دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
ارائه الگوریتم مرز غوطه ور شبکه بولتزمن- شبکه فنر جهت بررسی رفتار صفحه تغییر شکل پذیر دوبعدی تحت اثر جریان سیال
683
696
FA
بهروز
افرا
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
afrabehrooz1991@gmail.com
محسن
نظری
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
nazari_me@yahoo.com
محمد حسن
کیهانی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
m_kayhani@yahoo.com
10.22060/mej.2016.721
در این مطالعه یک روش ترکیبی و دوبعدی مرز غوطه ور- شبکه بولتزمن- شبکه فنر پیشنهاد شده است. در این روش ترکیبی از معادلات شبکه بولتزمن به علاوه الگوریتم اعمال نیروی چندمرحلهای به عنوان حلگر دامنه سیال و از روش مرز غوطه ور برای محاسبه نیروی اندرکنشی سیال و جامد استفاده شده است. برای تحلیل تغییر شکل جسم نیز روش شبکه فنر به کار گرفته شده است. در این مدل، جسم جامد به صورت مجموعه ای از فنرهای خطی فرض میشود که به صورت منظم در کنار هم قرار میگیرند. جهت کاهش ناپایداریها و محدودیتهای موجود در انتخاب سایز شبکه و گام زمانی رو شهای ترکیبی قبلی شبکه بولتزمن- شبکه فنر، در این مطالعه برای اولین بار یک الگوریتم ضمنی شبکه فنر منطبق بر روش مرز غوطه ور- شبکه بولتزمن ارائه شده است. درنهایت، حلگرهای سیال و جامد به ترتیب با شبیهسازی جریان عبوری از روی جسم صلب و همچنین تغییر شکل تیر یک سرگیردار تحت بارگذاری محوری و خمشی صحت سنجی میشوند. سپس یک صفحه دوبعدی الاستیک که در قسمت میانی خود ثاب تشده در حضور جریان سیال شبیهسازی میشود. نتایج عددی در کد توسعه داده شده با استفاده از نرم افزار کامسول نیز جهت اطمینان بیشتر مقایسه میشود که دقت این روش ترکیبی را نشان میدهد. همین طور نشان داده میشود که کاهش صلبیت صفحه باعث کاهش ضریب درگ و همین طور به تعویق افتادن شروع شرایط ناپایا در جریان حول صفحه میشود
مرز غوطهور- شبکه بولتزمن,شبکه فنر,صفحه شکلپذیر,رینولدز بحرانی
https://mej.aut.ac.ir/article_721.html
https://mej.aut.ac.ir/article_721_37abd153253cc2e133a9d3a7770f74ce.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
پدیده شناسی رفتار قطره عبورکننده از یک محیط متخلخل در مقیاس حفره به روش شبکه بولتزمن
697
710
FA
ابوالفضل
امیری هزاوه
دانشکده فنی مهندسی، آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
abolfazl.amiri.h@gmail.com
محمد رضا
سلیمی
دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
salimi1362@gmail.com
محمد
طیبی رهنی
دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
taeibi@sharif.edu
10.22060/mej.2017.11848.5198
مطالعه جریان سیالات تک فاز و چند فاز در محیط متخلخل هم در طبیعت و هم در صنایع از اهمیت بالایی برخوردار است و مورد توجه طیف وسیعی از محققین قرار دارد. به طور خاص، اندرکنش قطرات با سطوح متخلخل در بسیاری از فرآیندها مانند اسپری بر گهای گیاهان با آفتکشها، چاپگرها، نفوذ باران و آبهای سطحی به خاک کاربرد وسیعی دارد. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثرات اندرکنش قطرات با یک محیط متخلخل است. قطرات از نظر ابعادی هم مقیاس با ابعاد حفرههای محیط متخلخل هستند که در مواردی همچون نفوذ قطراتی با سایز خاص در بسترهای سنگی و بحث فیلترینگ قطرات کاربرد دارند. در این پژوهش محیط متخلخلی که متشکل از موانع مربع شکل با ضریب تخلخل 0/8 بوده، در معرض یک جریان دوفاز قرار میگیرد. محیط متخلخل توسط فاز اولیهای ترشده، مورد هجوم قطرهای قرار میگیرد. رژیم حاکم بر جریان غیردارسی می باشد. اعداد بدون بعد مؤثر فیزیک مذکور عدد رینولدز، عدد کاپیلاری و آنسرج میباشند. در این پژوهش مقادیر فشار بی بعد وارده، 0/000108، 0/000144و 0/000180 و محدوده آنسرج مورد بررسی 0/76 -0/19 میباشند. فاکتورهای مرتبط با قطره و فاز زمینه )خواص سیالی(، مانند تنش سطحی و نسبت چگالی قطرات در کنار خصوصیات جریان )مانند فشار وارده( بسیار مؤثر بوده و تنوعی از حالات شکست قطرات را به وجود میآورد که در قالب مطالعه جامع پارامتریک مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرند. انواع حالات شکست قطره، طبقهبندی شده و در قالب تصاویر شاخص هر حالت، ارائه می شوند. درعین حال، تفکیک این حالات در نمودار رینولدز- آنسرج نیز )به عنوان یک نقشه رفتار شناسی شکست قطره بر حسب دو عدد بدون بعد و فشار وارده( صورت گرفته است. نتایج شبیه سازیهای صورت گرفته قابلیت پیش بینی رفتار قطرات در محیط متخلخل را به کمک نمودارهای ارائه شده، در کنار مقایسه نسبی تأثیر پارامترهای مؤثر را امکان پذیر میسازند. همچنین، روش شبکه بولتزمن که در محیط متخلخل و جریان های چندفازی قابلیت و انعطاف پذیری بالایی نشان داده، مورد استفاده قرار گرفته است.
