دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Evaluating of the Impact of Environmental Indicators on Thermal Comfort for Different Climates in Iran Using the PMV Modelارزیابی تاثیر شاخصهای محیطی در آسایش حرارتی برای اقلیمهای مختلف ایران با مدل پیاموی324572710.22060/mej.2025.23850.7819FAوحیدرضائیگروه مهندسی مکانیک و مهندسی برق، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0002-6502-4738ابوذرتقی زادهگروه مهندسی مکانیک و مهندسی برق، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایرانJournal Article20250120<span style="letter-spacing: .05pt;">In this study, environmental indicators for ensuring thermal comfort conditions for the design of residential buildings in various climatic conditions of Iran have been investigated and evaluated. This study proposes the impact of climatic indicators on building design using coding and the ASHRAE 55 standard thermal comfort model in the Climate Consultant software. Iranian cities are divided into 9 climates using the Köppen climatology method. The environmental indicator parameters in these 9 climates include temperature ranging from 18 to 38 degrees Celsius, air velocity between 0.1 to 0.5 meters per second, relative humidity between 40 to 80 percent, metabolic rate (met) between 0.7 to 2, and clothing insulation (clo) ranging from 0.5 to 1.5, which are generated randomly. The results of active methods (evaporative cooling, heating and humidification, cooling and dehumidification) and passive methods (window shading, direct passive solar heating) for thermal comfort showed that for the four scenarios (winter and summer clo, and met), the best performance was in the scenarios of (winter and summer clo at 0.5 and met at 2). For most climates in Iran, comfortable conditions are achieved with passive methods for approximately 15 to 20 percent of the year.</span>در این پژوهش شاخصهای محیطی در تامین شرایط آسایش حرارتی جهت طراحی ساختمانهای مسکونی برای شرایط مختلف اقلیمی ایران بررسی و ارزیابی شده است. این بررسی با استفاده از کدنویسی و مدل آسایش حرارتی استاندارد اشری در نرمافزار کلایمنت کانسالتنت، تاثیر شاخصهای اقلیمی روی طراحی ساختمان را پیشنهاد میدهد. شهرهای ایران با روش اقلیمشناسی کوپن به 9 اقلیم تقسیم میشوند. پارامترهای شاخص محیطی در این 9 اقلیم شامل دما بین 18 تا 38 درجه سلسیوس، سرعت هوا بین 0/1 تا 0/5 متر بر ثانیه، رطوبتنسبی بین 40 تا 80 درصد، نرخ متابولیک (میت) بین 0/7 تا 2 و عایق لباس (کلو) 0/5 تا 1/5 به صورت تصادفی تولید میشوند. نتایج روشهای فعال (سرمایش تبخیری، گرمایش و رطوبتزنی، سرمایش و رطوبتگیری) و روشهای غیرفعال (سایهاندازی پنجرهها، حرارت مستقیم غیرفعال خورشیدی) برای آسایش حرارتی نشان داد که برای چهار حالت (کلو زمستانی، تابستانی و میت) بهترین عملکرد در حالت (کلو زمستانی و تابستانی0/5 و میت برابر با 2)، برای اکثر اقلیمهای ایران تقریبا 15 تا 20 درصد اوقات سال شرایط آسایش با روشهای غیرفعال برقرار است.https://mej.aut.ac.ir/article_5727_dc363817786ff182b7bc59565d864523.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Thermodynamic Modeling and Experimental Validation of Vacuum Cooling Crystallization for Zero Liquid Discharge Desalinationمدلسازی ترمودینامیکی و اعتبارسنجی تجربی بلورساز تحت خلا با گردش اجباری در فرایند نمکزدایی بدون پساب2542573010.22060/mej.2025.23686.7799FAمریمرمضانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانمحسننظریدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانمصطفینظریدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانJournal Article20241118In recent years, in addition to reducing the amount of water resources, strict rules and regulations regarding the wastewater of industrial units that are destructive