دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Rectangular liquid jets injected transversely into subsonic crossflow بررسی تجربی جت‌های مایع مستطیلی تزریق‌شده به درون ‌‌‌‌‌‌جریان گازی عرضی فروصوت 3117 3134 4091 10.22060/mej.2020.17526.6612 FA روژین َشکری دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران مهران تاج فر دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران 0000-0002-7381-1491 امین جابری دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران 0000-0001-7629-2626 Journal Article 2019 12 13 Rectangular liquid jets injected into gaseous crossflow were experimentally investigated. In this study, water was used as the working fluid. Four rectangular injectors with aspect ratios of 1, 2, 3 and 4 were manufactured to study the physics of jet flow. The backlight shadowgraphy technique along with high-speed photography was employed to capture the instantaneous physics of the liquid jet flow. Based on the flow visualizations, different breakup regimes including column breakup, arcade breakup, bag and multiple breakup were identified. Trajectory and width of the liquid jets were measured using an in-house image processing program. Effects of momentum ratio, aspect ratio and gas velocity on trajectory and width were investigated. The results showed that the momentum ratio was most effective on the jet trajectory while aspect ratio was of least importance. Also, a mathematical model was suggested to estimate the trajectory of liquid jets. In this model, jet Weber number, gas Weber number and aspect ratio were introduced as the variables. Furthermore, it was revealed that aspect ratio directly influenced the width of liquid jets. در این پژوهش مشخصه‌های جریان جت‌های مایع مستطیلی تزریق‌شده به جریان گازی عرضی فروصوت به صورت تجربی بررسی شده است. از چهار انژکتور با نسبت منظری‌های 1، 2، 3 و 4 برای بررسی جت‌های مستطیلی استفاده شده است. فیزیک لحظه‌ای جریان با استفاده از عکس‌برداری سرعت بالا ثبت شده و پارامترهای مختلف جریان به کمک کدهای پردازش تصویر محاسبه شده‌اند. با توجه به تصاویر آشکارسازی جریان، رژیم‌های ستونی، کمانی، کیسه‌ای و ترکیبی (کیسه‌ای و برشی) مشاهده شده‌اند. همچنین، تاثیر نسبت مومنتوم و نسبت منظری بر مشخصه‌های جت مایع مستطیلی از جمله مسیر، پهنا و تشکیل کیسه بررسی شده است. با افزایش نسبت مومنتوم، قدرت جت افزایش یافته و کمتر در جریان خم می‌شود. نسبت منظری تاثیر کمتری بر روی مسیر جت داشته است اما پهنای جت به شدت تحت تاثیر نسبت منظری می‌باشد. همچنین، نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که علاوه بر نسبت مومنتوم، عدد وبر جت نیز تاثیر بسزایی بر روی مسیر جت و پهنای جت دارد. با افزایش عدد وبر گاز، نیروی پسای وارد بر ستون مایع افزایش یافته و در نتیجه جت بیشتر در جریان گاز خم می‌شود. بر همین اساس، مدلی ریاضی برای تخمین مسیر جت مستطیلی ارائه شد که در آن اعداد وبر جت و گاز، و همچنین ضریب منظری به عنوان متغیرهای مدل در نظر گرفته شده‌اند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده برای پهنای جت، مشخص شد که پدیده تغییر محور به طور مستقیم موجب افزایش پهنای جت می‌شود.

https://mej.aut.ac.ir/article_4091_06f2e099b4f87109d52e15d7c05f0084.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Investigation on flow air concentration effect on distance of the chute spillway aerators بررسی تاثیر غلظت هوای جریان بر فاصله‌ی بین هواده‌های تندآب سرریز 3135 3150 4178 10.22060/mej.2020.17587.6677 FA الهام نخعی زینلی دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران مهدی اژدری مقدم دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران mazhdary@eng.usb.ac.ir 0000-0002-7915-5229 Journal Article 2020 02 05 Flow aeration using aeration systems has been used as one of the most effective methods to prevent the occurrence of cavitation. Today, access to equipped computers and software based on computational fluid dynamics caused increasing use of numerical simulations in current analysis. In this research, Flow-3D software was used to simulate flow through the spillway aerator of chute. To validate the results of a numerical model in which the criterion was the air concentration in the aerator downstream, laboratory data of other researchers are used and the results indicate that they are in good agreement with the laboratory data. The effect of geometric parameters on the changes in air concentration, flow characteristics such as velocity and pressure to determine the cavitation index in order to determine distance between two aerators were explained. The average air concentration is as layer changes in the depth of flow and the reduction of air concentration is as exponential function. The value of the cavitation index is greater than the critical value within 11 meters after aerator in the chute spillway and there is no risk of cavitation occurrence. Considering the calculated concentrations, it can generally be concluded that by decreasing the air concentration in the chute bed to the values of 0.0001, 0.001, 0.01 and 0.1, chutes with slopes of 10, 12, 30 and 50 degrees do not require more aeration, respectively. هوادهی جریان با استفاده از هواده‌ها، از موثرترین روش‌ها برای جلوگیری از وقوع پدیده خلاء‌زایی (کاویتاسیون) در تندآب سرریز است. امروزه دسترسی به کامپیوترهای مجهز و نرم‌افزارهایی که اساس کار آنها دینامیک سیالات محاسباتی است، موجب افزایش کاربرد شبیه‌سازی عددی در تحلیل جریان شده است. در این تحقیق، جهت شبیه‌سازی جریان عبوری از روی هواده تندآب سرریز، نرم‌افزار فلوتری دی مورد استفاده قرار گرفت. جهت صحت‌سنجی نتایج مدل عددی که ملاک آن غلظت هوا در پایین‌دست هواده است، از داده‌های آزمایشگاهی محققین استفاده شده است که نتایج نشان‌دهنده‌ی تطابق مناسبی با داده‌های آزمایشگاهی است. سپس به بررسی تاثیر پارامترهای هندسی از جمله ارتفاع و زاویه‌ی رمپ، ارتفاع پله و شیب تندآب بر روند تغییرات غلظت هوا، خصوصیات جریان مانند سرعت و فشار جهت تعیین شاخص کاویتاسیون به منظور تعیین فاصله‌ی مناسب بین دو هواده، پرداخته شده است. تغییرات غلظت متوسط هوا بصورت لایه‌ای در عمق جریان و کاهش غلظت هوا بصورت تابع نمایی است. مقدار شاخص کاویتاسیون در طول 11 متر پس از هواده روی تندآب سرریز، از مقدار بحرانی بیشتر است و خطر وقوع کاویتاسیون مشاهده نمی‌شود. با توجه به مقدار غلظت‌های محاسبه‌شده می‌توان به طور کلی نتیجه گرفت که با کاهش غلظت هوا در بستر تندآب تا مقادیر 0/0001، 0/001، 0/01 و 0/1 به ترتیب برای تندآب‌هایی با شیب 10، 12، 30 و 50 درجه، احتیاجی به هوادهی بیشتر نیست.