محیط متخلخل,مقیاس حفره,جریان دوفاز,قطره,روش شبکه بولتزمن
https://mej.aut.ac.ir/article_1032.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1032_e957eccebf5a75b174de68ea610dd6d0.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
تحلیل حرارتی و سیالاتی چند راهه دود موتور دیزل با در نظر گرفتن پدیده جوشش و مقایسه با نتایج تجربی
711
726
FA
محمد رضا
عصاری
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران
mr_assari@yahoo.com
سجاد
عادلی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران
sajjadadeli68@gmail.com
پژمان
نیک اندیش
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران
pn1356@gmail.com
10.22060/mej.2016.786
چندراهه دود همراه با سیستم خنک کاری به طور گسترده در موتورهای دیزل که در آ نها از توربوشارژر بهره میگیرند، استفاده میشود. راهکار مناسب برای بررسی چگونگی عملکرد و عبور سیال درون چندراهه، بهرهگیری از قوانین دینامیک سیالات محاسباتی است. بر این اساس پس از طراحی سه بعدی بدنه چندراهه و ایجاد شبکهبندی مناسب، با استفاده از دیدگاه جریانهای چند فازی و با به کار بردن روش جداسازی RPI برای جوشش مادون سرد در فشار پایین، اقدام به شبیه سازی اثرات عبور جریان سیال درون چندراهه شده است. به منظور اعتبارسنجی روش مورد استفاده برای فرآیند جوشش، مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مورد بررسی قرار میگیرد. اطلاعات این پژوهش شامل توزیع دما، فشار، شیوهی عبور جریانهای داخلی و کسر حجمی بخار ایجاد شده درون چندراهه میباشد. نتایج حاکی از آن است که در ورودی و خروجی چندراهه، تمرکز دمایی بالایی وجود دارد و در نظر گرفتن پدیدهی جوشش نسبت به فرض جریان تک فاز، سبب کاهش حداکثر دمای این نواحی شده است. فشار وارده به چندراهه بیشتر از سوی گازهای احتراقی است و فشار وارده از سوی سیال خنک کن در مقابل آن قابل چشمپوشی است. با تحلیل نتایج، دو ناحیه به عنوان مکانهایی بحرانی از نظر تمرکز دمایی معرفی شدند که تطابق محل ترک ایجاد شده در نمونه ی اصلی با یکی از این نواحی، نشان دهنده صحت و کیفیت نتایج به دست آمده است.
چندراهه دود,موتور شش سیلندر دیزل,پدیده جوشش,روش جداسازی RPI
https://mej.aut.ac.ir/article_786.html
https://mej.aut.ac.ir/article_786_b9b52ade9482fb222707edf9af48ef04.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
حل عددی ارتعاشات القایی ناشی از رهایش گردابه حول استوانه با تکیه گاه الاستیک در مجاورت سطح آزاد سیّال
727
740
FA
سید مصطفی
حسینعلی پور
دانشکده مهندسی مکانیک، آزمایشگاه انرژی، آب و محیط زیست، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
alipour@iust.ac.ir
نوید
حاجی غفوری بوکانی
دانشکده مهندسی مکانیک، آزمایشگاه انرژی، آب و محیط زیست، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
n.hajighafoori@gmail.com
10.22060/mej.2017.12138.5268
در این تحقیق، شبیه سازی عددی ارتعاشات ناشی از رهایش گردابه از سطح استوانهی دایرهای دو درجه آزادی، تحت تکیه گاه الاستیک در مجاورت سطح آزاد سیّال انجام شده است. جریان اطراف استوانه، آرام و در محدود هی اعداد رینولدز 60 الی 130 در نظر گرفته شده است. تغییر شکل سطح آزاد ناچیز بوده و برای عدد فرود 0/2 همچون یک دیواره ی صلب بدون لغزش عمل میکند. اثر سطح آزاد با در نظرگیری دو نسبت فاصله از آن بررسی میشود. فرکانس طبیعی سیستم جرم- فنر در هر نسبت فاصله، به گونهای انتخاب شده که با عدد استروهال جریان در رینولدز 100 حول استوانهی ساکن برابر باشد. گسسته سازی معادلات جریان بر مبنای روش حجم محدود در کد تجاری فلوئنت انجام شده است. برای کوپلینگ حرکت استوانه با میدان جریان از روش شبکهی متحرّک با یک کد اضافه شده به نرم افزار استفاده شده و برای شبیهسازی سطح آزاد، روش حجم سیّال به کار گرفته شده است. شبیه سازیهای ارتعاشات ناشی از جریان و سطح آزاد سیّال بطور جداگانه تطابق خوبی با نتایج موجود نشان میدهند. تأثیر سطح آزاد بر ناحیهی قفل شدگی با استفاده از مقایسهی نمودارهای جابه جایی عرضی و ضرایب آیرودینامیکی در دو نسبت فاصله بررسی میشود که نتایج با نزدیک شدن استوانه به سطح آزاد، حاکی از کاهش ناحیه ی قفلشدگی، کاهش دامنهی نوسانات و تغییر ضرایب آیرودینامیکی بسته به شاخهی قرارگیری عدد رینولدز جریان هستند.
ارتعاشات ناشی از جدایش گردابه,حل عددی,سطح آزاد سیال,ناحیه قفل شدگی
https://mej.aut.ac.ir/article_987.html
https://mej.aut.ac.ir/article_987_e48b5b9b62de0500ec29c98d083a65f4.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
شبیه سازی دوفازی فرایند تشکیل فوم فلزی آلومینیوم A356 بروش شبکه بولترمان
741
754
FA
حسین
بیانی
دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
hossein.bayani@aut.ac.ir
سید محمدحسین
میرباقری
دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
smhmirbagheri@aut.ac.ir
10.22060/mej.2016.731
هدف از پژوهش حاضر توسعه کد شبیه سازی دو فازی جوانه زنی و رشد حباب در مذاب آلیاژ آلومینیم A356 طی فرایند تولید فوم فلزی به روش فرمگریپ میباشد. به این منظور ابتدا، با استفاده از روش شبیه سازی عددی شبکه بولتزمان، مدل شان چن در دینامیک حبابها برای مذاب فلزات توسعه داده شده و الگوریتمهای پساده شده و معادلات حاکم بر فرایند فومسازی همگی به روش عددی شبکه بولتزمان گسسته سازی و حل شدند. ساختار سلولی فوم پس از انجماد با استفاده از کد توسعه داده شده در شرایط مختلف پیش بینی شد. نتایج حاصل از شبیه ساری که مشابه ساختار متخلخل فوم آلومینیم است، با نتایج متالوگرافی ساختار سلولی حاصل از تهیه نمونههای واقعی فوم آلومینیم A356 در سه دمای 675 ، 725 و 775 درجه سلسیوس مقایسه شد. این مقایسه نشان میدهد که نتایج متالوگرافی شبیه سازی شده به کمک کد حاضر با نتایج متالوگرافی واقعی از نظر کیفی و ظاهری کاملا مشابه هستند و بهترین همخوانی از نظر کمی نیز از لحاظ توزیع و اندازه حباب، در نمونه تولید شده در دمای 675 درجه سلسیوس دیده شده است. لذا کد حاضر میتواند ابزاری سودمند برای تهیه متالوگرافی مجازی فومهای آلومینیمی؛ به منظور ارزیابی ساختار سلولی آنها در هر دمای فومسازی، باشد.
