به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « برهم کنش سیال-سازه » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « برهم کنش سیال-سازه » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • رضا ابراهیمی*
    کاربردهای مهندسی زیادی از لوله ها در مقیاس های مختلف برای حمل سیال وجود دارد. در این مطالعه، مشخصات دینامیکی یک لوله دوار حامل سیال قایم مجهز به وصله های پیزوالکتریک، تحلیل شده است. بر اساس تیوری تیر اویلر - برنولی، با استفاده از اصل همیلتون، معادلات حاکم بر حرکت سیستم استخراج شده اند. در این معادلات، کوپلینگ ژیروسکوپی، کوپلینگ الکترومکانیکی و اثرات گرانشی در نظر گرفته شده اند. روش گالرکین برای گسسته سازی معادلات حرکت، به کار گرفته شده است. نتایج عددی برای پیشبینی اثرات پارامترهای زاویه قرارگیری لایه پیزوالکتریک، سرعت دورانی، طول لوله و سرعت جریان روی پاسخ نابالانسی سیستم بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که بسته به مقدار فرکانس تحریک، دامنه ارتعاشات می تواند با افزایش زاویه قرارگیری لایه پیزوالکتریک، کاهش یا افزایش یابد. نتایج این تحقیق می تواند در طراحی لوله پیزوالکتریک و پیشبینی های عملکردی برای کنترل ارتعاشات و کاربردهای برداشت کننده های انرژی در آینده استفاده شود.
    کلید واژگان: لوله دوار, پیکربندی قائم, پیزوالکتریک, برهم کنش سیال-سازه, ارتعاشات}
    Reza Ebrahimi *
    There are many engineering applications of pipes at different scales for conveying fluid. The dynamic characteristics of a spinning pipe conveying fluid in vertical configuration equipped with piezoelectric patches are analyzed in this study. Based on Euler–Bernoulli beam theory, the governing equations of the system are derived by applying Hamilton’s variational principle. In this equations, the gyroscopic coupling, electromechanical coupling and gravitational effects are considered. The Galerkin’s method is used to discretize the governing equations of motions. Numerical results are investigated to predict the influences of the piezoelectric layer spanning angle, spinning speed, pipe length and flow velocity, on the unbalance response of the system. The results indicate that, depending on excitation frequency, the vibration amplitude can be decreased or increased by increasing the piezoelectric layer spanning angle. The results of this research can be used to conduct piezoelectric pipe design and performance predictions for future pipe vibration control and energy harvesting applications.
    Keywords: Spinning pipe, Vertical configuration, Piezoelectric, Fluid–structure interaction, Vibration}
  • رضا ابراهیمی

    در سالهای اخیر، نانولوله های کربنی دوجداره برای کاربردهای صنعتی مختلف از جمله تکنولوژی جداسازی و تصفیه به کار گرفته شده اند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، تحلیل رفتار دوشاخگی نانولوله های کربنی دوجداره حامل سیال با در نظر گرفتن نیروهای غیرخطی واندروالس است. جریان سیال داخل لوله، به صورت نوسانی در نظر گرفته شده است. براساس تیوری فون کارمن و مدل تیر اویلر - برنولی معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر حرکت به وسیله روش مودهای فرضی گسسته سازی و با روش عددی رانگ - کوتا حل شده اند. سپس اثرات سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان روی رفتار دینامیکی سیستم، با استفاده از نمودارهای دوشاخگی، دیاگرامهای فاز، پاسخ زمانی و نقشه های پوانکاره بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان اثرات قابل ملاحظه ای بر پاسخهای دینامیکی سیستم دارند. همچنین نتایج تحلیل، رفتارهای غیرخطی متنوعی را از جمله حرکات تناوبی، چندتناوبی و آشوبناک آشکار می کنند که می تواند راهکارهایی را به محققان در رابطه با طراحی و مطالعه این سیستمها در آینده بدهد.

