دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 09 23 A New Method for Extracting an Optimal Sliding Surface and Its Application to Control of a Quarter Car Active Suspension System کنترل لغزشی سیستم تعلیق فعال 1/4 خودرو با استفاده از روش جدید استخراج سطح لغزش بهینه 1 15 504 10.22044/jsfm.2015.504 FA سید علی ظهیری پور دانشجوی دکترا، دانشگاه علم و صنعت ایران علی اکبر جلالی دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 2014 03 11 In this paper, a new method for extracting sliding surface has been presented about a linear system with parametric uncertainties with known bound. In the proposed method, common signal of first order sliding mode control has been applied to the system and then the sliding surface is extracted as a virtual controller with the aim of minimizing a cost function. The main advantage of the proposed method is the possibility of setting the distance of the state trajectory from the sliding surface setting one of the design parameters. Thus, It is possible to near the ultimate goal of sliding mode control, i.e. staying the state trajectory on the sliding surface, without increasing the degree of sliding mode control, while the amount of used energy will be controlled, too. In order to show the efficiency of the method, a quarter car active suspension system has been chosen and the proposed method in the selection of position subsystem sliding surface is used. در این مقاله، روش جدیدی برای استخراج سطح لغزش در مورد یک سیستم خطی و دارای عدم قطعیت‌های پارامتری با کران مشخص، ارائه شده است. در روش پیشنهادی، سیگنال کنترل متداول مد لغزشی مرتبه اول، به سیستم اعمال شده و سپس سطح لغزش به عنوان یک کنترل‌کننده مجازی با هدف حداقل‌سازی یک تابع هزینه استخراج می‌شود. مزیت اصلی روش پیشنهادی، امکان تنظیم فاصله مسیر حالت از سطح لغزش با استفاده از تنظیم مناسب یکی از پارامترهای طراحی است. به این ترتیب، نزدیک شدن به هدف غایی کنترل مد لغزشی که همانا ماندگاری مسیر حالت روی سطح لغزش است، بدون بالا بردن درجه کنترل مد لغزشی میسر خواهد شد، ضمن آن‌که میزان انرژی مصرفی نیز تحت کنترل در خواهد آمد. به منظور نمایش کارایی روش پیشنهادی، سیستم تعلیق فعال 1/4 خودرو انتخاب شده و از این روش در انتخاب سطح لغزش مربوط به زیرسیستم کنترل موقعیت، استفاده شده است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_504_32a224d544a3d645336aca174a38000c.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 09 23 Adaptive Fuzzy Control of a Mobile Manipulator Robot کنترل فازی تطبیقی بازوی رباتیک سیار 17 27 413 10.22044/jsfm.2015.413 FA محمد مهدی فاتح استاد کنترل، دانشکده مهندسی برق و رباتیک، دانشگاه شاهرود، شاهرود مجید عابدین زاده شهری کارشناس ارشد رباتیک،دانشکده مهندسی برق، دانشگاه شاهرود، شاهرود Journal Article 2014 04 17 A mobile manipulator robot is known as a complex system due to some properties such as coupling between the manipulator and mobile chassis, holonomic and nonholonomic constraints, multivariable and nonlinear dynamics. The control of robot faces the external disturbance, parametric uncertainty and unmodeled dynamics. Therefore, the use of an adaptive fuzzy system is suggested for its capability in overcoming uncertainties and approximating of nonlinear functions based on the universal approximation theorem. However, the tracking error does not converge asymptotically to zero due to the approximation error of the fuzzy system. This paper presents a novel adaptive fuzzy control for a mobile manipulator robot. The novelty of paper is compensating the approximation error of fuzzy system for asymptotic convergence in tracking the desired trajectory in the presence of uncertainties. For this purpose, the closed loop system in the error space converges to a linear system with poles having negative real parts. The control design consists of two parts; the kinematic control and dynamic control in which the novelty is for the dynamic control. The dynamic modeling and motion control of the nonholonomic wheeled mobile manipulator robot is considered in this paper. Advantages of the proposed design are the simplicity and very good performance in tracking of the desired trajectory in the presence of uncertainties. The stability of control system and convergence to the desired trajectory are proven by the Lyapunov method. The simulation results show the superiority of the proposed control over a robust adaptive control. بازوی رباتیک سیار با ویژگیهای اثر متقابل بین بازو و بدنه متحرک ربات، قیدهای هولونومیک و غیرهولونومیک، دینامیک چند متغیره و غیرخطی، یک سیستم پیچیده است و کنترل آن با اغتشاش خارجی، عدم قطعیت پارامتری و دینامیک مدلنشده مواجه میشود. از این رو، بکارگیری سیستم کنترل فازی تطبیقی بخاطر توانمندی غلبه بر عدم قطعیت و تقریب توابع غیرخطی بر پایه قضیه تقریب عمومی برای کنترل موقعیت ربات پیشنهاد میشود. با این وجود، خطای تقریب سیستم فازی، موجب میشود که همگرایی مجانبی خطای ردگیری موقعیت به صفر محقق نشود.این مقاله، روش نوینی برای کنترل فازی تطبیقی بازوی رباتیک سیار ارائه می‌نماید. نوآوری مقاله در جبران خطای تقریب سیستم فازی برای همگرایی مجانبی در ردگیری مسیر مطلوب با حضور عدم قطعیتهاست. برای این منظور، سیستم حلقه بسته در فضای خطا، به سیستم خطی با قطب‌هایبا بخش منفیمیل می‌کند. طرح کنترل، از دو بخش کنترل سینماتیکی و کنترل دینامیکی تشکیل می‌شود. مزایای طرح پیشنهادی، سادگی در طراحی و عملکرد مناسب در ردگیری مسیر مطلوب درحضور عدم قطعیتهاست. پایداری سیستم کنترل و همگرایی به مسیر مطلوب، توسط روش لیاپانوف اثبات میشود. نتایج شبیه‌سازی،برتری طرح پیشنهادی را نسبت به روش کنترل تطبیقی مقاوم نشان میدهد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_413_a5588846a881fcc4c4f256efa9f59511.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 09 23 Solution of Nonlinear Incompressible Hyperelastic Problems by Isogeometric Analysis Method حل مسائل غیرخطی الاستیک تراکم‌ناپذیر با استفاده از روش تحلیل ایزوژئومتریک 29 41 429 10.22044/jsfm.2015.429 FA بهروز حسنی استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد سید مهدی توکلی استادیار،دانشکده عمران،دانشگاه صنعتی شاهرود،شاهرود مهدی اردیانی دانش آموخته کارشناسی ارشد،دانشکده عمران،دانشگاه صنعتی شاهرود،شاهرود Journal Article 2015 01 19 This article is devoted to the derivation of formulation and isogeometric solution of nonlinear incompressible elastic problems, known as incompressible hyperelasticity. After problem definition, the governing equations are linearized for employing the Newton-Raphson iteration method. Then, the problem is discretized by using concepts of isogeometric analysis method and its solution algorithm is devised. To demonstrate the performance of the proposed approach, the obtained results are compared with finite elements. Due to large deformations in this kind of problems, the finite element method requires a relatively large number of elements, as well as the need for remeshings in some problems, that results in a large system of equations with a high computational cost. In the isogeometric analysis method, using B-Spline and NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) basis functions provides us with a good flexibility in modeling of geometry without any need for further remeshings. The examples studied in this article indicate that by using the isogeometric approach good quality results are obtained with a smaller system of equations and less computational cost. Also, influence of Gauss integration points for the incompressible materials are investigated. در این تحقیق به فرمول‌بندی و حل مسائل الاستیک غیر خطی تراکم‌ناپذیر، که به مسائل هایپرالاستیسیته تراکم ناپذیر نیز معروفند، با روش تحلیل ایزوژئومتریک پرداخته شده است. بدین منظور پس از تعریف اجمالی این دسته از مسائل هایپرالاستیسیته با در نظر گرفتن روابط حاکم بر مسئله که دارای ماهیت غیرخطی است، به خطی‌سازی معادلات جهت استفاده از الگوریتم عددی حل بر مبنای تکرار نیوتن- رافسون پرداخته می‌شود. سپس معادلات تعادل در حالت گسسته نوشته شده و ماتریس ضرایب در رهیافت روش ایزوژئومتریک استخراج می‌گردد. در ادامه با بهره‌گیری از مفاهیم عنوان شده، الگوریتمی برای مسائل غیرخطی الاستیک تراکم ناپذیر پیشنهاد گشته است. با توجه به تغییرشکل‌های بزرگ در مسائل غیرخطی الاستیک، در بکارگیری روش اجزای محدود، علاوه بر وابستگی جواب مسئله به اندازه شبکه المانها که باعث ایجاد دستگاه معادلات با حجم محاسباتی بالا می‌گردد، در برخی از مسائل مش بندی مجدد نیز اجتناب ناپذیر است. در روش ایزوژئومتریک با توجه به استفاده از توابع پایه اسپیلاین که قابلیت انعطاف پذیری بالائی در ایجاد هندسه مدل دارد، نیاز به فرآیند تولید مش مجدد تا حد زیادی رفع می‌شود. نتایج این تحقیق حاکی مزیت روش ایزوژتومتریک نسبت به اجزای محدود به دلیل ایجاد دستگاه معادلات کوچکتر و کاهش حجم محاسبات شده است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_429_f8c15014ac45534a11db1dade59c8ff7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 09 23 Experimental investigation of repeated low velocity impact on GLARE with various energy levels بررسی تجربی ضربه کم سرعت تکراری بر روی