دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Comparative Study of Carbone Monoxide and Temperature Vertical Distribution in Tunnel Fires مطالعه مقایسه ای پروفیل های عمودی مونوکسیدکربن و دما در یک تونل در حال آتش سوزی 1 13 564 10.22044/jsfm.2015.564 FA عطا سجودی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف حسین افشین استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف بیژن فرهانیه استاد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 2015 03 26 Tunnel fires are responsible for many fatalities in recent decades and this field of study has received an extensive effort by researchers, investigators, students and so forth. Removal of the generated plume and high temperature is the great interest of investigators. In the current study, a numerical test has been performed on a rectangular cross section tunnel with a pool fire at the middle part using FDS5.5. Obtained results were compared with previous results. Then vertical distributions of Carbone monoxide and temperature stratification are presented for various heat release rate of fires and various tunnel aspect ratios and inclinations which have been reported in dimensionless form using their maximum value beneath the ceiling. Results indicate that the vertical values of CO decay faster than temperature values. These profile also helps us to find out about thickness of the plume where one can be aware of smaller thickness for higher aspect ratio. آتش‌سوزی در تونل‌های جاده‌ای در سال‌های اخیر باعث وقوع تلفات جانی و مالی بسیاری در دنیا گردیده است که موجب گسترش توجه محققان به موضوع تهویه اضطراری شده است. بررسی روش‌های مختلف جهت بیرون راندن دوده یا کم نمودن غلظت گازهای سمی و نیز کم کردن دمای حاصل شده از آتش، از مهم‌ترین اهداف پژوهشگران می‌باشد. در این مطالعه، ابتدا یک تونل با مقطع مستطیلی همراه با آتش استخری در مرکز تونل توسط کد شبیه‌ساز دینامیکی آتش مدل گردیده و نتایج آن با نتایج پیشین مقایسه شده‌است. سپس نتایج مربوط به توزیع مونوکسیدکربن و دما بصورت پروفیل های عمودی در مکان‌های مختلف ارائه شده‌است. این پروفیل‌ها که برای نرخ‌ رهایش‌های متفاوت آتش و نیز تونل با نسبت ظرافت‌ها‌ و شیب‌های گوناگون مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند، بر اساس مقدار بیشینه مکان خود در نزدیکی سقف بی‌بعد شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد، غلظت مونوکسیدکربن در تمامی مکان‌ها، سریع‌تر از دما کاهش پیدا می‌کند. همچنین به کمک پروفیل‌های عمودی می‌توان به ضخامت دوده نیز پی برده و نشان داد که با افزایش نسبت ظرافت تونل، ضخامت دوده کمتر می‌گردد. بررسی پارامترهای مذکور برای شیب‌های گوناگون تونل نیز مورد ارزیابی قرار گرفته‌است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_564_078f4657d2674281a8173e708487f5da.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Channels Flow Modeling by Using Isogeometric Analysis مدل سازی جریان در کانال با استفاده از تحلیل ایزوژئومتریک 15 26 565 10.22044/jsfm.2015.565 FA رامین امینی استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود رضا مقصودی دانشجوی دکتری عمران، گرایش هیدرولیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود ناصر ظریف مقدم باصفت مدرس دانشکده فنی وحرفه‌ای شهید منتظری، مشهد سید مهدی توکلی استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود Journal Article 2014 05 19 In this paper, two types of flows are modeled using the Isogeometric Analysis (IA) method. The first problem is to find the velocity distribution of uniform flow in a sloped channel and the second is irrotational flow around circular and rectangular obstacles. The formulation is derived and its differences with the finite element (FE) method are explained. In the IA method, the unknown function of the governing differential equation and the domain boundaries are approximated by NURBS (Non-uniform Rational B-Splines). Due to the ability of NURBS in constructing curves and surfaces with high precision, channels with complicated boundaries can easily be considered. The IA results are compared with the standard finite element and the accuracy is demonstrated by several examples. Furthermore, the effect of some of the IA parameters such as the irregularity of the control point grid, different knot vectors and the number of control points are also discussed. در این مقاله با استفاده از تحلیل ایزوژئومتریک، دو نوع جریان مدل­سازی می­شوند. اولین مسئله، بررسی توزیع سرعت در کانال شیبدار با جریان یکنواخت و دومین مسئله، مدل­سازی جریان غیرچرخشی اطراف یک مانع دایروی و مستطیلی است. در روش تحلیل ایزوژئومتریک، توابع مجهول معادله دیفرانسیل و همچنین مدل­سازی هندسه با استفاده از توابع نربز انجام می­شود. به علت توانایی توابع نربز در ساخت منحنی­ها و سطوح با دقت بالا، کانال­های که دارای مرز پیچیده می­باشند را می­توان به راحتی با استفاده از این توابع     مدل­سازی کرد. در این مقاله از این خصوصیت مهم روش تحلیل ایزوژئومتریک استفاده شده است. نتایج تحلیل ایزوژئومتریک با روش اجزای محدود نیز مقایسه می­شود و توانایی روش تحلیل ایزژئومتریک در برابر روش اجزای محدود، مورد بررسی قرار می­گیرد. علاوه­بر این اثرات تعدادی از پارامترهای روش تحلیل ایزوژئومتریک مانند بی­نظمی نقاط کنترل شبکه، بردارهای گرهی مختلف و تعداد نقاط کنترلی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_565_e0e1c5c6cc07350f97f1fa9b4ae0015c.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Experimental and numerical investigation of the sheet forming in hydroforming process بررسی تجربی و شبیه سازی اثر لزجت سیال بر شکل دهی ورق در فرآیند هیدروفرمینگ 27 33 566 10.22044/jsfm.2015.566 FA وحید مدانلو دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل عبدالحمید گرجی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل محمد بخشی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 2014 08 10 In this research, the effect of viscosity of fluid on forming of flat head cylindrical cups by using hydrodynamic deep drawing process assisted radial pressure, was studied experimentally and also by finite element analysis. In this paper Firstly, to determine forming parameters such as maximum pressure and applied pressure path, process was carried out by numerical simulation by finite element method. Then by using several types of fluid with different viscosity as pressure carrying medium, several experiments were carried out. For every fluid, thickness distribution in final part and maximum punch force were investigated. By comparison of experimental results with numerical data, it has been found that results from numerical simulation were in good agreement with the experimental results. In addition in this paper it is shown that increasing the fluid viscosity leads to increasing of maximum punch force. In addition increasing fluid viscosity doesn’t have any effect in maximum blank thickening in the cup wall zone. Finally, in this research it is shown that by selecting fluid with appropriate viscosity, final parts with more uniform thickness distribution could be achieved. در این پژوهش، اثر لزجت سیال بر شکل­دهی فنجان­های استوانه­ای با پیشانی تخت با استفاده از روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به صورت آزمایشگاهی و شبیه­سازی اجزای محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا به منظور تعیین حدود پارامتر­های عملیات شکل­دهی نظیر، فشار بیشینه و نیز مسیر فشار اعمالی، فرآیند به صورت شبیه­سازی اجزای محدود انجام شد. در ادامه با استفاده از چند سیال با لزجت­های متفاوت، به عنوان محیط­های واسطه تغییر شکل دهنده، آزمایش­های تجربی انجام شد. برای هرکدام از سیال­های استفاده شده، توزیع ضخامت در قطعه نهایی و نیز نیروی بیشینه سنبه بررسی شد. با بررسی نتایج حاصل از آزمایش­های تجربی، مشخص شد که توزیع ضخامت و نیروی بیشینه سنبه در دو روش، دارای مطابقت قابل قبولی است. به علاوه در این مقاله، نشان داده شده است که با افزایش لزجت سیال، نیروی بیشینه سنبه نیز افزایش می­یابد. همچنین افزایش لزجت سیال، تاثیری در ضخیم­شدگی حداکثر ورق در ناحیه دیواره فنجان ندارد. در پایان در این پژوهش، نشان داده شده است که با انتخاب سیال با لزجت مناسب، می­توان به قطعه­های نهایی با توزیع ضخامت یکنواخت­تر دست یافت. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_566_19918f9486564728d74f2ccc204a0cda.