دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Seismic characteristics of tunnel form concrete buildings with irregular planمشخصات لرزهای سازههای بتنی قالب تونلی با پلان نامنظم11555210.22044/jsfm.2015.552FAسید بهرام بهشتی اولدانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهرانوحید محسنیانکارشناس ارشد زلزله، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ، تهراننفیسه نیکﭘورکارشناس ارشد زلزله، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ، تهرانJournal Article20150306The necessity of being regular in plan and elevation of concrete tunnel form buildings in spite of accelerating the manufacturing process and high quality assurance, following several limitations in architectural design and puts limits on the application of this system in areas where there is no possibility of symmetrical construction. Loss of R-factor in the current earthquake regulations is a major challenge in design of these structures. In this study, the seismic behavior of two-tunnel form structures with 5 and 10 stories with irregular floor plans is investigated and the demand/ capacity behavior factor, based on seismic demand and capacity of structure have been calculated respectively. The most distinctive feature of this study is multi-level definition of the behavior factors and their extraction with respect to seismic intensity, and accepted damage level as expected performance levels in designing structure. Moreover surveying literature showed that the lack of adequate study of seismic characteristic of this type of tunnel form buildings. Also, uncoupled frequency ratios and fragility curves are determined for studied models by incremental dynamic analysis (IDA). The results show high capacity of the system and flexible torsional behavior of the structures due to their irregularity. Since both structures are placed in the immediate occupancy performance level in design earthquake, it seems that criteria which necessitate tunnel form structures to be regular in plan, are strict and prudent for the studied structures.ضرورت منظم بودن سازههای بتنی قالبتونلی در پلان و ارتفاع، علی رغم تسریع روند ساخت و تضمین کیفیت بالاتر، محدودیتهای زیادی از نظر طراحی معماری بدنبال داشته و در عرصههایی که امکان ساخت به صورت متقارن وجود نداشته باشد، کاربرد این سیستم را محدود میسازد. فقدان مقدار مشخصی برای ضریب رفتار در آییننامههای فعلی زلزله نیز، از چالشهای مهم در طراحی این سازهها است. در این مطالعه به بررسی رفتار لرزهای دو سازه قالبتونلی 5 و10 طبقه با پلان نامنظم پرداخته شده و ضرایب رفتار طلب و ظرفیت، به ترتیب بر اساس میزان تقاضای زلزله و ظرفیت سازه محاسبه شدهاند. مهمترین وجه مشخصه این مطالعه، بیان چند سطحی ضریب رفتار و استخراج آن با توجه به میزان تقاضای زلزله و میزان آسیب قابل قبول به عنوان سطوح عملکردی مورد انتظار در طراحی سازه میباشد. همچنین بررسیهای ادبیات فنی موجود نیز مبین فقدان مطالعات کافی در ارتباط با مشخصات لرزهای این نوع از سازههای قالب تونلی میباشد. ارائه منحنیهای شکنندگی به کمک تحلیل دینامیکی افزایشی و برآورد نسبت فرکانسهای غیر همبسته برای مدلهای مورد بررسی نیز از دیگر دستاوردهای این پژوهش است. نتایج حاکی از ظرفیت و مقاومت بالای سیستم و نیز رفتار نرم پیچشی این سازهها به علت وجود نامنظمی در آنهاست. با توجه به اینکه هر دو سازه در زلزله طرح، در سطح عملکردی قابلیت استفاده بیوقفه قرار گرفتند، به نظر میرسد ضابطه ضرورت منظم بودن سازههای قالبتونلی در پلان، حداقل برای مدلهای مورد مطالعه سختگیرانه و محتاطانه میباشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_552_d226fa5afb4af4de979080a586428f7d.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Adaptive fuzzy sliding mode control of a robotic manipulator in task-space using voltage control strategyکنترل حالت لغزشی فازی تطبیقی بازوی رباتیک در فضای کار با راهبرد کنترل ولتاژ172655310.22044/jsfm.2015.553FAمحمد مهدی فاتحاستاد کنترل، دانشگاه شاهرود، دانشکده برق و رباتیکحسین اسراریکارشناس ارشد کنترل، دانشگاه شاهرود، دانشکده برق و رباتیکسعید خراشادی زادهدکتری کنترل، دانشگاه شاهرود، دانشکده برق و رباتیکJournal Article20140426Actuators of robot operate in the joint-space while the end-effector of robot is controlled in the task-space. Therefore, designing a control system for a robotic manipulator in the task-space requires the jacobian matrix for transforming joint-space to task-space. Using an imprecise Jacobian matrix and the presence of uncertainties degrade the control performance. Uncertainties include the parametric uncertainty, unmodelled dynamics and external disturbance. In this paper, a novel decentralized adaptive fuzzy sliding mode control approach in the task-space is presented using the voltage control strategy. The control design is simple, free from model and robust agains uncertainties. These advantages are because of using voltage control strategy instead of commonly used torque control strategy. The case study is an articulated robot manipulator driven by permanent magnet DC motors. The stability analysis, simulation results and comparison with a torque based control method are presented to verify the effectiveness of the control method. Simulation results show the effectiveness of proposed control method.محرکههای ربات در فضای مفصلی کار میکنند ولی مجری نهایی ربات در فضای کار کنترل میشود. به همین دلیل، در طراحی سیستم کنترل بازوی رباتیک در فضای کار از ماتریس ژاکوبین برای تبدیل فضای مفصلی به فضای کار استفاده میشود. استفاده از ماتریس ژاکوبین غیر دقیق در قانون کنترل و حضور عدم قطعیتها شامل عدم قطعیت پارامتری، دینامیک مدل نشده و اغتشاش خارجی، باعث تضعیف عملکرد سیستم کنترل میشود. در این مقاله، برای نخستین بار طرح کنترل حالت لغزشی فازی تطبیقی غیر متمرکز با راهبرد کنترل ولتاژ در فضای کار برای بازوی رباتیک ارائه میگردد. این طرح کنترلی ساده بوده و به مدل ربات بستگی ندارد و در برابر عدم قطعیتها مقاوم است. این مزایا به دلیل استفاده از روش کنترل ولتاژ به جای روش مرسوم کنترل گشتاور به دست آمدهاست. سیستم مورد مطالعه، یک بازوی هنرمند مجهز به موتورهای DC مغناطیس دائم میباشد. به منظور تایید روش پیشنهادی، تحلیل پایداری و نتایج شبیهسازی و مقایسه با یک روش مبتنی بر گشتاور ارائه میشوند. نتایج شبیه سازی کارآمدی روش پیشنهادی را نشان میدهد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_553_589253fd2bb1e5ccd0d3190478e74f57.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Robust and Adaptive Controller for Wind Turbine Blade Testing Machineکنترلگر مقاوم و تطبیقی دستگاه آزمون پره توربین بادی273855410.22044/jsfm.2015.554FAسید حسن قرشیدانشجوی دوره دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد،گروه مهندسی مکانیکبهنام معتکف ایمانیاستاد، دانشگاه فردوسی مشهد، گروه مهندسی مکانیک0000-0002-0852-4621Journal Article20140505The wind turbine blades are made of composite materials and subjected to severe operational loadings. The complexity of composite materials behavior along with variable amplitude loadings dictates the need for experimental setups which can conduct real part test as close as possible to in service loadings. In this regard, wind turbine blade manufacturers are obliged to perform standard ultimate and fatigue tests on their products. In this research a cost effective Blade Testing Machine (BTM) is proposed which is capable of conducting ultimate static and fatigue tests according to wind turbine blade standards. A new control unit is designed and implemented to track fatigue block loading in the frequency range of 1 to 3Hz. The main focus is on designing a controller to perform desired block loading fatigue tests with proper performance. PI and robust feedback controllers are designed and analyzed. Due to the poor robust performance, an adaptive feed forward controller is proposed based on the gain scheduling algorithm. The proposed robust controller compensates un-modeled high frequency dynamics and rejects measurement noises while the adaptive controller compensates low frequency uncertainty and improves reference tracking. Extensive experimentations in the desired frequency range confirm proper performance of the developed controller.پره توربین بادی از مواد کامپوزیتی ساخته میشود و در معرض بارهای تصادفی نوسانی قرار میگیرد. انجام آزمونهای پره کامل توربین بادی به دلیل اهمیت پره، رفتار پیچیده مواد کامپوزیتی به کار رفته و بارگذاری نوسانی با دامنه متغیر، الزامی میباشد. سازندگان برای اطمینان از تحمل بارهای وارده باید آزمونهای استاتیکی و خستگی پره کامل توربین بادی را مطابق با استانداردهای بینالمللی انجام دهند. در این پژوهش دستگاه آزمون پره توربین بادی کوچک که توانمندی انجام آزمونهای استاتیکی و خستگی مطابق با استانداردهای بینالمللی را دارد، معرفی گردیده است. واحد کنترل این دستگاه برای انجام آزمون خستگی با بارگذاری بلوکی در محدوده فرکانس 1تا 3 هرتز ارتقا داده شده است. کنترلگرهای تناسبی-انتگرالی و مقاوم برای دستگاه طراحی و تحلیل شدهاند. به علت عدم کارایی مناسب کنترلگرهای طراحی شده در ردیابی سیگنال مرجع، کنترلگر تطبیقی پیشخور بر مبنای الگوریتم زمانبندی بهره طراحی و به کنترلگر مقاوم اضافه شده است. کنترلگر مقاوم باعث جبران عدم قطعیت ناشی از عدم مدل سازی دینامیک فرکانس بالای سیستم و حذف اثر نویز اندازهگیری میگردد. کنترلگر تطبیقی عدم قطعیت فرکانس پایین سیستم را جبران میکند. آزمایشات متعدد انجام شده در محدوده فرکانسی مورد نظر موید صحت عملکردی واحد کنترل توسعه یافته می باشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_554_f2d2b02d009ef7f4a72c041ea21f9af2.