سازه گلار با سطوح انرژی مختلف 43 56 505 10.22044/jsfm.2015.505 FA سید محمدرضا خلیلی استاد، مرکز عالی تحقیقات مواد و سازه‌های پیشرفته و هوشمند دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر، تهران رحمت اله قاجار استاد، آزمایشگاه خواص مکانیکی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر، تهران مهدی یار محمدی توسکی دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر، تهران رنه آلدریستن دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه پلی تکنیک دلفت، دلفت Journal Article 2013 12 20 In this study, an experimental investigation of repeated low velocity impact is performed on GLARE using drop weight testing machine. After the first impact on the plate, the second impact energy decreases and stays constant until the last impact. Damage due to repeated impact is investigated using visual inspection and C-scan. Three categories namely, no damage, small damage and serious damage are happened as a result of the first impact on the plate. The number of impacts required for the penetration is increased with decrease of the second impact energy. The threshold limit energy is defined as the maximum impact energy in repeated impact after the first impact which causes no damage on the specimen. For the successive impact energy larger than the threshold limit energy, the number of impacts becomes important, while for the successive impacts energies smaller than threshold limit energy, the number of impact has inconsiderable effect on damage occurrence. در این تحقیق، بررسی تجربی ضربه کم سرعت تکراری بر روی سازه گلار از مواد کامپوزیت الیاف - فلز با استفاده از دستگاه وزنه افتان انجام می‌گیرد. پس از اصابت ضربه اول بر روی صفحه، مقدار انرژی ضربه دوم کاهش ولی در تمام ضربات بعدی این مقدار ثابت می‌ماند. آسیب ناشی از ضربات تکراری با استفاده از بازبینی معمولی و اسکن-C مورد بررسی قرار می‌گیرد. با اعمال ضربه اول بر روی صفحه سه حالت بدون آسیب، آسیب مختصر و آسیب شدید رخ می‌دهد. تعداد ضربه تا وقوع پدیده سوراخ‌شدن با کاهش انرژی ضربه دوم افزایش می‌یابد. حد آستانه انرژی ضربه به عنوان ماکزیمم انرژی در ضربات تکراری پس از ضربه اول تعریف می‌شود که سبب هیچ آسیبی در نمونه نگردد. برای انرژی ضربات پیرو بیشتر از حد آستانه انرژی ضربه اثر ضربات تکراری مهم می‌باشد و برای مقادیر کمتر از حد آستانه انرژی، ضربات پیرو نقش بارزی در ایجاد آسیب ندارند.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_505_34727724586d96e1e73b560751df7ce0.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Free and Force Vibration Analysis of Cracked Euler-Bernoulli Beam with Spectral Finite Element Method آنالیز ارتعاشات آزاد و واداشته‌ی تیر اویلر-برنولی ترک‌دار با بهره‌گیری از روش المان محدود طیفی 57 70 506 10.22044/jsfm.2015.506 FA وحید سروستان کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان حمیدرضا میردامادی دانشیار، دانشگاه صنعتی اصفهان مصطفی غیور استاد، دانشگاه صنعتی اصفهان Journal Article 2015 04 13 In this article, a spectral finite element (SFE) formulation and its solution are described for free and force vibrations of cracked Euler-Bernoulli beam. The formulation based on SFE algorithm includes deriving partial differential equations of motion, spectral displacement field, dynamic shape functions, and dynamic stiffness matrix. Frequency-domain dynamic shape functions are derived from an exact solution of governing wave equations. The cracked beam with an open crack is modeled as two segments connected by a massless rotational spring at the crack position and frequency-domain dynamic stiffness matrix for cracked Euler-Bernoulli beam is extracted. By considering free vibration of the cracked beam, its natural frequencies are derived for different boundary conditions. In the SFE model, It is possible to represent the whole length of beam only by two spectral elements, while it may not be possible to do that in finite element (FE) model, for reaching the same order of accuracy. The accuracy of results obtained from SFE formulation is compared with that of either FE method or analytical formulations. The SFE results display remarkable superiority with respect to those of FE, for reducing the number of elements as well as increasing numerical accuracy. در این مقاله، فرمول‌بندی روش المان محدود طیفی و حل آن برای آنالیز ارتعاشات آزاد و واداشته‌ی تیر اویلر-برنولی ترک‌دار بیان می‌گردد. فرمول بندی الگوریتم المان محدود طیفی، در بردارنده‌ی استخراج معادله‌های دیفرانسیل پاره‌ای حرکت، میدان جابه‌جایی طیفی، تابع‌های شکل دینامیکی و ماتریس سختی دینامیکی می‌باشد. تابع‌های شکل دینامیکی در حوزه‌ی فرکانس، از حل دقیق معادله‌های موج حاکم بر سیستم به‌دست می‌آیند. تیر ترک‌دار به دو بخش یا دو تیر جداگانه تقسیم می‌شود که با یک فنر پیچشی به هم متصل می‌گردند و بر این اساس، ماتریس سختی دینامیکی در حوزه‌ی فرکانس برای تیر اویلر-برنولی ترک‌دار به‌دست می‌آید. با در نظر گرفتن ارتعاش آزاد تیر، فرکانس‌های طبیعی تیر ترک‌دار برای شرط‌های مرزی گوناگون به‌دست می‌آیند. در روش المان محدود طیفی، امکان پذیر است که کل طول تیر با دو المان طیفی مدل‌سازی شود، در حالی‌که در روش المان محدود کلاسیک، برای دست‌یابی به دقت مناسب، این امکان میسر نیست. دقت پاسخ‌های به‌دست آمده از روش المان محدود طیفی، با دقت پاسخ‌های روش المان محدود کلاسیک یا حل‌های تحلیلی مقایسه می‌شوند. نتیجه‌های حاصل از روش المان محدود طیفی، نشانگر برتری این روش در کاهش تعداد المان‌ها و افزایش دقت، در مقایسه با روش المان محدود کلاسیک است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_506_640e28beabe1d6726630a9c9ec40132d.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Development of MAFVRO to Randomly Excited Vibration Systems to Derive the Natural Frequencies and Mode Shapes تعمیم روش MAFVRO به سیستم‌های ارتعاشی تحت تحریک اتفاقی جهت استخراج فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی 71 81 437 10.22044/jsfm.2015.437 FA موسی رضائی دانشیار، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز غلامرضا فتاحی کارشناس ارشد، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز Journal Article 2014 03 16 MAFVRO is one of the out-put only modal analysis methods which is able to determine the modal parameters of a vibration system through the free vibration responses. It is worth to note that most of the vibration systems are subjected to random excitations. Therefore, in such cases, the traditional MAFVRO cannot extract the modal parameters. In this study, the mentioned method is developed to randomly excited vibration systems. Then, the modified MAFVRO is applied to a randomly excited vibration system. The random excitation has been considered as a set of white noises which are applied to all masses of a discrete system. Then by employing the developed method, the estimated results have been compared with those obtained through the structural eigenvalue problem. Comparing the results reveals that the developed method can give the natural frequencies and mode shapes of a randomly excited system with a good accuracy, but it estimates the damping ratios lower than their exact values. In addition, the effect of the noise on the accuracy of the estimated modal parameters have been investigated. روش MAFVRO یکی از روش‌های آنالیز مودال مبتنی بر خروجی است که تنها با استفاده از پاسخ سیستم به تحریک شرایط اولیه، قادر است تا تمام مشخصه‌های مودال یک سیستم ارتعاشی را مشخص کند. از آنجایی که بیشتر سیستم‌های ارتعاشی تحت بارهای اتفاقی قرار می‌گیرند، بنابراین روش MAFVRO در چنین شرایطی قادر به استخراج مشخصه‌های مودال نمی‌باشد. در این پژوهش، روش مذکور به سیستم‌های ارتعاشی، تحت تحریک اتفاقی تعمیم داده شده است و با اعمال آن به یک سیستم ارتعاشی هشت درجه آزادی، نتایج حاصل از آن استخراج و با نتایج حاصل از حل دقیق مسأله مقدار ویژه سازه‌ای مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج، نشان می‌دهد که روش تعمیم یافته MAFVRO، فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی را با دقت قابل قبولی استخراج می‌کند؛ ولی نسبت های میرائی را کمتر از مقادیر واقعی برآورد می‌نماید؛ همچنین اثر نویز بر دقت مشخصه‌های مودال استخراج شده از روش MAFVRO نیز، مورد مطالعه قرار گرفته است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_437_3a35e00bfc3f25b51bf0f1aeebee7902.