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Identifying Process Damping of Turning Process Using Time Series Analysis تعیین میرایی فرآیندی فرآیند تراشکاری با استفاده از تحلیل سری زمانی 35 45 568 10.22044/jsfm.2015.568 FA مسعود پور استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مهندسی فناوری‌های نوین قوچان، قوچان، ایران آسیه علی ابادی دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مهندسی فناوری‌های نوین قوچان، قوچان، ایران سعید رحمان نیا دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مهندسی فناوری‌های نوین قوچان، قوچان، ایران Journal Article 2014 05 22 In most simulations conducted by researchers in the turning process, damping of system is considered from modal analysis. Indeed, in these studies the contact of the tool with the workpiece is not taken into account that can be reduced the accuracy of the simulation. In this paper, the process damping of the turning process is defined by using time series analysis. The recommended method is based on comparison with the correlation dimension of the simulation to experiment of displacement signal in the feed direction . Therefore, the variation of process damping based on variations feed and spindle speed is calculated. The results simulation of displacement of tool in feed direction in MATLAB software against displacement of tool in experiments, indicate significant accuracy of the proposed method in determinig displacement the tool in the turning process. The results of suggested approach can be used for predicting surface roughness of the manufactured workpiece by using turning process. در اکثر شبیه‌سازی‌هایی که در زمینه فرآیند تراشکاری تا‌کنون توسط محققان انجام گرفته است، میرایی سیستم در زمان برش با میرایی بدست آمده از آزمایشات مودال، یکسان در نظر گرفته شده است. به این ترتیب اثر تماس ابزار با قطعه‌کار درنظر گرفته نشده است و این ساده‌سازی می‌تواند سبب کاهش دقت شبیه‌سازی شود. در این مقاله، به تعیین میرایی زمان برش در فرآیند تراشکاری به روش تحلیل سری‌زمانی پرداخته شده است. این روش، برپایه مقایسه بعد همبستگی سیگنال جابجایی ابزار در راستای پیشروی در آزمایش و شبیه‌سازی است. بدین ترتیب میرایی زمان برش قابل محاسبه خواهد بودکه با شرایط تماس بین ابزار و سطح قطعه کار در زمان ماشینکاری در پیشروی‌ها و سرعت‌های برشی مختلف تغییر می‌کند. مقایسه نتایج شبیه سازی جابجایی ابزار در نرم‌افزار متلب با جابجایی‌های بدست آمده از آزمایش، حاکی از دقت قابل توجه روش پیشنهادی، به منظور تعیین جابجایی ابزار در فرآیند تراشکاری است.از نتایج روش پیشنهاد شده، می‌توان جهت پیشگویی بافت سطح قطعات تولید شده در فرآیند تراشکاری استفاده کرد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_568_a483c16391af02bc74070aa697024a88.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Numerical calculation of the shear stresses in torsion problem of prismatic bars using collocated discrete least squares method تحلیل تنش‌های برشی ناشی از پیچش مقاطع منشوری با استفاده از روش بدون شبکه حداقل مربعات گسسته همپوش 47 54 569 10.22044/jsfm.2015.569 FA محسن لشکربلوک استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه جامع گلستان امید نیکمهر دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی گرگان بنفشه نوروزی دانشجوی دکتری مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود امیرعباس عابدینی استادیارگروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود Journal Article 2015 04 11 Collocated Discrete Least Squares (CDLS) meshfree method, is used for the numerical simulation of the Sain-Venant torsion problem and obtaining the shear stresses in the sections with irregular and complex boundaries. In this paper a matrix formulation is applied in discretizing the governing equations, which make the procedure easy to code and efficient in calculation. In the applied method, a limited number of neighbor nodes are considered in the producing radial basis shape functions, which make the matrices sparse and prepare a suitable condition for sparse matrices algebra and applying available subroutine in this case. In order to validate the proposed method in the analyzing stresses due to torsion, firstly an elliptic section is considered , which in this case, there is an analytical solution. In the second problem, a thin walled section is considered and solved by the theory of Saint-Venant in torsion and results are compared with the closed solution obtaining from the theory of the torsion of thin walled sections. In the third problem, torsion in a hollow elliptical section is solved. Finally, the torsion stresses in sections with more complex geometry is considered. روش بدون شبکه حداقل مربعات گسسته همپوش برای حل معادلات سنت ونانت و محاسبه­ی تنش‌های برشی حاصل از پیچش در مقاطعی با مرزهای پیچیده، فرمول‌بندی شده است. در این مقاله، شکلی کاملا ماتریسی در گسسته‌سازی معادلات حاکم ارائه شده است که فرآیند را ساده از نظر کدنویسی و کارا از لحاظ محاسباتی خواهد کرد. در فرآیند به کار گرفته شده، از تعداد محدودی نقاط همسایگی برای تولید توابع شکل پایه شعاعی استفاده شده است که سبب تنک شدن ماتریس­ها شده، شرایط را برای جبر ماتریسی تنک و استفاده از زیر برنامه­های آمده در این مورد فراهم می­سازد. به منظور صحت سنجی روش ارائه شده در تحلیل تنش‌های ناشی از پیچش، در ابتدا مقطعی بیضی شکل، مورد بررسی قرار گرفته است که برای آن حل تحلیلی موجود است. در مسئله­ی دوم، مقطعی جدار نازک با استفاده از تئوری پیچش سنت-ونانت حل و نتایج با جواب بسته­ی به­دست آمده از تئوری پیچش مقاطع جدار نازک مقایسه شده است. در مسئله­ی سوم، پیچش مقطعی بیضوی توخالی حل شده است. در نهایت مسئله­ی تنش‌های حاصل از پیچش در مقاطعی با مرزهای پیچیده تر مورد بررسی قرار گرفته است.<span style="text-decoration: underline;">  </span> https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_569_d4cb4646f401d9c6e40833b120fc06c7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Calculation Diffusion Coefficient of Drying Clay Ceramics Using Firefly Algorithm With Study the Effects of Part Geometry محاسبه ضریب نفوذ خشک شدن سرامیک رسی به کمک الگوریتم کرم شب تاب با بررسی اثرات هندسه قطعه 55 67 570 10.22044/jsfm.2015.570 FA محسن باقریان دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند خلیل خلیلی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند سید یوسف احمدی بروغنی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند Journal Article 2015 04 27 In this study, the effects of temperature, relative humidity and air velocity on the effective coefficient diffusion on four different sample clay ceramics were investigated. A full factorial design of experiments on four cubic samples was performed. In each trial mass and volume reduction were measured using an electronic balance and a vision system and the resulting data were recorded and the drying curve was plotted. Effective diffusion coefficient of moisture using drying curves were calculated using of newly developed Firefly algorithm in which the error defined as the difference between the analytically values and the experimental values were minimized. Statistical analysis and analysis of variance showed that in calculation of the effective diffusion coefficient; the velocity, the temperature and the humidity are independent of each other. The greatest impact on the effective diffusion coefficient is related to the velocity, Followed by temperature and environmental humidity respectively. Finally from the drying parameters the regression of the diffusion coefficient was obtained. در این تحقیق، اثرات متغیرهای خشک­شدن شامل، درجه حرارت، رطوبت نسبی محیط و سرعت وزش هوا بر ضریب نفوذ موثر 4 هندسه مختلف سرامیک رسی، بررسی شده است. آزمایش‌های تجربی برای هر 4 نمونه مورد مطالعه، به صورت فاکتوریل کامل طراحی و اجرا شد. طی هر آزمایش، کاهش جرم و کاهش حجم نمونه به ترتیب توسط ترازو و دوربین­های متصل به کامپیوتر، ثبت گردید. ضریب نفوذ موثر از داده­های تجربی و با استفاده از الگوریتم تازه گسترش یافته کرم شب‌تاب، محاسبه شد که تابع هدف در این الگوریتم، کاهش مقدار خطای مقایسه بین مقادیر تحلیلی و مقادیر تجربی است. بررسی‌های آماری و آنالیز واریانس ضریب نفوذ موثر هر نمونه، حاکی از آن است که پارامترهای سرعت، دما و رطوبت محیط خشک­کن، به‌صورت مستقل از یکدیگر بر فرآیند خشک­شدن تاثیر داشته، بیشترین تاثیر روی ضریب نفوذ موثر به ترتیب مربوط به درجه حرارت، سرعت و رطوبت محیط است. در انتهای این تحقیق، با استفاده از مدل رگرسیون،ضریب نفوذ موثر هر نمونه، به صورت تابعی از پارامترهای خشک­شدن محاسبه شد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_570_c3b86cc6c4e7b012d3e9e138615b8c39.