فوم آلومینیم A356,شبکه بولتزمان,مدل شان چن,روش فرمگریپ,دینامیک سیالات چند فازی
https://mej.aut.ac.ir/article_731.html
https://mej.aut.ac.ir/article_731_fd1dc88114c8fde4213450390b9ba3a5.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
شبیه سازی عددی سه بعدی رفتار قطره و عکس العمل قطره و دیوار در میدان الکتریکی
755
766
FA
مصطفی
اکبری
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
mosak2010@gmail.com
سیدسعید
مرتضوی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
saeedm@cc.iut.ac.ir
حامد
شاهین ورنوسفادرانی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
h.mec85@gmail.com
10.22060/mej.2016.750
در این پژوهش، رفتار قطره و نیز عکس العمل قطره و دیوار در میدان الکتریکی یکنواخت خارجی به صورت کاملا سه بعدی شبیه سازی شده است. میدان الکتریکی با اعمال اختلاف پتانسیل ایجاد و سپس با استفاده از مدل نشت عایق تیلور، نیروی الکتریکی ناشی از این میدان، محاسبه و به معادلات نویر-استوکس اضافه شده است. این نیرو، بسته به خصوصیات الکتریکی قطره و سیال پیرامون، باعث تغییر شکل آن به صورت آبلیت )راستای عمود بر میدان الکتریکی( و یا پرولیت )در راستای میدان الکتریکی( و همچنین ایجاد جریان های القایی داخل و خارج قطره میشود. ابتدا تغییر شکل یک قطرهی تنها در میدان الکتریکی شبیه سازی و نتیجه با نتایج تجربی موجود، مقایسه و صحت سنجی شده است. سپس رفتار قطره در میدان الکتریکی از نظر نوع تغییر شکل و نوع جریانهای القایی بررسی شده است. عکس العمل قطره و دیوار، برای قطرههای آبلیت و پرولیت مورد بررسی قرار گرفته است. اثر عدد مویینگی الکتریکی بر چگونگی عکس العمل قطره و دیوار و نیز حالت نهایی آنها، مطالعه شده است. هم قطرات آبلیت و هم پرولیت به دیوار جذب میشوند. افزایش عدد مویینگی الکتریکی این اثر را تقویت میکند و تحت شرایطی میتواند باعث اعوجاج سطوح قطرات نیز بشود.
روش پیشروی جبهه,عدد مویینگی الکتریکی,عدد اونسرج,نسبت هدایتپذیری/نفوذپذیری الکتریکی,تغییر شکل آبلیت/پرولیت
https://mej.aut.ac.ir/article_750.html
https://mej.aut.ac.ir/article_750_a657fa3dee3dba5d97cd980507bca29f.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
شبیهسازی عددی تغییرشکل و تجزیه قطره در میدان الکتریکی
767
784
FA
هادی
دستورانی
پژوهشگاه هوافضا، تهران، ایران
hadi_dast80@yahoo.com
محمدرضا
جهان نما
پژوهشکده سامان ههای حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
m.jahannama@isrc.ac.ir
عبدالله
اسلامی مجد
مجتمع برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
sina_majd@yahoo.com
10.22060/mej.2017.12267.5302
قطرهی مایع معلق در یک سیال دیگر در بسیاری از فرآیندهای طبیعی رخ میدهد. به کارگیری میدان الکتریکی چشم اندازی نوید بخشی را برای کنترل حرکت، تغییر شکل، تجزیه و هدایت قطره فراهم میکند. تحقیق حاضر به شبیه سازیِ پاسخ دینامیکی قطرهای معلق در سیالی دیگر، واقع در فضای میانِ دو الکترودِ رسانای دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی میپردازد. در این راستا تاثیر پتانسیل الکتریکی، هدایت الکتریکی و گذردهی نسبی مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج، افزایش پتانسیل الکتریکی و نسبت هدایت الکتریکی روندی افزایشی را برای تغییر شکل قطره به دنبال دارند، در حالی که افزایش گذردهی نسبی روندی کاهشی-افزایشی را برای تغییر شکل قطره به نمایش میگذارد. بررسی الگوی جریان سیال در داخل قطره نشان میدهد که قرارگیری قطره در میدان الکتریکیِ خارجی ضمن ایجاد قطبیت الکتریکی در قطره موجب القای میدانی الکتریکی در داخل آن میشود که به پیدایش گردابه هایی در درون قطره منتهی میشود. بزرگی یا کوچکی هدایت الکتریکی و گذردهی الکتریکی نسبت به یکدیگر کاملا بر ناحیهی تجمع بارهای الکتریکی در سطح قطره تاثیر میگذارند که این تعیین کنندهی جهت چرخش گردابههای درونی قطره میباشد. افزایش پتانسیل الکتریکی و به تبع آن تقویت شدت میدان الکتریکی با افزایش تجمع بار الکتریکی در سطح قطره زمینهی تغییر شکل قطره و سپس تجزیه و شکست آن را فراهم میسازد. در این حالت قطبیدگی الکتریکی ضمن ایجاد کشیدگی در قطره باعث خروج جت و ساطع شدن ریز قطراتی از آن میشود که استمرار این فرآیند با تقلیل جرم در هسته ی قطره اصلی به استهلاک نهایی قطره منجر میشود.