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Modeling the spall in impact of metalic plates, considering the effects of temperature, strain rate and damageمدل سازی جدایش در برخورد صفحات فلزی با در نظر گرفتن اثر دما، نرخ کرنش و آسیب395055510.22044/jsfm.2015.555FAمصطفی باغانیاستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک دانشکده های فنی دانشگاه تهرانمحمدرضا ذاکرزادهاستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک دانشکده های فنی دانشگاه تهرانمجید بنی اسدیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده های فنی دانشگاه تهرانJournal Article20150524In this article, the high strain rate, dynamic plastic response of materials in the standard plate impact test is numerically studied. To get the closest results to the experimental data available in the literature, different types of hardening as well as dynamic fracture models are employed. With the aid of this standard plate impact test, one can verify the new models in the ideal condition of uniaxial-strain cases. To properly model this test, to discrete the field, von-Neumann Finite-Volume method is utilized. Jonson-Cook and perfectly elastoplastic hardening models as well as the Zerilli-Armstrong model are used beside the dynamic fracture model of modified Tuler-Butcher, to predict the spall phenomenona. In this work, the impact of two plates (the flyer plate and the target plate) is analyzed. Results of the simulation is compared with the experimental data as well as the other numerical results reported in the literature. The results of the present work are in a better correspondence comparing to the experimental data. Among investigated models, employing JC constitutive model, accompanying with the modified Tuler-Butcher fracture model and Steinberg model for the elastic modulus gives the most accurate results compared to other model combinations.در این مقاله تغییر شکل پلاستیک وابسته به دما و نرخ کرنش مواد در آزمایش برخورد صفحات، به کمک روش های عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مدلسازی، استفاده از مدل های گوناگون کارسختی، مدول برشی و شکست دینامیکی برای به دست آوردن نزدیکترین نتایج به نتایج آزمایشگاهی می­باشد. کاربرد آزمایش برخورد صفحات، بررسی رفتار مواد در نرخ کرنش­های بالا در حالت ایدهآل کرنش تک محوره می­باشد. به کمک این آزمایش می­توان مدلهای ارائه شده گوناگون در زمینه رفتار مواد از قبیل مدل­های کارسختی و شکست دینامیکی را اعتبارسنجی نموده و برخی ضرایب مادی مورد نیاز را استخراج نمود. برای شبیه سازی عددی مساله از روش گسستهسازی عددی حجم محدود با میدان جابجا شده روی مکان و زمان فون­نیومن استفاده شده است. همچنین از لزجت مصنوعی به منظور کاهش جهش ناگهانی و غیر واقعی در مقادیر تنش یا کرنش بین سلول های ماده استفاده می­گردد. مدل­های کارسختی استفاده شده عبارتند از مدل الاستوپلاستیک کامل، جانسون-­کوک (JC) و زیریلی-آرمسترانگ (ZA). همچنین از مدل تالر-باچر بهبودیافته نیز برای مدلسازی رفتار شکست دینامیکی ماده استفاده شده است. در این مقاله، در سه مثال اثر تغییر معادله ساختاری کارسختی و مدول برشی بر جدایش، در برخورد صفحه پرتابه و صفحه هدف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و همچنین دو روش مدلسازی عددی به کمک مدل های دیگر مقایسه شده است. از بین مدل های بررسی شده در این مقاله، استفاده از معادله ساختاری JC و مدل شکست تالر-باچر بهبود یافته و رابطه مدول برشی اشتاینبرگ منجر به نتایج دقیق تری شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_555_b83bc4e0b20e48a3c870550d2d15f473.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Side panel of B-Class body in white vehicle design and side crash finite element simulationطراحی پانل جانبی بدنه منفصل خودرو کلاس B و شبیه سازی اجزای محدود برخورد از جانب516455610.22044/jsfm.2015.556FAمحمد حسن شجاعی فرداستاد، مهندسی مکانیک طراحی کاربردی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانابوالفضل خلخالیاستادیار، مهندسی مکانیک طراحی کاربردی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانروزبه کلانتریدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20150314Target function in vehicle crash, is about the suitable deformation of vehicle body structure in the case of do not harm occupant’s space. As a consequence the vehicle body structure should be deformed to absorb the impact’s energy and decrease the transmitted forces to occupants. In this paper at design process the vehicle’s body in white has been simulated in CATIA software firstly, and then the element has been created by the Hyper mesh pre-processor software and finally in Pam Crash software, after introducing appropriate materials, standards joints and contacts between vehicle’s parts, and then loads has been created by initial velocity for able to deform barrier toward side panel of vehicle. The vehicle body structure is designed in Vehicle Research Center, based on the style of B-class vehicle platform’s product and the analysis results of this paper is part of new product development process of national platform’s project. As a result, the requirements out puts such as displacement, velocity, acceleration, and energy absorption and section forces have been extracted. After all the results has been compared with the targets which are predicted. Then the suitable thickness for B-pillar illustrated based on the out puts which are extracted.تابع هدف در تصادف خودرو، مسالة تغییر شکل سازة خودرو به شکلی کاملاً منظم و کنترل شده بدون آسیب رسیدن به فضای سرنشین میباشد. به این منظور سازة خارجی محفظة سرنشین، بایستی جهت جذب انرژی تصادف و کاهش نیروی منتقل شده به سرنشینان، دچار لهیدگی گردد. در این مقاله در فرایند طراحی ابتدا طرح بدنه منفصل خودرو در نرم افزار CATIA مدل سازی شده، سپس توسط نرمافزار پیش پردازش Hyper mesh المان بندی شده است و در نهایت در نرمافزار Pam Crash، پس از تعریف جنسهای مناسب، اتصالات استاندارد تماس بین قطعات، بارگذاری به صورت سرعت اولیه برای مانع تغییر شکل پذیر برخورد کننده به پانل جانبی خودرو تعریف شده است. بدنه منفصل مورد بررسی بر اساس پوسته خارجی محصول کلاس B پلتفرم ملی در پژوهشکده مهندسی خودرو طراحی شده است و تحلیلهای این مقاله بخشی از فرایند توسعه محصول جدید در پروژه پلتفرم ملی میباشد. خروجیهای مورد نیاز از قبیل جابجایی، سرعت، شتاب، انرژی و نیروی مقطعی از آن استخراج شده است. سپس نتایج حاصل از تحلیلها با اهداف پیشبینی شده مقایسه شدهاند. همچنین تغییر ضخامت و جنس پانل جانبی مورد بررسی قرار گرفته شده است. بر طبق دادههای بدست آمده و با مقایسه این نتایج و ضخامت مناسب برای قطعه پانل جانبی استخراج شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_556_e469f5cda4c37b5ddc8a16b41ffc5d83.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923One-Dimensional Design of Centrifugal Compressor of a Turo-shaft Engine with Optimization of 90-Degree Bend Duct between Radial and Axial Diffuserطراحی یک بعدی و شبیهسازی سه بعدی کمپرسور گریز از مرکز یک موتور توربوشفت به همراه بهینهسازی مجرای خم 90 درجه بین دیفیوزر شعاعی و دیفیوزر محوری657755710.22044/jsfm.2015.557FAمهدی نیلی احمدآبادیاستادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیکهانی مخبر ملکیکارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیکJournal Article20130706In this paper, one-dimensional design of centrifugal compressor with inverse design of 90-degree bend duct between radial and axial diffuser is accomplished using an iterative method. In the design procedure, all overall dimensions of the centrifugal compressor including impeller, vanned radial diffuser, 90-degree bend duct and axial diffuser are computed. To evaluate the results, after the geometry modeling and grid generation, 3-D flow field in the whole compressor are numerically analyzed using CFX software. The numerical simulation shows that there is a high loss region through the 90-degree bend between the radial and axial diffuser because of its high curvature. In order to reach a minimum loss in the 90-degree bend duct, the aerodynamic design of the 90-degree bend duct is carried out using an inverse design method. At the first step, the shape modification capability of the 90-degree bend duct is evaluated by linking up the Ball-Spine inverse design algorithm and CFX software. Then, the geometry is modified by improving the hub and shroud pressure distribution and applying it to the inverse design code. Finally, the designed compressor with the modified 90-degree bend duct is analyzed. The results show that, the total pressure ratio and overall efficiency increases about 3 and 4 percent, respectively.در این مقاله، طراحی یکبعدی کمپرسور گریز از مرکز به همراه طراحی معکوس مجرای خم 90 درجه بین دیفیوزر شعاعی و دیفیوزر محوری انجام میگیرد. در این طراحی، کلیه ابعاد اولیه اجزاء کمپرسور گریز از مرکز شامل پروانه، دیفیوزر شعاعی پرهدار، خم 90 درجه و دیفیوزر محوری محاسبه می گردد. به منظور ارزیابی نتایج، پس از مدلسازی هندسه و تولید شبکه، میدان جریان سهبعدی در کل کمپرسور توسط نرمافزار سیافایکس تحلیل عددی میشود. شبیهسازی عددی نشان میدهد، تلفات شدیدی در خم 90 درجه بین دیفیوزر شعاعی و دیفیوزر محوری به علت انحنای شدید آن وجود دارد. به منظور دستیابی به کمترین تلفات در خم 90 درجه، طراحی آیرودینامیکی مجرای خم 90 درجه با استفاده از روش طراحی معکوس انجام میشود. در مرحله اول، با ترکیب الگوریتم طراحی معکوس گلوله-اسپاین و نرمافزار سیاف-ایکس، قابلیت اصلاح هندسه مجرای خم 90 درجه ایجاد میشود. سپس با بهبود توزیع فشار دیواره بالا و پائین و اعمال آن به کد طراحی معکوس، هندسه اصلاح میشود. در نهایت، کمپرسور طراحی شده با خم 90 درجه اصلاح شده تحلیل میشود. نتایج نشان میدهد نسبت فشار کل و بازده کل به کل به ترتیب در حدود 3 و 4 درصد افزایش مییابند.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_557_458859535b178f85d4e7caf39971a3a6.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Adaptivity in isogeometric analysis of structures