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Damage Diagnosis of the Beam-Like Structures Using Recued Model Updating and Iterative Method عیب‌یابی سازه‌های تیر مانند با استفاده از بروزرسانی مدل تقلیل یافته و روش تکرار 83 97 507 10.22044/jsfm.2015.507 FA میر محمد اتفاق استادیار، دانشکده فنی مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز حسین اکبری فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز Journal Article 2013 07 22 Nowadays, damage diagnosis of the engineering structures, applying vibration signal for early damage identifying during normal operation of the structure or after some disasters such as earthquake are very important from academic and technology viewpoints. Among different methods, proposed for damage diagnosis of the structures, the methods, based on FE model updating using modal analysis features are very important because of its practicability such that there are many researches in this field. Also because of node measurement limitations in real structures, model reduction is accompanied with damage detection methods. In addition for on-line applications of the mentioned methods for structural health monitoring with complex and intensive FE modeling, speed and accuracy increasing has attracted many researchers’ attentions. In this paper one of new model updating methods, which is lately proposed and proved to be accurate and fast, are applied for designing a damage diagnosis method. A beam, modeled with FE, has been considered with artificial damage on it is simulated in MATLAB for studying the proposed methods’ abilities and the noise effects on the method was studied exactly. Additionally, for studying the capability of the method in practice, the proposed method was applied on laboratory beam and the results were studied. امروزه عیب‌یابی سازه‌های مهندسی با استفاده از سیگنال‌های ارتعاشی به منظور تشخیص زود هنگام عیوب ایجاد شده در سازه هنگام کارکرد معمول یا بعد از حوادثی نظیر زلزله،از اهمیت ویژه‌ای در پژوهش‌های دانشگاهی و صنعتی برخوردار است. از میان روش‌های زیادی که برای عیب‌یابی سازه‌ها پیشنهاد گردیده است، روش‌های مبنتی بر بروز‌‌رسانی مدل المان محدود سازه با استفاده از داده‌های آنالیز مودال به علت کاربردی بودن این روش در عمل، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش، سرعت و دقت عیب‌یابی با استفاده از روش تکرار جدید بر پایه مدل بروزرسانی و مدل تقلیل‌یافته، افزایش داده می‌شود. همچنین به منظور بررسی قابلیت این روش در عیب‌یابی، ابتدا روش مذکور در MATLAB روی مدل المان محدود تیر معیوب شبیه‌سازی شده و اثرات نویز روی دقت روش به صورت مبسوط به کمک روش مونت-کارلو، مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ سپس نتایج روش عیب‌یابی پیشنهادی با نتایج متناظر با روش عیب‌یابی موجود در ادبیات فن مورد مقایسه قرار گرفته، نشان داده می‌شود که سرعت و دقت عیب‌یابی روش پیشنهادی به مراتب بیشتر است، همچنین به منظور بررسی قابلیت عیب‌یابی این روش به صورت عملی، روش مذکور را بر روی یک تیر آزمایشگاهی پیاده کرده، نتایج عیب‌یابی بررسی می‌شود. نتایج حاصل، نشان‌دهنده دقت و سرعت بالای روش پیشنهادی، نسبت به سایر روش‌های موجود در ادبیات فن است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_507_cb1585ed8e9f954ae52c169e8b18aadc.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Thermo-Mechanical Buckling Analysis of FGM Plates with Circular Cut Out تحلیل کمانش ترمومکانیکی ورق های ساخته شده از مواد تابعی با گشودگی دایروی در مرکز 99 109 431 10.22044/jsfm.2015.431 FA علیرضا شاطرزاده استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود Journal Article 2014 08 09 In this paper, thermo mechanical buckling of functionally graded plates (FG Plates) with circular cutout and subjected to combined thermal and mechanical loads are investigated by Finite Element Method (FEM). Unlike other studies in which the plate is subjected to only one type of loading at once, in present study it was assumed that mechanical and thermal loads are applied simultaneously. The material properties are assumed to vary across plate thickness according to power law distribution of the volume fraction of constituents. The plate formulation is based on first order shear deformation theory (FSDT) and element stiffness matrices are derived based on principle of minimum potential energy. A flexible mesh generation algorithm is prepared in which the mesh density around the hole can be controlled easily. After validating the results of developed finite element code with those available in the literature the effect of boundary conditions in edges of plate and cut out, plate aspect ratio and cut out size on thermo mechanical buckling behavior of FG plates are studied thoroughly and stability boundary graphs are presented. Finally useful conclusions are presented. در این مقاله کمانش ورق‌های ساخته شده از مواد تابعی با گشودگی دایروی در مرکز تحت اثر همزمان بارهای مکانیکی و حرارتی با روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گرفته ‌است. بر خلاف سایر مطالعات انجام شده در این زمینه که اثر حرارت و بار مکانیکی بصورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است، در کار حاضر به بررسی پدیده کمانش ترمومکانیکی تحت تاثیر همزمان بارهای مکانیکی و حرارتی پرداخته شده است. خصوصیات ماده در راستای ضخامت به صورت توزیع توانی در نظر گرفته شده است. فرمول‌بندی انجام شده بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول می‌باشد و ماتریس‌های سفتی بر اساس اصل حداقل انرژی پتانسیل بدست آمده است. به کمک الگوریتم تولید مش و کدهای نوشته شده در نرم افزار متلب می‌توان به راحتی تراکم مش در اطراف سوراخ را کنترل نمود. نتایج حاصل تا حد امکان با سایر مراجع مورد راستی آزمایی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای مختلف از جمله شرایط مرزی لبه سوراخ و لبه ورق، اندازه سوراخ، نسبت ابعاد ورق و نوع بارگذاری مکانیکی بر محدوده پایداری ورق‌های ساخته شده از مواد تابعی مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است و در پایان نتایج مفیدی ارائه گردیده است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_431_2284237d551775661f2a97c0215897d4.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Improving the Accuracy of Crack Length Measurement in Clay Brick Using Machine Vision بهبود دقت محاسبه طول ترک در خشت رسی با استفاده از ماشین بینایی 111 122 435 10.22044/jsfm.2015.435 FA خلیل خلیلی دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند مجتبی وحیدنیا کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند سجاد خیشه کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند Journal Article 2014 07 30 In the current paper a new method is introduced to analyze and measure the cracks dimensions in solid materials such as mechanical tools and bricks. Since the cracks do not have a regular or predictable shape, in order to achieve the exact dimensions of such cracks, the conventional mathematical formulas are by no means applicable. Hence, while studying different crack analyzing methods, we argue on their faults and limits and propose our method which aims to measure the crack dimensions in a solid object by utilizing machine vision, image capturing and image processing techniques. We define new algorithms and perform picture scaling in real dimensions and analyze the acquired data to obtain the most precise results. This optimal machine vision technique is performed in two different ways. The first method is based on the measurement of the length of the image skeleton, while the second technique is based on measuring the half of the perimeter of the crack’s image. After obtaining the measurements, we optimize the results with the help of some pre-defined algorithms. It is shown that our proposed algorithms provide a reliable method which can be used to measure any crack dimensions. Also, we apply these techniques on a sample brick with some random cracks on it. After gaining the binary images, filters are applied to gain the best results among all images. پیچیدگی ساختاری در طبیعت ترک‌ها و وجود شاخه‌های زیاد، امکان اینکه بتوان شکل آن‌ها را با استفاده از تطبیق بر اشکال متعارف هندسی شناخت و یا اینکه بتوان با استفاده از روابط معمول ریاضی ابعاد آن‌ها را محاسبه کرد، عملاً غیرممکن ساخته است. در این مقاله، شیوه جدیدی از بررسی ابعاد ترک‌ در مواد ترد با استفاده از ماشین بینایی ارائه‌شده است. روش به دست آمده برای محاسبه ابعاد ترک در اجسام، استفاده از ماشین بینایی، تصویربرداری، پردازش تصویر، تعریف الگوریتم‌های جدیدی در نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی و در نهایت تفسیر تصاویر به منظور بهبود دقت‌های اندازه‌گیری است. از آنجا که ترک‌ها فاقد شکل هندسی منظم و قابل پیش‌بینی هستند، نمی‌توان از روابط تعریف‌شده ریاضی جهت به دست آوردن دقیق ابعاد ترک استفاده کرد. ماشین بینایی، می‌تواند یکی از راهکارهای مناسب جهت انجام این فرآیند باشد که در این مقاله، سعی شد که دو روش متفاوت اسکلتون تصویر و نصف محیط ترک بعد از تعریف الگوریتم‌های جدید بهبوددهنده، بتوانند طول دقیق هر ترکی را با صحت و قابلیت تکرار در اختیار قرار دهند. در نهایت با اعمال الگوریتم‌ جدید در این مقاله، مشخص می‌شود که می‌توان به صورت عملی برای نمونه آزمایشی به خطای کمتر از ۱% در رزولوشن 1/0 میلی‌متر دست یافت.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_435_fd9862c61b3a56d26e01e6221186b47a.