دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Modeling and Evaluation of the Critical Speed of Tank Cars in Operational Environments: The Simultaneous Effect of Track Geometry and Tank Fillingمدلسازی و ارزیابی سرعت بحرانی واگنهای مخزندار در محیطهای عملیاتی: تأثیر همزمان هندسه مسیر و میزان پرشدن مخزن9199386710.22044/jsfm.2026.16858.4013FAشکیبصادقیایران، تهران، رسالت، خیابان هنگام، خیابان دانشگاه، دانشگاه علم و صنعت ایران ، دانشکده مهندسی راه آهنمجیدشهرویدانشیار گروه ماشین ریلی، دانشکده مهندسی راهآهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20251010The railway transportation of hazardous materials is a significant safety concern due to the high risk of accidents. This study presents a comprehensive modeling and evaluation of the critical speed of railway tank cars by considering the interaction between two key parameters: track geometry (a range of curve radii from 250 meters upwards) and the liquid filling percentage of the tank (at three distinct levels). The system was simulated using the multi-body dynamic method in the UM software, and the dynamic behavior of the liquid inside the tank was modeled using the equivalent pendulum model. The results of the parametric analysis indicate that the critical speed of the railcar demonstrates a linear increasing trend with an increase in the curve radius, while it shows an inverse and non-linear relationship with the liquid filling percentage. Further analysis suggests that the combined effect of these two factors on railcar stability is considerable. In low-radius curves, the increased fluid mass leads to a significant decrease in critical speed. This phenomenon persists in large-radius curves as well, even with higher allowable speeds, making precise management essential. The findings of this research emphasize the necessity of revising safety standards and designing control protocols based on real-time track conditions and tank filling levels. The results indicate that the critical speed in a 250-meter curve with 95% filling is 30 m/s, while increasing the radius to 1000 meters and reducing filling to 20% raises it to 62 m/sحمل مواد خطرناک به واسطه ریسک بالقوه حوادث، همواره به عنوان یک معضل ایمنی در حمل و نقل ریلی حائز اهمیت مطرح شده است. در این تحقیق، مدلسازی و ارزیابی جامع سرعت بحرانی واگنهای مخزندار با در نظر گرفتن اندرکنش دو متغیر اصلی هندسه مسیر (طیفی از شعاعهای قوس از ۲۵۰ متر به بالا) و درصد پرشدگی مخزن (در سه حالت مختلف) مورد بررسی قرار گرفته است. شبیهسازی سیستم به روش دینامیک چند جسمی و با بهرهگیری از نرمافزار UM انجام شده است؛ بهعلاوه، برای مدلسازی دینامیک سیال درون مخزن از مدل پاندول معادل استفاده گردیده است. نتایج حاصل از تحلیلهای پارامتریک نشان میدهد که سرعت بحرانی واگن روند افزایشی خطی را با افزایش شعاع قوس تجربه میکند، در حالی که در مقابل، با افزایش درصد پرشدگی مخزن، رابطهای معکوس و غیرخطی را از خود بروز میدهد. تحلیلها حاکی از آن است که تأثیر متقابل این دو عامل بر پایداری واگن قابل ملاحظه است؛ به نحوی که در قوسهای با شعاع کم، افزایش جرم سیال باعث کاهش محسوس سرعت بحرانی میگردد. این پدیده در شعاعهای بزرگ نیز، با وجود سرعتهای مجاز بالاتر، پابرجا بوده و مدیریت دقیق را الزامی میسازد. یافتههای این پژوهش، بر ضرورت بازنگری در استانداردهای ایمنی و طراحی پروتکلهای کنترلی مبتنی بر شرایط لحظهای مسیر و میزان پرشدگی مخزن تأکید دارد. نتایج نشان میدهد که سرعت بحرانی در قوس ۲۵۰ متری و پرشدگی ۹۵% برابر ۳۰ m/s است، در حالیکه با افزایش شعاع به ۱۰۰۰ متر و کاهش پرشدگی به ۲۰%، به ۶۲ متر بر ثانیه میرسد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3867_bd32cfc90982350941c1fb619d2b0079.