الکتروهیدرودینامیک,تغییر شکل قطره,شبیهسازی عددی,گذردهی نسبی,هدایت الکتریکی ویژه
https://mej.aut.ac.ir/article_1021.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1021_8bed3e3a715a666b055a5baff41860fc.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
شبیهسازی عددی جریان تراکمپذیر گذرا درون خطوط لوله طویل انتقال گاز طبیعی با استفاده از یک الگوریتم موازی مناسب
785
798
FA
مهرنوش
تارمیغ
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
m_tarmigh@yahoo.com
مرتضی
بهبهانینژاد
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
bnmorteza@scu.ac.ir
عزیز
عظیمی
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
a.azimi@scu.ac.ir
10.22060/mej.2017.11667.5152
یکی از مسائل مطرح و مورد توجه در صنعت گازرسانی، تحلیل جریان گذرای گاز طبیعی درون خطوط لوله انتقال میباشد. با وجود مطالعات صورت گرفته، هنوز دقت و زمان محاسبات به عنوان دو چالش مهم در این زمینه مطرح هستند. در این مقاله، طراحی یک الگوریتم موازی جهت شبیه سازی عددی جریان هم دما و غیرهمدمای گاز مطرح شده است. تحلیل عددی جریان با استفاده از روش اختلاف محدود ضمنی تجزیه بردار شار استیگر- وارمینگ صورت پذیرفته است. موازی سازی مسئله نیز بهروش انتقال پیام با کتابخانه MPI انجام شده است. به منظور نشان دادن قابلیتهای برنامه کامپیوتری توسعه داده شده، دو مسئله شامل جریان درون دو خط لوله با شرایط متفاوت تحلیل و صحت سنجی شده است. در انتها، پس از صحت سنجی نتایج، معیارهای عملکرد روش پیشنهادی مثل زمان محاسبات، کاهش زمان به دست آمده و میزان افزایش سرعت از نتایج شبیه سازی استخراج شده اند. بررسی نتایج به دست آمده نشان میدهد که با استفاده از پردازش موازی میتوان تا حد زیادی زمان محاسبات جریان درون خطوط لوله انتقال گاز طویل را کاهش داد. علاوه بر این، با به کارگیری این روش در شبکههای محاسباتی ریز نسبت به شبکه های درشت، کارایی الگوریتم موازی افزایش مییابد.
خط لوله گاز,جریان گذرا,پردازش موازی,کتابخانه MPI
https://mej.aut.ac.ir/article_903.html
https://mej.aut.ac.ir/article_903_50561dbcaa70578e29239ed6bb7cc761.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
شبیهسازی عددی موجساز پیستونی به روش عددی لتیس بولتزمن با استفاده از هندسه سلولی چند لایه متحرک
799
812
FA
احسان
داورپناه
دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران
ehsan.davarpanah@stu.um.ac.ir
مرتضی
عنبرسوز
انشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران
anbarsouz@qiet.ac.ir
احسان
رجبیانی
دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
ehsan_rajabiani@gmail.com
10.22060/mej.2017.12040.5246
استفاده از سامانههای تولید موج برای مطالعه آزمایشگاهی اثر موج بر سازههای دریایی تاکنون مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. همچنین استفاده از روشهای عددی با قابلیت شبیه سازی دینامیک موج در یک سیستم موج ساز عددی، به عنوان جایگزینی مناسب برای مطالعات هزینهبر تجربی، همواره مطرح بوده است. از آ نجایی که نسبتهای طول به ارتفاع و عمق به ارتفاع موج در بسیاری از موارد به طور قابل توجهی بزر گتر از یک است، و از طرفی محاسبه دقیق هندسه موج نیاز به تمرکز بالای نقاط محاسباتی در محدوده مرز مشترک مایع-گاز دارد، روشهای عددی که تاکنون ارائه شده اند، بسیار زمان بر میباشند. در این پژوهش، یک روش عددی سریع برای مدل سازی یک سامانه موج ساز پیستونی ارائه شده است که بر خلاف روشهای قبلی از سرعت مناسبی برخوردار است. روش ارائه شده ترکیبی از روش لتیس بولتزمن با هندسه نقاط محاسباتی چند لایه متحرک و روش ونو برای اعمال شرط مرزی سینماتیکی سطح آزاد میباشد. نتایج حاصل از شبیهسازی عددی با تئوری موج ساز و نتایج آزمایشگاهی موجود برای موج ساز پیستونی مقایسه شده که تطابق بسیار خوبی بین آ نها مشاهده شده است.