using error estimation methods based on stress recoveryحل تطبیقی در تحلیل ایزوژئومتریک سازهها با استفاده از روشهای تخمین خطا مبتنی بر بازیافت تنش799157410.22044/jsfm.2015.574FAابوذر میرزاخانیاستادیار، دانشکده فنی و مهندسی واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایرانبهروز حسنیاستاد، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد0000-0003-1570-4767احمد گنجعلیاستادیار، دانشکده فنی و مهندسی واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی ، شاهرود، ایرانJournal Article20140317In this research, for the first time, the net of control points in the isogeometric analysis has been improved by employing an error estimator based on a stress recovery method. First, an error estimation algorithm based on stress recovery is used to obtain the energy norm for each element. Then, artificial rods are defined between control points and the estimated values of errors in the control points located at the vicinity of a typical point is assigned to each rod as a thermal gradient. Now, by analyzing this hypothetical truss problem under temperature changes a new arrangement of control points and consequently the knot vectors can be obtained. Repeating this process in isogeometric analysis will lead to a better distribution of errors in the domain of the problem and results in an optimal net of control points to calculate the integrals. To evaluate the efficiency of this method, the results of modeling and analysis of two elasticity problem is presented. The obtained results show that this innovative approach has a good performance and can be employed for reducing the analysis errors.در این پژوهش برای اولین بار در تحلیل ایزوژئومتریک به بهبود شبکه نقاط کنترلی بر مبنای خطای برآورد شده از روشی مبتنی بر بازیافت تنش پرداخته شده است. در ابتدا از الگوریتم برآورد خطا مبتنی بر بازیافت تنش، برای یافتن نرم خطای انرژی هر المان استفاده شده است. سپس با تعریف میلههایی بین نقاط کنترلی، مقادیر تخمینی خطا در مجاورت نقاط کنترلی، به عنوان گرادیان حرارتی به هر میله تخصیص داده شده است. به این ترتیب، پس از تحلیل شبکه میلههای فرضی که دچار تغییر دما شدهاند، آرایش جدیدی از نقاط کنترلی و بردارهای گرهی حاصل میشود که بکارگیری این روند در چند سیکل در تحلیل ایزوژئومتریک، منجر به توزیع بهتر خطا در دامنه و در نتیجه حصول شبکهای بهینه برای محاسبه انتگرالها خواهد شد. به منظور سنجش کارایی این روش، نتایج حاصل از مدلسازی و تحلیل دو مسأله الاستیسیته، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که روش بهبود شبکه ابداعی در کاهش میزان خطا موثر بوده، میتواند جهت افزایش دقت نتایج تحلیل ایزوژئومتریک، مورد استفاده قرار گیرد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_574_dc5f12323c0c46913cac162488fed789.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Effect of Grid Configuration on Buckling and Vibration Response of Composite Grid Platesتأثیر ساختار شبکه بر رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحه های مشبک کامپوزیتی9310057510.22044/jsfm.2015.575FAامیر احسانیدانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهدجلیل رضایی پژنداستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهدJournal Article20140823Abstract <br />The present paper investigates the effects of grid configuration on the buckling and vibration behavior of grid structures. Hence, four similar simply supported plates with equal weights and different grid patterns (Ortho grid, Angle grid, Iso grid and orthotropic grid) are considered. Using, bending stiffness matrix, the buckling load and free vibration frequency of the plates are computed. To investigate the effects of the grid orientation on the mechanical behavior, the orientation of the grids is changed in the plates. The Rayleigh–Ritz method is applied to obtain the axial and shear buckling loads and free vibration frequencies. The results are compared with an angle-ply laminated composite plate with similar in-plane dimensions and equal weight. The results show, changing the grid pattern and orientation, will affect bending stiffness and consequently, significantly change the buckling and vibration behaviors of the grid plates. <br />Keywords: Grid Structures, Buckling Load, Free Vibration Frequency, Composite materialsدر این مقاله به مقایسـه­ رفتـار کمانشـی و ارتعاشـی صفحات ساخـته شده از سازههای مشبـک کامپوزیتی، (Composite Grid)، پرداخته شده است. به این منظور چهار صفحه با وزن یکسان و هندسهی مشابه با استفاده از چهار ساختار شناخته شده سازههای مشبک طراحی گردیده­اند. سپس با استفاده از روابط سازههای مشبک، ماتریس سفتی خمشی که پارامتر تعیین کننده­ای در رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات متقارن است، بدست آمده است. با استفاده از روش ریلی- ریتز، بارهای کمانشی تک محوری و برشی و همچنین فرکانسهای ارتعاشات آزاد محاسبه شده است. جهت بررسی تأثیر جهت­گیری تقویت کنندهها، در هر صفحه راستای تقویت کنندهها تغییر داده شده و به این ترتیب راستای جهت­گیری بهینه هر ساختار مشبک معین گردیده است. در نهایت رفتار سازههای فوق، با یک صفحه چندلایه­ی کامپوزیتی هم وزن نیز مقایسه شده است. نتایج عددی بدست آمده نشان می­دهند، در وزن یکسان، تغییر همزمان نوع شبکه و زاویه­ی جهتگیری، تأثیر بسزائی در سفتی خمشی و در نتیجه رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات مشبک خواهد داشت.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_575_b4a2634e4ca6d93828aaa1036f541b22.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Evaluation of the stress intensity factor for circumferential cracked cylinders under non-classical thermal shockتعیین ضریب شدت تنش در استوانه های حاوی ترک محیطی تحت شوک حرارتی غیرکلاسیک10111257610.22044/jsfm.2015.576FAامید عاصمیدانشجوی کارشناسیارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه شاهرودمحمدباقر نظریاستادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه شاهرود0000-0001-7959-6078Journal Article20140825In this paper, the stress intensity factor for a circumferential crack in a thick-walled cylinder is derived analytically and numerically which is subjected to the non-Fourier (hyperbolic) thermal shock. The uncoupled thermoelasticity governing equations for an uncracked cylinder are solved analytically. The weight function method is implemented to obtain the stress intensity factor. The non-dimensional hyperbolic heat equation is solved using finite Hankel transform and separation of variables method. Results show the different behavior of the crack under hyperbolic thermal shock. For relatively short cracks, the maximum stress intensity factor of Fourier and hyperbolic models is closed. But for longer cracks, the stress intensity factor of the hyperbolic model is significantly greater than Fourier model. Moreover, the maximum stress intensity factor in hyperbolic model occurs for a crack the peak of stress wave reaches to its tip. According to the results, assumption of adequate heat conduction model for structure design under transient thermal loading is critical.در این مقاله، ضریب شدت تنش برای استوانه­ای شامل، یک ترک محیطی کامل تعیین شده است که تحت شوک حرارتی غیرفوریه­ای (هذلولوی) قرار دارد. معادلات حاکم، غیرکوپل در نظر گرفته شده، ضریب شدت تنش مود I با روش تابع وزنی استخراج شده است. حل تحلیلی معادله هدایت گرمایی با روش تبدیل هنکل محدود بدست آمده با روش جداسازی متغیرها مقایسه شده است. نتایج، رفتار متفاوت ترک تحت شوک حرارتی هذلولوی، نسبت به مدل فوریه را نشان می­دهد. در ترکهای کوتاه، ضریب شدت تنش بیشینه برای مدلهای فوریه و هذلولوی تقریبا برابر است؛ اما در ترکهای با طول بیشتر، ضریب شدت تنش مدل هذلولوی از مدل فوریه، بهطور قابل ملاحظه­ای بزرگتر است؛ همچنین در مدل هذلولوی، ضریب شدت تنش بیشینه در هر لحظه قبل از رسیدن پیشانی موج به سطح خارجی برای ترکی اتفاق می­افتد که پیشانی موج تنش در موقعیت نوک آن قرار دارد.مطابق نتایج، در نظر گرفتن مدل مناسب هدایت گرمایی در طراحی سازه­ها تحت بار حرارتی گذرا، اهمیت ویژه­ای دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_576_d4a44ab5e10b4cda4df4a58f438dd19e.