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Dynamic Modeling and Simulation of the Human Circulatory System Using the Bandgraph Methodمدل سازی دینامیکی و شبیهسازی سیستم گردش خون انسان با استفاده از روش باند گراف101112386810.22044/jsfm.2026.17178.4027FAمنصورطایفیدانشگاه یزدمحمد مهدیجلیلیعضو هیأت علمی/دانشگاه یزدJournal Article20251119The human circulatory system is a complex process that controls body temperature and transports oxygen and vital substances to various organs of the body. The circulatory system consists of several parts that, using feedback mechanisms, control the volume, flow, and blood pressure during various mental and physical activities in a person's body. In this article, a comprehensive model of the circulatory system will be presented using the bandgraph method, which includes a mechanical model of the heart, a model of the body's vascular system, and a model of the pulmonary vascular system. Using the bandgraph method will provide a simple block model of the system, as well as a set of first-order differential equations for use in simulation. Using this method provides a deep understanding of the dynamics of the system during the process and the interaction between the various components of the circulatory system. After obtaining the bandgraph model, the circulatory system was simulated in the 20-Sim software. Using the simulation results, changes in pressure and volume of the right and left ventricles, and pressure of the aorta and pulmonary artery over time were examined.سیستم گردش خون انسان فرآیندی پیچیده است که کنترلکنندهی دمای بدن و انتقال دهندهی اکسیژن و مواد حیاتی به اندامهای مختلف بدن میباشد. سیستم گردش خون از چندین بخش تشکیل یافته که با استفاده از مکانیسمهای پسخورد، کنترل حجم، جریان و فشار خون در حین فعالیتهای مختلف روانی و فیزیکی در بدن یک شخص را انجام میدهند. یک مدل ریاضی از سیستم گردش خون تصویر روشنی از رفتار این سیستم در حین فعالیتهای مختلف ارائه میدهد. در این مقاله با استفاده از روش باندگراف مدل جامعی از سیستم گردش خون ارائه خواهد شد که دربرگیرنده مدل مکانیکی قلب، مدل سیستم عروقی بدنی و مدل سیستم عروقی ریوی میباشد. استفاده از روش باندگراف موجب خواهد شد ضمن ارائهی مدل بلوکی ساده از سیستم، مجموعهای از معادلات دیفرانسیل مرتبهی اول جهت استفاده در شبیه سازی استحصال گردد. استفاده از این روش درکی عمیق از دینامیک سیستم در حین انجام فرایند و بر هم کنش بین اجزای مختلف سیستم گردش خون ایجاد مینماید. پس از استحصال مدل باندگراف، شبیهسازی سیستم گردش خون در نرمافزار 20-Sim انجام شده است. بااستفاده از نتایج شبیهسازی، تغییرات فشار و حجم بطن راست و چپ و فشار شریان آئورت و شریان ریوی در طول زمان بررسی شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3868_1e0a056656c569f03e7beaba178a15be.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Experimental study of the effect of Fe2O3 ferrite particles on the electrical and mechanical properties of polymer-based composite radar absorber in the x-bandمطالعه تجربی اثر ذرات پودر Fe2O3 بر خواص الکتریکی و مکانیکی کامپوزیت پایه پلیمری جاذب رادار در باند x113127387110.22044/jsfm.2026.17219.4032FAمحمدحیدری قاسم آبادیمرکز تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهرانرضاسرخوشاستادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایرانهادیصبوریدانشیار، گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهرانمحمدکاظمی نصرآبادیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهرانJournal Article20251129In today's world, the unprecedented increase in the need to use electromagnetic waves in complex industrial networks and modern communications, on the one hand, and the development of advanced military and civilian radar systems, on the other hand, has highlighted the necessity of obtaining an absorbent material with wide electromagnetic performance for use in aerospace structures along with high mechanical strength. In this paper, the effect of Fe₂O₃ powder filler on the mechanical and electrical