موج ساز,پیستون,لتیس بولتزمن,مش متحرک چهار لایه
https://mej.aut.ac.ir/article_934.html
https://mej.aut.ac.ir/article_934_2ba5163646262f0dd40a6b8e75a60c06.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
مدل سازی سینتیک ردیاب و استخراج منحنیهای فعالیت زمانی در پرتونگاری با نشر پوزیترون برای افزایش دقت در تشخیص نواحی سرطانی
813
822
FA
محمدرضا
مرغوبکار
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بی نالمللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
marghoob1368@yahoo.com
مصطفی
سفیدگر
گروه مهندسی مکانیک، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، پردیس، ایران
msefidgar@pardisiau.ac.ir
مصطفی
مافی
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بی نالمللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
m.mafi@eng.ikiu.ac.ir
مجید
سلطانی
0000-0003-0878-6274
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
دانشکده رادیولوژی و علوم رادیولوژیستی، دانشگاه علوم پزشکی، دانشگاه جان هاپکینز، بالتیمور، امریکا
msoltani@kntu.ac.ir
10.22060/mej.2017.12109.5263
یکی از کارآمدترین روشهای تشخیص سرطان، پرتونگاری با نشر پوزیترون است. در این روش یک ماده پرتوزا (گسیل کننده پوزیترون) که ردیاب نامیده میشود به بدن بیمار تزریق شده و دستگاه پرتونگاری با استفاده از پرتوهای گسیل شده از ردیاب موجود در بدن تصویر برمیدارد. این روش علی رغم مزایایی که در تشخیص سرطان دارد هرگاه به صورت کیفی استفاده شود باعث ایجاد خطا در تشخیص صحیح میگردد. در این مقاله از روش کمی مبتنی بر معادلات ریاضی برای تشخیص نواحی سرطانی براساس تصاویر به دست آمده استفاده شده است. مدل ریاضی مورد استفاده مبتنی بر مدلهای سینیتک چند بخشی است. به منظور مدل سازی، ردیاب فلو دی اکسی گلوکوز (اف-دی-جی)که یکی از معروف ترین ردیاب های در تشخیص سرطان است در نظر گرفته شده است و مدلی سه بخشی برای محاسبه سینتیک ردیاب به کار رفته است. به منظور بررسی صحت روش به کار رفته، نتایج تجربی یک مدل واقعی(تصاویر دینامیک پرتونگاری با نشر پوزیترون یک موش) مورد بررسی قرار گرفته و منحنیهای فعالیت زمانی ردیاب در نواحی مختلف به منظور تشخیص ناحیه سرطانی استفاده شده است. نتایج، بیانگر این موضوع است که استفاده از منحنیهای فعالیت زمانی ردیاب به دست آمده از مدل سازی، کمک شایانی به تشخیص نواحی سرطانی از بافتهای طبیعی خواهد نمود.<br /> <strong> </strong>
پرتونگاری با نشر پوزیترون,سینتیک ردیاب,مدل سازی بخشی,نمودار فعالیت زمانی,اف- دی- جی(فلور18)
https://mej.aut.ac.ir/article_1199.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1199_222623ffb8debe0d1bed966b88c98a47.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
مدل سازی عددی اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ
823
836
FA
محمدرضا
کشت کار
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
m.keshtkar@modares.ac.ir
حسن
خالقی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
khaleghi@modares.ac.ir
سجاد
یزدان پرست
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
s.yazdanparast@modares.ac.ir
محمد
خرم دل
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
m.khorramdel@modares.ac.ir
10.22060/mej.2017.12159.5278
در موتورهای دیزل پاشش مستقیم امروزی، فرآیندهای اسپری و احتراق آن، از طریق اختلاط کنترل میشوند. در روش شبیه سازی گردابههای بزرگ به دلیل اینکه مقیاسهای بزرگ جریان به طور مستقیم حل میشوند و مقیا سهای کوچک مدل میشوند، بنابراین اختلاط هوا و بخار سوخت به روش شبیه سازی گردابههای بزرگ بهتر پیش بینی میشود و در نتیجه قابلیت پیش بینی مشخصات جریان واکنشی افزایش می یابد. در این پژوهش اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل با استفاده از روش شبیه سازی گردابههای بزرگ و مدل احتراقی راکتور اختلاط جزئی بر روی کد EPISO-SPRAY مورد مطالعه قرار میگیرد. با توسعهی این کد، روش شبیه سازی گردابههای بزرگ بر روی حلگر جریان دوفازی مربوط به این کد اعمال میشود که درآن از دیدگاه اولری - لاگرانژی، دینامیک جریان بررسی میشود و در نهایت با روش رنس مقایسه میگردد. در این پژوهش، به منظور شبیه سازی اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل از مدلهای زیرشبکهی اسماگورینسکی و اسماگورینسکی دینامیکی و مدل احتراقی راکتور اختلاط جزئی استفاده شده است و نشان داده شده که استفاده از شبکهی نسبتاً ریز نتایج قابل قبولی به دست میدهد. نتایج به دست آمده از طول نفوذ اسپری غیرواکنشی در محیط گازی و همچنین پروفیل سرعت فاز گاز در مرحلهی مکش جریان هوا به درون سیلندر در موتور دیزل به منظور اعتبارسنجی عملکرد کد حاضر در جریان تک فازی و دوفازی با دادههای تجربی مقایسه گردیده است که نسبت به دادههای تجربی دارای تطابق نسبتاً خوبی میباشد، به طوری که با مقایسهی نتایج با دادههای تجربی می توان نتیجه گرفت که نتایج شبیه سازی گردابههای بزرگ با شبکهی ریز در جریان مغشوش غیر واکنشی از نتایج رنس بهتر است. نتایج احتراق اسپری دیزل با دو روش شبیه سازی گردابههای بزرگ و رنس نیز با استفاده از سینتیک تک مرحله ای با نتایج تجربی گروه آزمایشگاهی سندیا مقایسه گردیده است. مشخصات کلی جریان واکنشی مغشوش اعم از طول نفوذ اسپری سوخت و بخار آن با استفاده از هر دو روش اغتشاشی بهخوبی پیش بینی میشود. با مقایسهی شکل شعله با استفاده از دو روش اغتشاشی تفاوتهای اندکی میتوان مشاهده نمود، ولی مقدار کمینه و بیشین هی دما در هر دو یکسان است.