https://mej.aut.ac.ir/article_4178_1558417b096b5d8e7cbe0183ea9cbf26.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Study of cavitation inception using multiphase lattice Boltzmann method with incorporating equations of state مطالعه وقوع پدیده کاویتاسیون با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی و با اعمال معادلات حالت مختلف 3151 3170 4015 10.22060/mej.2020.17997.6705 FA اسلام عزت نشان گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران حامد واثق نیا گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article 2020 02 25 In the present study, a multiphase lattice Boltzmann method is implemented for simulation of the cavitation bubbles dynamics and characteristics of cavitating flows. The effect of employing various equations of state is investigated on the computing of interaction forces and the phase separation between the liquid and its vapor in the cavitating flows. Herein, the cubic equations of state of Shan-Chen and Carnahan-Starling and the non-cubic equation of state of Peng-Robinson are applied and the exact difference method is imposed to improve the numerical stability. The efficiency of the present method is examined by comparison of the results obtained for the homogeneous and heterogeneous cavitation with those reported in the literature. Then, the implemented multiphase lattice Boltzmann method is used for studying the inception and growth of the cavitation bubbles in the throat of a venturi. The effect of hydrophobicity and hydrophobicity of the nozzle wall on the cavitation dynamics is investigated and a detailed discussion is made for the results from the physical point of view. Evaluation of the present results shows that the multiphase lattice Boltzmann method with incorporating an appropriate equation of state has an excellent capability for prediction of the bubble dynamics and cavitating flow characteristics in applied geometries. در مطالعه حاضر، یک روش شبکه بولتزمن چندفازی برای شبیه‌سازی عددی جریان‌‌های کاویتاسیونی توسعه داده ‌شده‌است. برهم‌کنش و جدایش فازهای مایع و بخار با اعمال روش اختلاف دقیق صورت گرفته و جهت دستیابی به پایداری عددی با حداقل جریان‌های غیرفیزیکی و انطباق ترمودینامیکی بهتر نتایج عددی، از معادله‌های حالت مناسب استفاده ‌شده‌است. در این راستا، معادلات حالت مکعبی شان-چن و کارناهان-استارلینگ و معادله حالت غیرمکعبی پنگ-رابینسون اعمال شده‌اند. دقت و کارآیی الگوریتم با شبیه‌سازی وقوع کاویتاسیون همگن و غیرهمگن مطالعه شده و نتایج بدست‌آمده با نتایج دیگران مقایسه شده‌است. الگوریتم توسعه‌یافته برای بررسی وقوع و رشد حباب‌های کاویتاسیونی و دینامیک آن به کار گرفته شده و با استفاده از هر یک از معادلات حالت، تاثیر آب‌دوستی و آب‌گریزی سطوح دیواره بر پایداری عددی و نحوه برهم‌کنش بین جامد و سیال و اثرگذاری آن در چگونگی وقوع پدیده کاویتاسیون در گلوگاه یک نازل همگرا-واگرا مورد مطالعه قرارگرفته‌است. ارزیابی نتایج حاصل از روش حاضر با نتایج موجود در مراجع نشان می‌دهد که روش شبکه بولتزمن چندفازی با استفاده از یک معادله حالت مناسب، قابلیت و توانمندی بسیار خوبی برای شبیه‌سازی جریان‌های کاویتاسیونی در هندسه‌های کاربردی را دارا بوده و دینامیک پیچیده حباب‌های کاویتاسیونی را به‌خوبی تسخیر می‌کند.

https://mej.aut.ac.ir/article_4015_587524833eaf98eb779a387e33768c6a.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical analysis of mechanical micropump using membrane-based check-valves for microfluidic applications تحلیل عددی یک میکروپمپ مکانیکی با استفاده از میکروشیرهای غشایی برای کاربردهای میکروسیالاتی 3171 3186 4016 10.22060/mej.2020.18017.6711 FA جلیل مظلوم دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران علیرضا شمسی دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران Journal Article 2020 02 28 In this paper, we mentioned a numerical analysis method for simulation of a micropump for microfluidic applications. Each section of the micropump, including microvalves and pumping chamber, were studied using three-dimensional fluid-structure interaction analysis and their operational characteristic equations were extracted independently. These extracted equations were used to solve time-domain pressure equation and to obtain the flow rate of micropump. Afterwards, we were able to study different effects of actuation pressure and actuation frequency on micropump’s flow rate with and without the presence of outlet backpressure. The results of microvalve show that it lets fluid pass through after passing threshold pressure of about 100 Pa. However, it blocks fluid flow in reverse mode with extremely negligible leakage rate. The results of micropump operation show that when actuation frequency is 1 Hz and actuation pressures are equal to 1000, 1500, 2000 Pa, pumping flow rate reaches 30, 48 and 65 mm3/min, respectively. Also, this micropump can overcome maximum backpressure of approximately 950 Pa when it was actuated using pressure of 1000 Pa, regardless of its actuation frequency. These results show that the simulated micropump reasonably agrees to the microfluidic and lab-on-a-chip applications. در این مقاله، به تحلیل عددی یک میکروپمپ جهت استفاده در کاربردهای میکروسیالاتی اشاره شده است. هر کدام از قسمت‌های میکروپمپ شامل میکروشیرها و محفظه ی پمپاژ، با استفاده از روش تحلیل برهم کنش سیال-جامد در فضای سه‌بعدی مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج عملکرد آن‌ها بصورت مستقل استخراج شده است. از این نتایج برای حل معادله فشار پمپاژ میکروپمپ استفاده شده تا به کمک آن نرخ جریان میکروپمپ در حوزه زمان بدست آید. سپس، اثرات تغییر دامنه تحریک، فرکانس تحریک و فشار معکوس بر روی نرخ جریان میکروپمپ در حوزه زمان مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی میکروشیر نشان می‌دهد که اگر فشار سیال از یک سطح آستانه که مقدار آن برابر 100 پاسکال است بیشتر شود، جریان برقرار می‌شود. ولی در مد عملکرد معکوس می‌تواند جریان سیال را با نرخ نشتی قابل اغماض، سد کند. بررسی‌ها نشان می‌دهد، زمانی‌که فرکانس تحریک برابر 1 هرتز است، به ازای فشار تحریک 1000، 1500 و 2000 پاسکال، نرخ جریان میکروپمپ به ترتیب برابر با 30، 48 و 65 میلی متر مکعب بر دقیقه می‌باشد که مقداری رایج در میکروپمپ‌های میکروسیالاتی و آزمایشگاه روی تراشه می‌باشد. همچنین زمانی‌که دامنه تحریک برابر 1000 پاسکال است، فارغ از فرکانس تحریک، میکروپمپ حداکثر می‌توان بر فشار معکوس حدود 950 پاسکال غلبه کند. نتایج بدست‌آمده نشان می‌دهد که میکروپمپ شبیه‌سازی‌شده برای کاربردهای ریزسیالاتی و آزمایشگاه روی تراشه تطبیق دارد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4016_f04cd7399b2b0128970efb6d20b5c551.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Image-based numerical model for drug delivery to solid tumors مدل‌ عددی مبتنی بر تصویر برای دارورسانی به تومورهای جامد 3187 3200 3973 10.22060/mej.2020.18030.6715 FA فرشاد مرادی کشکولی گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران مجید سلطانی گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران 0000-0003-0878-6274 محمدحسین حامدی گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article 2020 03 02 Mathematical models and numerical simulations along with clinical studies can help provide better understanding of drug delivery mechanisms, increase the efficacy of therapy, and demonstrate the effect of various physiological parameters on tumor behavior. The main objective of this study is to use a multiscale model based on mathematical modeling and computational fluid dynamics to evaluate drug delivery to a solid tumor and to predict treatment efficacy. A more-realistic physiological model of the tumor compared to the previous models is examined by obtaining the capillary-network’s geometry from an image, as well as by considering the necrotic area and cellular uptake. Fluid flow modeling and drug delivery simulation are then performed for the interstitium. The fraction of killed cells is obtained approximately 69.03% after the cancerous tissue is treated with doxorubicin. Results also demonstrate that the drug concentration in the necrotic area is very low; only a small amount of the drug penetrates into the necrotic area by diffusion. The findings of this study may help researchers better understand the mechanism of drug delivery to solid tumors, —a necessary step in overcoming the micro-environmental barriers of tumors that impede treatment efficacy. استفاده از مدل‌های ریاضی و شبیه‌سازی‌های عددی در کنار مطالعات بالینی می‌تواند به درک صحیح مکانیزم دارورسانی به تومور کمک کرده، کارآیی درمان دارویی را ارتقا داده و اثر پارامترهای فیزیولوژیکی مختلف را بر رفتار تومورها نشان ‌دهد. هدف اصلی این پژوهش استفاده از یک مدل چندمقیاسی مبتنی بر مدل‌سازی ریاضی و نیز دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی رسانش دارو به تومور و پیش‌بینی اثر درمان است. مدل فیزیولوژیکی واقعی‌ترشده‌ی تومور نسبت به مدل‌های پیشین با به‌دست‌آوردن هندسه شبکه مویرگی از یک تصویر و نیز درنظر گرفتن ناحیه نکروز و جذب سلولی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه، مدل‌سازی جریان سیال و رسانش دارو در فضای میان بافتی انجام می‌گیرد. نسبت سلول‌های کشته‌شده توموری بعد از درمان بافت سرطانی با دوکسوروبیسین در حدود 69/03 درصد به‌دست آمده است. نتایج نشان می‌دهند که مقدار غلظت در ناحیه نکروز بسیار پایین بوده و تنها مقدار کمی دارو به‌واسطه دیفیوژن به درون ناحیه نکروز نفوذ می‌کند. یافته‌های مطالعه‌ی حاضر می‌تواند به درک بهتر مکانیزم دارورسانی به تومورهای جامد برای غلبه بر موانع میکرو محیطی تومور با هدف اثر بخشی بهتر درمان کمک کند.

