
[13] Truscott TT, Beal DN, Techet AH (2009) Shallow angle water entry of ballistic projectiles. Proc Cav Int Symp Cavitation, ed. S Ceccio, Art. 100.
13
[14] Afanas′eva SA, Belov NN, Burkin VV, D′yachkovskii AS, Evtyushkin EV (2013) Characteristic features of the high-velocity interaction of strikers with obstacles protected by a water layer. Izv Vyssh Uchebn Zaved Fizika 56(4): 8-15.
14
[15] Ishchenko AN (2014) Theoretical and experimental analysis of the high-velocity interaction of solid bodies in water. J Eng Phys Thermophys 87(2): 399-408.
15
[16] Karimi H, Mohammadi J, Arabi H, Fesanghari R, Farhadzadeh F, Shariati (2008) Design, production and experiment of small calliber supercavitating projectile. International Conference on innovative approaches to further increase speed of fast marine vehicles, moving above, under and in water surface, SuperFAST’2008, Russia.
16
[17] Ahmadzadeh M, Saranjam B, Hoseini Fard A, Binesh AR (2014) Numerical simulation of sphere water entry problem using Eulerian–Lagrangian method. Appl Math Model 38:1673-1684.
17
[18] ANSYS 15 Documentation (2009) User’s Manual.
18
[19] Souli M, Benson DJ (2010) Arbitrary Lagrangian Eulerian and Fluid – structure Interaction. 1st edn. Wiley, Hoboken.
19
[20] Savchenko VT (1997) Reduction of overload on body entering water at high speed. AGARD FDP workshop.
20
[21] Hagedorn P, DasGupta A (2007) Vibrations and waves in continuous mechanical systems. John Wiley& Sons Ltd.
21
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل عددی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های متخلخل مزوپروس سیلیکا و هیدروکسی آپاتیت- پلی پروپیلن
این مقاله به بررسی عددی خواص مکانیکی پلیپروپیلن تقویتشده با یک درصد وزنی از نانوذرات مزوپروس سیلیکا، هیدروکسی آپاتیت، ترکیب مزوپروس سیلیکا و هیدروکسی آپاتیت میپردازد. شبیه سازی عددی بر مبنای روش ماکرومکانیک ( روش محیط پیوسته) و برای توابع مختلف چگالی انرژی کرنشی شامل: مارلو، اگدن و وان دروالس، با استفاده از نرمافزار تجاری آباکوس انجام شده است. برای این منظور رفتار هایپرالاستیک نانوکامپوزیتهای متخلخل پلیمری شامل: نانوکامپوزیت های مزوپروس سیلیکا/ پلی پروپیلن، هیدروکسی آپاتیت/ پلی پروپیلن و نانو هیبرید مزوپروس سیلیکا- هیدروکسی آپاتیت/ پلی پروپیلن تحت بارگذاری های کشش تک محوری، خمش سه نقطه ای و ضربه سرعت پایین بررسی شده است. به منظور تصدیق نتایج عددی، مقادیر بدست آمده از شبیه سازی خواص مکانیکی، با نتایج آزمون های عملی مشابه، مقایسه شده اند. نتایج شبیه سازی انجام شده تطابق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهد و مدل مارلو نزدیکترین پاسخ را نسبت به داده های آزمایشگاهی دارد.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_799_d13f23c3a9f648cc0ba82511c34706c6.pdf
2016-09-22
229
303
10.22044/jsfm.2016.799
شبیه سازی عددی
نانوکامپوزیت پلیمری
خواص مکانیکی
آزمایش کشش تک محوری
مواد هایپرالاستیک
علیرضا
آلبویه
a.albooyeh@du.ac.ir
1
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Andrei D, Mars L, Silberschmidt V (2012) Behaviour of semi-crystalline thermoplastic polymers: Experimental studies and simulations. Comp Mater Sci 52: 139-146.
1
[2] SassoM, PalmieriG, ChiappiniG, AmodioD (2008) Characterization of hyperelastic rubber-like materials by biaxial and uniaxial stretching tests based on optical methods. Polym Test 27(8): 995-1004.