properties of epoxy polymer/Fe₂O₃ powder composites has been investigated. In order to achieve optimal properties, samples with different weight percentages were fabricated. Subsequently, tensile and three-point bending tests were performed to determine the mechanical properties of the produced composites, and dielectric constant tests were conducted to determine the electrical properties. Finally, the mechanical and electrical properties of the samples with different weight percentages were compared with those of pure epoxy resin. The results showed that the maximum reflection losses measured for pure resin, 37.5 wt% Fe₂O₃ powder, and 75 wt% Fe₂O₃ powder were -1.9, -7, and -8.1 dB, respectively. The maximum tensile strength of pure resin, 37.5 wt% Fe₂O₃ powder, and 75 wt% Fe₂O₃ powder was 30, 26, and 23 MPa, respectively. The maximum flexural strength for pure resin, 37.5 wt% Fe₂O₃ powder, and 75 wt% Fe₂O₃ powder was 82.7, 71.9, and 68.5 MPa, respectively. The results indicate that adding Fe₂O₃ powder filler to the resin had a positive effect on its electrical properties but reduced its mechanical properties.در دنیای امروز، افزایش بیسابقه نیاز به استفاده از امواج الکترومغناطیسی در شبکههای پیچیده صنعتی و ارتباطات مدرن از یک سو و از سوی دیگر توسعه سامانههای راداری پیشرفته نظامی و غیرنظامی، ضرورت دستیابی به مادهای جاذب با عملکرد الکترومغناطیسی وسیع در ساخت سازههای هوافضایی همراه با استحکام مکانیکی بالا را برجسته کرده است. در این مقاله، به بررسی اثر پرکننده پودر Fe₂O₃ بر خواص مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت پلیمری اپوکسی/پودر Fe₂O₃ پرداخته شده است. به منظور دستیابی به خواص بهینه، نمونههایی با درصد وزنی مختلف ساخته شد. در ادامه، جهت تعیین خواص مکانیکی کامپوزیتهای تولید شده، آزمون کشش و آزمون خمش سهنقطهای و به منظور تعیین خواص الکتریکی، آزمون ثابت دیالکتریک انجام شد. در پایان، خواص مکانیکی و الکتریکی نمونهها با درصد وزنی مختلف با رزین اپوکسی خالص مقایسه گردید. نتایج نشان داد بیشینه تلفات بازتابش اندازهگیری شده برای رزین خالص، پودر Fe₂O₃ با درصد وزنی 37/5 و 75به ترتیب برابر با 1/9- ، 7- و 8/1- دسیبل به دست آمد. بیشینه استحکام کششی رزین خالص، پودر Fe₂O₃ با درصد وزنی 37/5 و 75 به ترتیب برابر با 30، 26و 23مگاپاسکال است. بیشینه استحکام خمشی برای رزین خالص، پودر Fe₂O₃ با درصد وزنی 37/5 و 75به ترتیب برابر با 82/7، 71/9 و 68/5 مگاپاسکال به دست آمد. نتایج حاکی از آن است که افزودن پرکننده پودر Fe₂O₃ به رزین، تأثیر مثبت بر خواص الکتریکی آن داشته اما باعث کاهش خواص مکانیکی آن شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3871_d5ad9aea2ca6d152d023d7758a15dfb8.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Experimental Study of the Dissimilar Joining of Annealed 5052 and 7075 Aluminum Alloys by Friction Stir Weldingمطالعه تجربی اتصال غیر همجنس آلیاژهای آلومینیوم 5052 و 7075 آنیلشده به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی129142387210.22044/jsfm.2026.17434.4041FAحسینافشاریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، ایرانامیراشرفیاستادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، ایرانJournal Article20260228Friction stir welding, as a solid-state process, is a suitable option for joining aluminum alloys. In this study, the dissimilar joining of annealed 5052 and 7075 aluminum alloys using the friction stir welding process was investigated, and the effects of process parameters, including tool rotational speed and traverse speed, on the mechanical properties and process temperature were examined. The experiments were carried out at rotational speeds of 400, 800, and 1200 rpm and traverse speeds of 10, 30, and 50 mm/min. Macroscopic examinations showed that appropriate selection of parameters leads to the formation of defect-free joints, free from flaws such as tunnels and voids. Furthermore, the maximum tensile force of the joints was 12.6 kN, obtained at a rotational speed of 600 rpm and a traverse speed of 20 mm/min. The highest process temperature, 251.25 °C, was recorded at a rotational speed of 1200 rpm and a traverse speed of 30 mm/min. In addition, the maximum Vickers hardness across the weld cross-section was 92.37 HV, observed at a rotational speed of 1000 rpm and a traverse speed of 20 mm/min.جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بهعنوان یک فرایند حالت جامد، گزینهای مناسب برای اتصال آلیاژهای آلومینیوم به یکدیگر میباشد. در این پژوهش، اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیوم 5052 و 7075 آنیلشده به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر پارامترهای فرایند شامل سرعت دورانی ابزار و سرعت پیشروی بر خواص مکانیکی و دمای فرایند بررسی شد. آزمایشها در سطوح مختلف سرعت دورانی 400، 800 و 1200 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 10، 30 و 50 میلیمتر بر دقیقه انجام شد. بررسیهای ماکروسکوپی نشان داد که انتخاب مناسب پارامترها منجر به تشکیل اتصالاتی عاری از عیوبی نظیر تونل و حفره میشود. همچنین بیشترین نیروی کششی اتصالات برابر با 6/12 کیلو نیوتن بوده که در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 20 میلیمتر بر دقیقه بهدست آمد. بیشترین دمای فرایند، برابر با 25/251 درجه سانتیگراد و در سرعت دورانی 1200 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 30 میلیمتر بر دقیقه ثبت شد. همچنین، بیشینه سختی ویکرز مقطع جوش برابر با 37/92 سختی ویکرز در سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 20 میلیمتر بر دقیقه مشاهده گردید.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3872_afd4079a26e9bda96526e7a1c1feedc1.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622An Experimental Study on Lamb Wave Leakage from a Plate into Adjacent Fluids Using Low-Cost Sensorsبررسی تجربی نشت امواج لمب از یک صفحه به مایعات مجاور با استفاده از حسگرهای ارزان قیمت143156387310.22044/jsfm.2026.17220.4030FAسیدامیرحسینی سبزواریمجتمع آموزش عالی گنابادJournal Article20251126Thin plates are widely used in industrial structures and mechanical components, where Lamb waves are generated either by external mechanical excitations or internal defects such as cracking. When a plate is in contact with a surrounding fluid, part of the wave energy leaks into the adjacent medium, thereby altering the propagation characteristics within the plate. In this study, the leakage of Lamb waves from a metallic plate into a neighboring fluid is investigated experimentally. For this purpose, a simple laboratory setup was developed, and a database of low–sampling-rate acoustic emission (AE) signals was collected. The acquired data were analyzed in both the time and frequency domains to evaluate the influence of the fluid on the wave propagation behavior. The results indicate that although time-domain features are strongly affected by the leakage phenomenon, they do not provide sufficient discrimination capability at low sampling rates. Experimental findings show that immersing the plate in water leads to approximately 98% energy leakage into the fluid. These observations suggest that low-cost sensors can serve as an effective tool for monitoring and analyzing Lamb-wave propagation in thin plates under fluid-contact conditions.