https://mej.aut.ac.ir/article_3973_678004486c119599ed7d199f47da043a.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Transient numerical modeling and experimental investigation of the effect of surface texture on elastohydrodynamic lubrication مدل سازی گذرای عددی و بررسی تجربی اثر بافت سطح بر روان‌کاری الاستوهیدرودینامیک 3201 3212 4090 10.22060/mej.2020.18106.6737 FA امیر ترابی دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران 0000-0003-4847-6895 صالح اکبرزاده دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران بهنام اعظمی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران Journal Article 2020 03 13 The phenomenon of abrasion and friction in mechanical mechanisms and the ways to reduce them have been highly regarded. One of these methods is surface texturing, which can be accomplished using a laser with high speed and accuracy. These textures usually include holes with different geometric shapes. In this study, a precise numerical model is developed to investigate the frictional behavior of the dimple transient film formation effect. Then the effect of laser-made textures on a ST37 steel disc is studied experimentally in linear contact situation in the mixed lubrication regime. In this study, the friction coefficient is measured after 100m distance for different input important parameters of velocity and vertical load. Numerical results have shown that flow modeling using conventional two-step modeling cause a considerable error and taking about 11 time steps for crossing the dimple is recommended. The friction coefficient decreases with increasing speed and decreasing applied force. Comparison of the results between the textured and smooth discs showed that the friction coefficient decreased by 12 to 23% in the experimental study, while numerical estimates of the possibility of a decrease of between 25 and 40% were also predicted. At high velocities, the numerical model estimates and the results of the experiment are very close. پدیده سایش و اصطکاک و راه‌کارهای کاهش آنها بسیار مورد توجه بوده است. یکی از این روش‌ها الگودهی سطح و ایجاد ریزحفره روی آن است که با استفاده از لیزر با سرعت و دقت بالا قابل انجام است. در این پژوهش ابتدا مدل عددی به صورت گذرا برای بررسی رفتار اصطکاکی و شکل‌گیری لایه روان‌کار با وجود حفره روی سطح توسعه داده شده است. نتابج بررسی عددی نشان داد که فرض دو گام زمانی که در مطالعات رایج است خطای بزرگی در تخمین ضریب اصطکاک ایجاد می‌کند و برای عبور از روی حفره تعداد 11 گام زمانی پیشنهاد می‌شود. سپس اثر ایجاد بافت لیزری بر‌روی دیسکی از جنس فولاد ST37 در شرایط تماس خطی در رژیم روان‌کاری مخلوط به صورت تجربی بررسی شده‌است. در این پژوهش دو پارامتر ورودی سرعت خطی و بار اعمالی متغیر بودند. با تغییر این پارامترها ضریب اصطکاک به طور متوسط پس از طی مسافت‌های 100متری اندازه گیری شده است. با بررسی‌های صورت‌گرفته مشخص گردید که با افزایش سرعت و کاهش نیروی اعمالی میزان اصطکاک کاهش پیدا می‌کند. همچنین با مقایسه نتایج بین دیسک‌های الگودهی‌شده و صیقلی مشخص شد که میزان ضریب اصطکاک بین 12 تا 23 درصد در بررسی تجربی کاهش یافته است درحالی که در تخمین عددی امکان داشتن کاهشی بین 25 تا 40 درصد نیز پیش‌بینی می‌شود. در سرعت‌های بالا تخمین‌های مدل عددی و نتایج بدست‌آمده از آزمایش بسیار بهم نزدیک شده‌اند.

https://mej.aut.ac.ir/article_4090_ae31ee951b4d4bfb5518e0fcdc064a83.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical investigation of ethanol and acetone spray injection into gaseous environment بررسی عددی پاشش اسپری اتانول و استون در محیط گازی 3213 3226 4174 10.22060/mej.2020.18215.6765 FA حسن خالقی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران اعلی صدوقی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران 0000-0001-5235-5477 Journal Article 2020 04 05 In this paper, the effect of evaporating sprays of ethanol and acetone injected into a cylindrical gaseous environment is numerically investigated. To make this investigation the Eulerian gas phase equations together with the Lagrangian liquid phase equations are solved assuming a two-way coupling between the two phases. According to the results, after a certain time from the start of injection, the overall percentage of total evaporation of acetone becomes significantly higher than ethanol, but at the early spraying time, both alcohols had similar overall evaporation rates. Also, in terms of spray tip penetration, they have almost the same amount of progress and more or less the same behavior. Also due to the almost identical injection flow rate of the droplets, the effects on the velocity fields in the gas phase have been almost similar. The important point to compare is the gas phase temperature field for both sprays after 1.5 ms of injection. The ambient temperature becomes much lower in ethanol spray because ethanol’s boiling temperature and latent heat are both much higher than acetone. در این مقاله به بررسی پاشش اسپری تبخیری دو هیدروکربن اکسیژن‌دار، اتانول و استون، در محیط گازی پرداخته شده است. به منظور حصول این هدف، فاز گازی با رویکرد اولری و قطرات فاز مایع به صورت لاگرانژی شبیه‌سازی شده‌اند و اندرکنش بین دوفاز به صورت دوطرفه در نظر گرفته‌شده است. طبق نتایج، در مدت زمان مناسب پس از پاشش اسپری، درصد کلی تبخیر استون به مراتب بیشتر از اتانول است، اما در مدت زمان‌های اولیه پاشش اسپری، هر دو ماده نرخ کلی تبخیر مشابهی داشته‌اند. همچنین هر دو ماده، از منظر طول نفوذ اسپری در محیط گازی، تقریبا پیشروی یکسانی داشته‌اند. همچنین به واسطه سرعت پاشش تقریبا یکسان، اثرات نزدیک به هم بر روی میدان‌های سرعت فاز گازی از خود برجای گذاشته‌اند. مقایسه میدان دمای فاز گازی برای پاشش اتانول و استون پس از گذشت زمان 1/5 میلی‌ثانیه نشان می‌دهد که دمای محیط گازی پس از پاشش اتانول به مراتب کمتر از دمای محیط پس از پاشش استون است. این امر به این دلیل است که اکثر جرم تبخیر‌شده از قطرات در دمای ثابت و برابر دمای تبخیر آن‌ها رخ می‌دهد و همچنین این که گرمای مورد نیاز تبخیر از محیط گازی تأمین می‌شود.