2
[3] Kim B, Lee S, Lee J, Cho S, Park H, Yeom S, park S (2011) A comparison among neo-hookean model, mooney- rivlin model, and ogden model for chloroprene rubber. IJPEM 13(5): 759-764.
3
[4] Shokoohi S, Naderi G, Kharazmkia M, Ghoreishy MH (2015) Hyperelastic model analysis of stress-strain behavior in polybutadiene/ethylene-propylene dieneterpolymernanocomposites. J Vinyladdit Technol.
4
[5] Arriga A, Lazkano JM, Pagaldai R, Zaluda AM, Hernandez R, Atxurra R, Chrysostomou A (2007) Finite-element analysis of quasi-static characterization tests in thermoplastic materials: Experimental and numerical analysis results correlation with ANSYS. Polym Test 26: 854-869.
5
[6] Avalle M, Belingardi G, Montanini R (2001) Characterization of polymeric structural foams under compressive impact loading by means of energy-absorption diagram. Int J Impact Eng 25: 455-472.
6
[7] Viot P (2009) Hydrostatic compression on polypropylene foam. Int J Impact Eng 36(7): 975-989.
7
[8] Pawlikowski M (2013) Non-linear approach in visco-hyperelastic constitutive modelling of polyurethane nanocomposite. Mech Time-Depend Mater 10: 1043-1056.
8
[9] Alipour A, Naderi G, Ghoreishy H (2013) Effect of nanoclay content and matrix composition on properties and stress–strain behavior of NR/EPDM nanocomposites. J Appl Polym Sci 127(2): 1275-1284.
9
[10] Saavedra Flores EI, Dhikari S, Friswell MI, Scarpa F (2011) Hyperelastic finite element model for single wall carbon nanotubes in tension. Comp Mater Sci 50(1): 1083-1087.
10
[11] David C, David I, Shreiber Emilios K, Dimitriadis FH (2009) Spherical indentation of soft matter beyond the Hertzian regime: numerical and experimental validation of hyperelastic models. Biomech Model Mechanobiol 8: 345-358.
11
[12] Danielsson M, Parks DM, Boyce MC (2004) Constitutive modeling of porous hyperelastic materials. Mech Mater 36(4): 347-358.
12
[13] Bonet J, Wood RD (1997) Nonlinear continuum mechanics for finite elementanalysis. Melbourne: Cambridge University Press.
13
[14] Shabana AA (2008) Computational continuum mechanics.Melbourne: Cambridge UniversityPress.
14
[15] British Standard BS 903-5 (2004) Physical testing of rubber – Part 5: Guide to theapplication of rubber testing to finite element analysis.
15
[16] Ogden RW (1972) Large Deformation isotropic elasticity - on the correlation of theory and experiment for incompressible rubberlike solids. Proceedings Royal Society: 565-584.
16
[17] Memarian S, Fereidoon A, Albooyeh AR, Tarahomi S (2014) Influence of mesoporous silica and hydroxyapatite nanoparticles on the mechanical and morphological properties of polypropylene. Mater Design 57: 201-210.
17
ORIGINAL_ARTICLE
انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در محفظه L شکل بافلدار
در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال آب-آلومینا در محفظه L شکل بافلدار بصورت عددی بررسی شده است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و با بکارگیری الگوریتم سیمپل حل شده است.دیواره های عمودی سمت چپ و پایینی محفظه گرم و دیواره میانی افقی و بافل سرد و سایر دیوارها عایق است. اثر پارمترهای مختلف مانند عدد رایلی، کسر حجمی ذرات، نسبت ابعاد محفظه و طول بافل بر میزان انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند حضور بافل بر افزایش میزان انتقال حرارت تاثیرگذار است. با افزایش عدد رایلی، کسر حجمی و نسبت ابعادی میزان انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین با افزایش نسبت ابعادی، نانوسیال تاثیر بیشتری بر افزایش عدد ناسلت دارد. همچنین تاثیرات کسر حجمی نانوسیال بر روی انتقال حرارت بحث و بررسی شده است. نتایج نشان دادند با افزایش کسر حجمی نانوسیال انتقال حرارت جابجایی آزاد در نسبتهای ابعادی مورد مطالعه افزایش خواهد یافت.