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Modeling of Mixed Mode Fracture Tests Using Extended Finite Element Method شبیه‌سازی آزمون‌های شکست مود ترکیبی با استفاده از روش المان‌ محدود توسعه‌ یافته 123 137 508 10.22044/jsfm.2015.508 FA علی عباس زاده بیدختی دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران امیررضا شاهانی استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران Journal Article 2013 07 25 In the present study, a mixed mode fracture specimen was simulated by the extended finite element method. For this, a specimen called "Diagonally loaded square plate" was selected. For this specimen, experimental test results are available. The loading process including the fracture and crack growth is simulated. Displacement control loading is considered. The crack growth increment and direction are determined using the fracture criteria. Various test specimens are simulated using a model with the fixed mesh. Therefore, computation costs has decreased dramatically. Furthermore, numerical integration in the enriched elements is studied and the optimum number of gauss points in these elements are determinrd. Comparing the results of the extended finite element method with the experimental data show that the critical fracture load and the stress intensity factors at the fracture moment differ less than 10%. Furthermore, there is a convincing agreement between the crack growth path in the experimental test results and numerical analysis by the extended finite element method. در این پژوهش، یک نمونه آزمون مود ترکیبی شکست، با استفاده از روش المان‌محدود توسعه‌یافته، شبیه‌سازی می‌شود. بدین‌منظور، نمونه‌ای با نام "ورق مربعی با بارگذاری قطری" انتخاب شده که برای آن، نتایج آزمون‌های تجربی موجود می‌باشد. فرایند بارگذاری قبل از شکست، لحظه شکست و رشد ترک در قطعه، شبیه‌سازی شده و بارگذاری به صورت جابجایی کنترل درنظرگرفته شده است. مدل‌سازی انجام شده مبتنی بر واقعیت بوده و در هر مرحله از تحلیل، با استفاده از معیارهای شکست، زاویه و مقدار رشد ترک تعیین شده است. همچنین برای شبیه‌سازی آزمون‌های مختلف، از یک مدل با مش‌بندی ثابت استفاده شده که در نتیجه هزینه‌های محاسباتی به شدت کاهش یافته است. همچنین انتگرال‌گیری عددی در المان‌های غنی‌شده مورد بررسی قرار‌گرفته و با تحلیل تأثیر تعداد نقاط گأوس در این المان‌ها بر پارامتر شکست، تعداد نقاط گأوس بهینه، تعیین گردیده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی به روش المان‌محدود توسعه‌یافته با میانگین داده‌های آزمون‌های تجربی، نشان می‌دهد بار بحرانی و ضرایب شدت تنش در لحظه شکست قطعات، کمتر از ده درصد اختلاف دارند. همچنین مسیر رشد ترک در آزمون‌های تجربی و تحلیل‌های المان‌محدود توسعه‌یافته مقایسه می‌گردد. مشاهده می‎شود تطابق خوبی بین نتایج مسیر رشد ترک، وجود دارد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_508_2046a08c2e937e7d9969ac7f87597786.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 A New Approach to Identify the Ductile Damage Constants of Seamed Metallic Tube Using Hydro-Bulging Process ارائه ی یک روش نوین جهت تعیین ثوابت معیار شکست نرم لوله ی درزدار فلزی به کمک فرآیند هیدروبالجینگ 139 151 509 10.22044/jsfm.2015.509 FA حسن غفوریان نصرتی دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود مهدی گردویی استادیار، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود مهدی فلاحتی نقیبی دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود Journal Article 2014 06 10 In present research, the numerical and experimental investigation of progressive ductile damage has been conducted in free bulging of 304 stainless steel seamed tube using oil pressure. In the numerical section, using the Lagrangian finite element method with ABAQUS/Explicit solver, the seam weld simulated as a thin strip, contains non-homogeneity factors of strength and formability. Forming Limit Diagram (FLD) criterion was used as a measure of damage initiation, as well as effective plastic displacement factor with linear approach in order to model damage evolution. In the experimental section, tensile test of tube has been conducted to attain mechanical properties and also tube free bulging has been perform. Maximum bulging diameter of tube and critical pressure were recorded at the moment of bursting. In numerical analysis, the effect of material non-homogeneity factor on critical pressure, also the outcome of effective plastic displacement on the maximum bulging diameter investigated and compared with experiments. Finally, the optimum values of non-homogeneity factor and effective plastic displacement obtained respectively equal to 0.9 and 0.05 Using these factors, the accuracy of numerical prediction for tube diameter and oil pressure at bursing moment were more than 99%. در پژوهش حاضر،به بررسی عددی و تجربی شکست نرم پیشرونده در فرآیند انبساطدهی آزاد لوله فولادی زنگنزن 304 درزدار، به کمک فشار روغن پرداخته شده است. در بخش عددی که از روش المان محدود لاگرانژی به کمک حلگر صریح نرمافزار آباکوس استفاده شد؛ درز جوش به صورت یک نوار نازک، حاوی ضریب ناهمگنی نقص در استحکام و شکلپذیری مدل گردید. از دیاگرام حد شکلدهی (FLD) به عنوان معیار شروع آسیب و از پارامتر جابهجایی پلاستیک موثر با الگوی تغییرات خطی برای مدلسازی تکامل آسیب استفاده شد. در بخش تجربی، ضمن استفاده از آزمون کشش لوله برای استخراج خواص مکانیکی، انبساطدهی آزاد به کمک سیال روغن تا رسیدن به آستانه ترکیدگی در نوار درز جوش اجرا؛ قطر بیشینه بالجینگ و فشار بحرانی مربوطه حاصل شد. در تحلیل عددی اثر ضریب ناهمگنی جنس بر فشار بحرانی و همچنین اثر جابهجایی پلاستیک بحرانی بر قطر بیشینه بالجینگ بررسی و ضمن مقایسه با نتایج تجربی مقادیر ضریب نقص و جابهجایی پلاستیک موثر بهینه به ترتیب برابر 0.9 و 0.05 بدست آمد که در این شرایط قطر لوله و فشارروغن در لحظهی ترکیدگی با دقتی بیش از 99 % تخمین زده شد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_509_412b0c7022262acf43ff1e7dc9e66811.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Elastic-Plastic Modeling of the Residual Stresses Caused by Laser Beam Welding in Aerospace Structures مدل‌سازی الاستیک-پلاستیک تنش‌های پسماند ناشی از جوشکاری لیزری در سازه‌های هوافضا 153 162 510 10.22044/jsfm.2015.510 FA وحید ناطق کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه سامرند رش احمدی دانشیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه کریم کریمی کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه Journal Article 2013 10 12 An appropriate joining technology is the laser beam welding process, because of its low localized energy input leading to low distortion, high strength of the joint and high processing speeds. The growing of aircraft industry in reducing the weight of aerospace structure has led the introduction of laser beam welding into the fabrication of aerospace structure with stiffeners, instead of riveted joints. In the present paper an analytical model for calculation of the residual stresses induced by laser welding is proposed and numerically validated. The aim of this work is to study the transverse residual stress distribution of plates made of an aluminum alloy 6061-T6, which is used for fabrication of fuselage panels. The results show that, if the maximum stress amount induced in the workpiece does not exceed the material yield stress, no plastic penetration will occur and there will be no residual stress. It was found that high stresses are developing close to the plate surface while these stresses decrease rapidly to almost zero values at the lower surface. An ideal elastic-plastic material curve was assumed. Good accordance is found between the calculated and numerical results. یکی از مناسب‌ترین فناوری‌های اتصال جوشکاری با اشعه لیزر است که در این نوع جوشکاری به دلیل انرژی موضعی کمتری که در محل جوش اعمال می‌شود، اعوجاج کمتری به وجود می‌آید، محل جوش استحکام بالایی را دارا بوده و فرایندی با سرعت بالا می‌باشد. رشد صنعت هواپیما در کاهش وزن سازه‌های هوافضا منجر به معرفی جوشکاری لیزری در ساخت سازه‌های هوافضا با تقویت‌کننده‌ها به جای اتصالات پرچ شده است. در این مقاله یک مدل تحلیلی برای محاسبه تنش‌های پسماند ناشی از جوشکاری لیزری ارائه گردیده و نتیجه به دست آمده با نتایج عددی اعتبارسنجی شده است. هدف از این تحقیق مطالعه توزیع تنش پسماند عرضی صفحات ساخته‌شده از آلومینیوم آلیاژ 6061-T6 می‌باشد که در ساخت پنل‌های بدنه هواپیما به‌کاربرده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد در صورتی که حداکثر تنش اعمال‌شده در قطعه‌کار کمتر از تنش تسلیم ماده باشد، نفوذ پلاستیک در قطعه به وجود نمی‌آید که در این شرایط تنش پسماند نیز وجود نخواهد داشت. مشخص شده است که بزرگ‌ترین تنش‌ها در نزدیکی سطح صفحه گسترش پیدا می‌کنند اما این تنش‌ها به سرعت کاهش‌یافته و در سطوح پایین‌تر تقریباً به صفر می‌رسند. ماده الاستیک-پلاستیک ایده آل فرض شده است. مطابقت خوبی بین نتایج محاسبه شده و عددی به دست آمده است .