https://mej.aut.ac.ir/article_4174_f69041d874533096748e2d77480c1fea.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Improving the power coefficient of the Darrieus vertical axis wind turbine with the aid of morphing airfoils بهبود ضریب توان توربین بادی محورعمودی داریوس به کمک ایرفویل‌های تغییرشکل‌پذیر 3227 3240 4240 10.22060/mej.2021.18974.6931 FA محسن کاظمی دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران امیرحسین فردی دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران محمد جواد مغربی دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Journal Article 2020 09 08 With the advent of smart materials in recent years, the aviation industry and airfoils have undergone many changes. Research into the use of smart materials in aircraft wings to increase their performance and then the use of smart materials in wind turbine airfoils has begun. In this study, computational fluid dynamics and unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations for a three-bladed Darrieus wind turbine equipped with a morphing airfoil were used to determine the optimum blade cross-section. 250 airfoils were generated by random control points, in Gambit software, they were unstructured and generated as a sliding mesh then they were simulated in 2D Ansys by using pressure-implicit with splitting of operators algorithm. Control points and power coefficient were used for artificial neural network training and the genetic algorithm was used to optimize the power coefficient. In this study, the base airfoil is NACA0015. The results of that have been very effective. For determining the optimal cross-section of the turbine at a full round, the power coefficient of Darrieus wind turbine with the optimal cross-section increased by 42%, and the blade section (airfoil) was also drawn. For determining the optimal cross-section in each of the four zones of the rotor), the most efficient sections (airfoils) in four-zone were obtained, increasing the turbine power coefficient by 60% was the result of this optimization. تحقیقات در مورد استفاده از مواد هوشمند در بال هواپیماها برای افزایش عملکرد آن‌ها و به دنبال آن استفاده از مواد هوشمند در ایرفویل توربین‌های باد سال‌ها است که آغاز شده است. در این پژوهش، از دینامیک سیالات محاسباتی و معادلات ناپایای ناویر استوکس به روش میانگین‌گیری رینولدز برای توربین بادی داریوس مجهز به ایرفویل تغییر‌شکل‌پذیر به منظور تعیین مقطع بهینه پره استفاده شده است، 250 ایرفویل توسط نقاط کنترل تصادفی تولید، در نرم افزار گمبیت، به طور غیرسازمان‌یافته و به صورت شبکه لغزان شبکه‌بندی شدند، سپس در انسیس به صورت دوبعدی با استفاده از الگوریتم فشار ضمنی با تقسیم اپراتورها شبیه‌سازی شدند، نقاط کنترل و ضریب توان برای آموزش شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفتند و از الگوریتم ژنتیک برای بهینه‌سازی ضریب توان بهره گرفته شد. در این پژوهش از ایرفویل ناکا0015 به عنوان ایرفویل مبنا استفاده شده است، بهینه‌سازی برای دو حالت مختلف انجام شد. برای حالت اول (تعیین مقطع بهینه توربین در یک دور) میزان ضریب توان توربین بادی داریوس با مقطع بهینه واحد به میزان‌42% افزایش یافت که مقطع پره (ایرفویل) نیز ترسیم شد. برای حالت دوم (تعیین مقطع بهینه در هریک از چهار ناحیه چرخش روتور) نیز بهینه‌ترین مقاطع (ایرفویل) بدست آمدند، افزایش60% ضریب توان توربین نتیجه‌ی بهینه‌سازی برای حالت دوم بود.

https://mej.aut.ac.ir/article_4240_fd272fe04b7d4e68effd01bddcc6bb34.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical analysis of distinction boundary of surface roughness and wall blocks in laminar pressure-driven flow within the rugged microchannels تحلیل عددی مرز تمایز زبری سطح و موانع دیواری در جریان آرام فشار- محرک درون ریزمجراهای ناصاف 3241 3256 4155 10.22060/mej.2020.18235.6775 FA محمد مهدی فخاری گروه مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران سید علی میربزرگی گروه مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران Journal Article 2020 04 09 In the present study, a laminar pressure-driven flow within a microchannel consisting of two parallel flat plates with rugged walls has been simulated. The walls’ surface ruggednesses have sinusoidal profiles with relative heights of 0≤h/H≤0.15. The governing equations in a two-dimensional general coordinate are solved using the finite-volume method in a non-uniform grid with the maximum orthogonality of the grid lines adjacent to the rugged boundaries. In the first step, the surface ruggednesses of the wall are divided into two categories: surface roughness and wall blocks. Then, the boundary of surface roughness from wall blocks is determined by defining and applying two qualitative and quantitative criteria. According to the qualitative criterion, when the surface ruggedness is of the order of surface roughness, the pressure distribution at the centerline remains as linear as a perfectly smooth microchannel. But when the surface ruggednesses are of the order of wall blocks, however, the pressure distribution at the centerline is oscillating. Also, on the quantitative criterion, the average shear and normal forces just adjacent to the rugged surfaces are accurately calculated and compared. According to the results, in laminar flow within the rugged planar microchannels, is 0.042 which is independent of Δp. در مقاله حاضر، جریان آرام فشار- محرک درون ریزمجرایی متشکل از دو صفحه موازی تخت با دیواره‌های ناصاف شبیه‌سازی شده است. ناصافی‌های سطح دیواره‌ها دارای پروفیل سینوسی به ارتفاع نسبی 15/0≥ h/H≥ 0 می‌باشد. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در یک شبکه غیریکنواخت با تعامد حداکثر خطوط شبکه در مجاورت مرزهای ناصاف و در دستگاه مختصات عمومی دوبعدی حل شده‌اند. در اولین گام، ناصافی‌های سطح یک دیواره، به دو دسته "زبری سطح" و "موانع دیواری" تقسیم‌بندی شده است. سپس مرز تمایز زبری سطح از موانع دیواری با تعریف و به‌کارگیری دو معیار کیفی و کمی تعیین شده است. بر اساس معیار کیفی، هنگامی که ناصافی‌های سطح از نوع زبری سطح است، توزیع فشار در خط مرکزی همانند ریزمجرای کاملاً صاف، خطی است. اما هنگامی که ناصافی‌های سطح از نوع موانع دیواری است، توزیع فشار در خط مرکزی نوسانی است. در معیار کمی، متوسط نیروهای قائم و برشی در مجاورت سطح ناصاف با دقت محاسبه و با هم مقایسه می‌شوند. بر اساس نتایج، در جریان آرام درون ریزمجراهای تخت ناصاف، مزر تمایز زبری سطح و موانع دیواری ( ) برابر مقدار 042/0 می‌باشد که مستقل از Δp و Re است.

https://mej.aut.ac.ir/article_4155_18a9042b3fc5b02fe3d57fea87d6992f.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Experimental study of manufacturing and characterization of a flow-focusing microchannel to produce thermoresponsive microparticles for on-demand smart drug delivery بررسی تجربی ساخت و مشخصه‏یابی یک میکروکانال جریان متمرکز شونده به منظور تولید میکروقطرات حساس به دما جهت استفاده در دارورسانی هوشمند 3257 3274 4200 10.22060/mej.2020.18239.6777 FA امیر مهدوی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران محسن نظری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2020 04 09 In targeted drug delivery, the use of temperature-sensitive micro-drops as drug carriers has recently been considered. In this approach, the use of N-isopropylacrylamide microparticles as temperature-sensitive drug carriers can be effective in the topical treatment of chronic burn wounds and diabetes. In this study, first, a flow-focusing microchannel was fabricated by photolithography. Then N-isopropylacrylamide polymer solution was made with different percentages and used as a drop phase in the microchannel. 10% N-isopropylacrylamide solutions and silicone oil were used as intermediate and continuous phase currents, respectively, and N-isopropylacrylamide microparticles were produced by microchannel. The results of the study showed that by changing the ratio of intermittent to continuous phase flow from 0.14 to 0.84, the diameter of the produced droplets increases from 360 to 515 microns. It was also observed that if the syringe container containing the polymer fluid is kept cold, an aqueous solution containing 10% N-isopropylacrylamide, 0.3% BIS and 4% ammonium persulfate can be used as the drop phase And thus produced temperature-sensitive polymer droplets. Increasing the temperature of the produced micro-drops from 20 to 26° C led to a 50% reduction in their diameter. در دارورسانی هدفمند، استفاده از میکروقطرات حساس به دما به عنوان حامل‏های دارویی، اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. در این رویکرد، استفاده از میکروقطرات نیپام به عنوان حامل های دارویی حساس به دما، می‏ تواند در درمان موضعی زخم ‏های سوختگی مزمن و دیابتی موثر واقع شود. در این مطالعه، ابتدا ساخت یک میکروکانال جریان متمرکزشونده به روش فوتولیتوگرافی صورت پذیرفت. سپس محلول پلیمری نیپام با درصدهای مختلف ساخته و به عنوان فاز قطره در میکروکانال استفاده شد. محلول‏ های نیپام 10 درصد و روغن سیلیکون به ترتیب به عنوان جریان‏های فاز میانی و فاز پیوسته مورد استفاده قرار گرفتند و میکروقطرات نیپام توسط میکروکانال تولید شدند. نتایج مطالعه نشان داد که با تغییر نسبت دبی فاز منقطع به پیوسته از 0.14 به 0.84، قطر قطره‏های تولیدی از 360 به 515 میکرون افزایش می‏‏یابد. همچنین مشاهده شد که در صورت سردنگه‏داشتن محفظه سرنگِ حاوی سیال پلیمری، می‏توان از یک محلول آبی حاوی 10% نیپام، 0.3% بی‏آی‏اس و 4% آمونیوم پرسولفات به عنوان فاز قطره استفاده و بدین شکل قطرات پلیمری حساس به دما تولید نمود. افزایش دمای میکروقطرات تولیدشده از دمای 20 به 26 درجه سانتی‏گراد، منجربه کاهش 50 درصدی قطر آن‏ها شد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4200_86dba86754c0ad93997a11fa947d97b2.