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Robust estimation of spring stiffness in a Shape Memory Alloy actuator using Extended Kalman Filter تخمین مقاوم ضریب سختی فنر در عملگر آلیاژ حافظه دارتوسط فیلتر کالمن توسعه یافته 69 81 665 10.22044/jsfm.2015.665 FA محسن سلطانی گردفرامرزی دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد سید محمد بزرگ دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد محمد رضا ذاکرزاده استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک ، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران Journal Article 2015 05 25 In this paper, at first a Shape Memory Alloy (SMA) actuator is modeled by Brinson model. Due to high efficiency of Brinson model in modeling SMA behavior, this model is studied in detail in all regions of temperature-stress plane. Then, an SMA actuator, that is composed of a SMA wire connected to a linear spring, is modeled. Since in many SMA actuators, some parameters, like spring stiffness in this case, cannot precisely determined or it is changed by the environment situations, an Extended Kalman Filter (EKF) is used to estimate these parameters. In this filter, an initial guess and its error covariance must be determined. But since this error covariance can’t be determined precisely, the effect of initial error covariance inaccuracy on the parameter estimation is analyzed. Also, since in actual cases the spring may have nonlinear behavior, a simulation is performed by using a nonlinear spring while the estimation is carried out by using linear spring model. These analyses show that EKF can estimate parameters of an SMA-actuated actuator quickly as well as accurately. Also these estimations are robust against the model and initial guess uncertainty. در این مقاله ابتدا یک سیم‌ از جنس آلیاژ حافظه‌دار توسط مدل برینسون مدل‌سازی شده ‌است. با توجه به کارایی بالای مدل برینسون، این مدل به صورت جزئی در تمام نقاط صفحه دما-تنش مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه یک عملگر دارای آلیاژ حافظه‌دار که از ترکیب یک سیم آلیاژ حافظه‌دار با یک فنر خطی تشکیل شده، مدل‌سازی شده ‌است. از آنجا که در بسیاری از موارد، پارامترهای مختلف عملگرهای آلیاژ حافظه‌دار از قبیل ضریب سختی فنر در عملگر معرفی شده، نامشخص هستند و یا با تغییر شرایط تغییر می‌کنند، از یک فیلتر کالمن توسعه‌یافته جهت تخمین این پارامتر استفاده شده‌است. در این فیلتر باید حدس اولیه و کوواریانس خطای آن مشخص شود. اما از آن‌جا که این کوواریانس خطا به درستی قابل تعیین نیست، تاثیر عدم دقت کوواریانس خطای اولیه بر تخمین مورد بررسی قرار گرفته‌ است. همچنین با توجه به اینکه ممکن است در عمل فنر استفاده شده خطی نباشد، یک بار هم شبیه‌سازی با فنر غیر خطی انجام شده و تخمین با همان مدل فنر خطی صورت گرفته است. نتایج این تحلیل‌ها به خوبی نشان می‌دهد فیلتر کالمن توسعه یافته به خوبی قادر است پارمترهای ثابت و متغیر یک عملگر شامل آلیاژ حافظه‌دار را با دقت و سرعت بالا تخمین بزند. همچنین این تخمین‌ها نسبت به خطا در مدل و حدس اولیه به صورت مقاوم عمل می‌کنند. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_665_4dbcfb920949bbebc0d4448a0ec65258.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Robust Impedance Control of a Lower-Limb Rehabilitation Robot Using Fuzzy Parameters کنترل امپدانس مقاوم ربات توان‌بخش زانو با ضرایب فازی 83 95 666 10.22044/jsfm.2015.666 FA وهاب خوشدل کارشناس ارشد کنترل، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده برق و رباتیک محمد مهدی فاتح استاد کنترل، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده برق و رباتیک Journal Article 2013 09 08 This paper presents a novel design for the robust impedance control of a lower-limb rehabilitation robot by using fuzzy parameters and voltage control strategy. Selecting the impedance parameters has been a challenging problem, thus they are given by fuzzy systems in the proposed design. Compared with the previous designs, the novel impedance control approach is not dependent on the mechanical model of robot. Designing the controller is based on the voltage control strategy which differs from the common torque control strategy. Compared with the designs based on the torque control strategy, it is simpler, less computational and more effective. In addition, the controller considers the actuators. The proposed approach is robust adaptive against uncertainties by using a gradient decent algorithm. The stability of control system is proven and the efficiency and superiority of the robust impedance control with fuzzy parameters over the robust impedance control with constant parameters are shown by simulation results. این مقاله‏ طرح نوینی برای کنترل امپدانس مقاوم ربات توان‌بخش زانو با ضرایب فازی و استفاده از راهبرد کنترل ولتاژ ارایه می‌نماید. انتخاب ضرایب امپدانس همواره یک چالش بوده است که در طرح پیشنهادی توسط سیستم‌های فازی تعیین می‌گردند. طرح نوین کنترل امپدانس پیشنهادی به مدل دینامیکی ربات وابسته نیست. طراحی کنترل کننده بر اساس راهبرد کنترل ولتاژ بوده و متفاوت با طراحی رایج مبتنی بر راهبرد کنترل گشتاور است. طرح پیشنهادی در مقایسه با طرح‌های مبتنی بر راهبرد کنترل گشتاور ، ساده تر با محاسبات کمتر و مؤثرتر است. بعلاوه، در طراحی کنترل کننده به محرکه های ربات نیز توجه می‌شود. روش کنترل امپدانس پیشنهادی با بکارگیری روش گرادیان نزولی به صورت مقاوم تطبیقی برای غلبه بر عدم قطعیت عمل می‌نماید. مکانیزم تطبیق پیشنهادی به خوبی می‌تواند بر عدم قطعیت‌ها در اجرای قانون غلبه کند. پایداری سیستم کنترل اثبات می‌شود و کارایی و برتری روش کنترل امپدانس مقاوم با ضرایب فازی را بر روش کنترل امپدانس مقاوم با ضرایب ثابت توسط نتایج شبیه سازی نشان داده می‌شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_666_c12e2bfa20ae29792669f1e3c0ebe31e.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 An Experimental Study on Drop weight Impact Properties of Composite Laminates Aluminum/Epoxy Resin with Fibers Reinforcement بررسی تجربی خواص ضربه ثقلی کامپوزیت‌های لایه‌ای آلومینیوم/رزین اپوکسی تقویت شده با الیاف 97 104 667 10.22044/jsfm.2015.667 FA محسن میرزایی سیسان دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی و علم مواد، تهران رضا اسلامی فارسانی دانشیار، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی و علم مواد، تهران Journal Article 2013 12 22 Fiber Metal Laminates (FMLs) are consist of metal alloys and polymer composites. The benefit characteristics of both metals and composites consist in FMLs. In this experimental research work, four sets of FMLs were fabricated by a hand lay-up method and impact resistance induced by drop-weight instrument on different lay-up configuration was studied. In all sets, the top and bottom layers were Aluminium 2024 - T3 sheets. between the top and bottom Aluminium sheets, there were two composite layers. two sets, they are epoxy resin reinforced with carbon and aramid fibers fabrics. In the other two sets, the composite layers are epoxy resin reinforced with glass and aramid fibers fabrics. Experimental results showed that the best impact resistance is related to the FMLs consist of aluminum sheet/ epoxy resin- aramid fibers fabric / epoxy resin- glass fibers fabric/ aluminum sheet and it has lowest impact damage and lowest permanent central deflection. کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز موادی هستند که از ترکیب آلیاژها و کامپوزیت های پلیمری ساخته می شوند. در نتیجه مزیت های هر کدام از این دو ماده در ماده جدید نیز وجود دارد و با هم ترکیب می شوند. در این پژوهش، چهار نوع کامپوزیت لایه ای الیاف-فلز به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند و اثر تغییر نوع الیاف و چیدمان لایه ها بر روی مقاومت به ضربه آن ها با آزمایش ضربه ثقلی بررسی شد. کامپوزیت های لایه ای ساخته شده، شامل دو ورق آلومینیوم 3-T2024 به عنوان لایه های رویی و زیری بود که در دو نوع آنها دو لایه رزین اپوکسی تقویت شده با پارچه الیاف کربن و پارچه الیاف آرامید و در دو نوع دیگر، دو لایه رزین اپوکسی تقویت شده با پارچه الیاف شیشه و پارچه الیاف آرامید در بین ورق های آلومینیم قرار داده شدند. نتایج نشان داد که بهترین خواص ضربه در میان انواع کامپوزیت های الیاف-فلز مورد بررسی مربوط به نوعی است که از لایه های ورق آلومینیوم/ رزین اپوکسی- پارچه الیاف آرامید/ رزین اپوکسی- پارچه الیاف شیشه/ ورق آلومینیوم تشکیل شده است. همچنین این نوع کامپوزیت کمترین میزان تخریب و کمترین تغییر شکل مرکزی را نیز نشان می دهد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_667_ff3c1cd0c02240d348222b0cfbea362f.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Application of elastic support assumption for accuracy improvement of crack detection in beams using firefly algorithm کاربرد فرض تکیه گاه الاستیک در بهبود دقت ردیابی ترک در تیرها با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب 105 115 668 10.22044/jsfm.2015.668 FA البرز میرزابیگی کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه رضا معدولیت دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران Journal Article 2015 08 05 In this study, elastic support assumption was used for crack detection in beams. At first, the model of beam was updated by assuming that boundary conditions of beam restrained by rotational and translational springs. Experimental modal data of intact beam are considered as input in this stage. An inverse problem was used to determine unknown values of support springs’. At the second stage, developed model for the beam at the first stage was then employed. Crack detection has been done using an inverse problem. Natural frequencies of cracked beam are considered as input in this stage while severity and location of crack are unknown. Inverse problems are solved by using firefly algorithm where this algorithm show suitable convergence rate. Efficiency of proposed method for single and multiple crack detection in beams using experimental data were compared with other studies. Results indicate that proposed method has better accuracy regarding crack severity and location detection. در تحقیق حاضر از فرض تکیه گاه الاستیک برای ردیابی ترک در تیرها استفاده شده است. در ابتدا مدل تیر با استفاده از این فرض که تکیه گاه تیر با یک فنر پیچشی و انتقالی مقید شده است، به روز می شود. داده های آنالیز مودال تجربی تیر سالم به عنوان ورودی این مرحله در نظر گرفته می شود. مقدار سفتی فنرهای تکیه گاه مجهول مسئله هستند که با یک مساله معکوس تعیین می شوند. مدل تیر به دست آمده از مرحله اول در مرحله دوم برای ردیابی ترک مورد استفاده قرار می گیرد. ردیابی ترک با استفاده از یک مساله معکوس صورت می پذیرد. ورودی های مرحله دوم فرکانس های طبیعی تیر دارای ترک هستند و عمق و موقعیت ترک مجهولات مساله هستند. مسائل معکوس با استفاده از الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب حل شده اند که نتایج حاکی از سرعت مناسب همگرایی این الگوریتم می باشند. کارایی روش ارائه شده برای ردیابی یک و دو ترک در تیر با استفاده از داده های تجربی با سایر تحقیقات موجود مقایسه شده است که نتایج حاکی از دقت بیشتر این روش در تعیین عمق و موقعیت ترک می باشد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_668_852b4d5a7b0db3c9bb356c59db94729b.