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_814_cd6fce0966c1d9f6343febe4cb54c4c7.pdf
2016-09-22
311
321
10.22044/jsfm.2016.814
نانوسیال آب-آلومینا
جابجایی آزاد
بافل
محفظه L شکل
نصرالله
علوی
eng.nasrollah_alavi@yahoo.com
1
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بوشهر،دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک، بوشهر، ایران
AUTHOR
طاهر
ارمغانی
armaghani.taher@yahoo.com
2
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مهدیشهر،استادیار گروه مکانیک، مهدیشهر، ایران
LEAD_AUTHOR
احسان
ایزد پناه
izadpanah_ehsan@yahoo.com
3
دانشگاه خلیج فارس، دانشکده مهندسی،استادیار گروه مکانیک، ایران
AUTHOR
[1] Ostrach S (1988) Natural convection in enclosures. J Heat Trans 110(4b): 1175-1190.
1
[2] Lee S, Choi SS, Li SA, Eastman JA (1999) Measuring thermal conductivity of fluids containing oxide nanoparticles. J Heat Trans 121(2): 280-289.
2
[3] Wu W, Ching CY (2010) Laminar natural convection in an air-filled square cavity with partitions on the top wall. Int J Heat Mass Tran 53(9): 1759-1772.
3
[4] Yucel N, Ozdem AH (2003) Natural convection in partially divided square enclosures. Heat mass transfer 40(1-2): 167-175.
4
[5] Bahlaoui A, Raji A, Hasnaoui M, Naïmi M, Makayssi T, Lamsaadi M (2009) Mixed convection cooling combined with surface radiation in a partitioned rectangular cavity. Energ Convers Manage 50(3): 626-635.
5
[6] Kandaswamy P, Lee J, Hakeem AA, Saravanan S (2008) Effect of baffle–cavity ratios on buoyancy convection in a cavity with mutually orthogonal heated baffles. Int J Heat Mass Tran 51(7): 1830-1837.
6
[7] Oosthuizen PH, Paul JT (1985) Free convection heat transfer in a cavity fitted with a horizontal plate on the cold wall. Advan Enhan Heat Tran 43: 101-107.
7
[8] Frederick RL (1989) Natural convection in an inclined square enclosure with a partition attached to its cold wall. Int J Heat Mass Tran 32(1): 87-94.
8
[9] Bilgen E (2005) Natural convection in cavities with a thin fin on the hot wall. Int J Heat Mass Tran 48(17): 3493-3505.
9
[10] Ziaei-Rad M, Kasaeipoor A (2015) A Numerical study of similarity solution for mixed-convection copper-water nanofluid boundary layer flow over a horizontal plate. Modares Mech Eng 14(14): 190-198.
10
[11] Eastman JA, Choi SUS, Li S, Yu W, Thompson LJ (2001) Anomalously increased effective thermal conductivities of ethylene glycol-based nanofluids containing copper nanoparticles. Appl phys let 78(6): 718-720.
11
[12] Chamkha AJ, Ismael M, Kasaeipoor A, Armaghani T (2016) Entropy Generation and Natural Convection of CuO-Water Nanofluid in C-Shaped Cavity under Magnetic Field. Entropy 18(2): 50.
12
[13] Jou RY, Tzeng SC (2006) Numerical research of nature convective heat transfer enhancement filled with nanofluids in rectangular enclosures. Int Commun Heat Mass 33(6): 727-736.
13
[14] Khanafer K, Vafai K, Lightstone M (2003) Buoyancy-driven heat transfer enhancement in a two-dimensional enclosure utilizing nanofluids. Int J Heat Mass Tran 46(19): 3639-3653.