اغتشاش,جریان احتراقی اسپری دیزل,شبیه سازی گردابه های بزرگ,متوسط گیری رینولدز معادلات ناویر استوکس,موتور دیزل
https://mej.aut.ac.ir/article_1034.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1034_41da81218343dd323493ffe4bbda649a.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
مطالعه آزمایشگاهی مشخصههای موثر بر اختلاف فشار تنظیمی عملگرهای ربعگرد خطوط لوله انتقال گاز
837
848
FA
مهدی
محمودی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
mehdymahmoody@gmail.com
مفید
گرجی بندپی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
gorji@nit.ac.ir
10.22060/mej.2017.12049.5250
عملگرهای دارای سیستم تشخیص شکست خط لوله در مناطقی با عدم دسترسی به شبکه سراسری برق، دارای شرایط صعب العبور و یا با هدف نیاز به ایجاد شرایط پدافند غیر عامل و یا حفاظت از اکوسیستمهایی همچون رودخانه و جنگل روی شیرهای خطوط انتقال نفت و گاز نصب میگردند. در این مقاله، اثر مشخصههای قطر اوریفیس موجود در سیستم تشخیص شکست خط لوله، فشار اولیه خط لوله و نرخ افت فشار ناشی از شکست یا نشتی در خط بر اختلاف فشار تنظیمی عملگر از طریق 81 آزمایش با گاز نیتروژن بررسی شد. اختلاف فشار تنظیمی عملگر با افزایش نرخ افت فشار یا کاهش قطر اوریفیس و یا کاهش فشار اولیه خط لوله، افزایش می یابد. مقدار زمان دست یابی به اختلاف فشار معین شده عملگر، تنها به اندازه قطر اوریفیس بستگی دارد و مستقل از فشار اولیه خط لوله و نرخ افت فشار است. این زمان با افزایش قطر اوریفیس، کاهش می یابد. دیاگرام اختلاف فشار بر حسب نرخ افت فشار برای مقادیر مختلف فشار اولیه خط لوله و قطر اوریفیس در سیستم تشخیص شکست خط، ارائه شده است. با افزودن ضریب اطمینان 10 درصدی میتوان از مقادیر این دیاگرام به عنوان مبنای تنظیم این نوع عملگرها در سرتاسر خطوط انتقال گاز استفاده نمود.
نرخ افت فشار,قطر اوریفیس,فشار اولیه عملکردی,شکست خط لوله گاز,تنظیم عملگر شیر
https://mej.aut.ac.ir/article_956.html
https://mej.aut.ac.ir/article_956_8d18874415e3ae7725594d6c97ad4dc0.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
مطالعه عددی جریان آرام عبوری از روی استوانه و کنترلکنندههای چرخان مجاور آن جهت توقف پدیده ریزش گردابهها
849
862
FA
محسن
گودرزی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
m.goodarzi@basu.ac.ir
احسان
خلیلی دهکردی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
e.khalili@basu.ac.ir
10.22060/mej.2016.861
ریزش گردابه عامل مهمی در ایجاد نیروهای دینامیکی نوسانی روی سازههای استوانهای و افزایش یا حتی تشدید ارتعاشات القاشده توسط سیال است. کنترل جریان روی استوانه و به تعویق انداختن جدایش، باعث کوچک شدن ناحیه دنباله و کاهش ریزش گردابهها شده و عمر سازه را افزایش میدهد. در بین روشهای مختلف کنترل فعال و غیرفعال ریزش گردابه، استفاده از کنترل کنندههای جریان روشی پرکاربرد است. دو استوانه کنترل کننده کوچک در اطراف یک سازه استوانهای بزرگ میتوانند به عنوان کنتر ل کنندههای فعال جریان استفاده شوند. در این تحقیق، تأثیر پارامترهای هندسی روی پاسخهای نوسانی برای جریان آرام روی یک استوانه دایره ای همراه با دو استوانه کنترل کننده کوچک به کمک تحلیل عددی مطالعه شده است. روش حجم محدود بر اساس الگوریتم سیمپل برای شبیه سازی میدان جریان ناپایا استفاده شده است. موقعیت مناسب کنترلکنندهها تعیین شده است. شاخصهای کاهشی مناسبی برای محاسبه میزان اثربخشی کنترل کنندهها تعریف و به کار گرفته شدهاند. نتایج عددی حاصل شده نشان داد که نوسانات نیروهای برآ و پسای وارد شده بر استوانه اصلی و کنترل کنندههای جریان از بین رفته اند. مقدار ضریب پسای استوانه اصلی کاهش یافته است. همچنین با نصب کنترلکنندههای جریان در موقعیت مناسب، خطوط جریان در پشت استوانه بدون نوسان شده و ریزش گردابه متوقف شده است.
تحلیل عددی,استوانه,توقف ریزش گردابه,کنترلکنندههای چرخان
https://mej.aut.ac.ir/article_861.html
https://mej.aut.ac.ir/article_861_0e4c6782c61bb7ac9fc821f6310aa243.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
بررسی آزمایشگاهی رفع گیر اختلاف فشاری با تغییر در خواص و افزایه های موجود در سیال حفاری
863
872
FA
احسان
آزاد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
ehsazad@aut.ac.ir
ساسان
یوسفی راد
2دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
yousefirad.sasan@yahoo.com
محسن
ده ودار
دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
dehvedar@aut.ac.ir
پرویز
معارف وند
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
parvizz@aut.ac.ir
10.22060/mej.2017.11736.5305
گیر اختلاف فشاری در چاه یکی از شایع ترین و درعین حال دردسرآفرینترین مشکلات حفاری چاههای نفت است. در این مقاله با تکیه بر مطالعات انجام شده در زمینه رفع گیر اختلاف فشاری به کمک افزایههای گل حفاری، گلهای پایه آبی بنتونایتی و لیگنوسولفونایتی مورد مطالعه قرارگرفته است. انتخاب افزونه مناسب به کمک دستگاه خواص سنجی کیک گل با اندازهگیری مقاومت پیچشی کیک گل به عنوان متغیر اصلی در کنار اندازهگیری سایر متغیرهای فرعی شامل وزن گل، گرانروی گل، دمای آزمایش، میزان افت صافاب، ضخامت کیک گل و ساختار فیزیکی کیک گل انجام شد. نتایج حاصل از آزمایشها حاکی از آن است که در گلهای بنتونایتی، نمک به عنوان عامل مخرب و PAC به عنوان عامل مؤثر در رفع گیر می باشد. سیالات لیگنوسولفونایتی نیز با خاصیت تینری خود در رفع گیر اختلاف فشاری مفید واقع شدند. آنچه میتوان به عنوان دستاورد این مقاله در نظر گرفت توجه به چرخش کم لوله حفاری در ابتدای وقوع گیر است که با توجه به اندازهگیریهای مقاومت پیچشی رشته حفاری در کیک گل، روش بسیار مؤثری می باشد.