to the environment have caused more emphasis on processes with higher water recovery. Therefore, the improvement and thermal analysis of zero liquid discharge processes are important issues for researchers. This work studies a crystallizer system with forced circulation in the thermal ZLD, where fresh water is produced by desalination of high-salinity water. The research's innovation and goal are the thermodynamic and experimental investigation of the effects of the incoming effluent flow and the energy consumption of the heat exchanger on the rate of freshwater production, recovery ratio, output slurry rate, and solid salt production. First, modeling of the thermodynamic process in a steady state has been done. Then, a crystallizer is built on a laboratory scale and the results of the model are compared and validated with the obtained experimental data. The effect of feed temperature and heat consumption of the heat exchanger on the performance coefficient of the system was investigated. The best design point, which represents the highest performance<em> </em>of the system, is obtained for the feed temperature of 40°C and heat consumption of 6.7 kW for freshwater rate of 10.25 kg/hr, which represents a specific energy consumption of approximately 0.65 kWh/kg.در سالهای اخیر علاوه بر کاهش میزان منابع آب، قوانین و مقررات سختگیرانه در مورد جریان پساب واحدهای صنعتی مخرب برای محیط زیست، باعث تأکید بیشتر بر فرایندهایی شده است که از بازیابی آب بالاتری برخوردار هستند. بنابراین، بهسازی و آنالیز حرارتی فرایندهای بدون پساب یک موضوع مهم برای محققان است. در این مطالعه، یک سیستم بلورساز با گردش اجباری در فرایند نمکزدایی حرارتی بدون پساب مطالعه میشود که در آن با نمکزدایی از آب با شوری بالا، آب شیرین تولید میشود. نوآوری و هدف اصلی پژوهش، بررسی ترمودینامیکی و تجربی اثرات جریان پساب ورودی و میزان مصرف انرژی مبدل حرارتی بر نرخ آب شیرین تولیدی، نسبت بازیافت، نرخ دوغاب خروجی و نمک جامد تولیدی است. ابتدا مدلسازی فرایند ترمودینامیکی در حالت پایا انجام گرفته است. سپس یک دستگاه بلورساز در مقیاس آزمایشگاهی ساخته میشود و نتایج حاصل از مدل با دادههای تجربی بدستآمده مقایسه و اعتبارسنجی میشود. اثر تغییرات دمای خوراک و مصرف حرارت مبدل بر ضریب عملکرد سیستم بررسی شد. بهترین نقطه طراحی، که نشان دهنده بالاترین ضریب عملکرد سیستم است، برای دمای تغذیه 40 درجه سانتیگراد و مصرف حرارت 6/7 کیلو وات برای نرخ تولید10/25کیلوگرم بر ساعت آب شیرین به دست آمدهاست که این میزان نشاندهنده مصرف انرژی ویژه تقریبی 0/65 کیلووات ساعت بر کیلوگرم است.https://mej.aut.ac.ir/article_5730_3ce257b311e5acf849992f5a675188e8.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Numerical investigation of the effect of mechanical properties of impedance-matched materials with the underwater environment on acoustic absorption using the finite element method.بررسی عددی تأثیر خواص مکانیکی مواد دارای تطبیق امپدانس با محیط زیر آب بر ضریب جذب صوت با روش اجزای محدود4368573210.22060/mej.2025.23777.7811FAامیرحسینمرادیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران0009-0003-0244-3251ابوالفضلحسنی بافرانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران0000-0002-0398-3829Journal Article20241227In this study, five materials used for the design and manufacture of acoustic absorbers have been investigated. The finite element method has been used with the help of COMSOL software to measure the underwater sound absorption coefficient. The method of creating an axisymmetric simulation to reduce the volume of calculations has been explained; the application of boundary conditions and the generation of acoustic waves have also been investigated, and the effect of the mechanical