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923A collaborative simulation for active flow-induced vibration control of a circular cylinderشبیه سازی مشترک برای کنترل فعال ارتعاشات حاصل از جریان یک استوانه دایره ای11312457710.22044/jsfm.2015.577FAامیرحسین ربیعیدانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهرانمیعاد جراحیکارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهرانسید محمد هاشمی نژاداستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهرانJournal Article20140531In this paper a collaborative simulation between Matlab/Simulink and Fluent softwares is done to active control of an elastically mounted circular cylinder, free to move in in-line and cross-flow directions. The control goal is reduction of the two-dimensional vortex-induced vibrations (VIV) of cylinder. The natural oscillator frequency is complemented with the vortex shedding frequency of a stationary cylinder. A parallel simulation scheme is realized by linking the PID controller employed in Matlab/Simulink to the plant model constructed in Fluent, aiming at calculation of the control force necessary for total annihilation of the transverse cylinder vibrations. The simulation results reveal the high performance and effectiveness of the adopted control algorithm in diminishing the VIV of elastic cylinder. Once the control algorithm is turned on, there is a extreme reduction in the transverse and in-line cylinder oscillation amplitudes as well as lift and drag coefficients values. In particular, it is observed that the coalesced vortices in the far wake region of the uncontrolled cylinder are seprated and displaying wake vortices of weaker strengths.در این مقاله یک شبیه سازی مشرک و همزمان بین نرم افزارهای متلب و فلوئنت به منظور کنترل فعال استوانه دایرهای دو درجه آزادی با تکیه-گاههای الاستیک که آزادانه در جهات طولی و عرضی حرکت میکند، انجام شده است. هدف کنترل کاهش ارتعاشات حاصل از گردابههای استوانه میباشد. فرکانس طبیعی سیستم نوسانی بصورتی تنظیم شده است که با فرکانس دنباله گردابههای استوانه ثابت مطابقت داشته باشد. شبیه سازی مشترک به وسیلهی ارتباط همزمان کنترل کننده تناسبی-انتگرالگیر-مشتقگیر که در متلب/سیمولینک ایجاد شده به مدل سیستم تحت کنترل که در فلوئنت ساخته شده با هدف محاسبه نیروی کنترلی مورد نیاز برای کاهش کامل ارتعاشات عرضی استوانه انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهندهی کارایی بسیار بالای الگوریتم کنترلی در کاهش ارتعاشات حاصل از گردابههای استوانه میباشد. پس از اینکه کنترل کننده شروع به فعالیت میکند، ارتعاشات عرضی و طولی استوانه و همچنین مقادیر ضرایب لیفت و دراگ بطور قابل توجهی کاهش پیدا کردهاند. همچنین دنباله گردابههای پشت استوانه که در حالت کنترل نشده در ناحیه دوردست بههم چسبیده میباشند با روشن شدن کنترل کننده از یکدیگر جدا شده و به دنبالهای با گردابههای ضعیفتر تغییر میکنند.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_577_81767c51b7a3b521e88d975aa785b76e.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Flexural Behavior of High Performance Cementitious Composites Reinforced With Hooked Steel Fibersارزیابی مشخصات خمشی مصالح پایه سیمانی با عملکرد بالا مسلح به الیاف قلابدار فولادی12513658110.22044/jsfm.2015.581FAاحسان اله ضیغمیدانشجوی دکتری مهندسی سازه، دانشگاه شاهرودفرشید جندقی علاییدانشیار دانشکده عمران و معماری، دانشگاه شاهرودمنصور جامعیکارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشگاه شاهرودJournal Article20141117This research investigates the mechanical properties of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (HPFRCC) with two volume fractions of fiber (1% and 2%). Hooked steel fibers were incorporated into a mortar matrix with 49 MPa compressive strength. Four point bending tests were carried out according to ASTM C1018 and ASTM C1609 Standards. Parameters such as: load carrying capacity (equivalent bending strength), energy absorption capacity (toughness) , deflection, and cracking patterns (number of cracks), were evaluated to investigate the flexural behavior of two HPFRCCs. It was found that the increase in fiber volume fraction not only promotes the flexural behavior from deflection softening to deflection hardening, but also improves all mechanical properties. Deflection capacity gains the most from deflection hardening behavior. Besides, substantial increase in load carrying capacity and energy absorption is also achieved. It was observed that HPFRCC with deflection hardening behavior exhibits multiple cracking in the post cracking behavior.در تحقیق حاضر مشخصات مکانیکی کامپوزیتهای پایه سیمانی مسلح به درصدهای حجمی مختلف الیاف (1% و 2%) مورد بررسی قرار گرفته است. ماتریس سیمانی دارای مقاومت فشاری 49 مگاپاسکال و الیاف بکار رفته فولادی و قلابدار میباشند. آزمون خمشی بر اساس دو استاندارد ASTM C1609 و ASTM C1801 انجام شده و پارامترهای خمشی شامل ظرفیت باربری، میزان جذب انرژی، ظرفیت تغییر مکان و نحوه ترکخوردگی ارزیابی و مقایسه شدهاند. نتایج بدست آمده نشان میدهد که افزایش درصد حجمی الیاف از 1% به 2% باعث تغییر رفتار مصالح از نرم شدگی به سخت شدگی تغییرمکانی میشود. علاوه بر این بروز رفتار سخت شدگی باعث بهبود مشخصات مکانیکی مصالح میگردد. بیشترین تاثیر رفتار سخت شدگی در افزایش ظرفیت تغییرمکان بوده هرچند این رفتار ظرفیت باربری و میزان جذب انرژی مصالح را نیز بطور قابل ملاحظهای افزایش میدهد. علاوه بر این بروز رفتار سختشدگی باعث تغییر نحوه ترکخوردگی مصالح میگردد و در این حالت، گسیختگی نمونهها از طریق ایجاد ترک خوردگیهای متعدد میباشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_581_772a1313dac59db756f0fc0077ebf56e.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Optimization of the Initial Blank Shape in hydroforming Double-Stepped Partsبهینه سازی ابعاد اولیه ورق در هیدروفرمینگ قطعات مستطیلی دو پله13714958210.22044/jsfm.2015.582FAرضا موسوی پوراستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلعبدالحمید گرجیدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلمحمد بخشیاستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلJournal Article20150128Hydroforming is a suitable solution method for removing complex parts` forming problems such as stepped rectangular parts with uniform thickness distribution and higher quality .Optimization of the initial dimensions of the sheet in the hydroforming process has a large effect on producing products with lower price but higher quality. In this paper, optimizations of the sheet initial dimensions for two different geometries have been studied through sensitivity method. The same curves of formed sheet and final sheet has been seen at the end of the optimization step. In the optimization step, the ABAQUS software has been used to perform the simulation process. The examined parameters in this study are the effect of optimizing of the sheet initial dimensions on the thickness distribution and the maximum forming pressure. It has been concluded that the maximum thinning occurring in the punch radius and in the wall region is reduced by optimizing of the sheet initial dimensions at each stage. It must be mentioned that, investigating the maximum forming pressure shows that by the optimization step, material flow improves so, the maximum pressure will decrease.فرآیند هیدروفرمینگ، از روش­هایی است که می­تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای رفع مشکل موجود در زمینه شکل­دهی قطعات پیچیده مانند قطعات مستطیلی پله­ای مطرح شود. در این فرآیند، توزیع ضخامت یکنواخت­­ و کیفیت بالاتر قابل دست­­یابی است. در فرآیند هیدروفرمینگ، بهینه­سازی ابعاد اولیه ورق، تاثیر زیادی در تولید محصولات با حداقل هزینه و کیفیت بالا دارد. در این مقاله با استفاده از روش حساسیت، بهینه­سازی ابعاد اولیه ورق با دو هندسه متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. در پایان مراحل بهینه­سازی، منحنی ورق­ شکل یافته و منحنی نهایی روی هم منطبق می­شوند. در مراحل بهینه­سازی از نرم­افزار آباکوس به منظور انجام شبیه­سازی فرآیند استفاده گردید. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق، تاثیر بهینه­سازی ابعاد اولیه ورق بر روی توزیع ضخامت و فشار بیشینه شکل­دهی می­باشد. در پایان این نتیجه حاصل شد که با بهینه­سازی ابعاد اولیه ورق در هر مرحله، میزان بیشترین نازک­شدگی قطعه نهایی کاهش مییابد که در ناحیه شعاع سنبه و دیواره پله ایجاد می­شود. همچنین با بررسی فشار بیشینه شکل­دهی مشخص گردید که با انجام مراحل بهینه­سازی، جریان مواد افزایش یافته و سبب کاهش حداکثر فشار بیشینه خواهد شد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_582_1979ae69eae4a644c1e114253ac87997.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Effect of SiO2/Al to increase microcantilever infrared detectors sensitivity and compare with Si3N4/Auبررسی اثر بهکارگیری SiO2/Al در بالا بردن حساسیت آشکارسازهای مادونقرمز بر پایه میکروکانتیلیور و مقایسه آن با Si3N4/Au15116358310.22044/jsfm.2015.583FAحسن عبداللهیاستادیار برق-الکترونیک، دانشکده برق، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاریفاطمه سمائی فردانشجوی دکتری برق- الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشترافسانه حق نگهدارکارشناس ارشد برق– الکترونیک، دانش آموخته دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20150317In this paper, a high sensitive uncooled microcantilever infrared detector is designed and simulated. The detector consists of absorbing, bi-material and isolator regions, and has two layers suspended structure made of Silicon dioxide (SiO2) and Aluminum (Al) with a 1µm and 200nm thickness, respectively. Absorbing was increased by reflecting IR flux in absorber layer by coting Al under it, and bending of detector was increased by elongating bi-layer legs in absorber layer. Finite element analysis method was used to simulate thermal and mechanical behaviors. Temperature and displacement changes at the end of tip detector (farthest point from the support leg) were 3.651°C and 940nm, correspondingly, at the 100pW/µm2 boundary conditions for constant heat flux on the absorber. In this detector, the calculated heat transfer coefficient, power, temperature, body temperature, displacement and thermo-mechanical sensitivity are 9.7×10-3, 667.2mW-1, 32.8K/(pW.