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Fuzzy sliding mode control of Lorenz chaotic system using improved model reference approach کنترل فازی- لغزشی سیستم آشوبگونه لورنز توسط روش مدل مرجع بهبود یافته 117 126 669 10.22044/jsfm.2015.669 FA مجید مرادی زیرکوهی استادیار کنترل، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران Journal Article 2014 01 13 In this paper, by combining the merits of model reference adaptive control, sliding mode and fuzzy control a novel control approach is proposed to address the stabilization and tracking problem of Lorenz chaotic system without chattering phenomenon in the face of structure and unstructured uncertainties. In this control scheme an adaptive fuzzy system is used to estimation unknown function. As a result, there is no need to calculate the bound of unknown function and chattering phenomenon is attenuated. One of the advantages of proposed method is that the behavior of close loop system is similar to proposed model reference in the presence of uncertainties and disturbances. As a result, the shortcoming of adaptive control in the presence of unmodeled dynamics and external disturbances is compensated. Another advantage of proposed approach is that chaotic systems have unpredictable behavior and extreme sensitivity to initial conditions. The stability analysis is verified and the effectiveness of the proposed method is compared with backstepping method through simulation. Numerical simulations illustrate that proposed control approach is superior to backstepping method already published in literatures in overcoming uncertainties. در این مقاله، ایده کنترل تطبیقی مدل مرجع، مود لغزشی و کنترل فازی به منظور استفاده از محاسن هر کدام با هم ترکیب شده و روش کنترلی جدیدی برای حل هر دو مسئله پایدارسازی و ردیابی سیستم آشوبگونه لورنز با حذف لرزش سیگنال کنترل در حضور عدم قطعیت‌های ساختاری و غیر ساختاری پیشنهاد می‌شود. این طرح از تخمین‌گر فازی تطبیقی برای تقریب تابع استفاده کرده در نتیجه نیازمند محاسبه توابع محدودیت نمی‌باشد و پدیده لرزش کنترل را کاهش می‌دهد. تاثیر بکارگیری روش پیشنهادی در مقابله با عدم قطعیتها و اغتشاشات به گونه‌ای است که رفتار سیستم حلقه بسته همانند مدل مرجع پیشنهادی می‌شود. به این ترتیب، ضعف روش کنترل تطبیقی در برابر دینامیک‌های مدل نشده و اغتشاشات خارجی جبران می‌گردد. کارآیی این روش جدید کنترلی از آن جهت برجسته می‌شود که سیستمهای آشوبگونه، رفتاری نامنظم و وابستگی شدید به شرایط اولیه دارند. از مزایای طرح پیشنهادی این است که مختص به سیستم لورنز نیست و می‌تواند برای کنترل دسته وسیعی از سیستم‌های آشوبی و غیر آشوبی مورد استفاده قرار گیرد. پایداری کنترلکننده پیشنهادی به روش تحلیلی ثابت شده و عملکرد آن توسط شبیه سازی با روش پسگام مقایسه می‌شود. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهند که عملکرد روش کنترلی پیشنهادی از روش پسگام که قبلا در مراجع برای کنترل سیستم لورنز ارائه شده، بهتر است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_669_a81f6137c3db75e316bb51c29cb02c98.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Analytical and numerical survey of FG sandwich beams under the local loading and temperature-dependent properties بررسی تحلیلی و عددی تیر‏های ساندویچی هدفمند تحت بار موضعی و خواص وابسته به دما 127 137 670 10.22044/jsfm.2015.670 FA جمال صیدی مربی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایلام، ایلام یونس محمدی استادیار، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین Journal Article 2013 08 31 The analysis of sandwich beams with FG face sheets loaded by central indentor in various temperature conditions is carried out in this paper. Property distribution in the FG face sheets is according to power law function of FGMs and all properties of them are temperature dependent. In this model, First order shear deformation theory is used for the FG face sheets while three-dimensional elasticity is used for the flexible core. Two spreading length scales are introduced and calculated for defined sandwich beam, that characterized the behavior of sandwich beam under local loads. These spreading length scales, which are two functions of the beam material and geometrical properties, characterize the length over which a load on the upper surface of a beam is spread out by the face sheets and the core. The theoretical predictions in the present work are compared with FEM results by ANSYS and the results published in the literature for special cases, and reasonable agreement is found between them. تحلیل تیر های ساندویچی با رویه ‏های هدفمند تحت بارهای موضعی از نوع فرورفتگی (indentation) در شرایط دمایی مختلف انجام شده است. برای رویه‏ های هدفمند از تئوری برشی مرتبه اول و برای توزیع خواص در رویه‏ ها از توابع توانی استفاده شده و تمامی خواص وابسته به دما می ‏باشند. دو مقیاس طول انتشار بار برای تیر ساندویچی مذکور تعریف و در شرایط مختلف به صورت تحلیلی و همچنین با استفاده از المان محدود (ANSYS) محاسبه شده اند، که رفتار تیر ساندویچی تحت بار های موضعی با طول موج‏ های مختلف را توصیف می‏کنند. این مقیاس های طول انتشار وابسته به خواص مادی و خواص هندسی تیر ساندویچی می باشند و مشخص می کنند زمانی که یک بار خارجی بر رویه بالایی تیر وارد می شود، چه طولی از رویه ها و هسته را تحت تاثیر خود قرار می دهند. نتایج تئوری محاسبه شده در این تحقیق، با نتایج المان محدود و همچنین در شرایط خاص با نتایج محققین دیگر مقایسه شده و هماهنگی قابل قبولی بین آن‏ ها مشاهده می‏شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_670_311f6966bf2dbf1c589c3fe4d4de9fb7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Finite Element Simulation & Experimental Study on Forming of Conical Parts by HDDRP: Process Window Diagram مطالعه تجربی و شبیه سازی اجزای محدود شکل دهی قطعات مخروطی به روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی: نمودار پنجره فرایند 139 150 671 10.22044/jsfm.2015.671 FA عباس هاشمی دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران محمد حسین پور استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران سید محمد حسین سیدکاشی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند Journal Article 2014 08 27 Wrinkling and rupturing are major defects in forming of conical cups. Among the forming processes for producing conical parts with high drawing ratio in one stage, hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure (HDDRP) is a highly reliable method. This method has some advantages compared to conventional deep drawing such as more appropriate thickness distribution, better surface quality, higher limit drawing ratio, higher dimensional accuracy and ability of forming complex parts. In this paper, process window diagram of HDDRP on forming of conical parts was obtained considering several parameters including pressure path, initial thickness and material of the blank, by finite element method. FEM results were validated by experimental tests. The results show that the obtained process window diagram can predict appropriate forming area, and possibility of wrinkling and rupturing occurance with different pressure paths. Comparison of Simulations with experimental parts shows suitable conformity. The results can provide an applicable guidlines for sound hydroforming of conical products in automotive and aerospace industries. چروکیدگی و پارگی عیوب اصلی در شکل‌دهی قطعات مخروطی هستند. روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی برای تولید قطعات مخروطی با نسبت کشش بالا در یک مرحله، روش مناسبی در میان فرایندهای شکل‌دهی محسوب می‌شود. توزیع ضخامت مناسب‌تر، کیفیت سطح بهتر، کشش حدی بالاتر، دقت ابعادی بیشتر و توانایی شکل‌دهی قطعات با منحنی‌های پیچیده از جمله مزایای این روش در مقایسه با روش‌ کشش عمیق سنتی می‌باشد. در این مقاله، نمودار پنجره فرایند برای شکل‌دهی قطعات مخروطی با این روش با تغییر برخی پارامترها شامل مسیر فشار، ضخامت و جنس ورق اولیه با استفاده از روش اجزای محدود بدست آمد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی اجزای محدود با استفاده از آزمایش‌های تجربی اعتبارسنجی شد. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از نمودار پنجره فرایند بدست‌آمده می‌توان نواحی مطلوب شکل‌دهی، احتمال وقوع چروکیدگی و پارگی را با تغییرات مسیر فشار پیش‌بینی نمود. مقایسه نمونه‌های شبیه‌سازی‌شده با نمونه‌های تجربی حاصل از مسیرهای فشار مختلف در نواحی پنجره فرایند تطابق مناسبی را نشان می‌دهد. این نتایج می‌تواند به عنوان یک راهنمای کاربردی برای فناوری هیدروفرمینگ محصولات مخروطی‌شکل در صنایع خودروسازی و هوافضا مورد استفاده قرار گیرد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_671_c30e4f617970e908f2ad6fd5538e0ce2.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Investigation of geometric effective parameters in design of 1.5kW hydraulic dynamometer تحلیل پارامترهای هندسی مؤثر در طراحی دینامومتر هیدرولیکی 5/1 کیلو واتی 151 162 672 10.22044/jsfm.2015.672 FA سید حمید رضا قریشی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران مهدی مقیمی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران احمد فصیح فر استادیار، دانشکده مکانیک و انرژی ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران Journal Article 2014 09 25 Using a dynamometer is a test procedure for electric motors, combustion engines and gas turbines in desired and controlled conditions. In gas turbine, performance assessment and efficiency assurance is to be done by a dynamometer. In this paper, the flow around a rotating disk which is located at a given distance of the stator is simulated using computational fluid dynamicsmethods and comparison between the obtained results and the available experimental data shows good agreement.Distribution of pressure, temperature, flow rate between the rotating disk and the stator, torque and dimensionless torque coefficient for the rotational speed of the rotating disk, the gap between the rotating disk and the stator, shrouded and unshrouded, inlet nozzle diameter and the net radial inlet nozzle will be reviewed. The results show that dimensionless torque coefficientincreased by reducing the clearance between the disk and the stator or increasing shroud on the stator output but it didn't make a significant change byincreasing distance between the disk and the stator. The heat transfer rate and torque are also increase by diskrotational speed increment. استفاده از دینامومترها روشی برای تست موتورهای الکتریکی، موتورهای احتراقی و توربین گاز در شرایط خواسته‌شده و کنترل شده می‌باشد. از آنجا که آگاهی از نحوه‌ی کارکرد دستگاه و داشتن روشی برای ارزیابی عملکرد آن‌ و حصول اطمینان از کارکرد درست آن‌ بسیار حائز اهمیت است بایستی از دینامومتر برای این عمل استفاده نمود. دینامومتر متشکل از سیستم دیسک- استاتور می‌باشد. در این مقاله جریان در اطراف یک دیسک دوار که در فاصله‌ی مشخصی از استاتور قرار دارد به کمک نرم‌افزار انسیس فلوئنت شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل با داده‌های تجربی اعتبار سنجی می‌شود. توزیع فشار، دما، سرعت جریان بین دیسک دوار و استاتور، گشتاور و ضریب بدون بعد گشتاور برای پارامترهای مختلف از جمله سرعت دورانی دیسک دوار، فاصله بین دیسک دوار و استاتور، وجود و عدم وجود زائده در خروجی بر روی استاتور، قطر نازل ورودی و فاصله‌ی شعاعی نازل ورودی مورد بررسی قرار می‌گیرد. ضریب بدون بعد گشتاور با کاهش لقی بین دیسک و استاتور در خروجی و یا به عبارتی افزایش زائده‌ی موجود بر روی استاتور در خروجی افزایش می‌یابد اما با افزایش فاصله‌ی بین دیسک و استاتور تغییری چندانی بر ضریب بدون بعد گشتاور ایجاد نمی‌شود. همچنین با افزایش سرعت دورانی دیسک مقدار انتقال حرارت و گشتاورافزایش می‌یابد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_672_a4288cfd96f0f27d6c730a5fcf85ed06.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Tank vehicles rollover threshold acceleration under fluid sloshing considering the method of mapping محاسبه شتاب آستانه واژگونش خودروی تانکردار تحت تلاطم سیال با استفاده از روش نگاشت 163 176 673 10.22044/jsfm.2015.673 FA روح الله طالبی توتی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران گلناز جریانی کارشناسی ارشد، مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران محمد حسن شجاعی فرد استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران Journal Article 2015 07 13 According to the importance of tank vehicles in carrying liquid and fuel and also low levels of rollover threshold, studying effects of baffles on the stability and dynamic behavior of the vehicles are very important. In this paper, in order to investigate the lateral acceleration of the tank vehicle as well as the transient response, the mapping method is applied to convert circular cross section into rectangular strip. The mechanical spring-mass model is used to analyse the sloshing model. Then, the the modal masses are obtained. Using the baffles decreases the free surface elevation as well as the forces and moments acting on the walls of the container. Horizontal baffles reduce lateral forces to a greater degree in comparison to vertical baffles. In horizontal baffle the maximum rollover threshold acceleration occurs in the 50% filling and baffle length of L/d=0.01 for two time t=1.95s and t=3.65s. and the value is constant in ay=0.439(g) for other times . Also in the surface-01 piercing vertical baffle, the maximum rollover threshold acceleration of the 50% filling and length of baffle L/d=0.99 is ay=0.45(g). با توجه به اهمیت خودروهای حمل سیال در حمل و نقل مواد سوختی و مایع و همچنین پائین بودن آستانه واژگونی این نوع خودروها استفاده از صفحات مانع در مخزن آنها و چگونگی تاثیر صفحات بر روی پایداری و رفتار دینامیکی خودرو اهمیت زیادی دارد. در این مقاله برای مشاهده نتایج و تاثیر وجود این صفحات با توجه به پیچیدگی سیستم، جهت بررسی رفتار عرضی و همچنین پاسخ گذرای دینامیکی، از روش نگاشت برای تبدیل سطح مقطع دایروی به نوار مستطیلی و از مدل مکانیکی جرم و فنر برای مدل‌سازی تلاطم سیال استفاده شده است و جرم‌های مودال نیز رسم شده است. در اثر کاربرد پره‌ها، ارتفاع سطح آزاد، نیروها و گشتاورهای وارد بر دیواره ظرف نیز کاهش می‌یابند، پره افقی نسبت به پره‌های عمودی نیروی جانبی را به میزان بیشتری کاهش می‌دهد. . در پره افقی بیشترین آستانه واژگونی مربوط به پرشدگی50٪ و طول پره L/a=0.01، در دو زمان t=1/95s و t=3/65s برابر ay=0.44 (g) خواهد بود و در زمان‌های دیگر بیشترین آستانه شتاب در بیشترین طول پره و برابر مقدار ثابت ay=0.439 (g) است. در پره عمودی نیز بیشترین شتاب آستانه واژگونی مربوط به پرشدگی50٪ و در بیشترین طول پره رخ خواهد داد و بیشینه آن برابر ay=0.45(g) است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_673_4e2f2eab0064251e5ace794672ef0e17.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Study of porous media usage in the performance of tubular heat exchanger in Continuous hydrothermal flow synthesis method بررسی تاثیر استفاده از محیط متخلخل در کارایی مبدل حرارتی لوله ای در سیستم سنتز هیدروترمال جریان مداوم 177 186 675 10.22044/jsfm.2015.675 FA پدرام کریمی پور فرد کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان ابراهیم افشاری دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان مسعود ضیایی راد استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان Journal Article 2015 01 28 Continuous hydrothermal flow synthesis processes are implemented for the manufacture of nanoparticle metal oxide. In this processes, metal oxides temperature should be reduced with a convenient rate to avoid forming of larger crystals, which may affect the quality of the products. Using a high-efficiency heat exchanger can help us to gain this purpose. In this study, the first step is to model the heat exchanger in CHFS (Continuous hydrothermal flow synthesis) system numerically, in order to reduce the temperature of the nano-metal oxides. The numerical results are also validated with available experimental data. Then, in the next step, further reduction of product’s temperature is obtained by using a porous media, which eventually leads to an improvement in the products quality. Using the porous media increases the reduction rate of temperature for about 40%, that means 20 oC/s more than the typical heat exchenger and also decreases the required length of the heat exchanger about 35%. فرایندهای سنتز هیدروترمال برای ساخت اکسیدهای فلزی نانو مورد استفاده قرار می گیرند. در این فرایندها، اکسیدهای فلزی باید با سرعت مناسب دمای خود را از دست بدهند؛ زیرا در غیر این صورت بلورهای درشت ‌تر تشکیل شده که این امر به کیفیت محصول ضرر می زند. استفاده از یک مبدل حرارتی قدرتمند به این امر کمک می کند. هدف از این مقاله، در مرحله ی اول مدلسازی عددی مبدل حرارتی در سیستم سنتز هیدروترمال جریان مداوم برای کاهش دمای اکسیدهای فلزی نانو است. پس از تایید درستی نتایج عددی به کمک مقایسه ی آنها با دادههای تجربی، در مرحله ی دوم با به‌کارگیری محیط متخلخل در داخل مبدل، سعی شده است که سرعت کاهش دمای محصولات افزایش یابد که این امر در نهایت، به بهبود کیفیت محصولات منجر خواهد شد. با استفاده از محیط متخلخل در مبدل حرارتی، سرعت کاهش دمای محصولات 40% معادل با 20 درجه سلسیوس بر ثانیه افزایش می یابد و از این رو طول مبدل حرارتی مورد نیاز در این فرایند می تواند 35% کاهش پیدا کند. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_675_b669dca15c295c83ff99b6387ce1f85e.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Numerical analysis of heat transfer in turbulent reciprocating flow in Stirling engine heat exchanger تحلیل عددی انتقال حرارت جریان آشفته رفت و برگشتی در مبدل حرارتی موتور استرلینگ 187 200 676 10.22044/jsfm.2015.676 FA محمدرضا آزموده دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران علی کشاورز ولیان دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران حجت صابری نژاد دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران علیرضا بتوئی دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران Journal Article 2015 09 01 Analysis of reciprocating flow is significant due to the different nature of this flow. An application of reciprocating flow is in heat exchanger of Stirling engine. The most of researches has been often considered to be laminar flow and incompressible, that it isn't appropriate for Stirling engines. In this study, a three-dimensional numerical simulation of reciprocating flow in Stirling engine heat exchanger in a wide of range non-dimensional flow displacement (20-100), high frequency of engine (30-130) and work pressure (5.25-11.5bar) were performed. The flow was considered compressible and turbulent. The characteristic of heat transfer in heat exchanger, the effect of oscillation frequency variation, working pressure and working fluid was studied. It was found that increasing the kinetic Reynolds number, working pressure and non-dimensional flow displacement increase heat transfer in engine's heat exchanger.In the ST500 Stirling engine was observed to increase of 80 percent of non-dimensional flow displacement, oscillation frequency and working pressure enhance 14, 9 and 20 percent the Nusselt number respectively. By replacing the hydrogen instead of helium, a 48 percent increase in heat transfer was observed. تحلیل جریان رفت و برگشتی به دلیل ماهیت متفاوت آن نسبت به جریان‌ یک‌جهته دارای اهمیت می‌باشد. یکی از کاربردهای مهم جریان رفت و برگشتی در مبدل موتور استرلینگ است. در این پژوهش تحلیل عددی سه بعدی جریان رفت و برگشتی در مبدل موتور استرلینگ در بازه وسیعی از دامنه بالای نوسانات جابجایی سیال (100-20) و فرکانس های بالا (130-30 هرتز) و فشار کاری سیال (5/11-25/5 بار) انجام شده است. جریان در این مبدل، تراکم‌پذیر و آشفته در نظر گرفته شده و ضمن بررسی خصوصیات جریان و تاثیر آن بر انتقال حرارت در مبدل، اثر تغییر فرکانس، دامنه جابجایی سیال، فشار کاری و نوع سیال جهت بهبود انتقال حرارت بررسی شده‌است. با این تغییرات مشخص شد که افزایش فرکانس نوسان سیال، افزایش فشار سیال و افزایش جابجایی بی بعد سیال موجب بهبود انتقال حرارت در مبدل موتور می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش هشتاد درصدی در جابجایی بی بعد سیال، فرکانس نوسانی سیال و فشار کاری سیال به ترتیب به میزان 14، 9 و20 درصد، عدد ناسلت متوسط را افزایش می‌دهد. مشخص می‌شود که با جایگزینی گاز هیدروژن به جای هلیوم، 48 درصد به عدد ناسلت متوسط افزوده می‌شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_676_a5f2efa01bdbcc0509986d62bca95705.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Using of AUSM+ Method for Improving the Results and Reducing Numerical Eror of Jameson's 2D Finite Volume Technique in Turbine Stator Blades بکارگیری طرح AUSM+ جهت بهبود نتایج و کاهش خطای عددی روش حجم محدود جیمسون در جریان دوبعدی بین پره های ثابت توربین 201 212 677 10.22044/jsfm.2015.677 FA فهیمه ابراهیم زاده ازغدی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد محمدرضا مه پیکر استاد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد محمود پسندیده فرد دانشیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 2015 07 18 Due to the importance of the role of turbines in various industries, a more precise design is needed to improve their efficiency. In this line, a more exact solution of the flow passing through turbine blades is needed. Nowadays, the advancement of numerical modeling techniques has resulted in achieving more accurate tools capable of considering the discontinuities with less oscillation and numerical errors. In this study, for modeling the flow in a supersonic 1D converging-diverging channel, the AUSM+ upwind method and a computational standard grid are used. The obtained results for a strong vertical shock agrees well with analytical results, and is considered as an initial verification of the method. In this research and for the first time, the AUSM+ numerical method has been further developed by using a simple H-grid mesh for modeling an inviscid subsonic and supersonic outlet flow in turbine stator blades. Comparing the model results with the results of Jameson’s artificial dissipation technique and experimental data showed that both numerical methods have good agreement with experimental pressure data, but the AUSM+ method has less numerical errors and improves the mass conservation by at least 25%. It is to be noted that the AUSM+ method is highly recommended for higher Mach numbers. با‌توجه به اهمیت نقش توربین‌ها در صنایع مختلف، طراحی دقیق‌تر جهت افزایش راندمان آن‌ها، نیازمند حل دقیقی از جریان داخل پره‌های توربین می‌باشد. امروزه با پیشرفت روش‌های مدلسازی عددی، دستیابی به یک روش دقیق عددی برای گرفتن ناپیوستگی‌های جریان و حل دقیق آن به طوری که دارای حداقل نوسان و خطاهای عددی باشد، همواره مورد توجه محققین مدلسازی به روش عددی بوده است. در تحقیق حاضر ابتدا در یک کانال همگرا- واگرای مافوق‌‌صوت یک ‌بعدی،‌ با استفاده از روش عددی بالادست ‌ AUSM+و در یک شبکه محاسباتی استاندارد مدلسازی انجام می‌شود. نتایج به دست آمده برای موج ضربه‌ای عمودی انطباق بسیار مطلوبی با نتایج تحلیلی دارد، که می‌تواند باعث اعتبارسنجی اولیه این روش نیز گردد. سپس برای اولین بار به بسط و بررسی روش عددی AUSM+ با استفاده از شبکه ساده نوعH ، در مدلسازی دو بعدی جریان غیرلزج بین پره‌های ثابت توربین در دو حالت جریان خروجی مافوق‌‌صوت و مادون‌صوت پرداخته شده است. از مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج روش اتلاف‌مصنوعی جیمسون و همچنین نتایج تجربی مشاهده می‌شود که اعمال روش عددی بالادست‌ AUSM+ مشابه روش جیمسون علاوه بر انطباق مطلوب با نتایج آزمایشگاهی توزیع نسبت فشار در تمام طول پره، به مراتب دارای خطاهای عددی کم‌تری نسبت به روش تفاضل‌مرکزی جیمسون می‌باشد و شرط بقای جرم را نیز حداقل 25 درصد بهبود می‌بخشد. لازم به ذکر است که برای ماخ های بالا روشAUSM+ به مراتب نتایج بهتری خواهد داشت. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_677_cb66391d7ef8a568fc443195fd67f916.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Energy and Exergy Analysis and Optimization of a Cogeneration System Based on Solid Oxide Fuel Cell for Residential Applications تحلیل انرژی، اگزرژی و بهینه سازی یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای جهت کاربرد مسکونی 213 228 678 10.22044/jsfm.2015.678 FA محمد علی فرزاد دانش آموخته کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند حسن حسن زاده استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند علی صفوی نژاد استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند محمد رضا اقا ابراهیمی استاد، مهندسی برق، دانشگاه بیرجند Journal Article 2015 09 08 It is expected that the ordinary heat and power production systems in residential section are substituted by cogeneration systems in near futur due to higher overall efficiency. Between different cogeneration systems, fuel cell based systems are a suitable choice due to high efficiency, high power density, low emission and noise. In this paper a cogeneration system based on solid oxide fuel cell were examined on energy and exergy basis at first, then using optimization algorithms and a choice of three goal function electric power generation, heat production and minimizing waste Exergy, the operation of the system were optimized. The results included the calculating the working parameters of system with three goal functions and show that the most change of flow exergy is in fuel channel of fuel cell stack and most irreversibilities are due to recovery (38%), catalyst burner (37%) and fuel cell (16%). Among the internal components, air compressor is the biggest power consumer, with (14%) of produced power. Optimization results also show that the minimum exergy destruction is in the electricity production approach, thus using a CHP system is more preferable rather than the single system for producing power or heat. پیش بینی می‌شود که سیستم‌های تولید همزمان بدلیل داشتن راندمان کلی بالاتر، در آینده نزدیک جایگزین سیستم‌های مرسوم تولید حرارت و توان در بخش مسکونی شوند. در میان سیستم‌های تولید همزمان مختلف، سیستم‌های مبتنی بر پیل سوختی به دلایلی چون راندمان بالا، چگالی قدرت بالا، آلایندگی و سرو صدای کم، گزینه مناسبی جهت تولید همزمان می‌باشند. در این مقاله اولا اجزاء یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید جامد معرفی و ثانیا سیستم از نقطه نظر انرژی و اگزرژی مدل‌سازی است. سپس با استفاده از الگوریتم‌های بهینه سازی و انتخاب سه تابع هدف تولید توان الکتریکی، تولید حرارت و حداقل کردن اتلاف اگزرژی بهینه سازی شده است. نتایج شامل محاسبه پارامترهای کاری سیستم با این سه رویکرود است که نشان می‌دهند که بیشترین تغییرات اگزرژی در کانال سوخت توده پیل سوختی و بیشترین میزان برگشت ناپذیری به ترتیب مربوط به بازیاب (38%)، کوره کاتالیستی (37%) و پیل سوختی (16%) است. در میان مصرف کننده‌های توان سیستم، کمپرسور هوا با مصرف (14%) توان تولیدی پیل سوختی، مصرف کننده‌های عمده توان محسوب می‌شود. نتایج بهینه سازی نیز نشان می‌دهند که برای حداقل کردن اتلاف اگزرژی، رویکرد تولید توان رویکرد مناسب-تری است. بنابراین فرض استفاده از یک سیستم CHP در مقایسه با یک سیستم منفرد تولید برق و یا حرارت کاملا اثبات می‌گردد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_678_5e5a98165498e797972162031d7e7e01.