properties of the materials, including Young's modulus, density, and loss coefficient, on the underwater sound absorption coefficient has been analyzed. The results show that with the increase in the Young's modulus of materials such as nitrile butadiene rubber, which inherently has a low Young's modulus; the sound absorption coefficient in the frequency range of 0.2 to 10 kHz increases significantly compared to other materials. Materials with a high loss coefficient increase the sound absorption coefficient at frequencies below 1 kHz compared to other materials. Materials such as styrene-butadiene rubber, which has a density close to that of water, have a good impedance match with the underwater environment and have excellent sound absorption coefficients in the frequency range of 2 to 10 kHz, which also depends on other material properties.
در این مطالعه، پنج ماده که برای طراحی و ساخت جاذبهای آکوستیکی مورد استفاده قرار میگیرند، مورد بررسی قرار گرفتهاند. از روش اجزای محدود به کمک نرمافزار کامسول برای اندازهگیری ضریب جذب صوت زیر آب استفاده شده است. نحوه ایجاد شبیهسازی به صورت متقارن محوری برای کاهش حجم محاسبات، توضیح داده شده است؛ همچنین اعمال شرایط مرزی و تولید امواج آکوستیکی نیز مورد بررسی قرار گرفته است و تأثیر خواص مکانیکی مواد، از جمله مدول یانگ، چگالی و ضریب تلفات، بر ضریب جذب صوت زیر آب تحلیل شده است. نتایج نشان میدهد با بیشتر شدن مدول یانگ موادی همچون لاستیک بوتادین نیتریل که ذاتا مدول یانگ پایینی دارند؛ ضریب جذب صوت در محدوده فرکانسی 0.2 تا 10 کیلوهرتز به صورت چشمگیری نسبت به سایر مواد افزایش مییابد. مواد دارای ضریب تلفات بالا نسبت به سایر مواد ضریب جذب صوت را در فرکانسهای زیر 1 کیلوهرتز افزایش میدهند. موادی همچون لاستیک استایرون بوتادین که چگالی نزدیک به چگالی آب را دارند، تطبیق امپدانس مناسبی با محیط زیر آب را دارند و ضریب جذب صوت در حد عالی در بازه فرکانسی 2 تا 10 کیلوهرتز را دارند که این امر به سایر خواص مواد هم وابسته است.https://mej.aut.ac.ir/article_5732_c19af480c40e343bbac3e2c01967b09f.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Simulating Cardiac Function Using a Multiphysics Viscoelastic Biventricular Modelشبیهسازی عملکرد قلب با استفاده از مدل دوبطنی چندفیزیکی ویسکوالاستیک6988573510.22060/mej.2025.23809.7815FAپژماننمهشیریدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران0009-0005-3421-0270اکبراللهوردی زادهدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20250105Studying the behavior of the heart muscle is important to increase the knowledge and understanding of this tissue. Modeling cardiac function is effective in improving treatment methods and can be utilized to evaluate invasive medical devices. In this study, an electromechanical model for the biventricular structure of the heart has been developed, which includes electrophysiology, mechanics, and ventricular pressure. The microstructure of the heart including fiber, sheet, and normal-to-sheet has been defined to take into account the anisotropic properties of the cardiac muscle. Gap junction-based method is used for the electrophysiology of the heart and myocardial activation is simulated through the inclusion of Purkinje fibers. Myocardial mechanics is considered viscoelastic, and the modeling of ventricular pressure has been expanded in order to include closed-loop circulation. Three consecutive cardiac cycles have been simulated and evaluated. The results showed that the activation of the heart starts from the endocardial wall and the excitation wave moves towards the epicardial wall. Furthermore, changes in blood flow and deformation of both ventricles occur simultaneously. The presented model reproduced the electrical response, activation time, left and right ventricular pressure-volume loops, and isovolumetric contraction, ejection, isovolumetric relaxation, and filling phases for the healthy human heart. The results of the model can be used in the future as a criterion to evaluate the behavior of a healthy heart.