µm-2), 2.75nm/K, 9.34nm/(pW.µm-2) and 284nm/K, respectively. Those parameters are improved 16, 41, 17, 41, 41 and 2.38 times compared to the same Si3N4/Au detector.در این مقاله، آشکارساز مادونقرمز میکروکانتیلیور با حساسیت بالا و بدون نیاز به خنک ساز، طراحی و شبیه­سازی شده است. این آشکارساز شامل، ناحیه جاذب، نواحی دو مادهای و ایزوله و ستون­های نگه­دارنده است. ساختار آن معلق و به صورت دو لایه­ای از جنس دی اکسید سیلیکون (SiO<sub>2</sub>) به ضخامت µm1 و آلومینیوم (Al) به ضخامت nm200 است. در این آشکارساز، میزان جذب IR و میزان خمش با طراحی ناحیه جاذب به صورت دو مادهای افزایش یافته است. میزان جذب IR با آیینه شدن امواج مادونقرمز توسط لایه فلزی افزایش و میزان خمش با امتداد ناحیه دو مادهای تا انتهای ناحیه جاذب بیشتر شده است. برای شبیه­سازی رفتار حرارتی و مکانیکی، از روش آنالیز اجزاء محدود استفاده شده است. اندازه تغییر دما و تغییر جابجایی در نوک آشکارساز (دورترین نقطه نسبت به پایه­ها) به ترتیب، C°651/3ΔT= و nm940ΔZ= شده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی با اعمال شرایط مرزی به ازای شار حرارتی ثابت pW/µm<sup>2</sup>100 روی ناحیه جاذب می­باشند. در این آشکارساز، ضریب انتقال دما، حساسیت ترمومکانیکی، حساسیت توانی، حساسیت دمایی، حساسیت جابجایی و حساسیت به دمای جسم به ترتیب، <sup>3-</sup>10×7/9، nm/K284/0، mW<sup>-1</sup>2/667، mK/(pW.µm<sup>-2</sup> )8/32، nm/(pW.µm<sup>-2</sup>)34/9 و nm/K75/2 محاسبه شدند. این پارامترها نسبت به آشکارساز مشابه از جنس Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Au به ترتیب، 16، 41، 17، 41، 41 و 38/2 برابر بهبود یافته است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_583_d01970ac629667af03ac5d0a8dcb0c20.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Experimental Study on Heat Transfer of Water/TiO2 Nanofluid in a Straight Tube with Twisted Tapes at Constant Wall Temperatureبررسی تجربی انتقال حرارت جریان نانوسیال آب/TiO2 در لوله افقی با نوار پیچه تحت شرایط دمای ثابت دیواره16517258410.22044/jsfm.2015.584FAامیر هوشمنددانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیکاحمد صداقتدانشیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیکمحمد رضا سلیم پوردانشیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیکعابدین زرگوشیکارشناس ارشد هوافضا، شرکت پالایش گاز ایلامعیسی محسنیکارشناس شرکت پالایش گاز ایلامJournal Article20130731One of the methods for increasing convective heat transfer is by utilizing twisted tapes in heat exchangers which increases surface to volume of heat transfer and also improves augmentation of fluid flow. In the past research, the combined effects of nanofluid and twisted tapes were not studied. In this research paper, the heat transfer performance of water/TiO2 nanofluid in a heat exchanger with twisted tape insert is evaluated. The studied parameters are pitch of twisted tape, mass flow rate, and concentration of nanofluid. The constant wall temperature is employed and the range of Reynolds number is from 3000 to 22000. Experiments were performed for the volumetric concentration range of . The results confirm that heat transfer was enhanced by adding nano-particles. Also, the results were repeated by adding twisted tapes with lower pitches. The maximum heat transfer appraisal indicates a 103.45 percent increase for the concentration of 0.5 and the insert of the twisted tape with (H/D=5).یکی از روشهای افزایش انتقال حرارت، استفاده از نوار پیچه است که با افزایش سطح انتقال حرارت در حجم ثابت و همچنین اختلاط بیشتر جریان، انتقال حرارت را بهبود می بخشد. در تحقیقات گذشته، اثر نانوسیال با نوار پیچه بررسی نشده است. در این تحقیق به ارزیابی عملکرد نانوسیال آب/TiO2 در مبدل حرارتی و با استفاده از نوار پیچه پرداخته شده است. عوامل بررسی شده شامل تاثیر گام نوار پیچه، دبی و غلظتهای مختلف نانوسیال هستند. همچنین بررسیها برای شرط مرزی دمای ثابت دیواره لوله انجام شده و محدوده عدد رینولدز 3000-22000 انتخاب شده است. آزمایشها برای محدوده غلظت درصد حجمی انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات باعث افزایش انتقال گرما میشود. همچنین با کاهش گام پیچش نوار کارگذاری شده نیز نتیجه مشابهی بدست میآید. بیشترین مقدار این افزایش، حدود 45/103 درصد است که مربوط به غلظت 5/0 درصد حجمی نانوسیال و با کارگذاری نوار پیچه با گام (H/D=5) می باشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_584_1ab170e59b0c9cd0c84bf722953d7318.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Experimental investigation of Boundary Layer on an Oscillating (Pitching) Supercritical Airfoil in Compressible Flow Using Multiple Hot Film Sensorsبررسی تجربی لایه مرزی روی یک ایرفویل مافوق بحرانی نوسانی ( پیچ) در جریان تراکم پذیر با استفاده از سنسورهای فیلم داغ17318458510.22044/jsfm.2015.585FAنیوشا فلا حپورمحقق، مهندسی هوافضا، دانشگاه امیرکبیر، تهرانعبدالعلی حقیریدانشجوی دکتری، مرکز تحقیقات آیرودینامیک قدر، دانشگاه امام حسین(ع)، تهرانمحمود مانیاستاد، مرکز قطب محاسبات عددی، مهندسی هوافضا، دانشگاه امیرکبیر، تهرانمحمد حسین کلانتریمحقق، مرکز تحقیقات آیرودینامیک قدر، دانشگاه امام حسین(ع)، تهرانJournal Article20150202Aerodynamic characteristics of an airfoil are highly affected by the behavior of the boundary layer. This behavior, and the related phenomena, depends on such different parameters as Reynolds number, angle of attack, unsteady motion, local Mach number,and compressibility. In this paper a series of static and dynamic (pitching motion) tests at pre stall angle of attacks were performed in a high speed wind tunnel to study the steady and unsteady behavior of the compressible boundary layer on a Supercritical Airfoil. Some static tests were performed at Mach numbers of 0.4, and 0.5 whit maximum angles of attack of 6⁰ and oscillation amplitudes of 1⁰ and 3⁰ and oscillation frequencies of 3 and 6Hz in Sinusoidal pitching motions. Measurements involved pressure distribution and shear stress variations using multiple hot film. The effects of compressibility, free stream Mach number, mean angle, reduced frequency and oscillation amplitude were investigated. Results show delay in transition in pitching motion with respect to steady conditions, and asymmetry between transition and relaminarization during pitching motion.مشخصات آیرودینامیکی یک ایرفویل بشدت متاثر از رفتار لایه مرزی می باشد. این رفتار و پدیده های متشکله به پارامترهای مختلف اعم از عدد رینولدز، زاویه حمله، حرکت نوسانی، عدد ماخ محلی و تراکم پذیری وابسته است. در این پژوهش آزمایش هایی در زوایای حمله قبل از استال برای مطالعه رفتار میدان جریان تراکم پذیر، بویژه لایه مرزی روی یک ایرفویل مافوق بحرانی در شرایط پایا و ناپایا، نوسان پیچ، در تونل باد سرعت بالا انجام گردید. آزمایشها در اعداد ماخ 4/0و 5/0 با حداکثر زاویه حمله 6 درجه در شرایط استاتیکی و تحت دامنه 1 و 3 درجه و فرکانس 3و6 هرتز در شرایط دینامیکی انجام شده است. اندازه گیریها شامل توزیع فشار و تغییرات تنش برشی با کمک سنسورهای فیلم داغ بوده است. اثرات تراکم پذیری، عدد ماخ جریان آزاد، زاویه حمله متوسط، فرکانس کاهش یافته و دامنه نوسانی بر نواحی مختلف لایه مرزی در شرایط پایا و ناپایا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در حرکت نوسانی حاکی از پایایی مشخصات لایه مرزی در سیکلهای مختلف نوسان مدل بوده و تاخیر در وقوع گذار پیچ نسبت به شرایط پایا و همچنین نامتتقارن بین گذار و آرام سازی مجدد در یک سیکل کامل نوسان می باشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_585_531e900195e7de0a0956a7f83a5200db.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Investigating the ground effect on aerodynamic characteristics of airfoil in oscillatory flowبررسی اثر سطح بر آیرودینامیک بالواره نزدیک دیواره در جریان نوسانی18519658810.22044/jsfm.2015.588FAعلی حیدریاستادیار، مرکز تحقیقات راهبردی انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان ، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایراناحد عابدینی اسفهلانیاستادیار، گروه مکانیک، واحد سمنان ، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایرانJournal Article20150107When a wing is placed near a wall surface, two phenomenons occur. The lift force is increased and the drag force is reduced which will finally lead to high lift to drag ratio. This phenomenon is known as the effect of surface or ground effect. In this study, a two dimensional simulation has been developed to investigate the effect of oscillatory flow around a NACA 4412 airfoil near a wall surface. The effect of wing distance from the surface, the amplitude and frequency of the oscillating flow have been analyzed on the aerodynamic coefficients. The lift coefficient is increased due to the air compression and trapping between the underside of wing and the wall. The drag coefficient is reduced because of wall jet at the trailing edge which increases the back pressure. According to the results obtained in the unsteady case, by reducing the amplitude of free-stream velocity, the lift coefficient is enhanced and the drag coefficient is reduced. Also the drag coefficient decreases due to increasing frequency of the oscillating flow.