    کلید واژگان: نانولوله کربنی دوجداره, دوشاخگی, جریان نوسانی, ارتعاشات غیرخطی, برهم کنش سیال-سازه}
    Reza Ebrahimi

    In the recent years, double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) have been used for different indusrial applications such as separation and purification technology. So, the main purpose of this paper is to analyze the bifurcation behavior of double-walled carbon nanotubes conveying fluid with considering van der Waals nonlinear forces. The internal flow is considered to be pulsating. In the framework of the Von Karman's theory and the Euler-Bernoulli beam model, the nonlinear governing equations of motion are developed using the Hamilton's principle. The governing partial differential equations are discretized by means of the assumed modes method and solved by the Rung-Kutta method. Then, the effects of flow velocity and pulsation frequency on the dynamic behavior of the system are investigated by the bifurcation diagrams, phase plan portrait, time series and Poincar'e maps. The results indicate that the flow velocity and pulsation frequency have significant effects on the dynamic responses of the system. Also, the results of analysis reveal a variety of nonlinear behavior such as periodic, multi-periodic and chaotic motions that can give some insight to researchers in designing and studying these systems in the future.

    Keywords: Double-walled carbon nanotube, Bifurcation, Pulsating flow, Nonlinear vibration, Fluid-structure intreraction}
  • سید دانیال قسیمی، بهمن وحیدی*، یاسمن امیری

    مطالعه رفتار آکسون تحت شرایط محیطی می تواند دید بهتری در توسعه روش های درمانی به منظور بهبود آسیب های عصبی ایجاد کند. در این تحقیق، با مدل کردن زیر لایه به صورت هایپرالاستیک و اعمال فشارهای مختلف به زیر لایه میزان کرنش های تحمل شده توسط آکسون محاسبه شد. کرنش ها در سه بازه زمانی مختلف اعمال شد تا اثرات نرخ کرنش های مختلف بررسی شود. برای آکسون یک مدل شامل میکروتوبول با خواص الاستیک خطی، نوروفیلامان و آکسلوما با خواص ویسکوالاستیک خطی فرض شد. جهت گسسته سازی زیرلایه و بخش های مختلف آکسون از روش المان محدود و نرم افزار کامسول استفاده شد. مشاهده شد که رژیم سیال موجود در کانال تاثیری بر پاسخ مکانیکی آکسون ندارد. با استفاده از تحلیل برهم کنش سیال-سازه، میزان کرنش ایجاد شده نزدیک به صفر (در بیشترین حالت 0/0001) و تنش نیز ناچیز (در بیشترین مقدار 70N/m2) گزارش شد. نتایج نشان دهنده اثر عمده میکروتوبول در قبول کردن بارهای مکانیکی و استحکام کلی آکسون می باشد. همچنین بیشترین کرنش ها در داخل آکسلوما دیده می شود که اهمیت پاسخ مکانیکی آن در ایجاد آسیب را متذکر می شود. باتوجه به پاسخ مرتبط با نرخ کرنش های مختلف مشاهده می شود که بیشترین احتمال آسیب به آکسون، در کرنش %42 و نرخ19/1s-1 می باشد.

    کلید واژگان: آسیب ناشی از ضربه, میکروسیالات, اجزای محدود, برهم کنش سیال-سازه, مدل ویسکوالاستیک}
    Seyed Danial Ghasimi, Bahman Vahidi *, Yasaman Amirii

    The study of axonal behavior under different environmental conditions can provide a better insight into the development of therapeutic approaches for healing after nerve damages. By modeling of sublayer in the form of a hyperelastic material and applying different pressures, the amount of strains tolerated by the axon was calculated. Strains were applied at three different time intervals to examine the effects of different strain rates. For axon, a model containing microtubules with linear elastic properties, neurofilament, and axolemma with linear viscoelastic properties was considered. The finite element method and COMSOL software were used for the discretization of the sublayer and the substructures of the axon. It was observed that the fluid regime in the channel did not affect the mechanical response of the axon. The strain was close to zero (at most 0.0001) and the stress was also negligible (at most, 70 N/m2). The results showed the major effect of microtubules on resisting mechanical forces and on the overall integrity of the axons. Most of the strains were seen inside the axolemma, indicating the importance of its mechanical response to injury. Regarding the response to the strain rate, the most probable damage to the axon, comparable with the former corresponding reports will occur at the strain of 42% and strain rate of 19.1 s-1, respectively.