<span lang="FA" style="font-family: 'B Nazanin'; font-weight: normal;">مطالعه رفتار ماهیچه قلب به منظور افزایش شناخت و درک این بافت دارای اهمیت است. مدلسازی عملکرد قلب در بهبود روشهای درمانی اثربخش است و میتواند برای ارزیابی تجهیزات پزشکی تهاجمی مورد استفاده قرار گیرد. در پژوهش حاضر یک مدل الکترومکانیکی برای ساختار دوبطنی قلب توسعه داده شده است که شامل الکترفیزیولوژی، مکانیک و فشار بطنی است. ریزساختار قلب شامل فیبر، شیت و عمود بر شیت برای لحاظ کردن خاصیت ناهمسانگرد ماهیچه قلبی تعریف شده است. الکترفیزیولوژی قلب مبتنی بر روش اتصالات روزنهدار است و فعالسازی ماهیچه قلبی از طریق گنجاندن فیبرهای پورکینژی شبیهسازی شده است. مکانیک ماهیچه قلبی به صورت ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده است و مدلسازی فشار بطنی به منظور گنجاندن گردش خون حلقه - بسته بسط داده شده است. سه چرخه متوالی قلب شبیهسازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داده که فعالسازی قلب از دیواره درونی آغاز شده و موج تحریک به سمت دیواره بیرونی حرکت میکند. علاوه بر این، جریانهای خون و تغییر شکل هر دو بطن به طور همزمان رخ میدهند. مدل ارائه شده پاسخ الکتریکی، زمان فعالسازی، حلقه فشار - حجم بطن چپ و راست و فازهای انقباض حجم - ثابت، تخلیه، آسودگی حجم - ثابت و پرشدن را برای قلب سالم انسان بازتولید کرد. نتایج مدل میتواند در آینده به عنوان معیاری برای ارزیابی رفتار قلب سالم مورد استفاده قرار گیرد.</span>https://mej.aut.ac.ir/article_5735_6d34d468ac8876333c4d7173b85efed9.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Study the Effect of Water Injection Upstream of the Compressor of a Gas Microturbine Engine on the Off-design Performanceمطالعهی تاثیر تزریق آب در بالادست کمپرسور یک موتور میکروتوربین گازی بر عملکرد خارج از نقطه طراحی89104574410.22060/mej.2025.23641.7790FAفاطمهرحمانیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانابوالقاسممسگرپور طوسیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانحسینخالقیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20241027One of the disadvantages of microturbines, which are used as combined heat and power units, is the constant ratio of thermal power to electrical power at each operating point. A method that has recently been employed to address this issue and enable a variable thermal-to-electrical power ratio at any rotational speed is water injection into the microturbine. In this study, the Turbec T100 microturbine has been investigated. Initially, the performance of the Turbec T100 was simulated and validated against experimental results. Subsequently, by adding a heat recovery steam generator after the compressor and converting the Turbec T100 into a wet microturbine, the simulation code was upgraded, and the off-design performance of the wet microturbine was simulated. The results indicate that, with water injection, the electrical power and efficiency increase at all rotational speeds, while the thermal power and efficiency decrease. The maximum steam injection rate into the engine at 67,940.67 rpm is 0.03769 kg/s, which leads to a 33% increase in electrical power and a 62% decrease in thermal power. Therefore, by injecting different amounts of steam at each speed, it is possible to achieve a variable electrical-to-thermal power ratio.