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Investigation of hydrogen production process by partial oxidation of natural gas in a large non-catalytic reformer and comparison with methane steam reforming process in a small catalytic reformer بررسی فرآیند تولید هیدروژن به روش اکسیداسیون جزئی گاز طبیعی در یک مبدل غیرکاتالیستی بزرگ و مقایسه آن با فرآیند رفورمینگ متان در مبدل کاتالیستی کوچک 3275 3292 4235 10.22060/mej.2021.18268.6788 FA سید بهزاد حقی گروه مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران، غلامرضا صالحی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران، مسعود ترابی آزاد دانشکدۀ علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران 0000-0001-9571-8813 علی لهراسبی نیچکوهی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نوشهر، نوشهر، ایران Journal Article 2020 04 13 In the first part of the research, non-catalytic natural gas reformer is investigated numerically. The governing equations include the mass equation, the species equation with eddy dissipation concept modeling using GRI-1.2 mechanism, the momentum and energy equation with Reynolds-averaged Navier–Stokes turbulence model. The results show that increasing the pressure promotes conversion of CH4 into hydrogen, but from pressure 3 MPa and above, hydrogen production remains almost constant. Also, if the ratio of oxygen to natural gas increases to 0.66, the temperature increases and the concentration of CH4 in the exhaust gas decreases In addition, as the ratio of water vapor to natural gas increases, the temperature in the reformer decreases and the H2/CO (synthetic gas) ratio in the output increases. In the next section, methane steam reforming is examined to overcome the hot spot problem in these reformers. The mass, Brinkman, component and energy transport equation are used for the multi-tube catalytic reformer. The effects of inlet temperature of heating tubes, CH4/H2O ratio and configuration of heating tubes have been investigated. The results show that increasing the inlet temperature of the heating tubes, the CH4/H2O ratio up to 0.25 and the number of heating tubes, increase methane reforming. در قسمت اول تحقیق مبدل گاز طبیعی غیرکاتالیستی به روش عددی تحلیل می‌گردد. معادله‌های حاکم شامل معادله بقای جرم، اجزا با مدل احتراقی، اتلاف‌های گردابی با استفاده از مکانیزم GRI - 1.2، اندازه حرکت و بقای انرژی با مدل آشفتگی رینولدز است. نتایج قسمت اول نشان می‌دهد که افزایش فشار، تبدیل متان به هیدروژن را افزایش می‌دهد اما از فشار 3 مگا پاسکال به بالا تولید هیدروژن تقریباً ثابت می‌ماند. همچنین اگر نسبت اکسیژن به گاز طبیعی تا 66/0 افزایش یابد، دما افزایش یافته و غلظت متان در گاز خروجی کاهش و از طرفی هیدروژن تولیدی افزایش می‌یابد. بعلاوه با افزایش نسبت بخارآب به گاز طبیعی، دما در مبدل کاهش یافته و نسبت هیدروژن به مونوکسید کربن در خروجی افزایش می‌یابد. سپس برای رفع چالش نقطه داغ در این مبدل‌ها، رفورمینگ بخار متان بررسی شد. از معادله‌های بقای جرم، برینکمن، انتقال اجزا و انرژی برای مبدل کاتالیستی چند لوله‌ای استفاده شد. اثر دمای ورودی لوله‌های گرم‌کننده در مبدل کاتالیستی، نسبت متان به بخارآب و همچنین پیکربندی لوله‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش دمای ورودی لوله‌های گرم‌کننده، نسبت متان به بخارآب به حدود 0/25 می‌رسد و رفورمینگ افزایش می‌یابد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4235_8ccfb1140664a5fa63177fb6e07352f0.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Response analysis of primary cilia of the cell to the oscillatory fluid flow by using fluid-structure interaction method تحلیل پاسخ مژک اولیه سلول به جریان سیال نوسانی با استفاده از روش برهم‌کنش سیال-سازه 3293 3306 4191 10.22060/mej.2020.18243.6793 FA بهرام احمدیان دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران بهمن وحیدی دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0001-5597-3748 Journal Article 2020 04 19 Primary cilia is appendage that extrudes from cell surface into the extracellular matrix. These organelles play a sensor role for mechanical stimulation in the cell and due to stretch ion channels in its base, play critical role in inducing osteogenic differentiation of stem cells. Primary cilia deflected under fluid flow passing through the surface of the cell, which deflection causes tensile ion channels to be opened. In this study, cilia is assumed as linear elastic. The innovative aspect of this research is exerting oscillatory fluid flow to the primary cilia and evaluating the response of cilia to the fluid flow. The results show that under conditions of exerting the oscillatory fluid flow, maximum strain occurs in the base of the cilia which experienced by tensile ion channels, is 0.5 and in the condition of steady flow is 0.3, accordingly, mechanical stimuli are sensed by the tensile ionic channels during oscillatory flow higher than steady flow. Osteogenic differentiation of stem cells, in addition, the result showed that by using the oscillatory fluid flow the mechanical stimulation better senses by cilia and it is anticipated that exerting oscillatory fluid flow facilitate osteogenic differentiation of stem cell. مژک‌های اولیه اندامک‌هایی هستند که از سطح سلول به سمت فضای خارج سلولی بیرون زده‌اند و نقش گیرنده تحریک مکانیکی را در سلول به‌عهده دارند. به‌واسطه کانال‌های یونی وابسته به کشش در پایه خود به‌عنوان عامل القای تمایز استئوژنیک به سلول بنیادی شناخته می‌شوند. مژک تحت تأثیر جریان سیال عبوری از سطح سلول دچار تغییر شکل می‌شود که این تغییر شکل باعث بازشدن کانال‌های یونی وابسته به کشش می‌گردد. در این پژوهش مژک به صورت الاستیک خطی مدل شده و پاسخ آن به جریان سیال بررسی شده است. جنبه نوآورانه این پژوهش، اعمال جریان نوسانی سیال بر مژک و ارزیابی پاسخ آن به این جریان سیال است در این پژوهش از روش برهم‌کنش سیال و سازه برای بررسی پاسخ مژک به جریان سیال استفاده‌شده‌است. نتایج نشان می‌دهد که در حالت نوسانی بیشنه کرنش در پایه مژک، که کانال‌های وابسته به کشش تحمل می‌کنند بیشتر از جریان پایا است. بر همین اساس، کانال‌های یونی وابسته به کشش، کرنش بیشتری را تجربه خواهد کرد. به صورت کلی نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد در صورت استفاده از جریان سیال نوسانی تحریک مکانیکی توسط مژک بهتر حس شده و پیش بینی می‌شود در صورت اعمال جریان سیال نوسانی بر سلول بنیادی تمایز استئوژنیک در آن تسهیل یافته تر صورت گیرد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4191_331cc28f8747a032890d0429b5a5f0e5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Analytical model for the non-premixed combustion of the titanium dust cloud in counter-flow geometry ارائه مدل تحلیلی احتراق غیرپیش‌آمیخته ابر ذرات تیتانیوم در هندسه جریان متقابل 3307 3316 4306 10.22060/mej.2021.18209.6773 FA معین فرمهینی فراهانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران نیما حسنوند دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران مهدی بید آبادی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2020 04 08 Today, the issue of achieving high-efficiency energy is important in various industries. The study of metal particle combustion is very important due to its increasing applications. Among these applications, it is possible to produce particle oxides with various applications, high energy density as a result of the increase in temperature due to combustion, medical applications, etc. In this paper, the analytical model of titanium dust particle combustion in the counter-flow configuration with a multi-zone approach was investigated. The governing equations, consist of mass and energy conservation was expressed and became dimensionless using dimensionless parameters and solved by using appropriate boundary and jump conditions in Matlab and Mathematica software. After solving the equations, the distribution of temperature and mass fraction of the components was presented and the effect of some important parameters such as Lewis number and mass particle concentration was investigated. It was observed that with increasing Lewis number from 0.6 to 1.4 at 300 g/m3, the flame temperature decreased from 3600 K to 3050 K, also the reduction of mass diffusion caused the flame position to be transferred to the oxidizer nozzle. Also with an increasing particle diameter of fuel from 2μm to 200μm, the temperature and position of the flame were shifted from 3600 K and -1.8 mm to 3400 K and -1 mm, respectively. امروزه مطالعه‌ی احتراق ذرات فلزی به واسطه کاربردهای روزافزون آن بسیار مورد توجه است. از جمله این کاربردها می‌توان به تولید اکسید ذرات با کاربردهای گوناگون، چگالی انرژی بالا و در نتیجه افزایش دمای حاصل از احتراق، کاربردهای پزشکی و... اشاره نمود. در این پژوهش، به بررسی مدل تحلیلی احتراق غیرپیش‌آمیخته ابر ذرات تیتانیوم در هندسه جریان متقابل، با رویکرد چندناحیه‌ای پرداخته شده است.. معادلات حاکم بر مسئله شامل بقای جرم اجزا و بقای انرژی بیان شد و با استفاده از شرایط مرزی و انطباقی مناسب، حل معادلات در هر ناحیه به کمک نرم افزارهای متلب و متمتیکا ارائه شد. سپس توزیع دما و کسر جرمی سوخت، اکسیدکننده و محصولات سوختی در فاز مایع برحسب مکان رسم شد و تأثیر برخی متغیرها مانند عدد لوئیس، اندازه قطر ذرات و غلظت جرمی ذرات بر شعله مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده گردید که در غلظت 300 گرم بر مترمکعب با افزایش عدد لوئیس سوخت از0/6 تا 1/4میزان دمای شعله از 3600 کلوین تا 3050 کلوین کاهش یافت و هم‌چنین مکان شعله به سمت نازل اکسیدکننده منتقل شد و علت این موضوع کاهش نفوذ جرم توجیه شد. هم‌چنین با افزایش قطر ذرات سوخت از 2 تا 200 میکرون، دما و مکان شعله به ترتیب از 3600 کلوین و 1/8- میلی متر به 3400 کلوین و 1- میلی متر تغییر یافت.