هنگامی که یک بال در نزدیکی یک سطح دیواره قرار می گیرد، دو پدیده رخ می دهد. یکی افزایش برآ و دیگری کاهش پسا که در نهایت موجب افزایش نسبت برآ به پسا می شود. این پدیده به نام اثر سطح یا اثر زمین شناخته می شود. در این مقاله یک شبیهسازی دو بعدی برای جریانهای نوسانی در اطراف یک بالواره در نزدیک زمین انجام شده است. تاثیر فاصله بالواره، سرعت جریان نوسانی، فرکانسهای مختلف و اثر متقابل هر کدام بر یکدیگر در فاصله دور و نزدیک از سطح، روی ضرایب آئرودینامیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. پس از بررسی استقلال از شبکه و اعتبار سنجی کار حاضر، جریان نوسانی گذرنده از روی بالواره NACA 4412به کمک نرم افزار فلوئنت شبیه سازی می شود. افزایش برآ در اثر گیر افتادن و فشرده شدن هوا بین سطح زیرین بال و دیواره می باشد. کاهش پسا نیز در اثر جت کنار دیواره که در توزیع فشار دم تاثیر گذاشته و آن را افزایش می دهد، بوجود می آید. در این تحقیق اثر دامنه و همچنین فرکانس نوسان جریان آزاد ورودی در فواصل مختلف نزدیک به سطح مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده در حالت ناپایا، با کاهش سرعت جریان آزاد ضریب برآ افزایش و ضریب پسا کاهش می یابد. همچنین با افزایش فرکانس جریان ورودی ضریب پسا کاهش می یابد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_588_7e9236c1fddea6fded8d274fc9dfc754.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Experimental investigation of thermal structure and convection heat transfer from an array of perforated fins with one cross openingبررسی تجربی ساختار حرارتی و انتقال حرارت جابجایی از مجموعه پره های سوراخدار با یک سوراخ متقاطع19720858910.22044/jsfm.2015.589FAمحمد مهدی توکلدانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، بخش مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، شیراز، ایرانحسین سعادتدانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، بخش مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، شیراز، ایرانمحمود یعقوبیاستاد دانشکده مکانیک، دانشگاه شیرازJournal Article20150317In this study attempt is made to study convection heat transfer from a new type of perforated fins with cross perforations using experimental measurement. Using the present experimental studies, thermal performance of such perforated fins are determined and discussed. Comparison of convection heat transfer from the present array of perforated fins with the previous studies of perforated fins illustrates better heat transfer performance of the new arrangement and its higher convection heat transfer coefficient. Quantitatively, using the present fin arrangement increases the heat transfer coefficient and the fin effectiveness for about 50% with respect to the previous reported perforated arrangement. Comparison of the fins surface temperature measured by thermograph imager depict higher surface temperature for the target fin with respect to other studied perforated arrangements. Futhermore, the present experimental results can be used as bench case to validate numerical simulations of thermal structure and temperature distribution around the perforated fins.در این مطالعه سعی شده به کمک اندازه گیری تجربی، انتقال حرارت جابجایی از نوع جدیدی از آرایه پرههای سوراخ دار بررسی شود. با توجه به نتایج این تحقیق، اطلاعات کاربردی در مورد ویژگیهای حرارتی این نوع پرهها استخراج شده و بر اساس این اطلاعات میتوان به طراحی پرهها با قابلیت انتقال حرارت بالا رسید. در این تحقیق اثر سوراخهای متقاطع بر کارایی پرهها برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ضریب انتقال حرارت جابجایی این نوع پرهها با پرههای بدون سوراخ و پرههای سوراخدار با سوراخهای طولی بیانگر آن است که این آرایه از پرهها دارای قابلیت مناسب تری در دفع حرارت نسبت به طراحیهای پیشین برای پرههای سوراخدار میباشد. آرایش پرههای حاضر دارای ضریب انتقال حرارت جابجایی و کارایی بیشتر به میزان 50% نسبت به آرایشهای پیشین است. مقایسه دمای سطح پرهها با تصویرگیری مادون قرمز بیانگر بالاتر بودن دمای سطح پره میانی نسبت به پرههای جانبی میباشد. همچنین میتوان از نتایج تحقیق حاضر برای اعتبارسنجی حل عددی میدان دما در اطراف پرههای سوراخ دار استفاده نمود.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_589_ba44b402ef33bb253e7f83276f34f545.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Simulation of the Convective Heat Transfer in a Nanofluid Composed of Water and FMWNT Carbon Nanotubes in a Microchannel Subjected to a Magnetic Field in the Slip Flow Regimeشبیه سازی انتقال حرارت جابجایی نانوسیال متشکله از آب و نانو لوله کربنی FMWNT در یک ریزکانال تحت میدان مغناطیسی در رژیم جریان لغزشی20922259010.22044/jsfm.2015.590FAعبدالمجید تقی پوردانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان، ایران.آرش کریمی پوراستادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان، ایران.Journal Article20141214The forced convective heat transfer of a nanofluid composed of water and FMWNT nano-particles in a two-dimensional microchannel was numerically investigated. The bottom wall of the microchannel was fully insulated. The upper wall was insulated only at the entrance, the rest of the upper wall was subjected to a constant heat flux. A constant magnetic field with a strength of B0 was also applied on it. The slip velocity boundary condition was considered along the walls of the microchannel. Navier-Stokes equations were discretized and then solved numerically using a computer code. Results were presented in the form of velocity profiles, temperature, and the Nusselt number. In the present work, the effect of magnetic field on the slip velocity of the fluid adjacent to the microchannel wall was studied for the first time. The use of a nanofluid composed of water and carbon nanotubes (FMWNT), as the working fluid in a microchannel, could be another novelty of the present study. It was seen that stronger magnetic field corresponded to more amount of slip velocity.جابجایی انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال تشکیل شده از آب و نانو ذرات FMWNT در یک ریزکانال دو بعدی به صورت عددی مورد بررسی قرار می گیرد. دیواره ی پایینی ریزکانال کاملا عایق و دیواره ی بالایی فقط در قسمت ورودی عایق حرارتی است و مابقی آن نیز تحت تاثیر شار حرارتی ثابت می باشد. همچنین یک میدان مغناطیسی با قدرت ثابت B0 روی آن اعمال می شود. شرط مرزی سرعت لغزشی در طول دیواره های ریزکانال در نظر گرفته می شود. معادلات ناویر-استوکس گسسته سازی شده و سپس به کمک یک کد کامپیوتری به صورت عددی حل می شوند. نتایج در قالب پروفیلهای سرعت، دما و عدد ناسلت ارائه می شوند. در کار حاضر اثر میدان مغناطیسی بر سرعت لغزشی سیال مجاور دیوار ریزکانال برای نخستین بار بررسی می شود. همچنین استفاده از نانوسیال متشکله از آب و نانو لوله کربنی (FMWNT) به عنوان سیال عامل در ریزکانال از جمله دیگر دستاوردهای پژوهش حاضر است. مشاهده گردید که افزایش قدرت میدان مغناطیسی منجر به افزایش قابل توجهی در مقدار سرعت لغزشی می شود.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_590_3ad295596f378f50cd359d09e0968f35.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Thermodynamics modeling of heat and vapor transfer in the shell- and- tube membrane humidifier: a gas- to- gas typeمدلسازیترمودینامیکی انتقال حرارت و بخار در رطوبتزن غشایی پوسته و لوله :نوع گاز – گاز22323659110.22044/jsfm.2015.591FAمحمد باروتی اردستانیدانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندحسن حسن زادهاستادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندسید یوسف احمدی بروغنیدانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندJournal Article20150915Water management plays an important role in the performance of polymer fuel cells. Humidifying the reactant gases before entering the fuel cell and adjusting the wet content are among the most important ways for water management. In this study, a membrane humidifier of a gas-gas type has been modeled. The governing equations included mass conservation as well as energy and vapor transfer equations solved by numerical methods and validated by experimental data available in relevant scientific articles. Then, the effect of operating parameters such as flow rate, temperature and relative humidity of the inlet gases and geometric parameters such as thickness, diameter and number of tubes on performance of humidifier have been studied. The results show that, in the same inlet mass flow rate in both wet and dry side, outlet wet gas temperature, heat transfer rate and vapor transfer rate in the counter flow are greater than the parallel flow, therefore the results for this humidifier are provided. In counter flow humidifier, by increasing inlet dry gas temperature, the rate of heat transfer and vapor transfer rate will decrease and also increasing relative humidity of inlet dry gas will reduces the vapor transfer rate and has negligible impact on outlet wet gas temperature and heat transfer rate. Finally, increasing the thickness, length and number of membrane tubes can have negligible impact on the heat transfer rate as well.مدیریت آب نقش مهمی در عملکرد پیل سوختی پلیمری دارد. مرطوبسازی گازهای واکنشگر قبل از ورود به پیل سوختی جهت مرطوب نگهداشتن الکترولیت پلیمری، از مهمترین راههای مدیریت آب است. در تحقیق حاضر، یک مدل تحلیلی از رطوبتزن غشایی پوسته و لوله نوع گاز- گاز ارائه شده است. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم و انرژی و انتقال بخاراست که به طریق تکرار حل و به کمک دادههای تجربی موجود در مقالات اعتبارسنجی شده است. همچنین تاثیر پارامترهای عملکردی مانند دبی، دما و رطوبت نسبی گازهای ورودی و پارامترهای هندسی مانند ضخامت، قطر و تعداد لولههای رطوبت زن بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که اولا در دبی جرمی ورودی برابر در سمت پوسته و لوله، دمای گاز مرطوب شده خروجی، نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار در جریان مخالف نسبت به جریان موازی بیشتر است، لذا نتایج برای این رطوبتزن ارائه شده است. ثانیا در رطوبت زن جریان مخالف، با افزایش دمای گاز خشک ورودی نرخ انتقال حرارت و نرخ انتقال بخار کاهش مییابد همچنین افزایش رطوبت نسبی گاز خشک ورودی باعث کاهش نرخ انتقال بخارمیشود ولی تاثیر ناچیزی بر دمای گاز مرطوب شده خروجی و نرخ انتقال حرارت دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_591_79bff882d9276ebd8d2d5c1cc0574e0a.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Numerical Study of Carbon Monoxide and Temperature Distribution in Tunnel Fires Employing Air Curtainبررسی عددی توزیع مونوکسیدکربن و دما در یک تونل در حال آتش سوزی با حضور پرده هوا23524671610.22044/jsfm.2015.716FAعطا سجودیکارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریفحسین افشیناستادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریفبیژن فرهانیهاستاد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریفJournal Article20140227Tunnel fires are responsible for many fatalities in recent decades and this field of study has received an extensive effort by researchers. Most of deathes in these events are attributted to inhalation of toxic gases such as CO rather than high temperature of fire which causes 15 to 25 percent of deaths. Removal of the generated plume or its dilution and reduction of high temperature are the great interest of investigators. In the current study, a numerical test has been performed on a rectangular cross section tunnel of 600m length, 10m width and 7m height with a pool fire at the middle part using FDS5.5. Obtained results were compared with previous theoretical and experimental results. After satisfying a good agreement with prior results, single and couple air curtains were used to investigate their efficiency on dilution of the amount of toxic gases and high temperature. Results show that double air curtain is better than a single one and can decay the relevant amounts of CO and temperature below the standard values.آتشسوزی در تونلهای جادهای در سالهای اخیر باعث وقوع تلفات جانی و مالی بسیاری در دنیا گردیده است که موجب گسترش توجه محققان به موضوع تهویه اضطراری شده است. آنچه عموما باعث مرگ و میر مسافران در چنین حوادثی میشود، استنشاق گاز سمی مونوکسیدکربن بوده و دمای بالای ایجاد شده تنها 15 الی 25 درصد از این تلفات را شامل میشود. بررسی روشهای مختلف جهت بیرون راندن دوده یا کم نمودن غلظت گازهای سمی و نیز کم کردن دمای حاصل شده از آتش، از مهمترین اهداف پژوهشگران میباشد. بدین منظور، در این مطالعه، ابتدا یک تونل با مقطع مستطیلی به طول 600 متر، عرض 10 متر و ارتفاع 7 متر همراه با آتش استخری در مرکز تونل توسط کد شبیهساز دینامیکی آتش مدل گردیده و نتایج آن با نتایج تحلیلی و تجربی پیشین مقایسه شده است. پس از اطمینان از صحت نتایج بدست آمده، کارایی پرده هوا در جلوگیری از انتشار دوده و کاهش غلظت مونوکسیدکربن و دما مورد بررسی قرار گرفته است. پرده هوا بصورت تکی و دوتایی با فواصل متعدد از آتش شبیهسازی شده است. نتایج عددی بدست آمده نشان میدهد که مزیت استفاده از دو پرده هوا در طرفین آتش بیشتر بوده و در نهایت منجر به کاهش میزان غلظت مونوکسیدکربن و دما در حدود استاندارد میگردد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_716_08e1570477766f7677bfcba1d70c9ef3.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Modeling of Microfluidic Capillary Pressure in Microstructures by Surface Evolver Softwareمدلسازی فشار مویینگی میکروسیالات در میکروساختارها با نرم افزار Surface Evolver24725571710.22044/jsfm.2015.717FAحمید صفاریدانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0002-1941-6271امیر میرزاقیطاقیدانشجوی دکتری ، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانعلیرضا رحیمیکارشناس، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20150706The topology, geometry and contact angle of microstructures play a crucial role in determining their capillarity performance. In the present study, the capillary pressure of liquid in microstructure topologies , viz., sphere, circular and square pillars has been investigated numerically. In order to estimate the capillary pressure as the change in interfacial energy per unit volume, the shape of liquid interface in the microstructures are determined using a surface-energy minimization algorithm by coding in a software. Capillary pressure of microspheres in different contact angles are verified with comparision to other results. Capillary pressure presented versus non-dimensional geometrical parameters characterizing the microstructures and the contact angle between the liquid and solid. Based on these performance parameters, packed spheres on a surface are identified to be the most efficient microstructure geometry for capillarity. Also, square pillars are shown to have higher capillary pressure compared with hexagonal arrays of circular pillars with same solid fraction and pitch. The obtained results from microfluidic capillary pressure in microstructures can be used in different science such as agricultural, textile and polymer, petroleum and heat transfer.شکل، هندسه و زاویه تماس میکروساختارها نقش مهمی در تعیین عملکرد مویینگیشان دارند. در پژوهش حاضر، فشار مویینگی سیال در میکروساختارهای کروی و میکروستون های با مقطع دایروی و مربعی به صورت عددی بررسی می شود. به منظور تخمین فشار مویینگی به عنوان انرژی سطح مشترک در واحد حجم، شکل سطح سیال در میکروساختارها با استفاده از الگوریتم کمینه سازی انرژی سطحی با کدنویسی در نرم افزار تعیین می گردد. به منظور صحت سنجی، فشار مویینگی میکروکره ها با سایرنتایج موجود مقایسه می گردد. در ادامه، فشار مویینگی بر حسب مشخصات هندسی بدون بعد و زاویه تماس بین مایع و جامد در میکروستون ها ارائه می گردد. بر اساس نتایج، میکروکره ها روی سطح به عنوان موثرترین ساختار هندسی برای مویینگی می باشند. همچنین، فشار مویینگی حاصل از میکروستون های مربعی در نسبت جامد و فاصله مشخص، بیش از میکروستون های دایروی می باشد. نتایج تعیین فشار مویینگی میکروسیالات در میکروساختارها می تواند در حوزه های مختلف علوم کشاورزی، نساجی و پلیمر، نفت و انتقال حرارت مورداستفاده قرار گیرد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_717_5612a1eda22bf51956bc22b29c7eb37f.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Investigation on the effect of using phase change materials in the wall of solar chimney on natural ventilation of a roomبررسی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در دیواره هواکش خورشیدی به منظور تهویه طبیعی فضای یک اتاق25726971810.22044/jsfm.2015.718FAعلی گودرزیکارشناس ارشد مکانیک، دانشگاه گیلان، رشتامین حقیقیاستادیار، گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت0000-0002-3993-7461Journal Article20151012In this study, the usage of phase change materials (PCMs) in the wall of a solar chimney has been investigated analytically and numerically. Effective heat capacity model has been employed to simulate the phase change phenomenon in the PCM. The conservation energy equations for the solar chimney and the storage wall have been written in an unsteady form and solved for 120 hours with a self-developed code. The results show that the latent energy storage provides the 24-hour ventilation by the system even with a poor solar intensity of 350 W/m2. Also it is observed that the usage of PCM instead of concrete in the storage wall reduces the thickness of the wall from 200 mm to 40 mm and also the mass flow rate fluctuation in the channel. In this study, also the effects of the thermophysical properties and the thickness of the PCM on the performance of the system (air change per hour) have been investigated. It is observed that for a particular flux, PCM with lower melting temperature provides more latent heat storage but because of rising surface temperature of the PCM after melting, more fluctuation in the flow rate of the channel is produced. Also the results show that the increasing of the thermal conductivity and the heat of fusion of the PCM for a particular input heat flux, up to specified limit causes better performance of the system but after that the increasing of these parameters, has no influence on the performance of the system.در این پژوهش، استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (پیسیامها) در دیوارهی هواکش خورشیدی، بهروش تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای شبیهسازی پدیده تغییر فاز در پیسیام از مدل ظرفیت حرارتی موثر استفاده شده است. معادلات بقای انرژی برای هواکش خورشیدی و دیوارهی ذخیرهساز انرژی در حالت گذرا و برای بازهی زمانی 120 ساعت نوشته و توسط یک کد حل شدهاند. نتایج نشان میدهد ذخیرهسازی انرژی بهصورت نهان، امکان تهویه 24 ساعته را توسط سامانه حتی در شار خورشیدی پایین 350 وات بر مترمربع فراهم میکند. همچنین مشاهده میشود استفاده از پیسیام بهجای بتون در دیواره ذخیرهساز موجب کاهش ضخامت دیواره از 200 میلیمتر به 40 میلیمتر و نیز کاهش نوسان دبی جرمی در کانال میشود. در این پژوهش همچنین اثرات خواص ترموفیزیکی و ضخامت پیسیام بر روی عملکرد سامانه (تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت) بررسی شده است. مشاهده میشود که به ازای یک شار معین، پیسیام با نقطه ذوب پایینتر، ذخیرهسازی بیشتر انرژی بهصورت نهان را به دنبال دارد ولی به دلیل بالا رفتن دمای لایه سطحی پیسیام پس از ذوب شدن، نوسان بیشتری در دبی کانال ایجاد میگردد. نتایج همچنین نشان میدهد که افزایش ضریب هدایت حرارتی و نیز افزایش گرمای نهان ذوب پیسیام به ازای شار ورودی معین، تا حدی موجب بهبود عملکرد سامانه خواهد شد ولی پس از آن، افزایش بیشتر این دو عامل، تاثیری بر عملکرد سامانه ندارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_718_b3f3e2bf9fe95005fc76629621ae45c3.