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Force Convection Heat Transfer from a Stationary circular Cylinder in Non-Newtonian Fluids انتقال حرارات جابجایی اجباری عبوری از یک سیلندر دایروی ساکن در سیالات غیرنیوتنی 229 242 679 10.22044/jsfm.2015.679 FA کیوان فلاح دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران محمد طیبی رهنی استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران علیرضا محمدزاده دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران محمد نجفی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران Journal Article 2014 07 05 In the current study, force convection heat transfer from a stationray circular cylinder in non-newtonian fluids has been simulated using the lattice Boltzmann method in 2D and unsteady flow regime. The simulations were performed for three Reynolds numbers (80, 100 and 120), with Prandtl numbers 10 and 20, the different non-newotonian power-law index in the range of 0.4 to 1.8 while varying the Brikman number from 0, 1 to 3. The effects of different Parameters on the vorticity contour, isotherm patterns, local Nusselt number and periodic-surface average Nusselt number is studied. The results show that viscous dissipation plays main when the operating fluid is non-newtonian. As the fluid behavior changes from shear-thinning fluids to Newtonian and then to shear-thickening fluids, the length and width of the wakes increase and sepration between the isotherms contours deacreases. Broadly, the rate of heat transfer deacreses with decreasing Reynolds and Prandtl numbers, and with increasing value of the Brikman number and the power-law index. در مطالعه حاضر، انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی گذرنده از روی سیلندر دایروی ساکن در جریان آزاد با استفاده از روش شبکه بولتزمن در حالت دو بعدی و رژیم جریان ناپایا شبیه سازی شده است. از مدل توانی برای شبیه سازی رفتار سیال غیرنیوتنی استفاده شده است. شبیه سازی‌های عددی برای سه عدد رینولدز اعداد رینولدز (80، 100 و 120)، اعداد پرانتل 10 و 20، شاخص‌های توانی متفاوت در بازه بین 0/4 تا 1/8 و اعداد بریکمن صفر، 1 و 3 انجام شده است. اثر پارامترهای مختلف بر روی کانتور ورتیسیته، خطوط هم‌دما، عدد ناسلت محلی و عدد ناسلت متوسط سطح-تناوبی مطالعه می‌شود. نتایج حاصل نشان می‌دهد که ترم اتلاف ویسکوز نقش بسیار مهمی در سیالات غیر نیوتنی ایفا می‌کند. با تغییر خواص سیال از رقیق شونده برشی به نیوتنی و سپس به غلیظ شونده برشی، طول و پهنای گرابه‌ها افزایش و فاصله مابین خطوط هم‌دما کاهش می‌یابد. بطورکلی، نرخ انتقال گرما از سطح سیلندر با کاهش اعداد رینولدز و پرانتل و با افزایش عدد بریکمن و شاخص توانی، کاهش می‌یابد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_679_e3d19b7efab8d48376a20e413b8db6df.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Calibration the Effects of Non-Divergence Free and High Level Energy Modes in POD Reduced Order Model of Incompressible Flows Using Adjoint Continuity Equation تصحیح اثر مودهای پرانرژی و غیربقایی در مدل رتبه کاستة جریان‌ ناپایای تراکم‌ناپذیر با بهره‌گیری از اعمال معادلة پیوستگی 243 256 680 10.22044/jsfm.2015.680 FA محمد کاظم مؤیدی استادیار، آزمایشگاه پژوهشی دینامیک سیالات محاسباتی، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه قم Journal Article 2015 06 20 In this paper the POD method has been used for development of a reduced order model of the unsteady incompressible flow fields. After projection of the governing equations along POD modes, a low-dimensional dynamical system is achieved. Due to variations in energy level of POD modes and large differencing in modes’ energy, the outcome dynamical system can be converted to a reduced order model with a few amount of error. The standard low-dimensional models, due to some reasons, do not predict time variations of flow field accurately. One of these reasons is due to non-divergence free modes. Accuracy of dynamical system has been improved by using combined form of continuity and linear momentum equations which has been proposed by the author. The obtained reduced order model can predict time variations of flow field with fast computational speed and relatively good accuracy. The results from this low-dimensional model have been compared with direct numerical simulation data and shown good accuracy and salient simplicity in computations در این پژوهش از روش تجزیه متعامد بهینه به منظور توسعة یک مدل رتبه‌کاسته جهت شبیه‌سازی میدان‌های جریان ناپایای تراکم‌ناپذیر استفاده شده‌است. معادلات حاکم بر دینامیک جریان سیال پس از تصویرسازی در فضای مودها، منجر به ایجاد یک سامانة دینامیکی می‌شوند. به دلیل اختلاف سطح انرژی مودهای میدان و وجود اختلاف سطح انرژی زیاد مودها، می‌توان سیستم دینامیکی حاصل را به یک مدل رتبه‌کاسته با مقداری خطای تبدیل کرد. مدل‌های رتبه‌کاستة استاندارد به دلایل گوناگونی دقت مناسب در پیش‌بینی تغییرات زمانی میدان جریان را ندارند. از جمله این دلایل می‌توان به عدم ارضای معادلة پیوستگی توسط مودهای میدان اشاره کرد. دقت مدل رتبه‌کاسته با استفاده از اضافه‌کردن اثر معادلة پیوستگی به صورت یک ترم استهلاک به معادلات اندازه حرکت افزایش یافته که توسط نویسنده مقالة حاضر ارائه شده‌است. مدل حاصل می‌تواند با دقـّتی مناسب و با سرعتی بالا تغییرات زمانی میدان جریان را پیش‌بینی نماید. نتایج حاصل از مدل پیشنهادی با شبیه‌سازی‌های حاصل از حل عددی مستقیم مقایسه شده که افزایش دقـّت و سرعت چشمگیری در محاسبات را نشان می‌دهد https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_680_9b8f72e5db4c13b0233df56a539e56c7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Three-dimensional thermo-hydrodynamic simulation of industrial lubricants effect on hydrodynamic characteristics of finite tilting-pad journal bearings شبیه‌سازی ترموهیدرودینامیکی سه‌بعدی تاثیر روغن‌های صنعتی بر عملکرد یاتاقان‌های ژورنال کفشک لولایی با طول محدود 257 269 681 10.22044/jsfm.2015.681 FA دکتر پوریا اکبرزاده دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود Journal Article 2014 11 17 Numerical analysis and simulation of industrial lubricants in journal bearings are very important because of their numerous applications in various industries such as power plants, turbomachinery, electrical machinery, shipbuilding, and etc. In these investigations, valuable information such as temperature distribution of pads and oil, heat and friction losses, load capacity, and etc. are extracted which are used by the designers and constructors to improve the performance of bearings. In this paper, a numerical three-dimensional thermo-hydrodynamic code has been developed to simulate the steady condition of tilting-pad journal bearings without restrictions on their size, especially length of bearings. In this program, Reynolds equations for oil flow in the gap between the shaft and the bearing pads are solved by using a numerical finite difference method with a successive over-relaxation scheme. In this simulation, for closing the solution to the real conditions, oil viscosity changes with temperature and the deformation of the pads is also taken into account. To assess the effect of the physical properties of oil-bearing on hydrodynamic behavior of bearings, several important and widely used industrial bearing oils have been selected and the results are presented in this paper. Friction loss, the maximum temperature of the pads, oil flow rate, the minimum thickness of the oil Film and the pads tilting angle are the main presented results. تحلیل و شبیه‌سازی عددی جریان روانکارهای صنعتی در یاتاقان‌های ژورنال به‌دلیل کاربرد فراوان و مستمر آنها در صنایع مختلف نظیر نیروگاه‌ها، توربوماشین‌ها، ماشین‌های الکتریکی، کشتی‌سازی، و غیره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشند. در این بررسی‌ها، اطلاعات مفید و ارزشمندی مانند تغییرات دمای کفشک و روغن، تلفات حرارتی و اصطکاکی، ظرفیت بارپذیری و غیره استخراج می‌شود که توسط طراحان و سازنده‌گان در بهبود عملکرد و کارایی یاتاقان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله یک برنامه عددی سه‌بعدی ترمو-هیدرودینامیکی، جهت شبیه‌سازی شرایط دائمی یاتاقان‌های ژورنال کفشک لولایی بدون محدودیت در ابعاد بویژه طول آنها تهیه شده است. در این برنامه، معادلات رینولدز جریان روغن در شکاف بین محور و کفشک‌های یاتاقان به‌کمک روش عددی تفاضلات محدود و تخفیف-متوالی حل می‌شود. در این شبیه‌سازی به‌منظور نزدیک بودن جواب‌ها به شرایط واقعی، تغییرات لزجت روغن با دما و تغییر شکل کفشک‌ها نیز درنظر گرفته می‌شود. جهت ارزیابی تاثیر خواص فیزیکی روغن بر رفتار هیدرودینامیکی یاتاقان، چند روغن مهم و پرکاربرد صنعتی که غالبا در یاتاقان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، انتخاب و نتایج آنها در این مقاله آورده شده است. تلفات اصطکاکی، بیشینه دمای کفشک‌ها، دبی جریان روغن، کمترین ضخامت فبلم روغن و زاویه لولایی کفشک‌ها از نتایج مهم ارائه شده می‌باشد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_681_73dcc79b69bb4c4571ad8e9b9ed7f914.