https://mej.aut.ac.ir/article_4306_b035d6563a2adac9f822940c145263ce.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Comparison of long-term performance and the initial cost of the horizontal ground source heat pump with the air source heat pump in hot regions مقایسه عملکرد بلندمدت و هزینه اولیه پمپ حرارتی منبع زمینی افقی با پمپ حرارتی منبع هوایی در مناطق گرمسیر 3317 3334 4083 10.22060/mej.2020.18015.6714 FA علی صداقت مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران علی حکاکی فرد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران Journal Article 2020 03 01 Ground-source heat pumps have received much attention due to their high coefficient of performance. In these systems, the ground is used as a sink/source for the heat pump, and the heat transfer between the ground and the heat pump is performed by the ground heat exchanger. In this study, the long-term performance and initial cost of these systems have been compared with conventional air-source heat pumps in a hot region. Both systems are numerically simulated. The performance of the systems is compared for cooling of a residential building in Bandar-Abbas, Iran. Moreover, the effect of various system operating parameters, i.e., ground heat exchanger length, pipe spacing, depth, and pipe diameter, have been studied. According to results, the five-year coefficient of performance and exergy efficiency of ground-source systems is 19.9% to 24.30% and 5.95% to 6.55%, respectively, more than that of the air-source system. However, 1.2 to 2.5 million Tomans is needed as the installation cost for each kW of maximum building load per year. Also, it is demonstrated that by reducing the length of the ground heat exchanger, the initial cost is reduced, and the system performance improves. The pipe spacing is the most influential factor in the required ground surface, the depth has the most impact on the initial cost and the system performance, and the pipe diameter does not affect the system performance. پمپ‌های حرارتی منبع زمینی به دلیل ضریب عملکرد بالا موردتوجه بسیاری قرارگرفته‌اند. در این سیستم‌ها از زمین به‌عنوان منبع گرم/سرد برای پمپ‌های حرارتی استفاده می‌شود و انتقال حرارت بین منبع زمین و پمپ حرارتی به ‌وسیله مبدل حرارتی زمینی صورت می‌گیرد. در این پژوهش عملکرد بلندمدت و هزینه اولیه این سیستم‌ها با سیستم‌‌‌‌های متداول منبع هوایی در منطقه‌ای گرمسیر مقایسه‌ شده است. برای بررسی عملکرد سیستم منبع زمینی، با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت به مدل‌سازی عددی مبدل حرارتی زمینی افقی خطی زمینی به‌صورت ساعتی و برای دوره‌ای پنج‌ساله در بندرعباس پرداخته‌شده است. همچنین برای بررسی بهتر، طول، فاصله، عمق و قطر‌های مختلفی برای لوله‌های مبدل حرارتی در نظر گرفته‌شده است. نتایج نشان داد که ضریب عملکرد پنج‌ساله و راندمان پنج‌ساله اگزرژی سیستم منبع زمینی به ترتیب 19/9 الی24/30 درصد و 5/95 الی6/55 درصد نسبت به سیستم منبع هوایی بیش‌تر است. بااین‌حال، به ازای تأمین هر کیلووات بیشینه بار ساختمان در سال، هزینه اولیه سیستم منبع زمینی 1/2 الی 2/5 میلیون تومان بیشتر از سیستم منبع هوایی است. همچنین بر اساس نتایج با کاهش طول مبدل حرارتی، هزینه اولیه کاهش و عملکرد سیستم بهبود می‌یابد، فاصله بین لوله‌ها‌ بیشترین تأثیر را در سطح زمین موردنیاز دارد، عمق بیش‌‌‌‌ترین تأثیر را در هزینه اولیه و ضریب عملکرد سیستم دارد و قطر لوله تأثیری بر عملکرد سیستم ندارد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4083_e1b90346c92331860b1391257a106bb1.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical investigation of compartment fire under maximum and minimum of natural ventilation using flamelet generated manifold combustion model بررسی عددی آتش در ساختمان در شرایط بیشینه و کمینه تهویه طبیعی با استفاده از مدل احتراقی تولید‏فلیملت‏منیفولد 3335 3350 4100 10.22060/mej.2020.18086.6729 FA محمد صفرزاده دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران قاسم حیدری نژاد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران هادی پاسدار شهری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article 2020 03 10 When the fire in the room reaches a critical state, the fire can create hazards for the upper floors. In this paper, different fire cases with more and less natural ventilation than the critical state are discussed, and the temperature, velocity, and toxic species are discussed. A two-floor building is simulated using a large eddy simulation and PIMPLE algorithm and how the fire spreads upstairs is examined. Fuel flow rates are considered at three heat release rates of 500, 1000 and 5000 kW. The flamelet-generated-manifold combustion model is used to analyze toxic species and the results are compared with the experimental results. The relative error is less than 15%. With increasing fuel heat release rates, the upper floor is more exposed to fire hazards such that if the heat release rate is 500 kW, the temperature in the second floor reaches 390 K and the CO species reaches 25 ppm. But if the heat release rate is below 1000 kW, the upper floor will not be at particular risk. Generally, the level of diffusion of CO2 into the second floor is lower than the toxicity level for humans (25-50 ppm) and the second floor is not endangered for CO2 gases. زمانی که آتش درون اتاق به حالتی بحرانی می‌رسد، می‌تواند برای طبقات بالاتر خطراتی ایجاد کند. در این مقاله حالت‏ های آتش با تهویه ‏ی بیشتر و کمتر از حالت بحرانی موردبحث قرار می‏ گیرد و میدان دما، سرعت و گونه ‏های مضر بررسی می ‏شود. ساختمانی دو طبقه با استفاده از روش شبیه ‏سازی گردابه ‏های بزرگ و الگوریتم پیمپل در نرم ‏افزار اپن.فوم برای سه نرخ آزادسازی حرارت 500، 1000 و 5000 کیلووات شبیه‏ سازی و نحوه ‏ی انتشار آتش و دود به طبقه ‏ی بالا بررسی می‏ شود. به منظور تحلیل گونه‏ های سمی، از مدل احتراقی تولید‏فلیملت‏ منیفولد در شبیه‏ سازی استفاده می‏ شود و با نتایج تجربی مقایسه می‏ گردد. نتایج این مدل احتراقی کمتر از ۱۵ درصد اختلاف با نتایج تجربی دارد. با افزایش آزادسازی حرارت، طبقه‏ ی بالا بیشتر در معرض خطرات آتش‏سوزی قرار می‏ گیرد؛ مثلاً، اگر میزان آزادسازی حرارت 5000 کیلووات باشد، دما در طبقه ‏ی دوم به 390 کلوین و گونه‏ ی سمی مونواکسید کربن به 25 پی.پی.ام می رسد. حالتی که میزان دبی سوخت از 1000 کیلووات پایین‌تر باشد، طبقه‏ی بالا در معرض خطر خاصی قرار نمی‏ گیرد. در حالت کلی میزان نفوذ دی‏اکسید کربن به طبقه‏ ی دوم کمتر از حد مجاز سمی‌بودن برای انسان (25-50 پی.پی.ام) است و طبقه ‏ی دوم ازنظر گاز دی‏اکسید کربن در معرض خطر خاصی قرار نمی‏ گیرد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4100_a3ec6dd8d538712a581e5b24726ce062.