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_510_4b57cb9aea39cba4efca44a6e59a034a.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Designing Optimal PID Controller Using Modified Particle Swarm Optimization طراحی کنترل کننده تناسبی-انتگرالی- مشتقی بهینه با الگوریتم بهینه سازی بهبودیافته اجتماع پرندگان 163 168 424 10.22044/jsfm.2015.424 FA مجید مرادی زیرکوهی استادیار کنترل، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران Journal Article 2014 10 10 In this paper, designing optimal PID controller using modified particle swarm optimization is presented. The advantage of this new method compared to conventional methods of controller design is that it is not limited to a certain class of systems. In designing phase, sum of rising time, settling time, overshoot and integral of squared-error are minimized. There kind of particle swarm optimization algorithms such as ePSO, mPSO and sPSO are compared with other methods of optimization including Ant Colony. The results clearly show how superior the new proposed method is to the other methods. The proposed method differs from the other optimization algorithms in such a way that, the proposed algorithm does not need a velocity equation. The position of the particle is updated directly by extrapolating the current particle position with the global best particle position obtained so far. چکیده- در این مقاله، طراحی کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی (تام) بهینه بر مبنای "الگوریتم بهینه سازی بهبود یافته اجتماع پرندگان" (ePSO) ارائه می شود. مزیت این روش جدید نسبت به روش‌های متداول در طراحی کنترل کننده این است که ارائه آن محدود به کلاس خاصی از سیستم‌ها نیست. در طراحی کنترل کننده تام بهینه، مجموع زمان صعود، زمان نشست، فراجهش و انتگرال قدر مطلق خطا کمینه میشوند. سه نوع الگوریتم بهینه سازی اجتماع پرندگان (sPSO, mPSO, ePSO) با روش‌های دیگر بهینه سازی از جمله، جامعه مورچه‌ها (Ant colony) مقایسه میگردند. تحلیل آماری نتایج ، برتری الگوریتم جدید "بهینه سازی اجتماع پرندگان با برون یابی" (ePSO) را در تنظیم ضرایب کنترل‌کننده تام نشان میدهد. الگوریتم ePSO با الگوریتم های دیگر بهینه سازی اجتماع ذرات از آن جهت فرق میکند که نیازی به معادله سرعت ندارد و با به روز کردن موقعیت ذرات توسط برون یابی با همگرایی سریع‌تر و تعداد گام کمتر به جواب بهینه میرسد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_424_04cbec867aac9011c3b4287c4465ca59.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Airfoil Profile Reformation of Bladeless Fan and Investigation of Flow Increase Curve اصلاح پروفیل ایرفویل فن بدون پره و بررسی منحنی افزایش دبی فن 169 179 427 10.22044/jsfm.2015.427 FA محمد جعفری کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف حسین افشین استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف بیژن فرهانیه استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 2013 04 30 In the present investigation, in spite ofintroducing the effective parameters in the Bladeless fan performance,the profile of fan cross section was studied precisely because it is the most important sectionof designing this kind of fan. In order to modify the fan cross section and by considering the similarity of bladeless fans to airfoils, five profiles were chosen among the standard airfoil profiles by considering the important geometric parameters such asradius of leading edge, maximum thickness of airfoil compatible with the original airfoil. In addition, five profile were designed to create uniform airflow in front of fan and to prevent the separation of flow as well as the manufacturing criteria. By solving the momentum and continuity equations for incompressible fluid, the flow was analyzed numerically in 3D form. The aerodynamic characteristics of the designed airfoils and the original airfoil of the Bladeless fan wereindicated and compared to eachother.The fan was located in the centerof a 4×2×2m room and Eppler473 airfoil profile was used as the cross section of this fan.Accoring tothe obtainednumerical results, the flow increase curve of the fan versus different inlet flowrate was depicted. The flow increase curve shows that the outlet flow rate increasedlinearely by increasing the inlet flow rate. در این پژوهش، ضمن معرفی پارامترهای موثر درعملکرد فن‌های بدون پره، پروفیل مقطع فن که مؤثرترین و مهم‌ترین بخش طراحی این گونه فن‌ها می‌باشد،مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اصلاح پروفیل مقطع فن بدون پره و نیز به دلیل شباهت زیاد اینمقطع به پروفیل ایرفویل،پنج پروفیل از بین ایرفویل‌های استاندارد با در نظر گرفتن پارامترهای مهم هندسی از جملهشعاع لبه حمله و بیشینه ضخامت ایرفویلانتخاب شده است که با هندسه ایرفویل اصلی فن مطابقت خوبی داشته‌اند. همچنین پنج ایرفویل به منظور ایجاد جریان هوای یکنواخت بعد از فن و جلوگیری از جدایش جریان و با در نظر گرفتن ملاحظات ساخت، طراحی شده است. با حل معادلات پیوستگی و مومنتوم برای جریان تراکم ناپذیر به کمک روش‌های عددی، جریان به صورتسهبعدی، مورد تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از تحلیل‌های انجام شده، مشخصات آیرودینامیکی ایرفویل‌های طراحی شده و ایرفویل اصلی فن بدون پره ترسیم و با یکدیگر مقایسه شده‌اند. با مقایسه نتایج و بررسی جریان روی ایرفویل‌ها و نیز در نظر گرفتن هندسه ساده جهت ساخت فن، ایرفویل ایپلر 473 برای طراحی فن انتخاب شده است. در ادامه با در نظر گرفتن ایرفویل ایپلر 473، فن بدون پره با قطر 30 سانتیمتر، در اتاقکی با ابعاد 2×2×4 متر به صورت سهبعدی شبیهسازی شده است. به کمک شبیهسازی انجام شده، منحنی افزایش دبی فن به ازای دبی‌های ورودی مختلف ترسیم شده است. منحنی افزایش دبی فن، نشان می‌دهد که با افزایش دبی ورودی، میزان دبی خروجی به صورت خطی افزایش می‌یابد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_427_7056fc09c14f54b5e6bec1d1ab9f4adb.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Thermodynamic Simulation of Ejector-Expansion Refrigerator Cooler شبیه‌سازی ترمودینامیکی کولرهای اجکتوری-تراکمی 181 189 511 10.22044/jsfm.2015.511 FA مجتبی طحانی استادیار، دانشکده علوم وفنون نوین، دانشگاه تهران سعید شمس الدینی کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان وبلوچستان سعید فراهت دانشیار، دانشگاه سیستان و بلوچستان علی ربانی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده علوم وفنون نوین، دانشگاه تهران Journal Article 2014 12 31 On hot days, due to the high power consumption of the compressor, using the refrigeration cycles cause to increase in energy consumption. According to lack of fossil fuels, refrigeration consumption reduction is very valuable. In this paper, simulation and design of a refrigeration cycle are presented that ejector and separator added to a conventional compression cycle. These changes, can reduce the power consumption of refrigerator. Comparison results show with the addition of ejector to conventional compression cycle, depending on the type of fluid and the temperature of the condenser and evaporator, lead to energy saving up to 35%. Also, whatever temperature difference between evaporator and condenser increases, or at the same temperature difference between the condenser and the evaporator, as lower evaporator temperature, coefficient performance of ejection-compression cooler is better than conventional refrigerant. In comparision between working fluids, Ammonia has the minimum coefficient of performance improvement and one reason for increased compression ratio is that this fluid has the lowest increasing compression ratio. The result show that R290 and R134a have the highest improvement coefficient of performance because the operation of these fluids associated with the highest increasing compression ratio. در روزهای گرم، به دلیل توان مصرفی زیاد کمپرسور، استفاده از سیستم‌های تبرید تراکمی، سبب افزایش شدید مصرف انرژی می‌شود. با توجه به کمبود سوخت‌های فسیلی، کاهش مصرف سیستم‌های تبرید بسیار ارزشمند است. در این مقاله، به شبیهسازی ترمودینامیکی و ارائه طرحی پرداخته شده است که با افزودن اجکتور و جداکننده به یک سیکل تراکمی متداول، توان مصرفی کولر کاهش یابد. مقایسه نتایج، نشان می‌دهد که افزودن اجکتور به سیکل تراکمی متداول، بسته به نوع سیال و دمای کندانسور و اواپراتور میتواند تا 35 درصد کاهش مصرف انرژی به وجود آورد. نتایج، نشان میدهد که هرچه اختلاف دمای اواپراتور با کندانسور بیشتر شود و همچنین در اختلاف دمای یکسان کندانسور با اواپراتور، هرچه دمای اواپراتور کمتر باشد، کولر اجکتوری- تراکمی ضریب عملکرد بهتری نسبت به کولر متداول خواهد داشت. یکی دیگر از نکات مورد بررسی، تغییر ضریب عملکرد سیکل و میزان افزایش نسبت فشار برحسب نوع سیال است. نتایج تحلیل، نشان می‌دهد سیال آمونیاک، دارای کمترین مقدار بهبود ضریب عملکرد است، زیرا این سیال در شرایط مشابه، دارای کمترین میزان افزایش نسبت فشار است. همچنین R290 و R134a، دارای بیشترین مقدار بهبود ضریب عملکرد هستند؛ زیرا عمل این دو سیال همراه با بیشترین میزان افزایش نسبت فشار است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_511_a92a70c1b3a1eb5e6b586a42647b95f4.