صفحات نازک بهصورت گسترده در سازهها و تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. انتشار امواج لمب در این صفحات تحتتأثیر عوامل بیرونی نظیر ضربههای مکانیکی و یا عوامل درونی مانند ایجاد ترک رخ میدهد. در صورت مجاورت صفحه با سیال، بخشی از انرژی موج به محیط پیرامونی منتقل شده و رفتار انتشار آن در صفحه تغییر مییابد. در این پژوهش، نشت امواج لمب از یک صفحه فلزی به سیال مجاور بهصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، یک سامانه آزمایشگاهی ساده طراحی و بانک دادهای از سیگنالهای آکوستیکی منتشرشده (AE) با نرخ نمونهبرداری پایین ایجاد گردید. تحلیل دادهها بهمنظور بررسی چگونگی تاثیر مایع مجاور صفحه در حوزه زمان و فرکانس انجام شد. نتایج نشان دادند که اگرچه شاخصهای حوزه زمان بیشترین تأثیر را از پدیده نشت امواج دریافت میکنند، اما در نرخهای پایین نمونهبرداری قابلیت تفکیک کافی را ندارند. مطابق نتایج آزمایشهای انجام شده غوطه ور شدن صفحه داخل آب موجب نشت 98% انرژی به سیال میشود. این نتایج نشان میدهد که استفاده از حسگرهای ارزانقیمت میتواند ابزاری کارآمد برای پایش و تحلیل انتشار امواج در صفحات نازک هنگام تماس با سیال باشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3873_cb17d3d4d210167099d3cc9d4a3fc560.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Numerical and Experimental Investigation of Temperature-Dependent Damping Ratio in an Aluminum Beamبررسی عددی و آزمایشگاهی ضریب میرایی وابسته به دما در تیر آلومینیومی157168387410.22044/jsfm.2026.17236.4031FAحسینصفایی فرگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قائناتامیرمحمدروشندانشگاه تحصیلات تکمیلی کرمانJournal Article20251128As one of the key parameters in the analysis and control of structural vibrations, damping plays a decisive role in the stability, fatigue life and dynamic performance of mechanical systems. In this research, the behavior of the damping coefficient of aluminum beams (T6-6160) under temperature changes in the range of 60 to 100 ◦C has been investigated experimentally and analytically. The experiments were performed on cantilever aluminum beams with different lengths (15, 16.5, 18, 19.5 and 21 cm). To create uniform thermal conditions, an industrial hair dryer and an insulating environment were used, and free vibration data were extracted from recorded videos with Tracker software. Then, using the logarithmic decrement method, the experimental damping coefficient was determined and compared with the theoretical values where obtained from modeling in MATLAB software. The results showed that in shorter beams, an increase in temperature causes a significant decrease in the damping coefficient, while in longer beams, an increasing trend was observed. This paradoxical behavior is caused by a combination of thermoelastic effects, reduction of Young's modulus, local thermal gradient, and activation of microscopic slip mechanisms at high temperatures. In general, the results show that the damping coefficient of aluminum beams has a non-linear and temperature-dependent behavior. So the thermal effects should be considered in dynamic analysis in the design of vibration-sensitive structures such as bridges, airplanes and mechanical components.میرایی بهعنوان یکی از پارامترهای کلیدی در تحلیل و کنترل ارتعاشات سازهها، نقش تعیینکنندهای در پایداری، عمر خستگی و عملکرد دینامیکی سیستمهای مکانیکی دارد. در این پژوهش، رفتار ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی (T6-6160) تحت تغییرات دمایی در بازهی 60 تا 100 درجه سانتیگراد به صورت تجربی و تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشها بر روی تیرهای یکسر گیردار آلومینیومی با طولهای متفاوت (۱۵، 5/16، ۱۸، 5/19 و ۲۱ سانتیمتر) انجام شدهاند. برای ایجاد شرایط حرارتی یکنواخت، از سشوار صنعتی و محیط عایق استفاده گردید و دادههای ارتعاش آزاد با نرمافزار Tracker از روی فیلمهای ثبتشده استخراج شدند. سپس با استفاده از روش کاهش لگاریتمی(Logarithmic Decrement)، ضریب میرایی آزمایشی تعیین و با مقادیر تئوری حاصل از مدلسازی در نرمافزار MATLAB مقایسه شد. نتایج نشان داد که در تیرهای کوتاهتر، افزایش دما موجب کاهش قابل توجه ضریب میرایی میشود، در حالی که در تیرهای بلندتر، روندی افزایشی مشاهده گردید. این رفتار متناقض ناشی از ترکیب اثرات ترموالاستیک، کاهش مدول یانگ، گرادیان حرارتی موضعی، و فعالشدن مکانیزمهای لغزش میکروسکوپی در دماهای بالا است. در مجموع، یافتهها نشان میدهد که ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی رفتاری غیرخطی و وابسته به دما دارد و در طراحی سازههای حساس به ارتعاش مانند پلها، هواپیماها و اجزای مکانیکی، باید اثرات حرارتی در تحلیل دینامیکی لحاظ شود.