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Performance investigation of freezing desalination coupled with carbon dioxide refrigeration system بررسی عملکرد سیستم ترکیبی آب‌شیرین‌کن انجمادی و سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن 3351 3366 4173 10.22060/mej.2020.18120.6746 FA مریم سلاجقه بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان و پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران مهران عامری بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران Journal Article 2020 03 19 The world is currently facing the prospect of a severe global shortage of fresh water. Desalination of seawater can provide an almost inexhaustible source of freshwater if it can be made affordable. Freezing is a well-known technique for water desalination. The carbon dioxide refrigeration system is used for cooling required in the freezing desalination system and the evaporator and condenser of the refrigeration system are respectively crystallized and melted in the freezing desalination system. In this paper, the basic principles of freeze concentration processes are presented and a model of a freezing desalination coupled with CO2 refrigeration has been developed based on the theories of heat and mass transfer. To examine the performance of the system, a parametric study is performed to investigate the effect of different parameters such as freezing desalination feed temperature, feed concentration, distillate temperature, distillate concentration and freezing desalination recovery ratio on coefficient performance and energy consumption have been explored. It can be concluded that increasing the feed concentration and feed temperature is accompanied with the reduction of coefficient performance and a raise in specific energy consumption. Increasing the ice fraction also increases the specific energy consumptionsystem. Freezing desalination system in the present study is comparable in energy consumption to reverse osmosis desalination system. یکی از راه‌های تامین آب در صورت عدم وجود منابع کافی آب، شیرین‌سازی آب‌های شور و لب‌شور است. فرایند انجماد هم یکی از روش‌هایی است که برای تولید آب‌شیرین استفاده می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی نمک‌زدایی انجمادی به همراه سیستم تبرید است. جهت سرمایش مورد نیاز در سیستم نمک‌زدایی انجمادی پژوهش حاضر از سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن استفاده شده است و تبخیرکننده و چگالنده سیستم تبرید به ترتیب به عنوان بلورساز و ذوب‌کننده سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، علاوه بر بررسی ترمودینامیکی سیستم، اثر پارامتر‌های مهم از جمله غلظت نمک در آب شور ورودی، دمای آب شور ورودی، دما و خلوص آب‌شیرین تولیدی و نسبت یخ تشکیل‌شده بر ضریب عملکرد سیستم تبرید و مصرف انرژی سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی نیز بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که با افزایش غلظت نمک در آب شور تغذیه و دمای آب شور تغذیه، مصرف انرژی سیستم افزایش می‌یابد، همچنین افزایش نسبت یخ تشکیل‌شده باعث افزایش انرژی مصرفی می‌شود. با توجه به پایین‌بودن دمای چگالنده و عملکرد سیستم تبرید در شرایط فروبحرانی، سیستم ترکیبی پژوهش حاضر از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه است.

https://mej.aut.ac.ir/article_4173_2130eb640e0a272898a51da41363542d.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Thermal performance evaluation of a greenhouse solar dryer equipped with photovoltaic cells and phase change material بررسی عملکرد حرارتی خشک‌کن خورشیدی گلخانه‌ای مجهز به سلول‌های فتوولتائیک و ماده تغییرفازدهنده 3367 3384 4074 10.22060/mej.2020.18160.6751 FA وحید فهمیده گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران فرامرز سرحدی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران 0000-0002-5216-9823 مهدی هدایتی زاده دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران فاطمه صبح نمایان گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران Journal Article 2020 03 25 The purpose of the present study is to investigate the performance evaluation of a greenhouse solar dryer equipped with photovoltaic cells and phase change material. The governing equations of problem are obtained by writing the energy balance for the various components of the system including photovoltaic module, greenhouse chamber air, crop, absorber plate and phase change material. In order to calculate the thermal and electrical parameters of the system including photovoltaic cell’s temperature, the temperature of greenhouse chamber air, crop temperature, phase change material temperature, absorber plate temperature and electrical power, the governing equations on the system performance are solved by numerical methods. Also, a relation for the overall energy efficiency of the system is introduced. The modeling results of the present study are in good agreement with the experimental data of the previous literature. The results obtained for the typical day of Zahedan show that the phase change material by storing the system loss heat during the day and releasing it at night enables the crop drying process to continue well into the night so that the overall evaporation rate increases by about 38.76%. The maximum energy efficiency of the system is about 15%. هدف پژوهش حاضر بررسی عملکرد حرارتی سیستم خشک‌کن خورشیدی گلخانه‌ای مجهز به سلول‌های فتوولتائیک و ماده تغییرفازدهنده می‌باشد. معادلات حاکم بر مسئله توسط نوشتن تعادل انرژی برای اجزا مختلف سیستم شامل مدول فتوولتائیک، هوای محفظه گلخانه‌ای، محصول، صفحه جاذب و ماده تغییرفازدهنده به دست آمده است. از یک مدل تجربی برای محاسبه توان الکتریکی مدول فتوولتائیک استفاده شده است. به منظور محاسبه پارامتر‌های حرارتی و الکتریکی سیستم شامل دمای سلول خورشیدی، دمای هوای محفظه گلخانه‌ای، دمای محصول، دمای ماده تغییرفازدهنده، دمای صفحه جاذب و توان الکتریکی، معادلات حاکم بر عملکرد سیستم توسط روش‌های عددی حل شده است. همچنین رابطه‌ای برای بازده کلی انرژی سیستم معرفی شده است. نتایج مدل‌سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های تجربی گذشتگان می‌باشد. نتایج به‌دست‌آمده برای یک روز نمونه شهر زاهدان نشان می‌دهد که ماده تغییرفازدهنده با ذخیره حرارت اتلافی سیستم در طول روز و با پس‌دادن آن در طول شب امکان ادامه فرایند خشک‌کردن محصول در شب هنگام به خوبی فراهم می‌آورد به نحوی که میزان تبخیر کلی در حدود 38/76% افزایش می‌یابد. حداکثر بازده انرژی سیستم در حدود 15% است.

