دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Investigation of sequence effect on welding residual stresses and distortion in a aluminum shell openingبررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنشهای پسماند و اعوجاج جوشکاری گشودگی در یک پوسته آلومینیومی114132010.22044/jsfm.2018.6291.2483FAبهمن صمدیکارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمانایمان معصومی دهقیکارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیرحسن قائدعلیکارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیرJournal Article20171010In this research, opening welding on an aluminum shell and investigating the effect of welding sequence on residual stresses and distortion after welding by finite element simulation have been investigated. Then, the results are compared in ABAQUS and SYSWELD.Using experimental data, simulation and experimental results are compared. The temperature distribution is not uniform in different area of the welding zone, the most important factor in this incident is the non-uniform welding geometry. Thermal retransmission and the difference between thermal pick in different situations increases with increase of welding steps, which will affect the development of residual stresses as well as distortion after welding. The peak of the residual stresses is reduced and more uniform distribution occurs as the number of welding sequences increases.. The results show that the higher the distortion in the weld region (the elongation), the greater the amount of elongation. Also, the amount of elongation will be greater, with the higher the distortion in the weld area.در این پژوهش، به بررسی جوشکاری گشودگی روی یک پوسته آلومینیومی و بررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنشهای پسماند و اعوجاج بعد از جوشکاری بهکمک شبیهسازی المان محدود در نرم افزار تحلیلگر آباکوس پرداخته شده و با شبیهسازی در نرم افزار سیسولد، نتایج این دو نرمافزار نیز مقایسه شدهاند. همچنین با استفاده از دادههای تجربی، به مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایش تجربی پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که توزیع دمایی در نقاط مختلف مسیرجوشکاری یکنواخت نمیباشد که مهمترین عامل این رخداد، غیریکنواختی هندسه جوشکاری است. هرچه تعداد مراحل جوشکاری بیشتر شود، باز توسعه حرارتی و همچنین اختلاف بین پیکهای حرارتی در موقعیتهای مختلف بیشتر خواهد شد که این خود بر توسعه تنشهای پسماند و همچنین اعوجاج بعد از جوشکاری اثر گذار خواهد بود. نتایج بررسی تنشهای پسماند حاکی از آن است که هرچه تعداد ترتیبهای جوشکاری بیشتر شود، پیک تنشهای پسماند کاهش پیدا می کند و توزیع یکنواختتری در تنشها ایجاد می شود. موضوع حائز اهمیت در اعوجاج ایجاد شده در این سازه، میزان کشیدگی به داخل و همچنین تغییر مکان و تغییرشکل مسیرجوشکاری است. نتایج نشان میدهد که هرچه میزان اعوجاج در ناحیه جوش ( کشیدگی به بیرون) بیشتر باشد به همان نسبت میزان کشیدگی به داخل بیشتر خواهد بود.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Piezoelectric Configurations Effects on Acoustic Energy Density in an Ultrasonic Microcontainer for Preparing Nanoemulsionاثر چیدمان پیزوالکتریک بر چگالی انرژی آکوستیکی در ریزمحفظه فراصوتی تهیه نانوامولسیون1528135010.22044/jsfm.2018.6971.2612FAسید محمد محسن مدرس قیصریدانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران0000-0001-8868-6403پدرام صفرپوردانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانمجید زندیاستادیار گروه انرژیهای تجدید پذیر، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانJournal Article20180423Nanoemulsions and their preparing technologies have become one of the most important fields in various industries such as chemical engineering, pharmaceutics and food. Ultrasonic irradiation is a method for preparing nanoemulsions, which is used in different scales. Microcontainers, by use of piezoelectric ceramic (abbr. piezo), are utilized to prepare nanoemulsions in some special researches. Irradiation of ultrasonic waves by these piezos in microcontainers is the most important part of nanoemulsion preparation process. Piezoes arrangement and their excite frequencies have a great effect on interacting waves and therefore, ultrasonic bath performance. In this paper, four configurations of cubic ultrasonic microcontainer have been analyzed by simulations in COMSOL Multiphysics software. Irradiation of ultrasonic waves performed at three frequencies 20, 200 and 300 kHz. In order to determine the best arrangement, the effect of adding piezoes in different frequencies and arrangements has been analyzed. It has been shown that adding two faced piezos, leads to increasing acoustic energy density logarithmically and this increment is more evident in lower frequencies.امروزه نانوامولسیونها و فناوریهای تولید آن، به یکی از مباحث مهم در صنایع مختلف از جمله مهندسی شیمی، پزشکی و غذایی تبدیل شده است. موجدهی فراصوتی از مناسبترین روشهای تهیه نانوامولسیونها است که در مقیاسهای مختلف بهکار برده میشود. در برخی از کاربردهای خاص، از ریزمحفظهها برای تهیه نانوامولسیون استفاده میشود. انتشار امواج فراصوتی توسط سرامیکهای پیزوالکتریک (پیزو) انجام شده که مهمترین بخش یک حمام فراصوتی به شمار میرود. نحوه قرارگرفتن و بسامد تحریک پیزوها تاثیر فراوانی بر برهمکنش امواج و کارآیی حمام فراصوتی دارد. در این مقاله طی شبیهسازیهایی با استفاده از نرمافزار کامسول، به بررسی چهار چیدمان ریزمحفظههای فراصوتی مکعبی، پرداخته شده است. موجدهی فراصوتی در سه بسامد 20، 200 و 300 کیلوهرتز انجام شده و تاثیر افزودن پیزوها در بسامدهای مختلف جهت دستیابی به مناسبترین چیدمان ارزیابی شده است. نشان داده شد افزودن دو پیزو بهصورت روبروی هم به چیدمان، موجب افزایش چگالی انرژی آکوستیکی بهصورت نمایی شده و این افزایش در بسامدهای کمتر بسیار محسوستر میباشد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Evaluation of Ultrasonic Method Capability in Measurement of Longitudinal Welding Residual Stress through Thicknessارزیابی توانایی روش التراسونیک در اندازه گیری تنش پسماند طولی جوشکاری در راستای ضخامت2947133710.22044/jsfm.2018.6186.2469FAمحمد افتخاریدانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهرانمهدی احمدی نجف آبادیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهرانمحمدرضا فراهانیدانشیار، مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهرانJournal Article20170905One of the abilities of Ultrasonic method which has been less investigated, in comparison with other residual stress measurement methods, is the residual stress measurement capability in specimen depths. this capability is due to ultrasonic waves penetration in different depths of specimen, according to their transmittance frequency. In this research, the capability of Ultrasonic method in measurement of longitudinal welding residual stress in specimen depth has been studied. For this goal, four series of Ultrasonic sensors, including 1, 2, 4 and 5 MHz were used in order to reach four depths of pieces of aluminum alloy series 5000 joined by TIG welding. Welding residual stresses were simulated in Abaqus software. Then, simulation model was validated by comparing with the results of X-ray diffraction experimental method. The validated FEM model with x-ray diffraction method was used for validation of residual stress obtained from Ultrasonic method in four depths. Finally, good agreement was observed. Ultrasonic method could measure longitudinal residual stresses with the maximum error of 12% of yield stress of aluminum plate. The accuracy of this method in measurement of the maximum longitudinal residual stress was greater than 92%.یکی از تواناییهای روش التراسونیک که در مقایسه با سایر روشهای اندازهگیری تنش پسماند، کمتر به آن پرداخته شده است، قابلیت اندازهگیری تنش پسماند در اعماق قطعه است. علت این قابلیت، توانایی نفوذ امواج التراسونیک در اعماق مختلف قطعه، بنا به فرکانس ارسالی آنها میباشد. در این پژوهش، به بررسی قابلیت روش التراسونیک در اندازهگیری تنش پسماند طولی جوشکاری در عمق قطعه پرداخته شده است. بدین منظور، از چهار نوع سنسور التراسونیک با فرکانسهای 1، 2، 4 و 5 مگاهرتز برای دسترسی به چهار عمق از سطح قطعات از جنس آلیاژ آلومینیوم سری 5000 که با روش جوشکاری ذوبی تیگ به هم متصل شده بودند، استفاده گردید. تنش پسماند جوشکاری، در نرمافزار آباکوس شبیهسازی شد و سپس بهوسیلهی مقایسه با نتایج روش تجربی پراش پرتو ایکس، اعتبارسنجی گردید. از مدل شبیهسازی صحهسنجی شده با روش پراش پرتو ایکس به منظور تایید اعتبار نتایج اندازهگیری شده با روش التراسونیک در چهار عمق مختلف از سطح قطعه، استفاده گردید که تطابق خوبی مشاهده شد. روش اندازهگیری تنشهای پسماند با استفاده از امواج آلتراسونیک توانست تنشهای پسماند طولی را با حداکثر خطای معادل 12% تنش تسلیم ورق آلومینیومی، اندازهگیری نماید. دقت این روش در اندازهگیری حداکثر تنش پسماند طولی بالاتر از 92% بود.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Gear Fault Detection Based on Best Feature Selection by Particle Swarm Optimizationعیب یابی چرخ دنده بر پایه انتخاب مناسب ترین ویژگی به کمک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات4964132110.22044/jsfm.2018.6081.2449FAاحمد باقریاستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت0000-0002-8685-6349سعید نظامیوند چگینیدانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت0000-0002-0744-7919میلاد رمضانی دشتمیانکارشناسی ارشد، موسسه آموزش عالی غیر انتفاعی غیر دولتی احرار، رشتفرید نجفیاستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشتJournal Article20170813In this paper, a new method is presented for gear fault detection. The vibrational signals of gearbox set are collected in three conditions: normal, chipped and worn teeth. These signals are adaptively decomposed into a number of intrinsic mode functions (IMFs) by the empirical mode decomposition (EMD). Since, all of the IMFs drived from the EMD are not appropriate for fault detection, the cross-corrolation concept is used to select all most apptoptiate IMFs. Then, feature matrix corresponding to each condition, is extracted using statistical functions. “One-against-one” support vector machine (SVM-OAO) is utilized to classify the faults. Since, all of the extracted features are not suitable for fault detection and SVM has parameters to be set, the particle swarm optimization (PSO) is used to select the best feature and detect optimal parameters of SVM. Objective function in this paper is accuracy of the SVM classifier in predicting of gearbox condition. Obtained results show that the selected features in this method and optimized SVM have the excellent ability to classify the faults.در این مقاله، روش جدیدی برای عیبیابی در چرخدندهها ارایه شده است. سیگنالهای ارتعاشی مجموعه جعبهدنده در سه حالت سالم، لبپریدگی دندانه و ساییدگی دندانه جمعآوری شدهاند. این سیگنالها با استفاده از روش تجزیه مود تجربی به تعدادی توابع مود ذاتی تجزیه شدهاند. با توجه به این که همه توابع مود ذاتی به دست آمده از روش تجزیه مود تجربی، مناسب برای عیبیابی نیستند، از مفهوم همبستگی متقابل برای انتخاب مناسبترین تابع مود ذاتی استفاده شده است. سپس، با به کارگیری توابع آماری مختلف، ماتریس ویژگی متناظر با هر حالت چرخدنده، استخراج شده است. ماشین بردار پشتیبان چند کلاسه از نوع «یک در برابر یک» برای طبقهبندی عیوب به کار گرفته شده است. از آنجایی که تمامی ویژگیهای استخراج شده برای عیبیابی مناسب نیستند و ماشین بردار پشتیبان دارای پارامترهایی است که باید تنظیم شوند، از این رو، از الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات برای انتخاب مناسبترین ویژگی و تعیین پارامترهای بهینه ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. تابع هدف در این مقاله، دقت طبقهبندی کنندهی ماشین بردار پشتبان در پیش-بینی حالت جعبهدنده میباشد. نتایج به دست آمده نشان میدهد که ویژگیهای انتخاب شده در این روش و ماشین بردار پشتیبان بهینه شده دارای توانایی عالی در طبقهبندی عیوب میباشند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Numerical simulation of FSW and FSSW with pinless tool of AA6061-T6 Al alloy by CEL approachشبیه سازی عددی FSW و FSSW آلیاژ آلومینیم AA6061-T6با استفاده از ابزار فاقد پین با رویکرد CEL6575133610.22044/jsfm.2018.6522.2528FAامیر قیاسونددانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریزسوران حسنی فرددانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریزJournal Article20171217Friction Stir welding (FSW) is a solid state technique that was invented to eliminate the limitations of welding of aluminum alloys. In the present study numerical simulation of friction stir welding and friction stir spot welding (FSSW) of AA6061-T6 aluminum alloy by pinless tool which has an embedded part with same material of the workpiece was performed in four different diameters. The temperature peak generated in the process was recorded for all simulation states and compared with previous experimental data for validation purposes. It has been found that in the FSSW process, the heat generation and temperature increase is higher than the FSW process, which is due to the Lack of transitional speed in this case and the increase in heat in a smaller volume section. Investigation of the vertical reaction force of tool was performed in FSSW, it was observed that if an embedded part in tool is used, the peak force is reduced and the amount of this decrease will increase with increasing the diameter of the embedded aluminum section. In the case of using d10 tool, the peak force compared to the d0 tool was about 10% lower.جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی FSW یک روش اتصال حالت جامد است که به منظور رفع محدودیت جوشکاری آلیاژ های آلومینیم ابداع شده است. در پژوهش حاضر شیبه سازی عددی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای FSSW آلیاژ آلومینیم AA6061-T6 به وسیله یک ابزار بدون پین که دارای یک بخش توگذاری شده از جنس ماده قطعه کار می باشد، در چهار قطر متفاوت صورت پذیرفت. پیک دمایی ایجاد شده در فرایند برای همه حالات شبیه سازی ثبت و با داده های آزمایشگاهی استخراج شده از پژوهش های پیشین به منظور صحه سنجی مورد مقایسه قرار گرفت. با توجه به نتایح عددی حاضر مشخص شد که در فرایند FSSW میزان تولید حرارت و افزایش دما بالاتر از فرایندFSW می باشد که این موضوع به دلیل عدم وجود سرعت انتقالی در این حالت و افزایش حرارت در یک بخش با حجم کوچک تر است. بررسی نیروی عکسالعمل عمودی وارد بر ابزار در FSSW صورت پذیرفت، مشاهده شد چنانچه از ابزاری که دارای قسمت تعبیه شده است استفاده شود، پیک نیرویی کاهش می یابد و میزان این کاهش نیرو با افزایش در میزان قطر بخش آلومینیمی افزایش پیدا خواهد کرد. به طوری که در حالت استفاده از ابزار d10 پیک نیرو نسبت به ابزار d0 حدود 10 درصد کاهش را تجربه کرد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Shear Behavior Analysis of Steel Plate Girders with Local Corrugated Web under Monotonic Loadingتحلیل رفتار برشی تیرورق فولادی با جان موجدار محلی تحت بارگذاری استاتیکی افزایشی7790132710.22044/jsfm.2018.7086.2636FAسحر کرک زندانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه شهید اشرفی اصفهانیسید مهدی زندی آتشبارگروه مهندسی عمران، دانشکده عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان.Journal Article20180520Plate girders are flexural members and they usually use instead of hot rolled sections in the matter of their high flexural capacity. Plate girders are made by suitable combination of steel plates the reason why monitoring of shear stresses in plate girders with thin-walled webs are important is the probability of shear buckling and failure of web due to the initial steps of loading. Experiences illustrate that if intermediate and bearing stiffeners used in plate girders, not only the shear buckling do not cause failure but also it stay stable for bearing loads. The main objective of this research was study on their behavior of plate girders with corrugated web in comparison with plate girders with bearing stiffeners due to controlling of shear buckling (local corrugated web created by applying incremental static loading). In this research several items got studied like how to create local corrugated web and their properties and performances in shear buckling large deformations and some analytical methods like numerical buckling analysis. Results provides information about the higher shear capacity in plate girders in local corrugated web in comparison with simple plate girders without any stiffeners.تیرورقها اعضای خمشی فولادی هستند و در مواردی که نیمرخهای نوردشدهی موجود در بازار قادر به تحمل بارهای وارده بر عضو خمشی نباشند، از ترکیب مناسب ورقهای فولادی ساخته میشوند. کنترل تنشهای برشی در تیرورقهای دارای جان نازک از اهمیت ویژهای برخوردار است، زیرا در همان مراحل اولیهی بارگذاری میتواند باعث ایجاد کمانش برشی و در نهایت شکست جان تیر شود. تجربیات نشان میدهند که اگر در تیرورقها از سختکنندههای میانی عرضی استفاده شود، کمانش برشی منجر به خرابی نمیشود و پس از ایجاد کمانش نیز تیرورق به باربری خود ادامه میدهد. هدف از نگارش این مقاله، بررسی رفتار تیرورقها با جان موجدار محلی در مقایسه با تیرورقها با سختکنندههای عرضی برای کنترل کمانش برشی است. موج محلی روی ورق جان توسط دستگاه پرس ایجاد میشود. با توجه به اینکه تاکنون مطالعات تحلیلی بر روی تیرورقها با جان موجدار محلی انجام نشده است، در این مقاله به بررسی چگونگی ایجاد موجهای محلی، مشخصات موجها، عملکرد آنها در برابر کمانش برشی و تغییرشکلهای بزرگ و تحلیلهای مختلف از جمله آنالیز کمانش، به صورت عددی پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در اکثر تیرورقهای مورد مطالعه حاکی از آن است که تیرورق با جان موجدار محلی نسبت به یک تیرورق سادهی بدون سختکنندهی میانی عرضی، به ظرفیت برشی بیشتری رسیده است. این ظرفیت در مقایسه با تیرورق با سختکنندهی میانی عرضی کمتر است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Experimental and numerical study of core and face-sheet thickness effects in sandwich panels with foam core and aluminum face-sheets subjected to blast loadingمطالعه تجربی و عددی اثر ضخامت هسته و رویه در پانلهای ساندویچی با هسته فوم و رویههای آلومینیومی تحت بارگذاری انفجاری91106133310.22044/jsfm.2018.7230.2663FAرضا خندابیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهرانحسین خدارحمیاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهرانروح اله حسینیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهرانمجتبی ضیاء شمامیدانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشتJournal Article20180703Sandwich panels, due to high strength to weight ratio and energy absorption properties, are widely used in various industries including aerospace industries, marine and automotive industries. This study explored the strength and performance of panels composed of low-density polyurethane foam core sandwiched between two aluminum skins. In this article several aluminum sandwich panels with polyurethane foam core having different thickness were designed and tested using a shock tube facility. Some blast test were performed in order to determine the effects of foam thickness on displacement of back face-sheet and energy absorption of sandwich structures. Also using the compression test results performed on the foam, numerical simulation using Autodyn software were performed. There was a good agreement between experimental investigation and numerical results. Using experimental investigation and parametric studies, it is shown that the amount of displacement of back face-sheet of sandwich structures is decreased and energy absorption is increased as foam and back face-sheet thickness is increased.پانلهای ساندویچی معمولاً به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، صنایع دریایی و خودروسازی دارند. این مطالعه به بررسی استحکام و کارایی پانلهای متشکل از فومهای پلییورتان با چگالی کم که بین دو پوسته آلومینیومی ساندویچ شده، میپردازد. در این مقاله، با تهیه فومهای پلییورتان با ضخامتهای مختلف و ساخت پانلهای ساندویچی از ورقهای آلومینیومی و هسته فوم پلییورتان، با استفاده از دستگاه شاک تیوب انفجاری و انجام تعدادی آزمایش انفجاری هدفمند، اثر ضخامت فوم در مقدار جابجایی سطح پشتی ساختار ساندویچی و میزان جذب انرژی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش فشار انجام شده بر روی فوم، شبیهسازی سازه ساندویچی تحت بار انفجاری به کمک نرمافزار اتوداین انجام شده است. مقایسه نتایج بیانگر این است که بین نتایج تجربی و عددی تطابق خوبی وجود دارد. بررسیهای تجربی و مطالعات پارامتریک انجام شده، نشان میدهند که با افزایش ضخامت فوم و ضخامت رویه پشتی ساختار ساندویچی، جابجایی رویه پشتی کاهش یافته و میزان جذب انرژی آن افزایش مییابد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Control of a Class of Underactuated Mechanical Systems by Using Fuzzy Sliding Mode Control with low computing volume and without Chatteringکنترل دسته ی خاصی از سیستم های مکانیکی فروتحریک با استفاده از کنترل مدلغزشی فازی با حجم محاسبات پایین و بدون لرزش107122135610.22044/jsfm.2018.6264.2481FAمحمد رضا سلطانپوردانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایرانJournal Article20171002In this paper, a fuzzy sliding mode controller is presented for controlling a class of underactuated systems. In order to present the proposed method, at first, the sliding mode method for a single input-single output system is expressed. In the following, based on this design method, a sliding mode controller for a class of single input-multi output systems is presented. The mathematical proof shows that the closed loop system, in the presence of structured and un-structured uncertainties, has global asymptotic stability. In the proposed control due to the use of the sign function in the control input, the incidence of chattering is inevitable. For this reason, a fuzzy system is designed and added to the sliding mode controller. The proposed fuzzy sliding mode control eliminates existing problems and its design is done in such a way as to ensure the global asymptotic stability of the closed loop system. Finally, to demonstrate the proposed control performance, three-stage simulations are implemented on the inverse pendulum system. Simulation results show the performance of the proposed control.در این مقاله، کنترل کننده ی مدلغزشی فازی برای کنترل یک دسته از سیستمهای فروتحریک ارائه شده است. برای ارائه ی روش پیشنهادی، در ابتدا روش طراحی کنترل مدلغزشی برای یک سیستم یک ورودی- یک خروجی بیان می شود. در ادامه بر اساس این روش طراحی، یک کنترل کننده مدلغزشی برای دسته ی خاصی از سیستمهای یک ورودی- چند خروجی ارائه می گردد. اثبات ریاضی نشان می دهد که سیستم حلقه بسته در حضور عدم قطعیتهای ساختاری و غیرساختاری، دارای پایداری مجانبی سراسری است. در کنترل پیشنهادی به دلیل استفاده از تابع ناپیوسته علامت در ورودی کنترل، بروز لرزش در ورودی کنترل امری اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل در ادامه، یک سیستم فازی طراحی و به کنترل کننده ی مدلغزشی اضافه می شود. کنترل مدلغزشی فازی پیشنهادی، مشکلات موجود را مرتفع نموده و روش طراحی آن به گونه ای انجام می شود که پایداری مجانبی سراسری سیستم حلقه بسته تضمین می گردد. سرانجام برای نمایش عملکرد کنترل پیشنهادی، شبیه سازیهایی در 3 مرحله بر روی سیستم فروتحریک گاری به همراه پاندول معکوس پیاده سازی می شود. نتایج شبیه سازیها، عملکرد کنترل پیشنهادی را نشان می دهند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Free lateral vibration analysis of inhomogeneous beams under various boundary conditionsتحلیل ارتعاشات عرضی آزاد تیرهای ناهمگن محوری نمایی با شرایط مرزی مختلف123135135110.22044/jsfm.2018.6350.2497FAعلی ابراهیمی ممقانیباشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهرانروح اله حسینیباشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهرانمجید شاهقلیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهرانهدی سرپرستباشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهرانJournal Article20171024In this paper, free lateral vibration of exponentially functionally graded beams is studied. For these inhomogeneous axial beams, characteristic equations in closed form are derived under various boundary conditions. The frequency and characteristic equations convert to analytical classical Euler-Bernoulli beams equations with ignoring gradient index. In addition, variation of mode shapes of the structure in terms of gradient parameter is demonstrated and compared with isotropic materials. In order to comparison and validation, the obtained results were compared with other available references. The results show that the natural frequency of the beams and mode shapes of the systems are strongly dependent to end conditions and gradient index. Furthermore, for functionally graded beams, there exists a critical frequency which leads to jump phenomenon in frequency spectrum so that harmonic vibration occurs in frequencies higher than the critical value and in frequencies lower than the critical value or pseudo-frequency, non-propagating fields occur. This feature does not exist in homogeneous beams. The presented results can be used for beams with exponentially decaying width and constant thickness. Moreover, the minimum frequency of the considered systems is helpful for engineers to design optimum non-uniform and nonhomogeneous structures.در کار حاضر به تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای ناهمگن محوری پرداخته شده است. برای تیرهای مدرج تابعی نمایی، به ازای تمامی شرایط مرزی، معادلات مشخصه فرکانسی سیستم به صورت دقیق ارائه شدهاند. همچنین تغییرات شکل مودهای مختلف سازه برحسب تغییرات پارامتر گرادیان مشخص شدهاند و در نهایت نیز با مواد ایزوتروپیک مقایسه شدهاند. .به منظور صحهسازی، نتایج استخراج شده در این پژوهش با مراجع موجود دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که فرکانس طبیعی تیر و شکل مودهای سیستم به شرایط مرزی و نرخ گرادیان وابستگی شدید دارند. برای تیرهای مدرج تابعی به ازای هر پارامتر گرادیان، میتوان یک فرکانس بحرانی یافت، به نحوی که منجر به پرش در طیف فرکانسی سیستم شود و در فرکانسهای کمتر از حد بحرانی یا شبه فرکانس، امواج محوشونده رخ خواهند داد که این یک تفاوت بارز برای تیرهای همگن و ناهمگن است. نتایج پژوهش حاضر میتوانند برای مهندسین و طراحان سازههای غیریکنواخت نیز مفید باشند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Investigation of nonlinear pull-in phenomena in functionally graded micro-beams under electrostatic excitationبررسی پدیدهی غیرخطی ولتاژ کشیدگی در میکروتیرهای هدفمند تحت بارگذاری الکترواستاتیک137151137310.22044/jsfm.2018.6874.2590FAعطیه اندخشیدهاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچانستار مالکیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچانسید صادق مرعشیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچانJournal Article20180307In this research, the behavior of functionally graded micro-beams under electrostatic excitation is investigated. The system model is developed based on Euler-Bernoulli beam theory. In the developed model, the effects of electrostatic excitation and mid-layer stretching are considered. In order to solve the nonlinear governing equation, Generalized Differential Quadrature method and the Newton-Raphson method are used. To develop the pull-in voltage through the numerical results, a novel algorithm is developed. For numerical integration, Generalized Integral Quadrature is also used. Finally, the major problem of this method that prevent it from being used more frequently is discussed and a solution of that problem is suggested. In numerical results of this research, the pull-in voltage variation with respect to the functionally graded micro-beam stiffness distribution and initial gap of micro-beam is studied. Results show that increasing the micro-beam equivalent stiffness or beams initial gap, will increase the pull-in voltage. The boundary conditions effect on the micro-beam pull-in voltage is also studid in the numerical results.در این پژوهش به بررسی رفتار میکروتیرهای هدفمند، تحت بارگذاری الکترواستاتیک پرداخته شدهاست. مدل سیستم، براساس تئوری تیر اویلر-برنولی استخراج شده است. تاثیرات تحریک الکترواستاتیک و کشیدگی لایه میانی در مدل استخراج شده، منظور شده است. برای حل معادله غیر خطی حاکم بر آن، از روش مشتقات تربیعی بهبود یافته و روش نیوتن-رافسون استفاده شده است. به منظور استخراج ولتاژ کشیدگی از نتایج حل عددی، الگوریتمی توسعه داده شدهاست. برای انتگرال گیری نیز از روش انتگرال تربیعی بهبود یافته استفاده شده است. در این راستا، مشکل اساسی این روش که مانع استفاده گستردهی آن شده، مورد بررسی قرار گرفته و راهکاری کاربردی برای بر طرف کردن آن ارائه شده است. در نتایج عددی پژوهش، تغییرات ولتاژ کشیدگی بر اثر توزیع سختی تیر هدفمند و فاصلهی اولیه میان تیر و سطح زیرین آن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که با افزایش هریک از متغیرهای سختی معادل تیر هدفمند و فاصلهی اولیهی میکروتیر، ولتاژ کشیدگی افزایش پیدا میکند. در نتایج عددی، تاثیر نوع شرط مرزی بر ولتاژ کشیدگی میکروتیر نیز بررسی شده است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Optimization of shell and tube heat exchangers using heuristic algorithmsبهینه سازی مبدل حرارتی پوسته لولهای به کمک الگوریتم ژنتیک و ازدحام ذرات153163131810.22044/jsfm.2018.7030.2627FAابراهیم عرب یار محمدیدانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایرانمحمد محمدیوندانشیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایرانمیثم سعدیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایرانحمید محمدیوناستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایرانJournal Article20180512Heat transfer and cost are two important parameters of designing a heat exchanger. Mostly, in engineering affairs the goals of interest for optimization are in conflict with each other. In the other hand, by making progress in one parameter, an undesirable factor appears. There is the same problem in heat exchangers. By increasing the heat transfer, heat area, cost and pressure drop increase. Thus, instead of one solution, there are several solutions. In this study firstly, the heat model of exchanger is estimated through e-NTU heat transfer method then for computing the heat transfer and pressure drop, Bell Delaware method is used. Lots of usual optimization methods for extracting the solutions are not efficient. At current research an efficient method is presented based on group particle algorithm and genetic, according to multi goaled function for optimizing of these exchangers. In addition, in optimization by two algorithms, two tube arrangement modes were considered, both square and triangular arrangement, which, At the end of this research, the results obtained from two algorithms for different modes and other research results have been compared.انتقال حرارت و هزینه دو پـارامتر مهـم در طراحی مبدلها بشمار میروند. از طرفی، در اغلب مسائل مهندسی، اهداف مورد نظر برای بهینه سازی در تعارض با یکـدیگر هسـتند. بطوریکـه بـا بهبـود یـک هدف، هدف دیگر بسمت نا مطلوب پیش میرود، این مسئله در ایـن نوع از مبادله کن گرما نیـز وجـود دارد بطوریکـه بـا افـزایش انتقـال حرارت (مطلوب)، سطح حرارت، هزینه و افت فشار نیـز بـالا مـی رود. بنابراین بجای یک جواب دستهای از جـوابهـا وجـود دارنـد. در ایـن پژوهش ابتدا مدل حرارتی مبدل از روش انتقال حرارت تخمین زده شده و برای محاسبه میزان انتقال حرارت و افت فشار از روش بل دلاوره اســتفاده شــده اســت. بســیاری از روشهــای بهینــه ســازی معمول، برای یافتن این جوابها کارآمد نمیباشند. این پژوهش روشـی کارآمد براساس الگوریتم گروهی دسته ذرات و ژنتیک برمبنـای توابـع چنـد هدفه برای بهینه سازی این نوع از مبدل هـا ارائـه میدهـد. بعلاوه در کمینه سازی توسط دو الگوریتم، دو حالت آرایش لولهها در مبدل بررسی شد، هم آرایش مربعی و هم مثلثی، که در پایان نتایج بدست آمده از دو الگوریتم به ازای حالتهای مختلف با یکدیگر و همچنین با نتایج سایر پژوهشهای صورت گرفته مورد مقایسه قرار گرفته است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Dynamic response of thick plates under excitation of a moving mass utilizing BCOPsبررسی ارتعاش ناشی از عبور جرم متحرک از روی ورق ضخیم با استفاده از چند جملهایهای متعامد مُفسّر مرزی165175135710.22044/jsfm.2018.6563.2539FAعلی نیکخودانشیار، مهندسی عمران سازه، دانشگاه علم و فرهنگ ،تهرانالمیرا ربانیکارشناسی ارشد، عمران سازه، دانشگاه علم و فرهنگ ،تهرانمطهره نیازدانشجوی دکتری، عمران سازه، دانشگاه علم و فرهنگ ،تهرانJournal Article20171230In this study, dynamic behavior of thick rectangular plates under a moving mass with constant velocity traversing the plate on a rectilinear path is investigated. A semi-analytical method with the aim of BCOPs (Boundary Characteristic Orthogonal Polynomials) is utilized to tackle with the solution of motion equations for different boundary conditions of the plate while accounting for shear deformations. The effects of thickness and boundary conditions of plate and weight and velocity of the moving mass on the dynamic response of plate are scrutinized. The obtained results revealed the accuracy of the proposed method in comparison with the other researchers’ results. The results also demonstrated the importance of the moving load inertia as well as the shear deformations of the host structures on its dynamic behavior. The importance of this study lies on the vibration of bridge-type structures with plate decks, where, the shear deformation of the base structure could be no more ignored, especially for heavy vehicles moving with high speeds.در این نوشتار پاسخ دینامیکی یک ورق مستطیلی ضخیم با لحاظ کردن تغییرشکل های برشی در طول ضخامت آن، تحت اثر یک جرم متحرک که بر مسیری مستقیم الخط و با سرعت یکنواخت حرکت می کند مورد مطالعه قرار می گیرد. حل معادله ی حرکت در شرایط مرزی مختلف از طریق یک روش نیمه تحلیلی و با استفاده از چندجمله ای های متعامد مُفسّر مرزی (BCOPs )، صورت می پذیرد. اثرات ضخامت ورق، شرایط مرزی ورق، مقدار وزن و سرعت جرم متحرک بر روی پاسخ دینامیکی ورق مورد بررسی قرار می گیرد. مقایسه نتایج بدست آمده با منابع موجود، نشان دهنده دقت قابل قبول روش به کار گرفته شده می باشد. همچنین نتایج بدست آمده حاکی از اهمیت اینرسی بار متحرک در کنار تغییر شکلهای برشی ورق بر رفتار دینامیکی آن است. اهمیت یافته های این تحقیق در سازه های پل با عرشه ورقی ضخیم که تحت اثر بارهای متحرک با بزرگای قابل توجه نسبت به وزن پل که با سرعتهای بالا حرکت می کنند نمود پیدا می کند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923sensitivity analysis of Operational Modal Approaches in damping identification and implementation on an industrial sampleآنالیز حساسیت روش های آنالیز مودال کارکردی در شناسایی میرایی و پیاده سازی بر روی یک نمونه صنعتی177192133510.22044/jsfm.2018.6688.2557FAمحمد احمدی بلوطکیگروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران0000-0003-1155-751Xابوالفضل غلامزادهگروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران،مهدی صالحیگروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایرانJournal Article20180123It is impossible to measure the random excitation loads of structures during transportation under road excitations or satellite carriers thrown under environmental excitations in order to identify modal parameters; thus in this research, our challenge and purpose is to determine the modal properties of structures without having the input excitation load and, but only by having the response. In the studies have been performed so far in the field of modal analysis, less attention has been paid to comparing time and frequency methods, especially in the determination of damping. In addition, no sensitivity analysis between different excitations of white noise, sinusoidal sweep and the effect of these excitations on time and frequency domain methods of modal functional analysis have been performed so far. At first, these methods are implemented and validated on a 5-DOF discrete model (mass, spring, and damper), and finally they are industrially implemented on an actual structure. This paper shows that the decomposition methods are capable to extract the modal parameters of the primary modes of an actual sample. At the end, a comparison is made between the results and the effectiveness of each method is evaluated.اندازهگیری نیرویهای تحریک تصادفی سازههای در حین حمل و نقل تحت تحریکهای جادهای و یا ماهوارهبرهای پرتاب شده تحت تحریکهای محیطی جهت شناسایی پارامترهای مودال امری غیرممکن است، از این رو در این پژوهش چالش و هدف ما تعیین خواص مودال سازهها بدون داشتن نیروی تحریک ورودی و تنها با داشتن پاسخها میباشد. در پژوهشهایی که تاکنون در زمینه آنالیز مودال صورت گرفته، توجه کمتری به مقایسه روشهای حوزه زمان و فرکانس به خصوص در تعیین میرایی شده است. همچنین تاکنون آنالیز حساسیتی بین تحریکهای مختلف نویزسفید، جاروب سینوسی و بررسی تاثیر این تحریکها بر روشهای حوزه زمان و فرکانس آنالیز مودال کارکردی صورت نگرفته است. ابتدا این روشها بر روی یک مدل گسسته پنج درجه آزادی (جرم، فنر و دمپر) پیادهسازی و صحهسنجی شده است و در نهایت بر روی یک سازه واقعی پیادهسازی صنعتی شده است. این پژوهش نشان میدهد که این روشهای تجزیه قادر به استخراج پارامترهای مودال مودهای ابتدایی یک نمونه واقعی هستند. در پایان مقایسهای بین نتایج بهدست آمده صورت گرفته و کارایی هر یک از روشها مورد ارزیابی قرار گرفته است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Numerical and Experimental Investigation of Structural Integrity in Armored Vehicle Due to Explosive Loadingبررسی عددی و تجربی یکپارچگی سازه بدنه خودروی زرهی در بارگذاری انفجاری193204132610.22044/jsfm.2018.7038.2620FAسید هادی حسینیدانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانمحمد نجفیکارشناس ارشد مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایرانجلال جودکیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایرانJournal Article20180503Armored vehicles almost experience explosive loading in battle field. In this article, the structural integrity of armored vehicle under explosive loading will be studied experimentally and numerically. A finite element method has been developed to find the effect of explosion by 10 kg TNT at 97 cm distance from bottom of armored vehicle on the structure of vehicle. After determination of stress and strain distribution induced in the structure, part of the vehicle, which has maximum stress, is selected for detail analysis. The selected part consists of welding joints. The selected structure is modeled in the finite element software and an equivalent explosive loading was applied to the structure. The equivalent explosive loading on selected welded structure is so that same loading condition was applied to the structure as the real condition. The equivalent explosive welding is carried out by 500 gr TNT at 12.5cm distance. Experimental tests had been implemented on the selected structure by the equivalent explosive loading. A particular fixture was designed and manufactured for experimental tests. The finite element results show that the stress magnitude in the welded structure exceeds from the yield strength of the used material, the structure experiences plastic deformation. But fracture did not happen in the structure. Similar conditions have been observed in the experimental results. The explosion steps which was recorded by a high-speed camera shows that the blast wave is similar to the results of smoothed particle hydrodynamics (SPH).یکی از تهدیدات مهم برای سازه بدنه خودروهای زرهی، بارگذاری انفجاری می باشد. در این مقاله به مطالعه تغییر شکل بدنه خودروی زرهی تحت بارگذاری انفجاری با استفاده از مدلسازی اجزای محدود پرداخته خواهد شد و نتایج با کمک آزمایشهای تجربی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بدین منظور در ابتدا با استفاده از مدلسازی اجزای محدود اثر موج انفجار حاصل از 10 کیلوگرم تیانتی در فاصله 97 سانتیمتری از کف خودروی زرهی به سازه اعمال میگردد و عکسالعمل سازه در مقابل این بار انفجاری مورد بررسی قرار میگیرد. سپس قسمتی از خودرو با میزان تنش-های بیشینه به عنوان سازه منتخب برای بررسی اثرات اتصالات جوشکاری در استحکام سازه انتخاب گردید و فرآیند انفجار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) مدلسازی شد. میزان ماده منفجره و فاصله آن برای سازه منتخب به گونه ای انتخاب شد که بار معادل با بار انفجاری شرایط واقعی یکسان باشد ( 500 گرم تیانتی در فاصله 5/12سانتیمتری سازه). برای انجام آزمون تجربی، یک سیستم گیرهبندی مخصوص طراحی و ساخته شد و سازه مورد مطالعه بر روی آن قرار داده شد و انفجار صورت پذیرفت. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان میدهد که سطح تنش در اتصالات جوشکاری شده از استحکام تسلیم ماده فراتر رفته و قطعه دچار تغییر شکل پلاستیک خواهد شد ولی هیچ گونه شکستی در اتصالات مشاهده نمیشود. همچنین تصاویر ثبت شده از انفجار با دوربین سرعت بالا تطابق خوبی با نتایج مدلسازی با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) را نشان میدهد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Experimental Analysis of Elastic Dampers Effect on Reflected Waves from Plate Edges in Sound Localizationبررسی تجربی اثر دمپرهای الاستیک بر امواج بازتابی از مرزهای یک صفحه به هنگام تشخیص موقعیت منبع صدا205212133210.22044/jsfm.2018.7267.2670FAسیدامیر حسینی سبزواریاستادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد، گنابادمجید معاونیاندانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهدJournal Article20180713In this study elastic dampers are implemented to a plate edges to find the damper influence on reflected waves. Most of the published papers in the sound localization on plates were not considered the effect of reflected waves on the final localization. As an experimental example, the sound caused by ping pong ball impact on a Plexiglas plate is used. The effect of the elastic dampers on reflected waves are experimentally analyzed. For this purpose, a database is gathered using recorded signals by low sampling rate electret and pickup microphones. These sound’s signals were recorded for different dampers position on the plate edges. In the proposed method, first the data related to the propagated waves are detected and isolated from the whole signals which are sent by the microphone. Then the effect of elastic dampers on reflected waves are analyzed by a space feature extracted from the energy of recorded signals. Furthermore, in order to evaluate experiment results, statistical analysis are used. The results show reflected waves from edges are clearly influenced by all elastic dampers in different efficiency.در این پژوهش اثر دمپرهای الاستیک بر روی امواج بازتابی از مرزهای یک صفحه بررسی شده است. تقریباً در تمامی پژوهشهای منتشرشده در حوزه تشخیص موقعیت صدا در صفحات، از اثر بازتاب امواج از مرزها صرف نظر شده است. برای این منظور در بخش آزمایشگاهی تحقیق از صدای اصابت توپ پینگپنگ به یک صفحه پلکسی، استفاده شده است. در این آزمایشها اثر دمپرهای الاستیک بر روی امواج بازتابی از مرزها بررسی شده است. در این راستا یک بانک دادهی صدا بهوسیلهی یک میکروفن خازنی و یک میکروفون ارتعاشی با نرخ داده برداری پایین ایجاد شده است. بانک دادهی فوق حاوی صدای ایجاد شده ناشی از اصابت توپ به صفحه معلق در حالت مختلف قرارگیری دمپرها میباشد. در روش پیشنهادی نخست دادههای مربوط به انتشار امواج در صفحه، جداسازی میگردد. سپس با استخراج یک فضای ویژگی مبتنی بر انرژی سیگنال نحوهی اثرگذاری دمپرها بر روی امواج بازتابی از مرزهای صفحه مورد اشاره، بحث میشود. در ادامه بهمنظور بررسی صحت آزمایشهای انجام شده، از روشهای تحلیل آماری استفاده شده است. نتایج حاصل شده حاکی از تأثیرپذیری مستقیم سیگنال ذخیره شده از لایههای الاستیک در تمامی جهات با شدتهای غیر یکسان میباشد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Experimental determination of the effect of titanium nanoalloy on mechanical properties of girth welding on Iranian natural gas transmission pipelinesتعیین تجربی اثر نانوذرات تیتانیم بر خواص مکانیکی جوش سر به سر خطوط انتقال گاز طبیعی ایران213219132510.22044/jsfm.2018.6887.2593FAمجید سبک روحاستادیار، دانشکده مهندسی، مرکز آموزش عالی محلات، محلاتبهروز خوش سیماکارشناسی ارشد، دانشگاه مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی اراکJournal Article20180310Titanium is one of the most important microalloy elements of high strength low-alloy steels used in gas transmission industry. In this paper, titanium nano -oxide and titanium nano- carbide were added to two separate samples in the binding point. Then the Shielded metal arc welding (SMAW) was performed on high-strength low alloy (HSLA) steel with high grade of X-65 according to the special welding method of the National Iranian Gas Company. The results show that the percentage of titanium in both nano-alloy samples has been increased compared to the microalloy. The percentage of titanium in the sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than that of titanium oxide nanoparticles. The charpy test results show that in the sample containing titanium oxide nanoparticles compared to the sample containing titanium carbide nanoparticles, has been increased by 70%. Also, the final strength (sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the sample containing titanium oxide nanoparticles) has been increased by 40%.تیتانیوم از مهمترین عناصر میکروآلیاژی فولادهای کمآلیاژ استحکام بالا و مورد استفاده در صنعت انتقال گاز است. در این مقاله، نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (بهصورت جداگانه) بر روی دو طرح اتصال مشابه اضافه شد. در ادامه عملیات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (بر اساس دستورالعمل ویژۀ جوشکاری شرکت ملی گاز ایران) بر روی نمونههای فولادی گرید ایکس 65 انجام شد. نتایج نشان میدهد، میزان درصد تیتانیوم در هردو نمونه نانوآلیاژی نسبت به میکروآلیاژی افزایش یافته است. همچنین، میزان درصد تیتانیوم در نمونۀ نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. افزایش میزان تیتانیوم و کاهش اندازۀ آن، باعث افزایش چشمگیر خواص مکانیکی میشود. نتایج آزمون شارپی نشان میدهد، در نمونۀ حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم نسبت به نمونۀ حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم، به میزان 70 درصد افزایش پیدا کرده است. همچنین، استحکام نهایی (نمونۀ حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونۀ حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نمونۀ میکروآلیاژی)40 درصد افزایش یافته است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Structural damage localization in beam-like structures using Multi-channel Empirical Mode Decomposition of random responseتعیین موقعیت آسیب در سازههای تیرشکل به کمک تجزیه مودهای ذاتی چند متغیره پاسخ ارتعاشات تصادفی221231133410.22044/jsfm.2018.6960.2606FAمهدی صالحیاستادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایرانمنصور اعظمیدانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایرانJournal Article20180415A lot of researchers have focused on vibration-based structural damage detection in last few decades. Most of proposed methods are based on modal parameters. Due to difficulties in performing modal tests, response- based methods have got much more attention. In this paper, a new technique for processing random vibrational response with the aim of structural damage localization is introduced. The technique is based on Multi-channel Empirical Mode Decomposition of random response of the structure. The main advantage of Multi-channel Empirical Mode Decomposition over traditional Empirical Mode Decomposition is its ability to extract consistent Intrinsic Mode Functions in the case of multi-channel measurements. Regarding the fact that a local stiffness reduction in a beam causes an abrupt change in the curvature of deformation, spatially distributed Intrinsic Mode Functions are employed for damage localization. The proposed method has been carried out on a finite element model of a damaged cantilever beam. To investigate the efficiency and robustness of the method, the effect of number of measurement points, damaged zone location as well as damage intensity have been studied in detail. The results in all cases are satisfactory.عیب یابی بر اساس مشخصات ارتعاشی سازه در چند دهه اخیر توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. روشهای عیب یابی زیادی بر مبنای پارامترهای مودال سازه ارائه شده است اما با توجه به پرهزینه بودن اجرای تستهای مودال، استفاده مستقیم از پاسخهای ارتعاشی بیشتر مورد توجه بوده است. در این مطالعه، یک تکنیک جدید برای پردازش پاسخهای ارتعاشی تصادفی با هدف تعیین موقعیت عیب در سازههای تیرشکل تحت اثر نیروی تصادفی ارائه شده است. این تکنیک بر اساس تجزیه چند متغیره مودهای ذاتی سیگنالهای پاسخ ارتعاشی تصادفی سازه میباشد. مزیت استفاده از تبدیل چند متغیره مودهای ذاتی نسبت به تجزیه مودهای ذاتی این است که میتوان به صورت همزمان و هماهنگ، پاسخهای ارتعاشی تصادفی تمام نقاط سازه را لحاظ کرده و توابع مودهای ذاتی متناظر را به دست آورد. با در نظر گرفتن این نکته که کاهش سختی موضعی ناشی از عیب متناظر با افزایش ناگهانی انحنای تغییر شکل سازه خواهد بود، از توزیع مکانی مودهای ذاتی برای تعیین محل عیب استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی یک تیر معیوب گسسته سازی شده پیاده سازی شده است. به منظور اثبات کارایی روش پیشنهاد شده اثر تعداد المان، محل عیب و همچنین شدت عیب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله در مورد تمام حالات شبیه سازی رضایت بخش بوده است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Analysis of Natural Frequency of Reinforced Multi-Layered Isotropic Cylindrical Shell with Three Rings under External Pressures Based on FSDTتحلیل فرکانس های طبیعی یک پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشارهای خارجی بر اساس تئوری مرتبه اول برشی233246132310.22044/jsfm.2018.6523.2529FAمحمد رضا عیسوند زیبائیاستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد اندیمشک، دانشگاه آزاد اسلامی، اندیمشک، ایران0000-0003-3289-198XJournal Article20171217This paper presents the study on natural frequency of reinforced multi-layered isotropic cylindrical shells with three rings under external pressures. The multi-layered cylindrical shell is formed by three layers of isotropic where the inner and outer layers are stainless steel and the middle layer is aluminum. The reinforced multi-layered shell equations with three rings and external pressures are established based on first order shear deformation theory (FSDT). The governing equations of motion were employed, using energy functional and by applying the Ritz method. The boundary conditions represented by end conditions of the multi-layered cylindrical shell are simply supported-simply supported (SS-SS), clamped-clamped (C-C) and free-free (F-F). This research was solved with computer programming using MAPLE package. The influence of external pressure, rings position and different boundary conditions on natural frequencies characteristics is studied. The results shows that reinforced rings and external pressures have effect on the natural frequency of multi-layered isotropic cylindrical shell and cause the natural frequency to increase. The results presented can be used as an important benchmark for researchers to validate their analytical methods.در این مقاله به بررسی فرکانس های طبیعی یک پوسته استوانهای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشار خارجی پرداخته شده است. پیکربندی پوسته استوانه ای تقویتی تشکیل شده است از سه لایه ایزوتروپیک که لایه های داخلی و خارجی از فولاد ضد زنگ و لایه میانی متشکل از ماده آلومینیوم می باشد. معادلات پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی بدست آمده است. سپس، معادلات حاکم بر حرکت به روش انرژی و بکار بردن تکنیک ریتز استخراج شده اند. تحلیل روی خصوصیات فرکانسهای طبیعی با شرایط مرزی مختلف به وسیله تابع تیر محوری صورت پذیرفت. شرایط مرزی در لبه های دو انتهای پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه به صورت ساده- ساده، گیردار- گیردار و آزاد- آزاد در نظر گرفته شده است. تاثیر فشارهای خارجی، موقعیت رینگ های تقویتی و شرایط مرزی مختلف روی فرکانسهای طبیعی بررسی شده است. نتایج نشان داد که رینگ های تقویتی و فشار خارجی روی پوسته استوانهای ایزوتروپیک چند لایه اثر می گذارند و منجر به افزایش فرکانسهای طبیعی می گردد. نتایج ارائه شده می تواند به عنوان یک معیار مهم برای محققان جهت اعتبار سنجی روشهای تحلیلی استفاده شوند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Numerical analysis of a new specimen for conducting fracture experiments under mixed mode I/III loadingتحلیل عددی نمونه جدید آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش های شکست تحت بارگذاری مود مرکب I/III247259134710.22044/jsfm.2018.7049.2626FAسجاد پیرمحمداستادیار، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیلاحد کیانیکارشناس ارشد، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیلJournal Article20180506Geometry of the specimen has been known to be one of the main challenges of determining the fracture strength of the materials. In this paper, a new specimen called "semi-disc bend specimen containing a 3D crack" has been proposed in order to study mixed mode I/III fracture behavior of the materials. This SCB specimen contains a tilted crack and is loaded by three-point bend fixture. Extensive three dimensional finite element analyses were carried out for different geometrical and loading parameters to obtain the stress intensity factors at the crack tip. The results showed that this specimen was capable of creating the mixed mode I/III loading such that the mode III component increases as the crack angle enhances. In the next step, in order to consider practicability of the proposed specimen, several specimens made of asphalt concrete were produced, and were then tested under different mixed mode I/III loading. The results showed that the suggested specimen can correctly simulate the mixed mode I/III loading. In addition, based on the experiments, fracture resistance of the asphalt concrete reduces as the mode III component increases. On the other hand, twisted fracture trajectory was observed from considering fracture surface of the specimens.هندسه قطعه آزمایشگاهی به منظور انجام آزمایشهای شکست یکی از چالشهای مهم در تعیین استحکام شکست مواد میباشد. در این پژوهش، یک نمونه جدید آزمایشگاهی موسوم به "نیمدیسک خمشی حاوی ترک سهبعدی" جهت بررسی رفتار شکست مواد مهندسی تحت بارگذاری مرکب کششی-برشی خارج صفحهای (I/III) پیشنهاد شده است. این نمونه نیمدیسک شکل، حاوی ترک مورب بوده و بصورت خمش سه نقطهای بارگذاری میشود. به منظور محاسبه ضرایب شدت تنش در نوک ترک نمونه پیشنهادی با پارامترهای هندسی و بارگذاری مختلف، تحلیلهای گسترده اجزای محدود در نرمافزار آباکوس بصورت سهبعدی انجام گرفته است. نتایج تحلیلها نشان داد که این نمونه قادر به ایجاد مود مرکب I/III بوده، بطوری که با افزایش زاویه ترک، سهم مود III افزایش مییابد. در مرحله بعد به منظور بررسی قابلیت عملیاتی بودن نمونه پیشنهادی، چند نمونه از جنس بتن آسفالتی ساخته و تحت مودهای مختلف مرکب I/III مورد آزمایش تجربی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه پیشنهادی به درستی میتواند مود بارگذاری I/III را شبیهسازی کند. همچنین نتایج شکست نشان داد که با افزایش مود III، استحکام شکست بتن آسفالتی کاهش مییابد. از طرف دیگر، بررسی سطح شکست نمونهها نشان داد که در حالت بارگذاری مود III، مسیر رشد ترک بصورت پیچشی بوده است.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Numerical study of the effects of aluminum particle additives in adsorbent bed on the performance of adsorption refrigeration systemsبررسی عددی اثر افزودن ذرات آلومینیومی به بستر جاذب بر عملکرد سیستمهای تبرید جذب سطحی261275134610.22044/jsfm.2018.7277.2673FAمیثم خطیبیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانمیلاد محمدزاده کوثریکارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانحمید نیازمنداستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانJournal Article20180717In this study, the effects of aluminum particle additives in porous beds on the adsorption chillers performance have been investigated. For this purpose, an adsorbent bed with rectangular finned flat-tube heat exchanger by employing a three-dimensional control volume scheme is simulated. Furthermore, silica gel SWS-1L-water has been used as a working pair. The effects of aluminum particle additives on the system performance is investigated in the presence and absence of the fins. The results showed that the use of aluminum particles increases the thermal conductivity coefficient of the bed and, consequently, leads to reduction and increment of the cycle time and the specific cooling power, respectively, while it decreases the coefficient of performance. Moreover, the results indicated that employing the aluminum particles in the presence of fins has led to a greater increase in the specific cooling power which this effect is more pronounced in larger bed dimensions, while the coefficient of performance reduction is lower in the absence of fins.در این پژوهش، به بررسی تأثیر افزودن ذرات آلومینیومی به بستر ذرات جاذب متخلخل بر عملکرد چیلرهای جذب سطحی پرداخته شده است. برای این منظور، یک بستر جاذب با مبدل گرمایی صفحه-تخت و فینهای مستطیلی بهصورت سهبعدی و به روش حجم محدود شبیهسازی شده است. همچنین از سیلیکاژل SWS-1L-آب به عنوان جفت کاری استفاده شده است. به منظور بررسی اثر افزودن ذرات آلومینیومی بر عملکرد سیستم، بستر جاذب در دو حالت در حضور فینهای مستطیلی و عدم حضور فینها مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان داد، استفاده از ذرات آلومینیومی موجب افزایش ضریب هدایت گرمایی بستر و درنتیجه کاهش زمان چرخه شده و درنهایت سبب افزایش توان سرمایش مخصوص میشود. ولی در مقابل، ضریب عملکرد سیستم را کاهش میدهد. همچنین نتایج نشان داد که افزودن ذرات آلومینیومی در حضور فین موجب افزایش بیشتر توان سرمایش مخصوص شده که این افزایش با افزایش ابعاد بستر تشدید میگردد، هرچند کاهش ضریب عملکرد سیستم در این حالت بیشتر از حالت بدون فین میباشد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Aerothermal Analysis of Rotation and Rotational Buoyancy Effect on Internal Cooling of Gas Turbine Blade- An Experimental studyآنالیز سیالاتی-حرارتی اثرات دوران و بویانسی دورانی در خنککاری داخلی پرههای توربینگاز، مطالعه آزمایشگاهی277288134810.22044/jsfm.2018.7234.2664FAسید مصطفی حسینعلی پوراستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانحمیدرضا شهبازیاندانشجوی دکتری ، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانمجتبی قبادیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانمحمدصادق نوروزیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20180703Turbine blade cooling system is directly related to increasing the efficiency and power output and also growing the life time. By increasing the turbine inlet temperature, the efficiency and power output can be increased. Since the turbine blades are rotating at high rotational speeds, the blade cooling is also influenced by the rotation state. The Coriolis and centrifugal buoyancy forces are two important forces that will be created by the rotation. Therefore, in current study, the effects of Coriolis and centrifugal buoyancy forces on local and overall heat transfer coefficients in leading and trailing edges will be investigated. The experimental study will consider 5,000خنککاری پرههای توربین ارتباط مستقیم با افزایش بازدهی و توان و همچنین افزایش عمر پره دارد. با افزایش دمای سیال ورودی به توربین میتوان بازدهی و توان تولیدی توربین را افزایش داد. از آنجا که پرههای توربین با سرعتهای دورانی بالایی در حال چرخش میباشند لذا خنککاری پره نیز تحت تاثیر دوران پره دستخوش تغییراتی قرار میگیرد. نیروهای کریولیسی و نیروهای بویانسی دورانی از جمله نیروهایی است که به واسطه چرخش پره ایجاد خواهد شد. لذا در این تحقیق اثرات دوران و بویانسی دورانی در ضریب انتقال حرارت موضعی و کلی در لبههای پیشرو و پسرو و افت فشار سیال خنککننده به صورت آزمایشگاهی بررسی خواهد شد. نتایج برای اعداد بیبعد 5,000دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Sensitivity Analysis and optimization of the Inducer in a Rotary Gas Separator of Electrical Submersible Pump under single phase and two phase conditionsآنالیز حساسیت و بهینهسازی ایندیوسر در جداکننده گاز دوار پمپهای دورن چاهی الکتریکی تحت شرایط تکفاز و دوفاز289302135810.22044/jsfm.2018.6996.2609FAقاسم آبباریکیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهرانعلیرضا ریاسیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهرانJournal Article20180421The inducer is an axial Turbo-machinery installed at the inlet of Rotary Gas Separators of Electrical Submersible Pump to increase the head and overcome the pressure drop of the outlet pipes. In this study the inducer optimization in order to increase the head and the efficiency has been addressed using the computational fluid dynamics,. After the initial design, the inlet angle and outlet angle on the shroud, the position of the leading edge and trailing edge on the shroud as well as the blade thickness, selected as effective parameters. To reduce the computational cost a Surrogates model based on the Kriging model is used to predict the objective function. Flow analysis of the single and two phases are conducted by solving three-dimensional steady Navier–Stokes equations. Inhomogeneous two-phase flow is modeled in the ANSYS-CFX software using the Euler-Euler approach and considering interphase forces. From the genetic algorithm, the values of the parameters in the optimal points are calculated and the results are used for sensitivity analysis. Regarding the sensitivity analysis, the input angle and the blade thickness have the greatest impact on the head and also the outlet angle has the greatest impact on the inducer efficiency. Numerical simulation results show that the optimum geometry in single-phase and two-phase conditions provide more head.ایندیوسر یک توربوماشین محوری است که در ورودی جداکنندههای دوار پمپهای دورن چاهی الکتریکی به منظور افزایش هد و غلبه بر افت فشار لولههای خروجی نصب میشود. در این مطالعه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و روشهای بهینهسازی، به بهینهسازی ایندیوسر به منظور افزایش هد و بازدهی آن پرداخته شده است. بعد از طراحی اولیه، زاویه ورودی و خروجی روی شرود، موقعیت پره در لبه ورودی و خروجی شرود و همچنین ضخامت پره به عنوان پارامترهای تاثیر گذار انتخاب شدهاند. برای کاهش محاسبات از مدل جانشینی بر پایه مدل کریجینگ به منظور پیشبینی تابع هدف استفاده شده است. معادلات سه بعدی ناویر استوکس پایا برای آنالیز جریان تکفاز و دوفاز به کار گرفته شده است. جریان دوفاز غیرهمگن با استفاده از روش اویلری-اویلری و با در نظر گرفتن نیروهای بین فازی در نرم افزار انسیس-سیافایکس مدلسازی شده است. از الگوریتم ژنتیک مقادیر پارامترها در نقاط بهینه محاسبه و نتایج برای آنالیز حساسیت استفاده شده است. با توجه به آنالیز حساسیت، پارامترهای زاویه ورودی و ضخامت پره بیشترین تاثیر را روی هد و زاویه خروجی بیشترین تاثیر را روی بازدهی ایندیوسر دارند. نتایج نشان میدهد که هندسه بهینه در شرایط تکفاز و دوفاز هد بیشتری را تامین میکند.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923Enhancing the performance of checkerboard Thomas method by using shared memory for solving the heat transfer problems on GPUارتقاء عملکرد روش توماس شطرنجی با بهرهگیری از حافظه اشتراکی برای حل مسائل انتقال حرارت روی پردازنده گرافیکی303314132410.22044/jsfm.2018.5553.2361FAسیدعلیرضا ذوالفقاریدانشیار، گروه مهندسی مکانیک و مدیر گروه پژوهشی انرژی در ساختمان و آسایش حرارتی، دانشگاه بیرجند، بیرجند0000-0001-9917-3400علی فوادالدینیدانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندJournal Article20170329General Purpose Graphics Processing Unite (GPGPU) allows the user to utilize GPU for general computing purposes. Using these processors can cause a significant speedup in numerical calculation for solving CFD problems. Several studies have been performed to investigate the advantages of using the GPGPU in numerical calculations including solving tridiagonal set of equations. In 2016, Checkerboard method introduced for solving tridiagonal set of equations in ADI solvers. In this method each set of equations is divided in to several smaller independent set of equations. Then each one of them will be solved by Thomas algorithm in checkerboard style. In addition to the participation of many threads, in this method it is possible to store the information of each set of equation in shared memory. In the present research, according to consideration around using shared memory, a strategy for using this memory in checkerboard Thomas method has been offered. Results shows that utilizing shared memory has been caused to computing speedup between 1.2x to 1.6x, compared with utilizing global memory. Also, it was found that bank conflict causes to decrease the speed from 10.9% to 18.8% in checkerboard Thomas method.پردازنده گرافیکی همه منظوره کاربر را قادر میسازد تا از پردازنده گرافیکی برای مقاصد محاسباتی عمومی بهره بگیرد. استفاده از این نوع پردازندهها موجب افزایش سرعت محاسبات در حل مسائل دینامیک سیالات محاسباتی میشود. تحقیقات متعددی جهت بررسی مزیت استفاده از پردازنده گرافیکی در محاسبات از جمله بکارگیری آن برای حل دستگاه معادلات سهقطری صورت گرفته است. در سال 2016 روش توماس شطرنجی برای حل دستگاه معادلات سهقطری در حلگر ADI ارائه شد. در این روش هر دستگاه معادلات به چندین دستگاه معادلات مستقل و با ابعاد کوچکتر تقسیم میشود. سپس هر یک از این دستگاهها به وسیله الگوریتم توماس به صورت شطرنجی حل میشوند. همچنین، در این روش علاوه بر مشارکت تعداد زیادی نخ محاسباتی در حل امکان ذخیره اطلاعات مربوط به هر دستگاه معادلات در حافظه اشتراکی میسر میگردد. در تحقیق حاضر با توجه ملاحظات مرتبط با استفاده از حافظه اشتراکی، راهبردی جهت بکارگیری این حافظه در روش توماس شطرنجی ارائه شده است. نتایج نشان میدهد که بکارگیری حافظه اشتراکی موجب افزایش سرعتی بین 1.2 تا 1.6 برابر نسبت به وضعیت بکارگیری حافظه سراسری شده است. همچنین مشخص شد که تداخل دسترسی به حافظه اشتراکی موجب کاهش سرعتی بین 10.9 تا 18.8 درصد در روش توماس شطرنجی میشود.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923A Characteristic-Based Finite-Volume Solution of Incompressible Flows with Heat Transferحل حجم محدود بر اساس مشخصه ها برای جریان های تراکم ناپذیر با انتقال گرما315326131910.22044/jsfm.2018.6664.2553FAوحید فرهنگ مهراستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بناب، بناب، ایرانسید اسماعیل رضویاستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20180121In this study, a characteristic-based finite-volume solution has been developed to obtain accurate results, improve the convergence rate, and provide the stability for the numerical solution of incompressible, steady, laminar, and two-dimensional flows with heat transfer. The artificial compressibility in order to couple the continuity and momentum equations and the fifth-order Runge-Kutta algorithm in order to marching the solution in time have been used. The convective terms have been calculated by a scheme based on the virtual characteristics and the viscous and thermal conduction terms have been calculated by a second-order scheme. In order to assess the capability of aforementioned developed finite-volume solution, the laminar, incompressible, steady, and two-dimensional cross flow of air on a NACA0012 airfoil without heat transfer and on a long horizontal circular cylinder with the forced convective heat transfer have been numerically simulated. The results obtained in these simulations have been compared with the data available in the literature. This comparison showed a good agreement between them.در تحقیق حاضر، یک حل حجم محدود بر پایه مشخصه ها برای حصول جواب های دقیق، بهبود سرعت همگرایی و فراهم نمودن پایداری برای حل عددی جریان های تراکم ناپذیر، آرام، پایا و دوبعدی با انتقال گرمای جابجایی اجباری توسعه داده شده است. از تراکم پذیری مصنوعی برای کوپل کردن معادلات پیوستگی و ممنتوم و از الگوریتم رانگ-کوتای مرتبه پنج برای پیمایش زمانی حل استفاده شده است. یک طرح بر اساس مشخصه های مجازی برای محاسبه جملات جابجایی و یک طرح مرتبه دوم برای محاسبه جملات لزج و رسانش گرمایی به کار گرفته شده اند. به منظور سنجش کارامدی این حل حجم محدود توسعه داده شده، جریان صلیبی تراکم ناپذیر، آرام، پایا و دوبعدی هوای گذرنده از روی ایرفویل ناکا0012بدون انتقال گرما و از روی استوانه دایروی افقی بلند با انتقال گرمای جابجایی اجباری شبیه سازی عددی شده اند. نتایج حاصل در این شبیه سازی ها با اطلاعات موجود در ادبیات فن مقایسه شده اند که نشانگر توافق خوب بین آنها می باشد.دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758320180923A numerical study of the effects of effective parameters on porous medium burner by creating a groove in the porosity matrix with the aim of reducing NOx emissionsمطالعه عددی پارامتر های اثر گذار در مشعل محیط متخلخل با ایجاد یک شیار در محور ماتریس تخلخل327340134910.22044/jsfm.2018.7043.2622FAعلی شریعتیکارشناسی ارشد تبدیل انرژی، مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری، مشهد، ایرانناصر ثقه الاسلامیدانشیار، مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانJournal Article20180507In this paper, an attempt has been made in order to investigate the key parameters that have an effect on the porous media burners. The aim of this work was to reduce the pollutants emitted from the burner and to enhance the efficiency of the combustion chamber. Improvement of different combustion chamber components in burners includes the enhancement of combustion chamber efficiency and the reduction of shape factor which cutbacks the production of pollutants and enhances fuel consumption and is an important criteria both in economical and environmental aspects. To obtain these objectives, a comparison has been made between the numerical work of the present study and experimental work conducted by other workers. The burner under this study consists of two parts, a preheater and combustion chamber where methane and air are premixed in the chamber. From the findings of these studies it was revealed that by employing semi- porous burner, the burner's performance could be improved. The results Show reduction of NOx Pollutant in the new geometry of porosity matrix comared with uniform Porosity matrix.در این پژوهش به شبیه سازی عددی یک مشعل با محیط متخلخل و با کاربرد خانگی و بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد این مشعلها پرداخته شده است. یک شیار با هندسه پیشنهادی جدید در ماتریس تخلخل ایجاد گردیده و همچنین ماتریس تخلخل به صورت سه مرحله تخلخل متفاوت بررسی گردیده است. راهکارها و پیشنهادهایی در زمینه کاهش آلایندههای محصولات احتراق و افزایش بازدهی مشعل ارائه گردیده است. هدف از انجام این پژوهش کاهش آلاینده NOx می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش که بصورت دو بعدی در نظر گرفته شده، با مدلسازی سایر محققان و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. احتراق بصورت احتراق پیش آمیخته متان-هوا میباشد. با اعمال تغییرات در ماتریس تخلخل در طول مشعل، نیمه متخلخل نیمه آزاد نمودن مشعل و تغییر قطر ناحیه آزاد و همچنین تغییر شکل در راستای طول مرز بین ناحیه آزاد و ناحیه متخلخل میتوان به نتیجه مطلوب یعنی افزایش بازده و کاهش آلایندهها دست یافت. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش آلاینده NOx درماتریس تخلخل جدید نسبت به تخلخل یکنواخت می باشد.