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3874_4854359ac8718f7e3405074f61949012.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Investigating the effect of confluence geometry on optimizing the low-cycle fatigue life of the exhaust manifoldبررسی اثر هندسه همریختگاه در بهینهسازی عمر خستگی کمچرخه منیفولد دود169181387510.22044/jsfm.2026.16979.4016FAحجتعاشوریگروه مکانیک، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران0000-0002-0983-4795Journal Article20251014Fatigue caused by thermomechanical loading plays a decisive role in causing damage and reducing the life of the exhaust manifold. The aim of this research was to evaluate the effect of geometric modification and optimization of the manifold confluence on its low-cycle fatigue (LCF) life. In this research, the LCF life analysis of the exhaust manifold was performed using the finite element method and ANSYS software to predict temperature and stress, and then the low-cycle fatigue life by using Smith-Watson-Topper theory and ANSYS NCode Design Life software. Mechanical properties of gray cast irons obtained by LCF tests at different temperatures. Numerical results showed that the maximum temperature in the original and modified exhaust manifold is 706.67 and 673.09°C, respectively, which can be seen in the area of the exhaust manifold confluence. Based on the results of thermo-mechanical analysis, the optimized exhaust manifold withstands about 24MPa less stress than the original exhaust manifold. The results of the low-cycle fatigue life analysis showed that optimizing the exhaust manifold will increase its fatigue life by about 5980 cycles or 50%. To verify the accuracy of the results of the thermo-mechanical analysis and LCF life, the simulated results were compared with the real sample of the damaged exhaust manifold and it was shown that the critical region corresponds well to the rupture region in the real sample.خستگی ناشی از بارگذاری ترمومکانیکی نقش تعیین کنندهای در ایجاد آسیب و کاهش عمر منیفولد دود دارد. هدف این پژوهش ارزیابی اثر اصلاح هندسی و بهینهسازی همریختگاه منیفولد بر عمر خستگی کمچرخه آن است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی کمچرخه منیفولد دود با استفاده از روش اجزای محدود و نرمافزار انسیس به منظور پیشبینی دما و تنش و سپس عمر خستگی کمچرخه با استفاده از تئوری اسمیت-واتسون-تاپر و نرمافزار انسیس انکد دیزاین انجام شده است. خواص مکانیکی چدن خاکستری با استفاده از تستهای خستگی کمچرخه در دماهای مختلف بدست آمده است. نتایج عددی نشان داد که ماکزیمم دما در منیفولد دود اولیه و اصلاح شده به-ترتیب 706.67 و 673.09 درجه سانتیگراد است که در ناحیه همریختگاه منیفولد دود قابل مشاهده است. براساس نتایج تحلیل ترمومکانیکی، منیفولد دود بهینهسازی شده در مقایسه با منیفولد دود اولیه درحدود 24 مگاپاسکال تنش کمتری را تحمل میکند. نتایج تحلیل عمر خستگیکمچرخه نشان داد که بهینهسازی منیفولد دود باعث افزایش عمر خستگی آن در حدود 5980 سیکل یا 50 درصد خواهد شد. برای بررسی صحت نتایج تحلیل ترمومکانیکی و عمر خستگی کمچرخه، نتایج شبیهسازی شده با نمونه واقعی منیفولد دود آسیب دیده مقایسه گردید و نشان داده شد که ناحیه بحرانی مطابقت مناسبی با ناحیه گسیختگی در نمونه واقعی دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3875_f0558366afe5c8e253686b1aae4cdcd0.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516220260622Thermodynamic Modeling and Analysis of Key Parameters Affecting the Performance and Water Consumption of Direct Evaporative Coolers Using Design of Experiments and Full Factorial Design Approachمدلسازی ترمودینامیک و بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد و مصرف آب کولرهای تبخیری مستقیم با استفاده از طراحی آزمایشها و روش فاکتوریل کامل183210387710.22044/jsfm.2026.15985.3954FAنادررهبرمرکز تجقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایرانهادیکارگر شریف آبادگروه مهندسی مکانیک، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایراناحدعابدینی اسفهلانیگروه مهندسی مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایرانJournal Article20250326This study examines the performance of direct evaporative coolers through thermodynamic modeling and experimental design methods, focusing on key operational parameters affecting water consumption and cooling capacity. A developed thermodynamic model demonstrates high predictive accuracy, validated against experimental data with average errors of 1.9% for outlet air temperature and 7% for water consumption. Using a full factorial design of experiments (DOE), the research analyzes individual and interactive effects of critical factors, revealing that inlet air flow rate and saturation efficiency significantly influence water use. Specifically, increasing saturation efficiency from 40% to 90% leads to a 130% rise in water consumption, highlighting important efficiency trade-offs. The study proposes two simplified regression models for estimating cooling capacity and water requirements, which are applied to assess annual water consumption across nine major Iranian cities with diverse climatic conditions. For a standard 7,000 CFM cooler operating at 70% efficiency, results show annual water use varies substantially from 58 m³ in Tabriz to 194 m³ in Yazd, emphasizing the critical role of climate in system performance. These findings provide practical insights for engineers to optimize cooler design and selection, while supporting policymakers in developing water management strategies and sustainable urban planning. Additionally, the results offer valuable input for updating building codes, particularly Iran's National Building Code (Article 19), and contribute to the development of efficient cooling solutions in hot, arid regions, balancing performance with water conservation needs.در این مقاله، عملکرد کولرهای تبخیری مستقیم با استفاده از مدلسازی ترمودینامیکی و روش طراحی آزمایشها بررسی و تحلیل شده است. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر پارامترهای مختلف بر مصرف آب و ظرفیت سرمایش کولرها است. مدل ترمودینامیکی ارائهشده با دادههای تجربی اعتبارسنجی شده و از دقت بالایی در پیشبینی دمای هوای خروجی (با خطای متوسط 1/9 درصد) و میزان آب مصرفی (با خطای متوسط ۷ درصد) برخوردار است. همچنین، با بهکارگیری روش طراحی آزمایش فاکتوریل کامل، اثرات مستقل و برهمکنش عوامل کلیدی ارزیابی شد. نتایج نشان میدهد که دبی هوای ورودی و راندمان اشباع بیشترین تأثیر را بر مصرف آب دارند؛ بهطوری که افزایش راندمان اشباع از ۴۰ درصد به ۹۰ درصد میتواند مصرف آب را تا ۱۳۰ درصد افزایش دهد. درنهایت، دو مدل رگرسیونی ساده برای تخمین ظرفیت سرمایش و مصرف آب کولرهای آبی پیشنهاد شده و بر این اساس، مصرف سالیانه آب این تجهیزات در ۹ شهر منتخب ایران محاسبه گردید. برآوردها نشان میدهد که مصرف آب سالانه برای یک کولر آبی متداول ۷۰۰۰ فوت مکعب بر دقیقه با راندمان ۷۰ درصد، از حدود ۵۸ مترمکعب در تبریز تا ۱۹۴ مترمکعب در یزد متغیر است که این امر اهمیت تأثیر شرایط اقلیمی را در بهرهبرداری از این تجهیزات آشکار میسازد. نتایج این پژوهش میتواند به مهندسان در طراحی و انتخاب کولرها کمک نموده و برای سیاستگذاری مدیریت مصرف آب، برنامهریزی شهری پایدار، تدوین مقررات انرژی و آب در مبحث نوزده مقررات ملی ساختمان و همچنین طراحی سیستمهای سرمایشی پایدار در شهرهای گرم و خشک کشور مفید باشند.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3877_e46859254fdaad6f089c3639fe1620f4.pdf