https://mej.aut.ac.ir/article_4074_0f9cafd014db7a619ddb4276af0d692c.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical simulation of salt gradient solar pond by employing the solar radiation estimating function considering wall-shading effects شبیه‌‌سازی عددی استخر خورشیدی گرادیان نمک با استفاده از تابع تخمین شدت تابش خورشیدی به همراه اثر سایه دیوارها 3385 3400 4095 10.22060/mej.2020.17286.6563 FA جواد امینی فروشانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران علی اکبر عباسیان آرانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران 0000-0003-3011-0297 محمد گندمکار مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران 0000-0001-6210-6749 Journal Article 2019 10 28 In this study, a function for estimating solar radiation has been proposed using air mass effects and annual statistics of daylight conditions. A new relation for calculating the cloud cover factor has been provided by using the annual statistics of clear sky, partially cloudy, and overcast days. Estimated solar radiations have been compared with the measured experimental ones for two cities in Iran, and a good agreement has been observed. The proposed function can be used at places where the facilities and required instruments for solar radiation measurement are not available. As an illustration, the function has been used in numerical simulations of salt gradient solar ponds. One dimensional thermal analyses of the salt gradient solar ponds have been performed through an in-house code, which models the various parameters. Variation of environmental temperature, solar radiation intensity based on zenith angle of the sun, saline properties as a function of temperature and concentration, and wall-shading effects are among those parameters. A fair agreement has been observed between the results of the slat gradient solar pond numerical simulations and the experimentally measured temperatures, which shows the capability of the proposed function for estimating the solar radiation correctly. در این تحقیق تابع تخمین تابش خورشیدی بر اساس جرم هوا و آمار روزهای آفتابی و ابری جهت استفاده در مدل‌‌سازی عددی استخرهای خورشیدی معرفی شده است. استخرهای خورشیدی یکی از روش‌‌های جذب تابش خورشیدی و ذخیره‌سازی آن به صورت حرارت با دوره‌‌های ذخیره طولانی‌‌مدت می‌‌باشند. این تحقیق با کد شبیه‌‌سازی یک‌بعدی، نسبت به تحلیل عملکرد حرارتی استخرهای خورشیدی گرادیان نمک اقدام می‌‌نماید. در مدل‌‌سازی عددی با حذف فرضیات معمول، شرایط محیطی به صورت واقعی‌‌تر لحاظ شده‌‌اند. این شرایط دمای محیط متغیر برحسب روز و ساعت، تابعیت خواص محلول آب و نمک از دما و غلظت، متغیر شدت تابش بر حسب زاویه فراز خورشید و تاثیر سایه دیوارها در استخر بوده است. تحلیل گذرا انجام شده و شرایط روز و شب لحاظ شده‌‌اند. نوآوری روش مورد استفاده، مربوط به تخمین شدت تابش خورشیدی با استفاده از مفهوم جرم هوا و مقدار ابری‌بودن آسمان بوده است. رابطه‌‌ای نوین جهت محاسبه فاکتور پوشش ابر ارائه نموده، که از آمار روزهای ابری و نیمه ابری محل وقوع استخر استخراج گردیده و شدت تابش با میزان اندازه‌‌گیری‌شده تجربی مقایسه شده است. شدت تابش بدست‌آمده در مدل‌‌سازی عددی استخر خورشیدی مورد تحقیق با نتایج تجربی موجود تطابق خوبی دارد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4095_3983e1512aa570c564fab522bdb3efa5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Experimental investigation on MWCNTs-COOH nano fluid on 3D oscillating heat pipe بررسی آزمایشگاهی تاثیر نانوسیال کربوکسیل نانولوله‌‌های کربنی چند جداره در لوله حرارتی نوسانی سه بعدی 3401 3416 4198 10.22060/mej.2020.17872.6684 FA مسعود خسروداد دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران حمیدرضا گشایشی دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران علیرضا علیزاده جاجرم دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران حسین محسنی فدردی دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران کاظم بشیرنژاد دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران Journal Article 2020 02 16 The oscillating heat pipe is a new technology that, despite its simple structure, has a very high heat transfer rate. Due to boiling and condensation during operation, the oscillating heat pipe is capable of transferring heat at low temperature without the need for external power, high heat transfer and small volume. The thermal conductivity equivalent to an oscillating heat pipe can reach several hundred times the best conductors such as copper. The present study investigated thermal performance of nano fluid carboxylic multi walled carbon nano tubes (MWCNTs-COOH) with 0.1 wt% based on water with corrugated evaporator in newly designed three dimensional oscillating heat pipe. The results show that using this nano fluid, the thermal resistance has been reduced up to 13%. Also, in filling ratio of 60% compared to 50%, temperature difference between evaporator and condenser has been reduced 8 degree centigrade and the thermal resistance has been reduced up to 6.4%. Corrugating the evaporator leads to mixing and turbulence in the pipe and increases heat transfer. The results showed that thermal resistance decreased with increasing thermal load. It also reduces thermal resistance by reducing the temperature difference between the evaporator and the condenser. لوله حرارتی نوسانی، فناوری نوینی است که با وجود ساختاری ساده، نرخ انتقال گرمای بسیار بالایی دارد. به دلیل وجود جوشش و چگالش در حین کارکرد، لوله حرارتی نوسانی قابلیت انتقال گرما با اختلاف دمای کم، بدون نیاز به توان خارجی، انتقال گرمای بالا و حجم کوچک را دارا است. هدایت حرارتی معادل لوله حرارتی نوسانی می‌‌تواند تا چند صد برابر بهترین رساناها مانند مس برسد. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی اثر نانوسیال کربوکسیل نانو لوله‌‌های کربنی چندجداره با سیال پایة آب با کسر حجمی 1/0 درصد با اواپراتوری شیاردار در لوله حرارتی نوسانی سه بعدی با ساختاری جدید پرداخته شده است. نتایج نشان می‌‌دهد که با استفاده از این نانوسیال، مقاومت حرارتی حدود 13% کاهش می‌‌یابد. همچنین در نسبت پرشدگی 60% در مقایسه با 50% اختلاف دمای کندانسور و اواپراتور 8 درجه سانتیگراد کاهش یافته و مقاومت حرارتی نیز 6/4%، کمتر شده است. شیاردارکردن اواپراتور باعث اختلاط و آشفتگی جریان درون لوله و افزایش انتقال حرارت شده است. نتایج نشان داد با افزایش بار حرارتی ورودی، مقاومت حرارتی کاهش می‌‌یابد. همچنین با کاهش اختلاف دمای اواپراتور و کندانسور مقاومت حرارتی کاهش می‌‌یابد.

https://mej.aut.ac.ir/article_4198_0b0b0994d12ad343511adfbfc364256e.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 5 (Special Issue) 2021 07 23 Numerical simulation of mixed convection of Bingham fluid between two coaxial cylinders مطالعه عددی جریان انتقال حرارت جابجایی توأم سیال بینگهام در بین دو استوانه هم‌مرکز 3417 3428 3980 10.22060/mej.2020.17979.6700 FA حمیدرضا عسکری فرد جهرمی دانشکده فنی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران افراسیاب رئیسی دانشکده فنی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران 0000-0003-3748-7839 بهزاد قاسمی دانشکده فنی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران افشین احمدی ندوشن دانشکده فنی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران 0000-0003-4345-9527 Journal Article 2020 02 21 In this paper, mixed convection of Bingham fluid between two coaxial cylinders has been studied numerically without using any regularization method. The temperature of the inner rotating cylinder is higher than the temperature of the outer stationary cylinder. The finite volume method and non-iterative PISO algorithm have been employed to solve the problem. One of the OpenFOAM solvers, icoFoam, has been modified for solving the exact Bingham model. After validating the modified solver, it has been used to solve the problem for the following ranges of conditions: Reynolds number, Re=10, Prandtl number, Pr=10, Grashof number, Gr=500, Bingham number, 0≤Bn≤1000, and aspect ratio (AR) of 0.1. The effects of the Bingham number on flow and heat transfer characteristics such as the shape and size of the unyielded regions, streamline contours, the local and mean Nusselt number, and the torque coefficient have been investigated. The mean Nusselt number and the torque coefficient decreases and increases, respectively, when the Bingham number increases. The variation range of the local Nusselt number and dimensionless tangential stress on the inner wall decrease with the Bingham number. در این مقاله، جریان دوبعدی انتقال حرارت جابجایی توأم سیال بینگهام در بین دو استوانه هم‌مرکز بدون استفاده از روش تنظیم‌کننده مورد مطالعه‌ عددی قرارگرفته است. دمای دیوار‌ داخلی، که با سرعت ثابت در حال دوران است، از دمای دیوار‌ ساکن بیرونی بیشتر است. مسئله بر اساس روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم غیرتکراری پیزو حل‌شده است. بدین منظور یکی از حل‌کننده‌های نرم‌افزار اپنفوم برای حل دقیق جریان بینگهام توسعه داده شد. ابتدا حل‌کننده‌ توسعه‌یافته اعتبار سنجی شد. سپس با ثابت در نظر گرفتن پارامترهای نسبت منظری ، عدد رینولدز ، عدد پرانتل و عدد گراشف ، اثر تغییرات عدد بینگهام در محدوده بر رفتارهای هیدرودینامیکی و حرارتی مسئله همچون شکل و اندازه نواحی تسلیم نشده، خطوط جریان، توزیع سرعت، عدد ناسلت موضعی و میانگین، ضریب گشتاور و توزیع تنش مماسی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد بینگهام نواحی تسلیم ‌نشده توسعه می‌یابد و میزان انتقال حرارت و عدد ناسلت کاهش و ضریب گشتاور افزایش می‌یابد. همچنین بازه‌ تغییرات عدد ناسلت موضعی و تنش مماسی بر روی دیوار داخلی با افزایش عدد بینگهام کاهش می‌یابد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3980_9425be43ba92c2b4454ca7bf602efad8.pdf