گیر اختلاف فشاری,لیگنوسولفونایت,مقاومت پیچشی,کیک گل,دستگاه خواص سنجی کیک گل
https://mej.aut.ac.ir/article_1007.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1007_2b9021aacdf5cb5fe7c685da9219f9ae.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
مقایسه عددی اثر زاویه پره ثابت و متغیر دیفیوزر بر جریان هوا و توزیع آلودگی در یک فضای تهویه شونده
873
882
FA
جابر
اسلامی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
jabereslami@aut.ac.ir
عباس
عباسی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
abbassi@aut.ac.ir
محمد حسن
سعیدی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
saman@sharif.edu
میثم
سعیدی
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
meysam.saidi@gmail.com
10.22060/mej.2017.11901.5212
با توجه به استفاده روز افزون سیستمهای تهویه مطبوع در صنایع مختلف از جمله اتاقهای تمیز، نیاز به طراحی بهینه تجهیزات مورد استفاده در این سیستمها جهت مصرف انرژی کمتر و توزیع آلودگی مناسبتر، بیش از پیش احساس میشود. در این مقاله اثر زاویه دیفیوزر سقفی چهارطرفه بر کارایی سیستم تهویه به صورت عددی با رویکرد اویلری-لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، توزیع ذرات آلاینده بصورت یکنواخت در اتاق در نظر گرفته شده و اتاق بدون دیفیوزر و اتاق با دیفیوزر با زاویههای 30 ، 90 و 30 تا 90 درجه به عنوان مدلهای مورد بررسی انتخاب شده است. تأثیر واضحی که جهت دیفیوزر بر میدان سرعت اتاق میگذارد، منجر به تغییر در توزیع پراکندگی ذرات آلاینده میشود. در این مطالعه نشان داده میشود، دیفیوزر با زاویه پره 30 و 30 - 90 درجه با سرعت بالاتری آلودگی را کاهش میدهد. همچنین اتاق بدون دیفیوزر و دیفیوزر با زاویه پره 90 درجه که جریان هوا را بصورت عمودی پرتاب میکند، دارای نشست کمتر ذرات بر روی کف اتاق بوده و منجر به نسبت خروج به نشست بالاتری میشود. همچنین با توجه به الگوهای جریان مشاهده میشود، در زوایای 30 و 30 - 90 درجه جریان هوای اتاق، ذرات آلاینده را از گوشههای اتاق جاروب میکند، ولی در اتاق بدون دیفیوزر و یا با دیفیوزر با زاویه 90 درجه الگوهای جریان تأثیر بسزایی در خروج ذرات از گوشههای اتاق نداشته و بیشتر در محدوده وسط اتاق مؤثر می باشند.
دیفیوزر سقفی چهارطرفه,دینامیک سیالات محاسباتی,کارایی سیستم تهویه,توزیع ذرات
https://mej.aut.ac.ir/article_908.html
https://mej.aut.ac.ir/article_908_d34d8961dd2493cac6abfc025c9444c9.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
بررسی عددی تأثیر شیب بالادست جریان روی عملکرد خنککاری لایهای همراه با سوراخ خنککاری استوانهای و لایهگستر
883
892
FA
سید شهاب
موسوی
دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
shahabm_2312@yahoo.com
نیما
امانی فرد
دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
nima.amanifard@gmail.com
حامد
محدث دیلمی
0000-0003-1125-2134
دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
hmohaddesd@gmail.com
محمد
نقاش نژاد
دانشکده مهندسی هوافضا و مکانیک، دانشگاه اکلاهما، اکلاهما، امریکا
mohammad.naghashnejad@gmail.com
10.22060/mej.2016.809
در تحقیق حاضر، تأثیر شیب بالادست جریان اصلی بر میدانهای جریان و دما در روش خنککاری لایهای از طریق یک ردیف سوراخ مجزای استوانه ای و سوراخ تزریق لایه گستر به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه، جریان به صورت سهبعدی، آشفته، تراکم ناپذیر و پایا در نظر گرفته شده است. شبیه سازیهای عددی با استفاده از یک شبکه سازمان یافته غیریکنواخت و توسط مدل آشفتگی کی-اپسیلون رینولدز پایین انجام شده است. مسئله حاضر در زاویه تزریق 35 درجه و به ازای نسبت طول به قطر سوراخ 1/75 و نسبت چگالی 2 و همچنین برای نسبت دمشهای 0/5، 1 ، 1/5 و 2 مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که در حالت سوراخ تزریق استوانه ای و لایهگستر در نسبت دمشهای پایین(کمتر از 1)، حضور شیب بالادست جریان مفید نخواهد بود. استفاده از سوراخ تزریق لایه گستر باعث ایجاد عملکرد خنک کاری لایه ای بهتری در همه نسبت دمشها در مقایسه با سوراخ تزریق استوانه ای میشود. همچنین در هر دو حالت سوراخ تزریق لایهگستر و استوانه ای با افزایش نسبت دمش، وجود شیب بالادست باعث بهبود کارایی آدیاباتیک خنک کاری لایه ای میشود. و حالت بهینه برای شرایط مورد مطالعه در حالت صفحه تخت همراه با سوراخ تزریق لایهگستر برای نسبت دمش0/5 رخ میدهد.
شیب بالادست,خنککاری لایهای,سوراخ تزریق لایهگستر,کارایی آدیاباتیک
https://mej.aut.ac.ir/article_809.html
https://mej.aut.ac.ir/article_809_b6fc9ea5399b08def4822d3c8e237269.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
بررسی عددی و تجربی تاثیر فاصلهی طولی دو خودرو بر مصرف سوخت و ضریب پسا
893
902
FA
نسترن
ربیعی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
rabiein@email.kntu.ac.ir
محمدامین
محمودآباد بزچلو
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
mohamadamin.mab34@yahoo.com
مجید
بازارگان
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
bazargan@kntu.ac.ir
10.22060/mej.2017.11940.5224
در این پژوهش با بهرهگیری از تست تجربی میدانی و همچنین مدل سازی و حل عددی به بررسی تأثیر فاصله ی طولی بین دو خودرو در سرعتهای گوناگون و ارائهی یک فاصله و سرعت بهینه برای داشتن کمترین میزان ضریب پسا و مصرف سوخت به وسیلهی الگوریتم هوش مصنوعی پرداخته شده است. به این منظور سه سرعت ثابت 70 ، 90 و 110 کیلومتر بر ساعت برای خودروها در نظر گرفته شده است. برای اطمینان یافتن از نتایج حل عددی، با استفاده از اندازهگیری دقیق مصرف سوخت یک دستگاه خودروی سواری، در برخی حالات از تست میدانی بهره گرفته شده است. نتیجهی این پژوهش نشان میدهد که حرکت پشت سرهم خودروها با رعایت فاصله ی بهینه ی محاسبه شده کاهش 7 درصدی ضریب پسای خودروها را به دنبال خواهد داشت. نتایج پژوهش کنونی برای بزرگراههای اتوماتیک که فاصلهی ایمن بین دو خودرو میتواند خیلی کمتر از فاصلههای خودروها در بزرگراههای متعارف باشد، کاربرد بسزایی دارد.