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Experimental Investigation on Low Swirl Premixed Combustion and Effects of Geometrical Parameters on Its Performance بررسی آزمایشگاهی احتراق کم پیچش پیش آمیخته و اثر تغییر پارامترهای هندسی بر عملکرد آن 191 204 419 10.22044/jsfm.2015.419 FA سید ایمان پیش بین استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خیام، مشهد، ایران (رئیس پژوهش وفناوری، شرکت گاز استان خراسان رضوی) محسن قاضی خانی استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران سید محمدرضا مدرس رضوی استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Journal Article 2014 01 31 Low swirl burner provides an effective and low cost solution for stable lean premixed combustion. Several studies have been conducted on the performance of these burners in different pressures, temperatures, capacities, mixture velocities and equivalence ratios. The main design parameters of low swirl burners are the swirl number and the recess length. The objective of this paper is the investigation of recess length effects on the burner performance. A rig test has been established and utilized to study the effects of different equivalence ratios and recess lengths on the temperature distribution and flame regime of low swirl burners. Results revealed that increasing the recess length causes the increase in axial bulk velocity and hence the lifted flame would be stable in wider range of equivalence ratios. Observations also show the significant effect of the specific divergent flame regime of low swirl burners on result in uniform temperature distribution inside the combustion chamber and lower NOx production احتراق کم پیچش روشی کم هزینه و موثر را برای ایجاد پایداری در شعله های پیش آمیخته رقیق ارائه مید هد. پیش از این مطالعات متعددی در خصوص نحوه کارکرد مشعل های کم پیچش در شرایط مختلف فشار، سرعت مخلوط، نسبت هم ارزی و مشخصات هندسی متفاوت صورت گرفته و عدد پیچش به عنوان اصلی ترین پارامتر اثرگذار بر عملکرد این مشعل ها به صورت تابعی از ابعاد هندسی مشعل معرفی شده است. فاصله پیچنده از سر مشعل (فاصله درنگ) یکی دیگر از پارامترهای اصلی در طراحی مشعل های کم پیچش است که به طور مستقیم در کاهش نرخ پیچش اثرگذار بوده و تاثیر آن بر عملکرد مشعل و عدد پیچش در مطالعات گذشته مورد توجه قرار نگرفته است. در این تحقیق با برپایی یک بستر آزمون اثر تغییر فاصله پیچنده از سرمشعل در نسبت های هم ارزی مختلف بر توزیع دما و رژیم شعله مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد افزایش فاصله درنگ موجب افزایش میزان برخاستگی شعله و افزایش بازه عملکرد پایدار آن می گردد. همچنین نتایج نشان می دهد شکل خاص شعله برخاسته حاصل از احتراق کم پیچش که کاسه ای و واگراست، موجب توزیع یکنواخت دما در داخل محفظه احتراق شده و همزمان موجب کاهش تولید آلاینده NOx می گردد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_419_495fe2389b096ba64380b99a6126b8d0.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 The Modeling of Cement Rotary Kiln Based on Spang Model for Investigation of CO2 Emission in Cement Production Process مدل سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی تولید CO2 در فرآیند تولید سیمان 205 216 516 10.22044/jsfm.2015.516 FA حبیب اله فاتح نوبندگانی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران کیومرث مظاهری استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Journal Article 2014 04 14 Cement rotary kilns are extensively used to change raw material into clinker. Complex phenomenon is observed in cement rotary kilns resulting from conduction, convection and radiation heat transfer, interactions between bed materials and hot gas flow and kiln rotation. Therefore, the modeling of cement rotary kiln have difficulty due to non-linear and stiff set of equations. Regards to over prediction of the maximum inner temperature of the kiln in Spang model; a one dimensional, steady state model is developed based on Spang model to investigate the operation of a cement kiln. In the present work, temperature distribution of hot gases is predicted using two-step methane kinetic to calculate the heat of combustion. Since the amount of CO2 emission in cement kiln processes is very important, CO2 emission generated by both bed material reactions and combustion process are calculated and compared. Modeling results showed that approximately half of CO2 emission is in result of combustion process and other one is from bed material reactions. کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. مدل سازی کوره دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می باشد. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سیمان تحلیل شده است. با توجه به اینکه مدل اِسپنگ بیشینه دمای درون کوره را بالا پیش بینی می کند، در کار حاضر با اِعمال سینتیک دو مرحله ای کلی متان و محاسبه انرژی احتراق بر اساس آن توزیع دمای جریان گاز درون کوره دقیق تر پیش بینی شده است. همچنین با توجه به اینکه تولید گاز گلخانه ای CO2 در فرآیندهای درون کوره (در واکنش های مواد بستر و واکنش های درون محفظه احتراق) حائز اهمیت می باشد، در کار حاضر مقدار تولید CO2 از واکنش احتراق با اِعمال سینتیک دو مرحله ای کلی متان برای سوخت و از واکنش مواد بستر برای سینتیک های 6 و 7 مرحله ای مواد بستر محاسبه و بررسی شده اند. نتایج نشان می دهند که تقریباً نیمی از تولید CO2 از واکنش های مواد بستر و نیمی دیگر از واکنش های احتراقی تولید می شوند.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_516_89d9cba8bca09d2a30a100de29d0d21d.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Numerical Investigation of Conjugate Natural Convection Heat Transfer in Porous Enclosure with Lattice Boltzmann Method مطالعه‌ ی عددی انتقال حرارت جابه‌جایی طبیعی مزدوج در محفظه ی بسته متخلخل به روش شبکه ی بولتزمن 217 231 525 10.22044/jsfm.2015.525 FA محمدرضا رضائی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد محمدجواد مغربی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد Journal Article 2014 06 11 In this study, the laminar conjugate natural convection inside a porous enclosure with two solid walls is studied numerically using the lattice Boltzmann method. The Porous media is simulated at the representative elementary volume scale. The Darcy–Brinkman–Forchheimer model is used to model the porous media in the range of 10-4 در مقاله حاضر، به بررسی عددی انتقال حرارت جابهجایی طبیعی آرام در محفظه بسته مربعی متخلخل با دو دیواره جامد به روش شبکهی بولتزمن میپردازیم. در این تحلیل، محیط متخلخل در مقیاس ماکروسکوپیک مدلسازی شده است و از مدل دارسی- برینکمن- فورشهایمر برای مدلسازی این محیط در عدد پرانتل 1 و در محدوده اعداد دارسی 1-10 تا 4-10، رایلی 103 تا 106، ضریب تخلخل 0.4 تا 0.9، نسبت ضخامت دیواره 0.1 تا 0.4 و نسبت ضریب نفوذ حرارتی جامد به سیال 1 تا 100، استفاده شده است و اثرات محیط متخلخل با افزودن ضریب تخلخل در تابع توزیع تعادلی چگالی و افزودن ترم نیروهای بدنی در معادلات در نظر گرفته میشود. اثر هر یک از پارامترهای ذکر شده بر میزان انتقال حرارت از هندسه توسط عدد ناسلت متوسط بررسی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، افزایش عدد دارسی، رایلی، ضریب تخلخل و نسبت ضریب نفوذ حرارتی با توجه به تغییر رژیم غالب انتقال حرارت از هدایت به جابهجایی، سبب افزایش ضریب انتقال حرارت و افزایش ضخامت دیواره به دلیل کاهش بخش محیط متخلخل سبب کاهش ضریب انتقال حرارت می‌شود.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_525_a10fb03b4fb5303b38b0f5378f22631c.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Numerical Investigation of the Electric Field Effects on the Flow and Forced Convection Heat Transfer over a Backward-acing Step بررسی عددی تاثیر میدان الکتریکی بر میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری روی یک پله پسرو 233 248 524 10.22044/jsfm.2015.524 FA کامران مستجیری عبید دانشجوی دکترای دانشکده فنی ،گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت نیما امانی فرد دانشیار، دانشکده فنی، گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت حامد محدث دیلمی استادیار، دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رودسر فرید دولتی دانشجوی دکترای دانشکده فنی ،گروه مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت Journal Article 2015 03 19 In this paper, the flow and temperature fields affected by electric field applied to the fine wire are numerically investigated for the incompressible, turbulent, and steady flow over a backward-facing step. The numerical modeling is based for solving electric, flow, and energy equations with the finite volume approach. The computed results are firstly compared with the experimental data in case of flat plate and the results agree very well. Then, the effect of different parameters such as the applied voltage, Reynolds number, and the emitting electrode position on the heat transfer coefficient and preesure drop is evaluated. The numerical results show that the heat transfer coefficient with the presence of electric field increases with the applied voltage but decreases when the Reynolds number are augmented. Moreover, reduction of distance between the emitting electrode and the step edge can significantly effect on the heat transfer enhancement and variations in pressure drop. در مطالعه حاضر، میدان جریان و دما روی یک پله پسرو تحت تاثیر میدان الکتریکی حاصل از اعمال ولتاژ بالا در شرایط دو بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایدار به صورت عددی، مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل‌سازی عددی با نگرش حجم محدود و بر اساس حل معادلات میدان الکتریکی، جریان و انرژی است. در ابتدا پارامترهای میدان الکتریکی حاصل از نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی برای یک صفحه تخت، مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار است؛ سپس تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل، ولتاژ اعمالی، عدد رینولدز جریان و مکان قرارگیری الکترود تزریق‌کننده بر ضریب انتقال حرارت و افت فشار مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج، نشان می‌دهد که در رینولدزهای پایین‌تر و ولتاژهای بالاتر، اعمال میدان الکتریکی تاثیر به‌سزایی در افزایش انتقال حرارت دارد. علاوه بر این کاهش فاصله الکترود تزریق‌کننده از لبه پله، به طور چشم‌گیری سبب افزایش انتقال حرارت و تغییرات در افت فشار می‌شود.