یکی از معایب میکروتوربینها که به عنوان واحد تولید همزمان برق و گرما مورد استفاده قرار میگیرند، نسبت ثابت توان حرارتی به توان الکتریکی در هر نقطه عملکردی است. روشی که اخیرا برای حل این مشکل مورد استفاده قرار گرفته است و سبب متغیر شدن نسبت توان حرارتی به توان الکتریکی میکروتوربین در هر دور میشود، تزریق آب به میکروتوربین است. در این پژوهش، میکروتوربین توربک تی100 مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا عملکرد توربک تی 100 شبیهسازی شده و با نتایج تجربی اعتبارسنجی شده است و سپس با افزودن یک بازیاب گرمای مولد بخار بعد از کمپرسور و تبدیل توربک تی 100 به میکروتوربین مرطوب، کد شبیه سازی میکروتوربین ارتقا یافته و عملکرد میکروتوربین مرطوب در شرایط خارج از طراحی، شبیهسازی شده است. نتایج نشان میدهند که با تزریق آب در هر دور توان و راندمان الکتریکی افزایش و توان و راندمان حرارتی کاهش مییابند. بیشترین دبی بخار تزریقی به موتور در 67940.67 دور بر دقیقه، 0.03769 کیلوگرم بر ثانیه است که سبب افزایش 33 درصدی توان الکتریکی و کاهش62 درصدی توان حرارتی میشود. بنابراین با تزریق مقادیر مختلف دبی بخار در هر دور میتوان نسبت توان الکتریکی به توان حرارتی متغیر را ایجاد کرد. https://mej.aut.ac.ir/article_5744_78631a4bb5303be54fa1cfdcb958c00a.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257120250321Estimating the Remaining Useful Life of Bearings Using Weibull Function Fitting on IMFتخمین عمرمفید باقیمانده بلبرینگ بااستفاده از برازش تابع ویبول برروی تابع مود ذاتی105122574510.22060/mej.2025.23526.7776FAزهراطالبیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانمرتضی همایونصادقیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانمیر محمداتفاقدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران0000-0002-9229-3482Journal Article20240916This study proposes a robust methodology for accurately estimating the Remaining Useful Life (RUL) of ball bearings in rotary machinery, which are critical components in many industrial systems. The approach utilizes vibration signal analysis, specifically Empirical Mode Decomposition (EMD), to extract meaningful features. Among the decomposed Intrinsic Mode Functions (IMFs), the one with the highest energy is selected to represent the degradation process. The variance of this selected IMF is modeled using a Weibull distribution to reflect the trend of failure progression. Subsequently, a neural network, particularly the Simplified Fuzzy ARTMAP (SFAM), is trained to predict the remaining life based on the fitted Weibull trend. Finally, exponential smoothing is employed to enhance prediction stability. Experimental results validate the method’s effectiveness in tracking degradation and provide accurate RUL estimates under various conditions.بلبرینگها کاربرد بسیار گستردهای در صنعت دارند و نیاز به تخمین دقیق عمر مفید آنها بسیار حیاتی است. در بسیاری از پژوهشهای پیشین، تخمین عمر مفید تنها پس از ایجاد خرابی اولیه در بلبرینگ ممکن بوده است، در حالی که شرایط واقعی بهرهبرداری معمولاً همراه با نویز زیاد است و تشخیص عیوب اولیه را بسیار دشوار میکند. در این پژوهش، روش جدیدی برای تخمین عمر باقیمانده بلبرینگهای صنعتی ارائه شده است که با استفاده از توابع مود ذاتی، توانایی تشخیص عیوب در مراحل اولیه بهبود یافته است. در این روش، سیگنالهای ارتعاشی بلبرینگ ابتدا با استفاده از روشی به نام تجزیه به توابع مود ذاتی تحلیل میشوند و یکی از این توابع که بیشترین تأثیر در نمایش روند خرابی و عیب را دارد، با روش پیشنهادی مبتنی بر انرژی انتخاب میشود. سپس واریانس آن تابع محاسبه شده و تابع ویبول بر روی آن برازش میشود. دادههای حاصل برای آموزش شبکه عصبی مورد استفاده قرار میگیرند و نتایج به کمک هموارسازی نمایی بهبود مییابند. ارزیابی این الگوریتم با دادههای تجربی نشان میدهد که مدل به خوبی قادر است روند خرابی بلبرینگ را پیشبینی کرده و عمر باقیمانده را با دقت مناسب تخمین بزند..https://mej.aut.ac.ir/article_5745_46936add066bd6422b3ac74a0ccb7174.pdf