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Numerical Simulation of turbulent flow and heat transfer from pulsating impinging jet to Asymmetrical concave surface شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت آشفته در جت نوسانی برخوردی به سطح مقعر نامتقارن 271 281 682 10.22044/jsfm.2015.682 FA احسان رضایی کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان مهران رجبی زرگرآبادی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان Journal Article 2015 02 11 In this study, the numerical analysis of turbulent flow and heat transfer of oscillating impinging slot jet on an asymmetric concave surface has been investigated. In this way, the averaged Navier-Stokes equations for turbulent incompressible flow in an unsteady state with k-ε RNG turbulence model and in 2D computational space were solved. The effects of the oscillation frequency, period of oscillation, curved surface, jet distance to surface and jet Reynolds number on time- averaged Nusselt number distribution in the concave surface were studied. The obtained results show that applying the pulsating jet in the range of 40 Hz to 160 Hz can increase heat transfer from the concave surface in comparison with the steady jet. Furthermore, increasing Re Number from 4000 to 8000, and period of oscillation from 0.4 to 1, leads to the increase of the time-averaged Nusselt number. While that with increasing of distance between jet and concave surface the time- averaged Nusselt number, decreased. این مقاله در مورد تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت آشفته در یک جت شیاری برخوردی نوسانی به سطح مقعر نامتقارن بحث می‌کند. در این راستا معادلات متوسط گیری شده برای جریان تراکم‌ ناپذیر آشفته در حالت غیر دایم به همراه مدل آشفتگی k-𝛆 RNG در یک فضای محاسباتی دو بعدی حل شده‌اند. تاثیر فرکانس نوسان، دامنه نوسان، انحنای سطح، فاصله جت تا سطح برخورد و عدد رینولدز جت بر توزیع متوسط زمانی عدد ناسلت سطح مقعر نامتقارن، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که در مقایسه با جت پایا، استفاده از جت نوسانی در محدوده فرکانس 40 تا 160 هرتز باعث افزایش میانگین انتقال حرارت از سطح می‌شود. همچنین با افزایش عدد رینولدز از 4000 به 8000 و افزایش دامنه نوسان از 4/0 تا 1، متوسط زمانی عدد ناسلت افزایش یافته است. این در حالی است که افزایش فاصله ورودی جت از سطح برخورد، منجر به کاهش مقدار متوسط زمانی عدد ناسلت می‌شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_682_b217a24d939deed01b626931385ef7ad.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 A novel multidimensional characteristic modeling of incompressible convective heat transfer مدل‏سازی جریان‏های تراکم‏ناپذیر گرما - شاره با روش مشخصه‏ بنیان چند بعدی 283 296 683 10.22044/jsfm.2015.683 FA توحید ادیبی استادیار، دانشگاه بناب، دانشکده فنی و مهندسی سید اسماعیل رضوی دانشیار، دانشگاه تبریز، دانشکده مکانیک Journal Article 2015 02 15 A characteristic-based approach is developed for thermo-flow with finite volume methodology (FVM) in which multidimensional characteristic (MC) scheme is applied for convective fluxes. To obtain compatibility equations and pseudo characteristics, energy equation is taken into account in the MC scheme. With this inherent upwinding technique for evaluating convective fluxes at cell interfaces, no artificial viscosity is required even at high Reynolds numbers. As benchmarks, forced convection between parallel plates and forced and mixed convection in a cavity are examined for a wide range of Reynolds, Grashof and Prandtl numbers. Results confirm the robustness of MC scheme in terms of accuracy and convergence. The results obtained by new proposed scheme are in good agreement with the standard benchmark solutions in the literature. For time descritization, fifth order Rung-Kutta and for viscous terms, the secondary cells are used. Obtained results by new characteristic method were compared by other results that were in literatures. طرح مشخصه بنیان جدیدی در روش حجم محدود برای حل جریان های تراکم ناپذیر همراه با انتقال گرما توسعه داده شد. در این طرح برای محاسبه جمله‏ های همرفت مشخصه ‏های چند بعدی به کار رفته است. برای به دست آوردن خطوط مشخصه مجازی و معادلات سازگاری، معادله انرژی با معادلات ناویر-استوکس در نظر گرفته شده‏اند. این طرح فراباد مشخصه بنیان که برای محاسبه جمله‏ های همرفت در مرز سلول به کار می‏ رود برای پایداری نیازی به میراگر های مصنوعی ندارد. به عنوان محک، شبیه سازی جریان بین دو صفحه موازی و جریان داخل حفره در جریان با جابجایی اجباری و جابجایی ترکیبی در گستره بزرگی از عددهای رینولدز گراشف و پرانتل به کار رفته ‏اند. دقت بالاتر و همگرایی سریع‏ تر برای روش پایه مشخصه ارایه شده در نتایج قابل مشاهده است. نتایج به دست آمده از این روش با نتایج موجود در ادبیات فن تطابق خوبی دارند. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_683_8265992b1535da8cf50f656c944444dc.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 5 4 2015 12 22 Adaptive Backstepping Control for 4 DOF SCARA Robot in the Presence of Uncertainties کنترل گام به عقب تطبیقی ربات اسکارا 4 درجه آزادی در حضور نامعینی 297 307 684 10.22044/jsfm.2015.684 FA حبیب احمدی استادیار، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک حسین حسین پور کلاته دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک هانیه اسماعیلی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 2015 04 01 Since the Robot dynamic equations contains nonlinear parameters, nonlinear control techniques could be a logical choice to achieve proper tracking and asymptotic convergence. According to this principle, in this paper, backstepping control method is applied to control a SCARA robot at the presence of uncertainty. The backstepping control method is a systematic technique for designing stable nonlinear control systems based on the Lyapunov stability criterion. In practice, the proposed controller should be robust to overcome the disturbances and uncertainties. Therefore in this study, using integrated back-stepping method, a stable controller of SCARA robot is designed with the aim of tracking trajectory. With respect to that the mass and inertia of the robot are not determined practically, an adaptive backstepping controller is implemented to estimate unknown parameters of the system. These controllers are simulated considering SCARA robot with three rotational and one prismatic joint. The results of backstepping method in the presence of external disturbances, and without it, reveals that the backstepping method is a right choice for both cases. از آنجا که دینامیک حاکم بر ربات، دارای معادلات غیرخطی است، برای دستیابی به ردیابی مناسب و همگرایی مجانبی، استفاده از روش‌های کنترل غیرخطی بسیار سودمند است. در این مقاله برای کنترل یک ربات اسکارا در حضور نامعینی از روش گام به‌عقب استفاده شده‌است. روش گام به عقب یک تکنیک سیستماتیک بر پایه لیاپانوف جهت طراحی یک سیستم کنترل پایدار برای سیستم‌های دینامیکی غیرخطی است. از آنجایی که در عمل اغتشاشات و عدم قطعیت‌های مختلفی در سیستم وجود دارد، نیاز است که کنترلر طراحی شده در برابر این عدم قطعیت‌ها و اغتشاشات مقاوم باشد. بنابراین در این تحقیق، با استفاده از روش گام به عقب انتگرالی، یک کنترل‌کننده پایدار جهت ردیابی مسیر برای سیستم غیرخطی ربات اسکارا طراحی و پایداری آن برمبنای تئوری لیاپانوف اثبات شده‌است. با توجه به اینکه در عمل پارامترهای جرم و اینرسی ربات به‌صورت دقیق مشخص نمی‌باشند، با اضافه کردن کنترل‌کننده تطبیقی، کنترل‌کننده گام به عقب تطبیقی برای سیستم مورد مطالعه طراحی شده و به این وسیله تخمین پارامترهای نامعلوم برای استفاده در کنترلر انجام شده و شبیه‌سازی سیستم با توجه به کنترلرهای طراحی شده بر روی ربات اسکارا با سه مفصل دورانی و یک مفصل کشویی صورت پذیرفته است. نتایج نشان داد که روش گام به عقب، انتخاب مناسبی در حضور عدم قطعیت پارامتری و اغتشاشات خارجی می‌باشد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_684_218ff7cebbe12e41aabc474145232681.pdf