ضریب پسا,مصرف سوخت,حرکت پشت سرهم خودروها,فاصلهی طولی خودروها,بزرگراههای اتوماتیک
https://mej.aut.ac.ir/article_953.html
https://mej.aut.ac.ir/article_953_eb4d69805c33ef55181265ac480f2271.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
بررسی اثرات زاویه پله رو به جلو بر روی عملکرد هیدرودینامیکی شناور سرشی
903
912
FA
هادی
نور قاسمی
دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
hadi.nourghasemi@yahoo.com
حسن
قاسمی
دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
gasemi@aut.ac.ir
محمد
بختیاری
دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
navalarchitect2000@yahoo.com
مصباح
سایه بانی
دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
mesbah2000@yahoo.com
10.22060/mej.2016.788
یکی از رو شهای مؤثر برای کاهش پسا در شناورهای سرشی استفاده از پله در کف بدنه شناور است. پله باعث کاهش سطح تماس بدنه شناور با آب و در نتیجه کاهش پسای شناور میشود. شکل پله میتواند به صورت خط مستقیم در کل عرض بدنه یا به صورت V شکل دارای رأس رو به جلو یا عقب طراحی شود. در این مقاله، اثرات زاویه پله رو به جلو بر روی عملکرد هیدرودینامیکی یک شناور سرشی چاین دار به روش عددی حجم محدود مورد بررسی قرار میگیرد. معادلات متوسط زمانی ناویراستوکس همراه با مدل اغتشاشی استاندارد کی-اپسیلون کوپل شده با معادلات حجم سیال برای شبیه سازی جریان سطح آزاد آشفته گذرا در اطراف بدنه شناور به کمک نرم افزارانسیس سی اف ایکس حل میشوند. برای پی شبینی حرکات شناور، معادلات دو درجه آزادی جسم صلب با معادلات حاکم بر جریان سیال کوپل میشوند. به منظور اعتبارسنجی مدل عددی ارائه شده در این مقاله، ابتدا نتایج عددی محاسبه شده با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه میشوند. سپس نتایج عددی به دست آمده برای نیروی پسا، تریم دینامیکی، بالا آمدن مرکز جرم، طول کیل خیس شده، طول چاین خیس شده، توزیع فشار روی بدنه، سطح خیس و پروفیل دنباله پاشنه در سرعتهای مختلف و زوایای مختلف پله ارائه و مورد بحث قرار میگیرد. نتایج نشان داد که افزایش زاویه پله رو به جلو تا 10 درجه تأثیر ناچیزی روی تریم دینامیکی و بالا آمدن مرکز جرم شناور دارد، اما اثرات آن بر روی کاهش نیروی پسا قابل ملاحظه بود.
شناور سرشی پلهدار,زاویه پله رو به جلو,نیروی پسا,پروفیل دنباله
https://mej.aut.ac.ir/article_788.html
https://mej.aut.ac.ir/article_788_cc4071080620dcf96d46ae2097c87084.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
50
4
2018
10
23
ساخت و آزمایش یک توربین بادی محوری با بیشترین توانایی در جذب انرژی جنبشی جریان
913
923
FA
منوچهر
راد
دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
rad@sharif.edu
علی
زاهدی نژاد
دانشکده مهندسی مکانیک و هوا-فضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران
ali.zahedinejad@srbiau.ac.ir
10.22060/mej.2017.12269.5299
هدف از مقاله حاضر ساخت و آزمایش یک توربین بادی محوری با ضریب توان بالاتر از 55% است. چرا که این ضریب توان بالاترین مقدار در جدیدترین نمونههای توربینهای محوری ساخته شده است. بررسی حاضر منجر به ساخت طرحی جدید از یک توربین بادی کوچک شده که در اندازهگیریهای تجربی حداکثر ضریب توان 68 الی 80 درصد را نشان داده است. اندازهگیری ضریب توان روتور دو پروانه ای توربین بادی با نتایج تئوری دو دیسک انتقال توان، که دست یابی به ضریب توان در حد 64 درصد را اثبات کرده، همخوانی دارد. روتور توربین بادی شامل یک پروانه محوری سه پره ای و یک پروانه ترکیبی شش پره ای بهینه سازی شده است. قطعات توربین بادی با تکنولوژی چاپ سهبعدی ساخته شده اند. یک فن محوری بزرگ به صورت افقی نصب شده است تا جریان باد را ایجاد کند. روی محور روتور یک ترمز مکانیکی کوچک نصب شده است و برای ایجاد گشتاور ترمزی ثابت قابل تنظیم است. نیروی پسای روتور با استفاده از نیروسنج نوع اِس که درون یک سازه ایرودینامیکی جاسازی شده، اندازهگیری شده است. توربین بادی کوچک ضریب توان بهینه خود را در جریان باد کم سرعت )در محدوده 1 تا 3 متر بر ثانیه( حفظ کرده است. آزمایش برای روتور توربین و برای توربین بادی دارای جدار و بازوهای تکیهگاهی انجام شده و نتایج تقریباً یکسان به دست آمده است.
ترمز مکانیکی,توربین بادی محوری,روتور دو پروانه ای,ضریب توان بهینه
https://mej.aut.ac.ir/article_1004.html
https://mej.aut.ac.ir/article_1004_f4fa2453478b7d34c6d1324896e5276e.pdf