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Numerical simulation of the dynamic and thermodynamic an MHD micropump by independently changing the lengths of electric and magnetic fieldsشبیه سازی عددی دینامیکی و ترمودینامیکی یک ریزپمپ ام اچ دی با تغییر مستقل طول های دو میدان الکتریکی و مغناطیسی27128771910.22044/jsfm.2015.719FAمرتضی دلاکه نژاددانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندسید علی میربزرگیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند0000000308219253Journal Article20140225In this paper the effect of electric and magnetic-field lengths to change independently is simulated on the temperature distribution and flow velocity of a magnetohydrodynamic micropump considering the lateral electromagnetic diffusive regions. The geometry of MHD flow is a two-dimensional channel between two parallel plates and governing equations of both flow and electromagnetic fields have been solved using the finite volume numerical method. The numerical results show that by applying the temperature allegiance of fluid properties, for a flow in a channel of 1000 mm2 cross-section, magnetic field intensity 0.025 Tesla and electric field strength 20 volt/mm, the flow rate reaches 250 mLit/s when the electric and magnetic field length are changed. However in the case of independent change of magnetic field length, the mean cup temperature from 25 0C at entrance, reaches to 45 0C at exit and in the case of independent change of electric the exit temperature reaches to 35 0C. In the situation of constant properties, the maximum flow rate reaches to 70 mLit/s, while the mean cup temperature reaches to 140 0C for the case of independent change of magnetic field length and 50 0C for the case of independent change of electric field length.در این مقاله اثر تغییرات مستقل طول میدانهای الکتریکی و مغناطیسی با لحاظ نواحی نفوذ جانبی بر توزیع دما و سرعت جریان در یک ریزپمپ دیناموهیدرومغناطیسی شبیه سازی شده است. هندسه جریان ام اچ دی یک مجرای دو بعدی بین دو صفجه موازی است و معادلات حاکم بر دو میدان جریان سیال و الکترومغناطیس به روش عددی حجم محدود حل شده است. نتایج عددی نشان داد که با لحاظ تابعیت دمایی خواص برای جریان در یک مجرا به مقطع مستطیلی 1000 میلیمتر مربع، شدت شار مغناطیسی 025/0 تسلا و قدرت میدان الکتریکی 20 ولت بر میلیمتر، دبی عبوری جریان در صورت تغییر طول مستقل دو میدان الکتریکی و مغناطیسی حداکثر به 250 میلیلیتر بر ثانیه می-رسد. این در حالی است که در حالت تغییر طول مستقل میدان مغناطیسی دمای میانگین کاسهای از 25 درجه سانتیگراد ورودی به 45 درجه سانتیگراد خروجی میرسد و در حالت تغییر طول مستقل میدان الکتریکی دمای خروجی به 35 درجه سانتیگراد میرسد. در وضعیت ثابت بودن خواص، حداکثر دبی به 70 میلیلیتر بر ثانیه میرسد درحالیکه دمای میانگین کاسهای برای حالت تغییر طول مستقل میدان مغناطیسی به 140 درجه سانتیگراد و برای حالت تغییر طول مستقل میدان الکتریکی به 50 درجه سانتیگراد میرسد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_719_b895c0e2c0043e3c87398e374a67c462.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Analytical and numerical solution for steady-state differential conduction equation in a right triangular plate with constant-temperature boundary conditionحل تحلیلی و عددی معادله ی دیفرانسیل رسانش حالت پایا در صفحه مثلثی قائم الزاویه با شرایط مرزی دما ثابت28930272010.22044/jsfm.2015.720FAشهریار غضنفری هلقکارشناس مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانفرامرز طلعتیدانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20150801This article presents, in general, means to acquire analytical and exact solutions for steady-state partial differential conduction equation, and consequently finding the exact distribution of temperature in irregular geometries with one or more edges unparalleled with Cartesian axes(with various boundary conditions) . To get to this goal and to clarify, one specific problem, a steady-state right triangular plate with the right angle on the origin and with constant-temperature boundary conditions has been considered. In the analytical technique used, the importance and strength of complex variables and their applications, such as complex transformations, especially the Schwarz–Christoffel transformation is clearly visible. Finally, to validate the analytical solution acquired, the problem has been solved using the finite element method in COMSOL Multiphysics 5.0. The results has been compared, and the correspondence has confirmed the analytical solution.<br />Keywords: conduction equation ; Cartesian coordinate system ; analytical solution ; irregular geometry ; right triangle ; Schwarz–Christoffel transformationاین مقاله در حالت عمومی ، روش های رسیدن به حل تحلیلی و دقیق معادلات دیفرانسیل رسانش با مشتقات جزئی حالت پایا و نتیجتا حصول دقیق تابع توزیع دما ، در هندسه های نامنظم که دارای مرز یا مرزهایی غیر موازی با محور های مختصات در دستگاه دکارتی اند (با انواع مختلف شرایط مرزی) را معرفی می کند. برای رسیدن به این هدف و وضوح بیشتر در بحث ، در یک حالت خاص ، صفحه ای با شکل مثلث قائم الزاویه دارای راس قائمه ی واقع در مبدا به همراه شرایط مرزی دما ثابت و در حالت پایا ، مد نظر واقع گشته و معادله ی رسانش حاکم بر آن مورد حل تحلیلی قرار گرفته است . در حل تحلیلی به کار برده شده ، اهمیت و قدرت متغیر های مختلط و کاربرد هایی از آن ، همچون تبدیلات مختلط ، به ویژه تبدیل شوارتز – کریستوفل ، به وضوح نمایان گشته است. در انتها ، جهت اعتبار دهی به حل تحلیلی انجام شده ، مسئله با روش المان محدود در نرم افزار COMSOL Multiphysics 5.0 مورد حل واقع شده و نتایج حاصل از آن ، با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده اند که وجود همخوانی بین آن ها به صحت حل تحلیلی اطمینان بخشیده است . <br />کلمات کلیدی: معادله ی رسانش ؛ دستگاه دکارتی ؛ حل تحلیلی ؛ هندسه ی نامنظم ؛ مثلث قائم الزاویه ؛ تبدیل شوارتز-کریستوفلhttps://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_720_39e4830a5598e9605bf70738713c82dc.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94755320150923Experimental and Numerical Investigation on the Parameters of Ventilated Super Cavitation around 30 degree Conical Cavitatorمطالعه تجربی و عددی پارامترهای سوپرکاویتاسیون مصنوعی حول کاواکزا 30 درجه30331472110.22044/jsfm.2015.721FAسید مرتضی جوادپوردانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه سیستان و بلوچستانسعید فراهتاستاد ، مهندسی مکانیک، دانشگاه سیستان و بلوچستانحسین عجمدانشیار ، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهدمحمود سالاریدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)علیرضا حسین نژاد دویندانشیار ، مهندسی مکانیک، دانشگاه سیستان و بلوچستانJournal Article20140919In present study, ventilated super-cavitating flow around cavitator was studied experimentally. In this stage, a 30-degree cone cavitator was tested in open water tunnel. The fluid flow velocity in the test section was between 24 to 37 m/s and rate of injection was constant. Then, ventilated super-cavitating flow was simulated based on condition inlet and injection. Finally, numerical results compared against existing experimental data. Also the 3D multiphase fluid flow over the cavitators within the test section are modeled and analyzed numerically by solving the corresponding governing equationsusing finite volume method and mixture model. Good agreement was observed in two-way comparison. Finally, effect of significant parameters .i.e. cavitation number, inlet velocity on drag coefficient were studied. The results indicate that the maximum cavity diameter and its length increase as the cavitation number decreases. Also, with a decrease velocity flow, the rate of cavity length changes is reduced. the cavity length variation is similar to the results of cavity diameter.ایجاد ابرکاواک بر روی روندههای زیرسطحی در کاهش نیروی مقاوم در برابر حرکت بسیار موثر است. در این تحقیق ابتدا پدیده ابرکاواک مصنوعی روی کاواکزا مخروطی با زاویه نوک مخروط 30 درجه در یک تونل آب شبه مدار باز مورد آزمایش و اندازهگیری قرار گرفته است. آزمایشها در یک تونل آب شبه مدار باز با قابلیت محدوده سرعت 24 تا 37 متر بر ثانیه انجام شده است. در مرحله بعد، جریان ابرکاواک حول کاواک زا و منطبق بر شرایط ورودی و تزریق، به صورت سه بعدی مورد تحلیل عددی قرار گرفته است. مقایسه نتایج نشاندهنده سازگاری خوب بین نتایج عددی و تجربی بوده است. در این تحقیق تأثیر پارامترهای مهم جریانهای کاویتاسیونی همچون عدد کاویتاسیون، سرعت جریان بر روی ابعاد ناحیه حباب، ضریب پسا و روابط بین آنها مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفته است. کاهش عدد کاویتاسیون، افزایش طول و قطر ناحیه کاویتی را به دنبال دارد. با کاهش سرعت جریان، شیب تغییرات مقدار طول ناحیه کاویتی کاهش مییابد و تقریباً صفر میشود. قطر ناحیه کاویتی هم تغییراتی مشابه با طول ناحیه کاویتی دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_721_77b0a7989aba103200552adf3edd6c5f.pdf