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_524_b3fb522f255a7724a05ab42eec011d7a.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Numerical Study of Solid Particle Deposition on a Square Filter Using Lattice Boltzmann Method بررسی عددی نشست و حذف ذرات جامد آلاینده روی یک فیلتر مربعی به روش شبکه بولتزمن 249 260 421 10.22044/jsfm.2015.421 FA امیر صادقی پور مروی کارشناس ارشد مهندسی شیمی– محیط زیست،دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان عطاالله سلطانی گوهرریزی استاد مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان سعید جعفری استادیار مهندسی نفت و گاز، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان Journal Article 2014 04 30 In this study, the motion of solid particles and fluid flow pattern around square cylinders is simulated. Two dimension Lattice Boltzmann method (LBM) is used to solve momentum and energy equation. To achieve this aim, first, the isothermal and nonisothermal fluid flow around obstacle is simulated by LBM; then, transport of the particles are evaluated while the equation of motion is employed. In this context, Lagrangian method is applied for simulating solid particles where the effect of particles on the flow is ignored. According to the obtained results, simulating the isothermal flow around the circular cylinder shows that with increasing Reynolds number decreased frequency of the flow. Also, investigating on nonisothermal flow around obstacle shows that with increasing blockage ratio, Nusselt number was increased. The results shows that with increasing Reynolds number deposition of small particles are increased, but deposition of large particles at low Reynolds number are better. Thermophoresis force is affected on particle smaller than 1µm and capture efficiency of particles was increased. Our results are good agreement with previous theoretical predictions and experimental observation. در این پژوهش‌، جریان سیال به همراه ذرات جامد درون کانالی حاوی مانع مربعی شبیهسازی شده است. برای حل معادلات ممنتوم و انتقال حرارت، از روش شبکه بولتزمن دو بعدی استفاده شده است. در ابتدا جریانهای همدما و غیرهمدما درون مجرا و از روی مانع به روش شبکه بولتزمن شبیهسازی شده، سپس با اضافه کردن معادله حرکت ذرات، چگونگی حرکت ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. روش لاگرانژی، برای بررسی حرکت ذرات جامد استفاده و از تاثیر ذرات روی جریان سیال صرف نظر شده‌است. نتایج حاصل از بررسی الگوی جریان همدما اطراف مانع نشان داد که با افزایش رینولدز فرکانس جریان کاهش مییابد؛ همچنین بررسی جریان غیر همدما اطراف مانع، نشان دهنده افزایش ناسلت متوسط با افزایش نسبت انسداداست. نتایج حاصل از بررسی نشست ذرات روی مانع، نشان داد که با افزایش عدد رینولدز، میزان تجمع ذرات ریز افزایش یافته؛ ولی جذب ذرات درشت در رینولدزهای پایین بهتر صورت میگیرد. نیروی ترموفورسیس بر ذراتی با اندازه کمتر 1 میکرومتر تاثیر میگذارد و سبب افزایش بازده جذب این اندازه‌از ذرات میشود. نتایج این تحقیق، تطابق قابل قبولی با پیشبینیهای تئوری و مشاهدات آزمایشگاهی دارد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_421_4f94b00dd1613fa34974c4814372336c.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Investigation of Internal Flow of Binary Gas in a Rotating Cylinder Using Direct Simulation Monte-Carlo (DSMC) بررسی جریان داخلی مخلوط گاز دوتایی درون یک استوانه دوار به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو 261 270 414 10.22044/jsfm.2015.414 FA جواد خادم استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند علی ابوطالبی کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند سلمان نورآذر دانشیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 2013 04 06 In this paper a rarefied binary gas mixture flow of Argon and Helium inside a rotating cylinder with constant angular velocity and constant wall temperature is investigated using the direct simulation of Monte - Carlo (DSMC) method. The number of different molecules were used, to study the dependence of the solution to number molecule model. The results show that increasing the number of molecules model is more accurate, but On the other hand increase the simulation time. Also for modeling the intermolecular collision, the variable soft sphere (VSS) and the variable hard sphere (VHS) were investigated in present work and the results were compared with each other. The results show that the variable soft sphere model (VSS) compared to the variable hard sphere model (VHS) for the temperature of the mixture near the cylinder walls more carefully. The analytical solution is also presented and compared with the current simulation results. در مقاله حاضر، جریان داخلی مخلوط حاوی گازهای آرگون و هلیوم درون یک استوانه دوار با سرعت زاویهای و دمای دیواره ثابت به روش شبیهسازی مستقیم مونت کارلو مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی وابستگی حل به تعداد مولکول مدل، از دو تعداد مولکول مختلف استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش تعداد مولکولهای مدل، منجر به نتایج با دقت بیشتری می‎شود، اما منجر به افزایش زمان شبیه‎سازی میگردد. در مدل‎های برخورد مولکولی از دو مدل کره سخت با قطر متغیر و مدل کره نرم با قطر متغیر استفاده شده و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‎دهد که شبیه سازی با استفاده از مدل کره نرم نسبت به مدل کره سخت برای دمای مخلوط در نزدیکی دیواره سیلندر از دقت بالاتری برخوردار است. حل تحلیلی مربوطه نیز ارائه شده و با نتایج شبیهسازی عددی کار حاضر مقایسه گردیده است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_414_aa842bec718619fd9bbb83243f1f1669.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 An Efficient Approach to Calculate the Amount of Released Gas in Branched Networks Considering Minor Loss Effects روشی کارا جهت محاسبه میزان گاز هدررفت از شبکه‏های شاخه‏ای با در نظر گرفتن افت‏های موضعی 271 284 416 10.22044/jsfm.2015.416 FA مرتضی بهبهانی‏ نژاد دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، مرکز پژوهشی شبکه‏های گازرسانی، دانشگاه شهید چمران، اهواز عزیز عظیمی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، مرکز تحقیقات حفاری، دانشگاه شهید چمران، اهواز حجت سعیدیان کارشناس ارشد مکانیک، مرکز پژوهشی شبکه‏ های گازرسانی، دانشگاه شهید چمران مازیار چنگیزیان استادیار، گروه مهندسی مکانیک،مرکز پژوهشی شبکه‏های گازرسانی، دانشگاه شهید چمران، اهواز Journal Article 2013 08 03 In this paper, high velocity compressible flows in gas networks have been simulated in order to calculate the amount of released gas. The exact determination of the released gas in the networks needs to calculate the minor losses along with the existing compressibility effects. First, a new definition based on the physics of high velocity compressible flows has been proposed to calculate the minor losses. Then, different types of the three-dimensional flow through T-type junctions are simulated using Fluent Package. Based on the obtained results, an appropriate relation is proposed to calculate minor loss coefficients as function of junction inlet Mach number. The proposed relation has much simpler form than those proposed by the others and it can be more easily applied to develop the gas networks analysis softwares. Finally, the amount of released gas through a branched network is calculated using a new algorithm based on our proposed minor loss equation. The very good agreement between the numerical code and Fluent results shows the accuracy and efficiency of the proposed minor loss relation and applied numerical algorithm. در این مقاله جریان‏های تراکم‏پذیر سرعت بالا درون شبکه‏های گازرسانی به‏منظور محاسبه میزان گاز هدررفت، شبیه‏سازی شده است. تعیین دقیق دبی هدررفت درون این شبکه‏ها نیازمند محاسبه افت‏های موضعی با توجه به اثرات تراکم‏پذیری است. لذا ابتدا تعریفی جدید مطابق با ماهیت جریان‏های تراکم‏پذیر سرعت بالا برای محاسبه افت‏های موضعی ارائه شده است. سپس حالت‏های مختلف جریان سه‏بعدی درون اتصالات T- شکل توسط نرم‏افزار فلوئنت شبیه‏سازی شده است. با توجه به نتایج به‏دست‏آمده از شبیه‏سازی‏های صورت گرفته، رابطه‏ای برای محاسبه میزان افت فشار درون این‏گونه اتصالات به‏صورت تابعی از عدد ماخ ورودی به آن‏ها به‏دست‏آمده است. رابطه پیشنهاد‏شده در مقایسه با روابط ارائه شده توسط سایر محققین دارای فرمی به مراتب ساده‏تر بوده و با سهولت بسیار بیشتری نیز در تدوین نرم‏افزارهای تحلیل شبکه‏های گازرسانی قابل پیاده‏سازی است. در نهایت با استفاده از رابطه افت به‏دست آمده و توسط الگوریتمی جدید، میزان گاز هدررفت از یک شبکه شاخه‏ای نمونه محاسبه شده است. انطباق بسیار خوب نتایج به‏دست آمده از برنامه عددی و فلوئنت با یکدیگر، کارایی رابطه افت به‏دست آمده و صحت الگوریتم عددی به‏کار رفته را نشان می‏دهد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_416_48c22e57c2712882e8ccd5dece08eef1.