    Keywords: Traumatic brain injuries, Microfluidics, finite element, Fluid-Structure Interaction, viscoelastic model}
  • بهرام احمدیان، بهمن وحیدی*

    مژک های اولیه اندامک هایی هستند که از سطح سلول به سمت فضای خارج سلولی بیرون زده اند و نقش گیرنده تحریک مکانیکی را در سلول به عهده دارند. به-واسطه کانال های یونی وابسته به کشش در پایه خود به عنوان عامل القای تمایز استیوژنیک به سلول بنیادی شناخته می شوند. مژک تحت تاثیر جریان سیال عبوری از سطح سلول دچار تغییر شکل می شود که این تغییر شکل باعث باز شدن کانال های یونی وابسته به کشش می گردد. 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 برهم کنش سیال و سازه برای بررسی پاسخ مژک به جریان سیال استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که در حالت نوسانی بیشنه کرنش در پایه مژک، که کانال های وابسته به کشش تحمل می کنند بیشتر از جریان پایا است. بر همین اساس، کانال های یونی وابسته به کشش، کرنش بیشتری را تجربه خواهد کرد. به صورت کلی نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد در صورت استفاده از جریان سیال نوسانی تحریک مکانیکی توسط مژک بهتر حس شده و پیش بینی می شود در صورت اعمال جریان سیال نوسانی بر سلول بنیادی تمایز استیوژنیک در آن تسهیل یافته تر صورت گیرد.

    کلید واژگان: جریان نوسانی سیال, مژک اولیه, حسگر تحریک مکانیکی, مکانیک سلول, برهم کنش سیال-سازه}
    Bahram Ahmadian, Bahman Vahidi *

    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 induce 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 of 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 occur in the base of the cilia which is 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.