14
[15] Sheikhzadeh GA, Arefmanesh A, Kheirkhah MH, Abdollahi R (2011) Natural convection of Cu–water nanofluid in a cavity with partially active side walls. Eur J Mech B-Fluid 30(2): 166-176.
15
[16] Santra AK, Sen S, Chakraborty N (2008) Study of heat transfer augmentation in a differentially heated square cavity using copper–water nanofluid. Int J Therm Sci 47(9): 1113-1122.
16
[17] Abu-Nada E, Oztop HF (2009) Effects of inclination angle on natural convection in enclosures filled with Cu–water nanofluid. Int J Heat Fluid Fl 30(4): 669-678.
17
[18] Ghasemi B, Aminossadati SM (2010) Brownian motion of nanoparticles in a triangular enclosure with natural convection. Int J Therm Sci 49(6): 931-940.
18
[19] Nayak RK, Bhattacharyya S, Pop I (2016) Heat transfer and entropy generation in mixed convection of a nanofluid within an inclined skewed cavity. Int J Heat Mass Tran 102: 596-609.
19
[20] Kareem AK, Mohammed HA, Hussein AK, Gao S (2016) Mixed convection heat transfer in a lid-driven trapezoidal enclosure filled with nanofluids. Int Commun Heat Mass, In Press.
20
[21] Shirvan KM, Mamourian M (2015) Numerical investigation and optimization of mixed convection and entropy generation in square cavity with lid-driven. Modares Mech Eng 15(8): 164-174.
21
[22] Shirvan KM, Mamourian M (2015) Numerical investigation of effect and optimization of Square Cavity inclination angle and magnetic field on heat transfer and Entropy Generation. Modares Mech Eng 15(8): 93-104.
22
[23] Aghaei A, Khorasanizadeh H, Sheikhzadeh GA (2014) Effects of magnetic field on mixed convection heat transfer and entropy generation of Cu-water nanofluid in a trapezoidal enclosure. Modares Mech Eng 14(9):183-194.
23
[24] Kasaeipoor A, Ghasemi B, Raisi A (2014) Magnetic field effect on nanofluid water-cu natural convection in an inclined T shape cavity. Modares Mech Eng 14(12):179-89.
24
[25] Aminfar H, Nasiri M, Khezerloo M (2015) Numerical investigation of entropy generation of nanofluid in vertical sinusoidal channel with magnetic field. Modares Mech Eng 15(9): 87-94.
25
[26] Ghasemi B, Aminossadati SM, Raisi A (2011) Magnetic field effect on natural convection in a nanofluid-filled square enclosure. Int J Therm Sci 50(9): 1748-56.
26
[27] Maxwell JC (1881) A treatise on electricity and magnetism. Clarendon press.
27
[28] Brinkman HC (1952) The viscosity of concentrated suspensions and solutions. J Chem Phys 20(4): 571-581.
28
[29] Patel HE, Anoop KB, Sundararajan T, Das SK (2006) A micro-convection model for thermal conductivity of nanofluids. International Heat Transfer Conference 13, Begel House Inc.
29
[30] Patankar SV (1980) Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere, New York.
30
[31] Khanafer K, Vafai K, Lightstone M (2003) Buoyancy-driven heat transfer enhancement in a two-dimensional enclosure utilizing nanofluids. Int J Heat Mass Tran 46(19): 3639-3653.
31
[32] Barakos G, Mitsoulis E, Assimacopoulos D (1994) Natural convection flow in a square cavity revisited: laminar and turbulent models with wall functions. Int J Numer Meth Fl 18(7): 695-719.
32
[33] Markatos NC, Pericleous KA (1984) Laminar and turbulent natural convection in an enclosed cavity. Int J Heat Mass Tran 27(5): 755-772.
33
[34] de Vahl Davis G (1983) Natural convection of air in a square cavity: a bench mark numerical solution. Int J Numer Meth Fl 3(3): 249-264.
34
[35] Mahmoodi, M (2011) Numerical simulation of free convection of a nanofluid in L-shaped cavities. Int J Therm Sci 50: 1731-1740.
35