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Numerical Simulation of Wind Interference Effects Around a Group of Tall Buildings شبیه سازی عددی اثرات تداخل بار باد در اطراف گروهی از ساختمان‌های بلند 285 301 529 10.22044/jsfm.2015.529 FA مهرداد حجازی دانشیار مهندسی سازه، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان محمدعلی محمد تقی‌زاده کارشناس ارشد مهندسی سازه، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان ابراهیم افشاری استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان Journal Article 2013 12 12 Unlike a single building, determining the performance of two or more buildings next to each other under the effect of wind is very complex due to the inference effect. One of the latest efforts in investigating the interference effect is determining the interference factors and pressure coefficients of a group of tall buildings using Computational Fluid Dynamics. In this paper, the pressure coefficients and interference factors of a group of tall buildings with different heights placed at different distances due to various wind directions have been studied. The effect of buildings distances and direction of wind load on two groups of four tall buildings on the average pressure coefficients of the buildings in the group has been investigated. For the selected distances, in over 50% of cases by increasing the distance between the tall buildings the average pressure coefficients on buildings increase. In order to show the wind interference effects, the interference factors, i.e. the ratio of pressure coefficients on a building in a group of tall buildings to those of a single building, are calculated and compared. Interference factors show that the maximum and minimum pressure coefficients on a building in a group of tall buildings are up to three times of those of a single building. برخلاف یک ساختمان در حالت منفرد در برابر نیروی باد، تعیین عملکرد دو یا چند ساختمان در کنار یکدیگر به علت پدید آمدن اثرات تداخل بار باد، بسیار پیچیده است. از جدیدترین کارهای صورت گرفته در زمینه بررسی اثرات تداخل، میتوان به بررسی ضرایب تداخل و ضرایب فشار روی گروهی از ساختمان‌های بلند با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) اشاره کرد. به این منظور در این مقاله، ضرایب فشار و تداخل گروهی از ساختمان‌های بلند با ارتفاع متغیر، فواصل متفاوت قرارگیری و زوایای مختلف بارگذاری باد، مورد مطالعه قرارگرفته‌ است و تأثیر فاصله ساختمان‌ها و زاویه بارگذاری باد در دو گروه 4 تایی از ساختمان‌های بلند، روی متوسط ضرایب فشار ساختمان‌های گروه بررسی شده است. در بازه فواصل انتخابی، در بیش از 50% حالات با زیاد شدن فاصله قرارگیری ساختمان‌های بلند، متوسط ضرایب فشار روی ساختمان‌ها نیز افزایش می‌یابد. برای نشان دادن اثرات تداخل در ساختمان‌های گروهی، ضرایب تداخل که در واقع ضرایب فشار روی ساختمان قرار گرفته در گروه نسبت به ضرایب فشار در ساختمان منفرد است، محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. ضرایب تداخل، نشان میدهند که حداکثر و حداقل ضرایب فشار در ساختمان قرار گرفته در گروه نسبت به ساختمان منفرد در این تحقیق، به بیش از 3 برابر رسیده است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_529_9a9faf1aa9c6ba4d4fdd659eaafec792.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 Exergy, Exergoeconomic & Environmental Impact Analysis and Multi-Objective Optimization of Damavand Combined Cycle Power Plant آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیست‌محیطی به همراه بهینه‌سازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند 303 328 415 10.22044/jsfm.2015.415 FA محمد عامری دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران حمید مختاری دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران Journal Article 2013 08 18 In this paper, a combined cycle power plant (CCPP) was optimized based on three criteria. The first criterion which is for heat recovery steam generator (HRSG) considers the increase of the whole cycle exergy efficiency as an objective function. The exergy analysis has revealed that drum is a high temperature sensitive part of HRSG with high exergy destruction. Therefore, the second optimization criterion was based on the drum saturated temperature which caused the exergy destruction reduction of this component. The third optimization criterion was based on the cost reduction, the increase of the whole cycle exergy efficiency and the decrease of CO2 emission. To validate the results, the Damavand CCPP data has been used and the results have shown that the whole cycle optimization criterion yields better results in comparison with the other optimization criteria and it causes cost reduction (capital, environmental impacts and exergy destruction costs) as well as the increase of exergy efficiency. The value of CCPP decision parameters is highly dependent on the ambient temperature. Therefore, it is not possible to apply the same value for CCPP at various temperatures. The Genetic algorithm improved the cycle optimized parameters with respect two objectives of CO2 emission and power plant costs reduction. در این مقاله، سیکل ترکیبی بر مبنای سه معیار بهینهسازی شده است. معیار اول، براساس بویلر بازیاب حرارتی، تابع هدفی با افزایش راندمان اگزرژی کل سیکل انجام شد. با توجه با آنالیز اگزرژی صورت گرفته، یکی از اجزاء بویلر بازیاب درام است که به تغییرات دما حساسیت بالایی نشان میدهد و نیز تخریب اگزرژی بالایی دارد؛ درنتیجه معیار دوم، براساس دمای اشباع بهینه درام هدف‌گذاری شده، به بهینهسازی آن پرداخته شد که منجر به کاهش تخریب اگزرژی این جزء گردید. در معیار سوم، بهینهسازی برحسب کاهش هزینه، افزایش راندمان اگزرژی کل سیکل و کاهش انتشار CO2، مورد بررسی قرارگرفته شد. به‌منظور بررسی صحت نتایج حاصل از اطلاعات نیروگاه، سیکل ترکیبی دماوند استفاده ‌شده است که نتایج نشان میدهد، بهینهسازی بر مبنای کل سیکل، نتایج بهتری را در بردارد و موجب کاهش هزینه‌ها (خرید تجهیزات، اثرات زیست‌محیطی،تخریب اگزرژی) و افزایش راندمان اگزرژی میشود. ارزش پارامترهای تصمیم سیکل ترکیبی، وابستگی شدیدی به دمای محیط دارد و نمیتوان برای سیکل ترکیبی در دماهای مختلف، از یک‌ میزان ارزش آنها استفاده کرد. الگوریتم ژنتیک، توانست با دو هدف کاهش انتشار CO2 و هزینههای نیروگاه، پارامترهای بهینه سیکل را بهبود بخشد.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_415_cb8bbd497fce9c04b81046f77f7eb460.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 2 2015 06 22 The Unsteady Behavior of the Natural Convection Heat Transfer in a Square Enclosure by 90° Rotate رفتار غیردائم انتقال حرارت جابه‌جایی طبیعی در یک محفظه در حال چرخش 90 درجه‌ای 329 339 530 10.22044/jsfm.2015.530 FA رامین ربانی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد شهرام طالبی استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد Journal Article 2013 08 13 The natural convection heat transfer in a square enclosure depends on the geometry of the enclosure, the amount and the type of heating and cooling on the hot and cold walls, the fluid proprieties and the inclination angle of the enclosure. In this paper, the natural convection in a square enclosure with two hot and cold vertical walls and two adiabatic horizontal walls is investigated. This vertical enclosure by rotating 90° changes into a horizontal enclosure. The aim of this study is to investigate the time dependent behavior of the flow and the heat transfer through it affected by the inclination angle. The lattice Boltzmann method for numerical simulation of the fluid flow and the heat transfer is used. The problem is solved by five values of rotation times for Rayleigh number 105. Streamlines, temperature distribution and the amount of heat transfer in every time obtained. The results show that by the fast rotation major changes in the temperature distribution and the heat transfer occurs after the stopping of rotation. But in the slow rotation the amount of heat transfer is very close to the steady state in any time at the same situation. انتقال حرارت جابه‌جایی طبیعی درون یک محفظه، به شکل هندسی محفظه، میزان و نحوه‌ی گرمایش و سرمایش روی دیوارهای گرم و سرد، خواص سیال درون محفظه و طرز قرارگیری آن بستگی دارد. در این مقاله، یک محفظه مربعی عمودی بررسی شده است. این محفظه عمودی با چرخش 90 درجه‌ای به یک محفظه افقی تبدیل شده است.هدف این مقاله، بررسی رفتار وابسته به زمان جریان درون محفظه و مقدار انتقال حرارت در حین این چرخش است. برای شبیه‌سازی عددی جریان سیال و انتقال حرارت از روش شبکه بولتزمن استفاده شده است. مسأله برای پنج زمان چرخش متفاوت و عدد رایلی 105 حل شده است. خطوط جریان، توزیع دما و مقدار انتقال حرارت در هر لحظه به‌دست آمده است.نتایج نشان داده که برای چرخش سریع محفظه، عمده تغییرات در توزیع دما و انتقال حرارت پس از ایستادن محفظه رخ داده است؛ ولی در چرخش آهسته، مقدار انتقال حرارت در هر لحظه خیلی نزدیک به مقدار حالت دائم در همان وضعیت است.

https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_530_282e54068231ce3cfb79c839e3ea5a74.pdf