    Keywords: Oscillatory Fluid Flow, Primary Cilia, Mechanotransduction, Cell Mechanics, Fluid-Structure Interaction}
  • فاطمه میراخورلی، بهمن وحیدی*، مرضیه پازوکی
    آمبولی ریوی یکی از شایع ترین بیماری ها در میان جوامع بشری به خصوص بیماران بستری است. با این وجود، تاکنون این پدیده از منظر مکانیکی مورد بررسی قرار نگرفته و اطلاعات اندکی درباره ی عوامل همودینامیکی موثر در مسیر حرکت لخته و برهم کنش میان آن ها وجود دارد. این بیماری علی رغم درمان پذیری مناسب در صورت تشخیص به موقع، به دلیل داشتن علایمی مشترک با سایر بیماری ها و در نتیجه دشوار شدن تشخیص به موقع و آسان آن، اغلب در شرایط حاد منجر به مرگ می شود. در این پژوهش، با استفاده از تصاویر پزشکی مربوط به یک بیمار، هندسه ی بخشی از شریان ریوی مطابق با آناتومی یک بیمار خاص ساخته شد. با استفاده از معادلات حاکم بر جریان خون و لخته که توسط الگوریتم محاسباتی برهم کنش سیال-سازه و در یک سیستم فرمول بندی لاگرانژی-اویلری دلخواه (ALE) حل شد، حرکت لخته در شریان شبیه سازی شد. برای مدل جامد نیز از یک مدل ویسکوالاستیک مطابق با خواص لخته های وریدی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین تنش وارد شده بر لخته در زمان s 46841/0به میزان Pa 56/957 در هنگام عبور از انشعاب شریان رخ داد. با توجه به زمان اسقرار مقادیر تنش بیشینه در لخته، نسبت به رشد یا گسیختگی لخته می توان پیش بینی هایی داشت. حضور لخته در جریان به طور متوسط سبب افت تنش برشی وارد بر دیواره ها از Pa 7697/1 به Pa 02761/1 می شود که می تواند در صورتی که لخته ها مکررا از مسیر شریان های ریوی عبور کنند، موجب کاهش انعطاف پذیری، افزایش مقاومت عروقی و اختلال در عملکرد سلول های اندوتلیال و متعاقبا بیماری هایی از قبیل افزایش فشار ریوی (PAH) شود.
    کلید واژگان: آمبولی ریوی, برهم کنش سیال-سازه, ویسکوالاستیسیته, لخته ی خونی}
    Fateme Mirakhorly, Bahman Vahidi *, Marzieh Pazoki
    Pulmonary embolism (PE) is one of the most prevalent diseases amid hospitalized patients and takes many people lives annually. However, this phenomenon has not been investigated in the field of biomechanics so far and insufficient information is available about hemodynamic factors affecting this phenomenon. Inexplicit signs and symptoms of this illness make it intricate to be diagnosed. In this research, a patient-specific anatomical model of pulmonary arteries has been constructed from computed tomography images (CT images). The fluid-structure interactions method was used to simulate motion of the blood clot. In addition, Navier-Stokes equations, as the governing equations, have been solved in an arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. Furthermore, viscoelastic parameters were adopted in accordance with the red blood clot (stemmed from deep veins) properties for the structure model (emboli). Results revealed that the maximum shear stress magnitude applied on the embolus equals 957.56 Pa at 0.46841 s that was occurred when the clot plow into the wall of the artery. Based on the residence time of high magnitudes of stress in the clot, some predictions on clot lysis or development may be elaborated. In addition, the average shear stress of the arterial wall was reduced from 1.7697 to 1.02761 Pa due to the presence of the embolus. This reduction may lead to such phenomena as high pulmonary arterial resistance, low pulmonary arterial compliance, endothelial dysfunction, and consequently cause right heart dysfunction and pulmonary arterial hypertension (PAH) if different clots repeatedly pass through the arteries.
    Keywords: Pulmonary Embolism (PE), Fluid-Structure Interactions (FSI), Viscoelasticity, Blood clot}
  • محمد قلم باز *، اسماعیل جام سحر، محمود صبور
    در این پژوهش اثر حضور یک پره انعطاف پذیربر روی انتقال حرارت جابه جایی طبیعی درون یک محفظه بسته مربعی بررسی شد. یک پره انعطاف پذیرنازک با زاویه انحراف 30o نسبت به محور افقی، بر روی دیواره عمودی گرم سمت چپ، درون محفظه بسته قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان آرام، انتقال حرارت سیال و تغییر شکل پره انعطاف پذیر با لحاظ نمودن برهم کنش میان جریان سیال- سازه و با بهره گیری از روش شبکه متحرک لاگرانژی- اویلری ارائه شدند و سپس به شکل بی بعد انتقال یافتند. معادلات با استفاده از روش المان محدود حل شدند و سپس صحت نتایج در مقایسه با پژوهش های معتبر پیشین ارزیابی شد. نتایج، یک بار به همراه پره انعطاف پذیرو بار دیگر با پره صلب در بازه زمانی بی بعد صفر تا 07 / 0، در محدود اعداد رایلی 6+ 10 تا7+ 2×10 و زوایای انحراف -10o تا +40o ، درون محفظه بسته ترسیم گردید. نتایج نشان می دهند که استفاده از پره انعطاف پذیرنسبت به پره صلب باعث کاهش میزان انتقال حرارت می گردد. از سوی دیگر، استفاده از پره عایق به جای پره رسانا، سبب بروز الگوهای متفاوتی برای عدد ناسلت متوسط در طول بازه زمانی شده و تضعیف انتقال حرارت را در پی دارد.
    کلید واژگان: جریان آرام جابه جایی طبیعی, پره انعطاف پذیر_ برهم کنش سیال- سازه, روش لاگرانژی- اویلری, شبکه متحرک}
    M. Ghalambaz *, E. Jamesahar, M. Sabour
    The present study aims to address the effect of the presence of a flexible fin on the natural convection heat transfer inside a square cavity. A flexible fin is placed on the left vertical wall by initial tilted angle 30o from the horizontal direction. An Arbitrary Lagrangian-Eulerian method for fluid-structure (fluid-flexible fin) interaction is utilized. Based on this method, the governing system of equations for laminar fluid and heat transfer is formulated into a non- dimensional form and then solved using the finite element method and then results accuracy evaluated against previous valid studies. The results are plotted for an enclosure containing a flexible fin as well as a solid fin in the non-dimensional time interval of 0 to 0.07 and in the Rayleigh number range of 106 to 2×107 and the fin tilted angle of -10° to °. The results show that the presence of a flexible fin deteriorates the heat transfer compared to a solid fin. In other words, using an insulated fin instead of a conductive fin makes different patterns for average Nusselt number curve in a range time and causes a reduction of the rate of heat transfer. Also, the presence of a flexible fin mounted on the hot wall especially affects the average Nusselt number in the areas above the fin location and induces oscillating heat transfer patterns.
    Keywords: Laminar natural convection heat transfer, Flexible fin, Fluid-Structure interaction, Arbitrary Lagrangian-Eulerian method, Moving mesh}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال