فهرست مطالب

مکانیک سازه ها و شاره ها - سال هشتم شماره 2 (تابستان 1397)

مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
سال هشتم شماره 2 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/06
  • تعداد عناوین: 18
|
  • حمید آریس، حبیب احمدی *، مسعود عبدالمحمدی صفحات 1-11
    در این مقاله نوع جدیدی از مچ کروی ارائه شده است. با استفاده از طراحی، مدلسازی به کمک نرم افزار کتیا انجام شده با تحلیل به کمک نرم افزار آدامز برای انتخاب موتور مناسب تحلیل انجام گرفته و مکانیزم نوع جدیدی توسط محورهای تودرتو به کمک چرخدنده های مخروطی ایجاد شده است که می تواند دوران نامحدود و بدون تکینگی را برای مچ ایجاد کند. این مچ با توجه به ساختار و مکانیزم انتقال نیرو، قابلیت استفاده برروی انواع ربات جهت کاربردهای با دقت بالا و حرکات پیوسته و بدون تکینگی را داراست. با توجه به نقشه ها، ساخت مدل جهت قالبگیری و ریخته گری قطعات انجام شده و با عملیات ماشینکاری ابعاد قطعات به استاندارد نقشه می رسد و بعد از مونتاژ قطعات قسمت مکانیکی آن آماده شده است. سینماتیک مستقیم و معکوس زوایای دوران برای جهت گیری مچ به دست آمده و موقعیت مجری نهایی با توجه به سینماتیک ربات محاسبه شده است. جهت شبیه سازی و رسم نمودارهای حاصل از تست تجربی، از نرم افزار متلب استفاده شده است. در انتها کنترل کننده PD جهت کنترل زوایای سمت، غلت و فراز طراحی شده و تغییرات لازم جهت بهبود کنترل مچ در کنترل کننده اعمال شده-است. سپس کنترل کننده بر روی میکرو کنترلرهای مبتنی بر AVR پیاده سازی شده است و نتایج شبیه سازی به صورت نظری و تجربی صحت سنجی شده است.
    کلیدواژگان: سینماتیک مستقیم، سینماتیک معکوس، طراحی مچ، ساخت مچ، مچ کروی
  • شبنم قادری، محمد طهماسبی پور*، ابراهیم عباسپور ثانی، مهرزاد مدرس صفحات 13-24
    در این مقاله، یک میکروحسگر شتاب با طرحی ساده، هزینه ساخت پائین، حجم و وزن کم و همچنین حساس به شتاب های بسیار کوچک با قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور طراحی شده است. در طرح پیشنهادی از روش حرارتی - همرفتی برای اندازه گیری شتاب استفاده شده است. این میکرو حسگر شامل یک المان گرم کننده (هیتر) و دو جفت حسگر دما (دیتکتور) می باشد. با اعمال شتاب در راستای محور X یا Y دمای دیتکتورها متناسب با شتاب اعمالی تغییر می کند. دو مرحله شبیه سازی و بهینه سازی میکروحسگر بترتیب با استفاده از روش المان محدود و روش تاگوچی انجام شده است. پارامترهای هندسی و شرایط محیطی ساختار شتاب سنج مذکور، تاثیر بالایی در افزایش حساسیت آن، که از مهم ترین فاکتورهای خروجی آن می باشد، دارند. در این پژوهش، تاثیر ابعاد هندسی و شرایط محیطی شتاب-سنج حرارتی بر حساسیت خروجی سنسور مورد مطالعه قرار گرفت. سطح بهینه متغیرهای مذکور برای دستیابی به حساسیت ماکزیمم با تحلیل ضرایب سیگنال به نویز (S/N) و ترتیب اهمیت تاثیر متغیرها بر حساسیت سنسور با آنالیز واریانس ضرایب سیگنال به نویز تعیین شد. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی سطوح بهینه، حساسیت سنسور نسبت به میانگین نتایج شبیه سازی های انجام شده 77/12 برابر شد. با انتخاب بهترین مقادیر برای پارامترهای هندسی، حساسیت c/g 23/0 در محیط هوا و c/g70/0 در محیط گاز دی اکسیدکربن به دست آمد.
    کلیدواژگان: شتاب سنج حرارتی، سیستم های میکروالکترومکانیک (MEMS)، روش المان محدود (FEM)، روش طراحی آزمون تاگوچی
  • علی عباس نیا، محمد جعفری، عباس روحانی * صفحات 25-36
    هدف از انجام این مقاله ارائه مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی جهت تخمین ضریب تمرکز تنش در گشودگی مثلثی در صفحات تک لایه کامپوزیتی می باشد. از کاربردهای مهم ارائه توزیع تنش در اطراف گشودگی بر حسب خواص مکانیکی، استفاده از این روابط در تحلیل تنش صفحات ویسکوالاستیک دارای گشودگی با استفاده از روش مدول موثر و یا اصل برهمنهی بولتزمن است. در ابتدا با استفاده از مقادیر مختلف خواص مکانیکی کامپوزیت ها، و به کمک حلی تحلیلی برپایه روش متغیر مختلط، ضریب تمرکرتنش برای تعداد متعددی از این مواد محاسبه می شود؛ سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه برای گشودگی مثلثی رابطه ای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه می شود. نتایج بیان می کند که مدل رگرسیونی قادر به پیش بینی تنش محیطی با حداکثر خطای کمتر از 1 درصد می باشد. نکته قابل توجه در این مقاله کاهش محاسبات به وسیله رابطه ی مذکور می باشد. برای محاسبه تمرکز تنش در سایر مقالات موجود در این زمینه، از محاسبات سخت و پیچیده بهره جستند؛ اما با کمک رابطه موجود در این مقاله می توان با داشتن خواص مکانیکی ورق ضریب تمرکز تنش را محاسبه کرد.
    کلیدواژگان: تمرکز تنش، گشودگی مثلثی، رگرسیون خطی چندگانه، روش متغیر مختلط
  • وحید تیکنی، حامد شهبازی * صفحات 37-50
    در این مقاله به طراحی و پیاده سازی الگوریتم کنترلی PID و PID مرتبه کسری با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری برای کنترل موقعیت زاویه ای کوادروتور پرداخته شده و عملکرد این دو کنترل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته شده است. استفاده محاسبات کسری در الگوریتم کنترلی PID منجر به پاسخ مطلوب تری نسبت مشتق و انتگرال مرتبه ی اول می شود. به منظور طراحی بهینه ی کنترلر از الگوریتم های بهینه سازی ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات برای تنظیم بهره های کنترلی و تعیین مرتبه های مشتق و انتگرال استفاده شده است و عملکرد این دو روش بهینه سازی در کاهش تابع هزینه که منجر به کنترل بهتر ربات می شود، مقایسه شده اند. به منظور بررسی تجربی عملکرد الگوریتم کنترلی PID، بستر آزمایشگاهی شامل کوادروتور و حسگرهای ژیروسکوپ و شتاب سنج با قابلیت حرکت سه درجه آزادی و یک درجه آزادی توسعه داده شده است. فیلتر کالمن با ادغام اطلاعات خروجی حسگرهای ژیروسکوپ و شتاب سنج، نویز حسگرها را حذف نموده و تخمین مناسبی از موقعیت زاویه ای سازه ارایه می دهد. عملکرد الگوریتم کنترلی PID با ورودی های پله و هنگام اعمال اغتشاشات خارجی ضربه ای مورد ارزیابی قرار گرفته شده است.
    کلیدواژگان: کنترلر مرتبه کسریPID، کوادروتور، فیلتر کالمن، کنترلر زاویه ای
  • ابوذر بریمانی ورندی *، سید جمال حسینی پور صفحات 51-66
    استفاده از آلیاژهای آلومینیم و منیزیم به علت شکل پذیری پایین آنها در دمای محیط، در مقایسه با فولادها همراه با محدودیت هایی است. ابداع روش های نوین جهت افزایش شکل پذیری این آلیاژها، همواره در صنعت شکل دهی فلزات ورق مورد تحقیق قرار گرفته است. تحقیقات صورت گرفته افزایش چشمگیر شکل پذیری آلیاژهای آلومینیم و منیزیم را با افزایش دما نشان داده است. در نتیجه ضرورت کاربرد فرآیند های شکل دهی گرم، مطالعه و بررسی پارامتر های تاثیر گذار بر فرآیند را ایجاب می کند. در این مقاله مطالعه عددی و تجربی اثر سرعت شکل دهی در فرآیند کشش عمیق گرم گرادیانی قطعات استوانه ای برای ورق آلیاژی آلومینیم 5083 با ضخامت mm2 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور آزمایش هایی در سه سرعت 60، 200 و mm/min378 در دماهای مختلف با نیروی ورقگیر ثابت انجام شده است. تاثیر سرعت شکل دهی بر روی نیروی سنبه، توزیع ضخامت و رفتار گوشواره ای، و نیز نسبت کشش حدی و گرادیان دما مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و کاهش سرعت شکل دهی، نیروی سنبه کاهش و نسبت کشش افزایش یافته و همچنین توزیع ضخامت یکنواخت تری ایجاد شده است. همچنین مشاهده شده که با افزایش دما، تعداد و موقعیت گوشواره ها علی رغم کاهش دامنه، ثابت مانده است.
    کلیدواژگان: کشش عمیق گرم گرادیانی، آلیاژ آلومینیوم، سرعت شکل دهی، دمای شکل دهی
  • احسان براتی *، اصغر مهدیان، مهرداد دهقانی صفحات 69-79
    هدف از این مقاله، بررسی استحکام صفحات آلومینیومی 6061-T6 ترمیم کننده باند فرودگاه تحت ضربه ی ناشی از فرود هواپیما، با درنظر گرفتن اثرات دمپینگ تایر هواپیما می باشد. تایر هواپیما، با استفاده از معیار ماده ی هایپرالاستیک مونی ریولین مدل شد. پارامترهای تاثیر گذار بر استحکام صفحات شامل تغییر سرعت عمودی در مقادیر 5/1، 2، 5/2 و 3 متر بر ثانیه و سرعت افقی در مقادیر 42، 45، 50، 55 و 60 متر بر ثانیه، و شاخص خاک در مقادیر 5، 10، 15، 20 و 25 و عمق خاک در مقادیر 160، 200، 300 و 500 میلیمتر، بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت های عمودی و افقی فرود، تنش ایجاد شده در این صفحات افزایش می یابد، اما با افزایش مقدار شاخص خاک، تنش کاهش می یابد. در عین حال عمق های بیش از 300 میلیمتر برای مدل سازی عمق خاک تاثیر معناداری در تنش های به وجود آمده در صفحات ندارد. مقدار توصیه شده برای ایجاد یک شرایط مناسب و ایمن برای مقادیر شاخص خاک برابر 15 و یا بالاتر به دست آمده است. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از عدم لحاظ نمودن اثر دمپینگ تایر نشان داده است که بدون درنظر گرفتن اثرات دمپینگ، تنش ها 15 درصد بزرگتر می باشند.
    کلیدواژگان: صفحات ترمیم کننده باند، آلیاژ آلومینیوم 6061-T6، تایر، هایپرالاستیک، شاخص خاک
  • محمد نجفی، سید هادی حسینی، جلال جودکی * صفحات 81-92
    در این مقاله به بررسی نفوذ گلوله کالیبر 5/14میلی متری در ورق های فولادی فوق مستحکم هارداکس 450 و هارداکس 500 با ضخامت 30 میلی متر پرداخته می شود. با توجه به پیچیدگی پدیده برخورد، به منظور شبیه سازی دقیق فرآیند و بیان رفتار دقیق مکانیکی مواد از مدل پلاستیسیته و شکست جانسون-کوک و معادله حالت مای-گرونایزن استفاده شده است. برای تایید صحت شبیه سازی های انجام شده، اندازه گیری تجربی بر روی ورق های فولادی انجام شد و مطابقت خوبی با نتایج اجزاء محدود مشاهده گردید. با توجه به شرایط تعیین شده در استاندارد، هارداکس500 با ضخامت 30 میلی متر با ضریب اطمینان بالایی در برابر نفوذ کامل گلوله با سرعت اولیه m/s911 مقاومت می کند به طوری که در بدترین شرایط یعنی زاویه برخورد 90 بیشترین عمق نفوذ به 15میلی متر می رسد. در مقابل در شرایط یکسان گلوله به طور کامل در هارداکس 450 نفوذ خواهد کرد. نتایج شبیه سازی های اجزاء محدود برای هر دو جنس با زوایای برخورد از 30 تا 90 درجه نشان داد با کاهش زاویه برخورد علاوه بر کاهش میزان نفوذ، نحوه بازگشت گلوله نیز در زاویه مشخصی تغییر خواهدکرد به طوری که برای هارداکس 450 این زاویه برابر با 40 درجه و برای هارداکس 500 برابر با 60 درجه بدست آمد. با تکرار شبیه سازی ها در سرعت های مختلف در محدوده m/s 1200-200 برای هر دو جنس حد بالستیک آنها محاسبه شد و حد بالستیک برای هارداکس 500 برابر با m/s 1200 و برای هارداکس 450 حدود m/s 900 بدست آمد.
    کلیدواژگان: نفوذ، شبیه سازی اجزای محدود، فولادهای فوق مستحکم، حد بالستیک، هارداکس
  • مهدی مجاهدی*، رسول بینا صفحات 93-106
    در پژوهش حاضر رفتار ارتعاشی میکروتیر ژیروسکوپی با ساختار تیر بررسی می گردد. میکروژیروسکوپ دارای یک تیر یکسرگیردار و یک جرم گواه گسترده ای است که توسط میدان الکتریکی تحریک می گردد. بر مبنای گستردگی جرم گواه یک مدل و فرمولاسیون توسعه یافته برای بررسی ناپایداری و رفتار ارتعاشی میکروژیروسکوپ ارائه می گردد. با در نظر گرفتن جرم گواه به صورت گسترده، توزیع نیروهای الکترو استاتیک از حالت متمرکز به گسترده تغییر یافته و گشتاورهای ناشی از آن نیز در رفتار ژیروسکوپ تاثیر گذار خواهد بود. معادلات حاصل با کمک روش گالرکین کاهش مرتبه یافته و از طریق روش های تحلیلی و عددی حل می گردند. پارامتر بی بعد مهمی تحت عنوان پارامتر بی بعد طول، در این پژوهش معرفی می گردد. این پارامتر عبارت از طول جرم گواه گسترده نسبت به طول میکرو تیر است. اثر این پارامتر در رفتار استاتیکی، دینامیکی، ارتعاشی و فرکانس های طبیعی سیستم بررسی می شود. در طول محاسبات و نتیجه گیری مشخص خواهد شد که با افزایش این پارامتر بی-بعد، اختلاف در نتایج حاصل از فرض متمرکز به گسترده بیشتر خواهد شد.
    کلیدواژگان: میکروالکترومکانیک، میکروژیروسکوپ، ناپایداری، پارامتر بی بعد طول
  • علیرضا وحدتی*، مهدی وحدتی صفحات 107-123
    ورق های آلیاژی آلومینیم با توجه به دارا بودن ویژگی های خاص ، کاربرد چشمگیری در صنایع گوناگون یافته اند. از سوی دیگر، به دلیل قابلیت شکل پذیری کم، شکل دهی آن ها در دمای اتاق به آسانی صورت نمی پذیرد. از این رو، برای تسهیل شکل دهی، می توان از روش های شکل دهی گرم نیز استفاده نمود که این امر منجر به اکسیداسیون ماده می شود. در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای (SPIF) ، ورق فلزی با حرکت موضعی ابزار سرنیمکروی، شکل دهی می شود. در این پژوهش، با اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار، فرآیند SPIF به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UVaSPIF) توسعه داده شد که این امر سبب بهبود قابلیت شکل پذیری ورق در دمای اتاق گردید. در مقاله پیش رو، تاثیر ارتعاش اولتراسونیک و روانکار بر رفتار نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور ابزار سرنیمکروی به قطر 20 میلیمتر و با فرکانس طبیعی 4/20 کیلوهرتز، طراحی و ساخته شد. ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده ی رزونانس در ابزار توسط نتایج حاصل از تحلیل مودال و تست تجربی به تایید رسید. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O نشان داد که در فرآیند UVaSPIF، اعمال ارتعاش بدون حضور روانکار و در فرآیند SPIF، استفاده از روانکار، بیشترین تاثیر را بر کاهش مولفه عمودی نیروی شکل-دهی دارد.
    کلیدواژگان: شکل دهی تدریجی، ارتعاش اولتراسونیک، تحلیل مودال، روانکار، نیروی شکل دهی
  • یوسف بیناباجی، بهمن وحیدی * صفحات 125-142
    شناخت رفتار و الگوی جریان در مجاری تنفسی انسان به علت اینکه اساس شناخت حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی است و کمک به پیش بینی اثر داروهای تنفسی، آلاینده ها و بیماری هایی از جمله سرطان می کند، در دهه های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه اثر دو شرط مرزی: (1) دبی جریان خروجی یکسان در تمامی خروجی ها و (2) فشار ایستای برابر با صفر در تمامی خروجی ها، و تغییرات دبی ورودی جریان بر روی توزیع دبی جریان، الگوی جریان و نواحی جریان بازگشتی، به صورت پایا در نرخ های تنفسی 12 تا 48 لیتر بر دقیقه، برای مدلی سه بعدی، نامتقارن و شامل 4 نسل از مجاری نای-برونشی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تخمین توزیع دبی جریان در ریه در مقایسه با توزیع واقعی دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 1 به مراتب بهتر از شرط مرزی 2 می باشد. با افزایش دبی ورودی، توزیع دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 تغییر نمی کند ولی در استفاده از شرط مرزی 1 دست خوش تغییرات می شود. الگوی جریان در مقاطع پایینی به علت انحنای مجاری که باعث به وجود آمدن جریان دین می شود، به مراتب پیچیده تر از مقاطع بالایی است به خصوص هنگامی که این انحنا در صفحه ای غیر مسطح با مجرای قبلی باشد. نواحی جریان بازگشتی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 بیشتر از دیگر حالت ها است و با افزایش دبی ورودی بر تعداد آن ها افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آیرودینامیک، دینامیک سیالات محاسباتی، دارو رسانی، الگوی جریان، تنفس
  • سعید باغدار حسینی، رامین حقیقی خوشخو *، سید محمد جوادی مال آباد صفحات 143-159
    در این مقاله اثر اندازه ذرات در نشست آن ها برروی سطوح مبدل حرارتی فشرده به صورت عددی بررسی شده و تاثیر افزایش جرم ذرات و سرعت جریان بر نشست ذرات مطالعه گردیده است. تحلیل عددی فاز سیال با استفاده از رویکرد اویلری و مدل سازی نشست ذرات با استفاده از رویکرد لاگرانژی و مدل فاز گسسته (DPM) به همراه کدهای عددی تعریف شده در انسیس- فلوئنت انجام شده است. برای شبیه سازی اثرات توربولانسی از مدل SST K-ω استفاده گردیده است. مطالعه بر روی هندسه سه بعدی پنج ردیف کانال مبدل حرارتی فشرده انجام شده و جریان هوا با سرعت m/s 5-1 و همچنین ذرات با اندازه های مختلف از محل ورودی هوا، وارد آن شده اند. نتایج نشان می دهد که افت فشار جریان هوا با افزایش اندازه ذرات و جرم آن ها افزایش یافته است. همچنین نرخ نشست ذرات با افزایش اندازه آن ها افزایش یافته و ذرات جامد عمدتا جلوی کانال و بر روی کنگره های ردیف اول و دوم کانال های پره نشست کرده اند. اثر ورود همزمان ذرات ریز و درشت به همراه یکدیگر بررسی شده و مشاهده گردید که احتمال نشست ذرات ریز در حضور ذرات درشت تر، افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: افت فشار، تحلیل عددی، ذرات جامد، رویکرد لاگرانژی، مبدل حرارتی فشرده
  • فاطمه قنبری، امیر امیدوار * صفحات 161-176
    در این پژوهش، اثرات فرکانس و دامنه بی بعد جریان پالسی بر نرخ انتقال حرارت اطراف سیلندر بیضوی با نسبت بیضویت 0. 6 و 0. 2=e تحت زوایای مختلف 90و 60، 30، 0= θ و همچنین برای نسبت بیضویت1=e (سیلندر دایروی) بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا جریان اطراف سیلندر با نسبت بیضویت1=e تحت جریان پالسی و غیرپالسی حل شده و در ادامه با نتایج حاصل از سیلندر بیضوی تحت زوایای حمله و نسبت بیضویت مختلف مقایسه شده است. بنابراین، جریان پالسی عبوری روی سیلندر بیضوی، در محدوده عدد استروهال پالسی (0. 1-2) =St و دامنه بی بعد جریان پالسی 0. 75=A در عدد رینولدز 100= Re مورد بررسی قرار گرفته است. در تمام حالات، سیلندر بیضوی دمای ثابتی بیشتر از دمای سیال اطراف را دارد. جریان پالسی از عواملی است که می تواند روی نرخ انتقال حرارت موثر واقع شود، برطبق نتایج بیان شده در این پژوهش، جریان پالسی برروی سیلندر بیضوی، در مواردی می تواند سبب افزایش نرخ انتقال حرارت شود. اما در صورت کلی، تغییر در مقدار عدد ناسلت در جریان پالسی وابسته به فرکانس و دامنه بی بعد جریان پالسی می باشد.
    کلیدواژگان: جریان پالسی، سیلندر بیضوی، نسبت بیضویت، نرخ انتقال حرارت، عدد استروهال
  • محمد امین دشتی، علی صفوی نژاد * صفحات 177-191
    در این مقاله، تحلیل عددی انتقال حرارت جابجایی طبیعی توام با تابش سطحی در یک محفظه دو بعدی، به منظور یافتن موقعیت بهینه منابع حرارتی شارثابت مرزی برای مینیم سازی دمای سطح منابع حرارتی به کمک الگوریتم ازدحام ذرات انجام می شود. هوا به عنوان یک سیال تراکم ناپذیر و محیط درون محفظه شفاف و جریان سیال آرام و پایا در نظر گرفته می شود. سطوح محفظه نیز کدر، پخشی و خاکستری فرض می شود. معادلات حاکم با فرمول بندی تابع جریان و ورتیسیته با روش اختلاف محدود حل می شود. دمای ماکزیمم سطح منابع حرارتی و موقعیت منابع حرارتی به ترتیب به عنوان تابع هدف و متغیرهای طراحی انتخاب می گردد. نتایج نشان می دهد مقدار مینیمم دمای بی بعد ماکزیمم سطح منبع حرارتی با افزایش ضریب صدور یا عدد رایلی، کاهش می یابد. با افزایش عدد رایلی نیز موقعیت بهینه منابع حرارتی برای چیدمان با یک منبع حرارتی و دو منبع حرارتی به سمت کف نزدیک می شود. با افزایش ضریب صدور در هر عدد رایلی نیز موقعیت بهینه مرکز سطح منابع حرارتی به سمت مرکز نزدیک می شود و در چیدمان با دو و سه منبع حرارتی به یکدیگر نزدیک است.
    کلیدواژگان: جابجایی طبیعی، تابش سطحی، منبع حرارتی شارثابت، بهینه یابی، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات
  • محمد جواد ایزدی یزدی، امیررضا نشاط، عبدالامیر بک خوشنویس * صفحات 193-204
    سربالک ها یکی از ابزارهای مورد استفاده برای کاهش اثرات گردابه های نوک بال می باشند. در این پژوهش، به بررسی تجربی اثرات نصب سربالک منحنی دوباله بر روی یک مدل ریز پهپاد به منظور کاهش گردابه های نوک بال پرداخته شده است. آزمایش ها در یک تونل باد مدارباز در سرعت 16 متر بر ثانیه و در زاویه حمله 10 درجه انجام شده است. عدد رینولدز بر اساس وتر آئرودینامیکی متوسط بال 38000 می باشد. به منظور اندازه گیری سرعت متوسط و شدت اغتشاش ها، از دستگاه جریان سنج سیم داغ یک بعدی استفاده شده است. نتایج برای حالت بدون نصب سربالک نشان گر یک ساختار گردابه ای شکل در پشت بال است که به دلیل اختلاف فشار ایجاد شده بر روی سطوح بالایی و پایینی بال است. شدت اغتشاش ها در مرکز گردابه به بیشینه مقدار خود می رسد که با فاصله گرفتن از مدل این مقدار کاهش می-یابد. نتایج نشان می دهند که در حضور سربالک دو ساختار گردابه ای شکل در اطراف بال به وجود می آید که گردابه ی بزرگ تر در اطراف بالک پایینی و گردابه ی کوچک تر در اطراف نوک بالک بالایی تشکیل شده است.
    کلیدواژگان: ریز پهپاد، تونل باد، سربالک، گردابه، جریان سنج سیم داغ
  • حسین امیری *، مرضیه لطفی، محمد امینی، بهزاد جعفربگلو صفحات 205-220
    در این تحقیق یک آب شیرین کن جدید با عنوان آب شیرین کن حوضچه خورشیدی با متمرکز کننده سهموی خطی طراحی و ساخته شده است. این آب شیرین کن از یک کلکتور سهموی خطی که تابش را به زیر (کف) حوضچه خورشیدی متمرکز می کند و یک حوضچه خورشیدی که در خط تمرکز کلکتور قرارگرفته، تشکیل شده است. عملکرد آب شیرین کن در شرایط واقعی موردبررسی قرارگرفته و اثر اضافه کردن سیم های استیل (اسفنج های سیمی) به آب درون حوضچه و استفاده از سایبان بر روی فین های کندانسور بر عملکرد دستگاه مورد آزمایش قرارگرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که استفاده از سیم های استیل و سایبان باعث بهبود عملکرد دستگاه به ترتیب به میزان 7/17 درصد و 3/6 درصد می شود. به منظور تخمین کارایی آب شیرین کن در شرایط مختلف، یک مدل حرارتی برای آب شیرین کن توسعه داده شده و معادلات حاکم در نرم افزار متلب پیاده سازی و حل شده اند. با استفاده از این مدل تغییرات دمای آب، دمای صفحه جاذب و میزان آب تولیدی در طول روز تخمین زده شده و با داده های تجربی آب شیرین کن مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که همخوانی خوبی بین نتایج تجربی و نتایج مدل حرارتی وجود دارد (متوسط خطا در تخمین همه متغیرها کمتر از 6). نهایتا با استفاده از این مدل رفتار دستگاه در روزهای منتخب فصول مختلف مورد ارزیابی قرارگرفته است.
    کلیدواژگان: آب شیرین کن، انرژی خورشیدی، حوضچه خورشیدی، مدل حرارتی
  • سجاد براتی بنی، ایمان پیشکار*، محمدرضا سلیم پور صفحات 221-233
    در پژوهش حاضر به منظور بررسی ثمر بخشی استفاده از نانو سیال در تبادلگر های حرارتی خنک کن روغن موتور دیزل دریایی، سه سیال متفاوت با درصد حجمی های متفاوتی از مواد نانو (Al2O3) در بازه رینولدزی 3 تا 48 هزار مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که در تبادلگر های حرارتی پوسته و لوله شرط مرزی حاکم در سطح تبادل حرارت، متفاوت از شرط های مرزی مرسوم و معروف دما ثابت یا شار ثابت در دیواره است، به حل همزمان جریان گرم و سرد درون تبادلگر پرداخته شد. تکفاز بودن نانو سیال، از جمله فرضیات بکار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد اضافه کردن نانوذرات به سیال پایه در رینولدز های پایین باعث ضریب عملکرد بالاتری در تبادلگر می شود. با افزایش درصد حجمی نانوذرات ضریب عملکرد مبدل کاهش پیدا می کند و حالت بهینه و ماکزیمم عملکرد مبدل حرارتی در درصد های حجمی مورد بررسی در رینولدز 20000 برای آب و 12000 برای اتیلن گلایکول اتفاق می افتد. به عبارت دیگر انتخاب سیال پایه با ضریب عملکرد بالاتر بسته به محدوده عدد رینولدز دارد. همچنین در این پژوهش به بررسی آب دریا به عنوان یه سیال خنک کننده در دسترس موتور دیزل دریایی پرداخته شد.
    کلیدواژگان: نانو سیال، مبدل حرارتی، درصد حجمی، عدد رینولدز
  • ولی الله غفاری*، حسن محمد خانی، کاظم حیدری صفحات 235-249
    در امر هدایت اجسام، بیشتر فرمان هدایت با محاسبه زاویه خط دید، تولید می گردد. از بین الگوریتم های هدایت مبتنی بر خط دید، قانون هدایت تناسبی PN دارای کاربردهای فراوانی می باشد. در این قانون هدایت، نیاز به داشتن مشتق زاویه خط دید می باشد. در بین مطالعات موجود، زاویه خط دید با اندازه گیری زاویه های جسم و هدف تعیین شده و از آن مشتق عددی گرفته می شود. تغییرات زاویه خط دید بین وسیله و هدف، می تواند مستقیما توسط یک سیکر (بدون مشتق گیری) اندازه گیری گردد. چنین سیستم هدایتی یک سیستم هدایت مبتنی بر سیکر بوده که شامل زیر سیستم های سیکر، دینامیک وسیله، نوع مسیر پروازی و سنسورهای ناوبری می باشد. بدیهی است که هر کدام از زیرسیستم ها، وابسته به تعدادی پارامتر می باشد. در این مقاله با انجام شبیه سازی عددی، عملکرد یک حلقه هدایت مبتنی بر سیکر بر حسب ضرایب آیرودینامیکی آن حلقه بررسی می گردد.
    کلیدواژگان: زاویه خط دید، ضرایب آیرودینامیکی، عملکرد سیستم هدایت، قانون هدایت
  • محمد مهدی هاشمی پرپنچی *، محمد کاظم مویدی مویدی، احسان جباری صفحات 251-264
    ریزگرد‎ها و پیامد‎های زیستی و فنی آن‎ها امروزه تبدیل به مسئله‎ای شده که حتی ذهن پژوهشگران و صنعتگران را نیزدرگیر نموده و هر یک از آن ها جنبه‎ای را بررسی نموده‎اند. در پژوهش حاضر ابتدا مروری اجمالی از وضعیت ریزگردها و معضلات زیست محیطی آن‎ها در کشور بیان شده و نحوه مدل‎سازی حرکت ریزگردها در محدوده دانشگاه قم با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی تشریح گردیده است. سپس به نحوه تاثیر شرایط جوی و رسوب این ذرات در بخشی از دانشگاه قم و به صورت عددی پرداخته می‎شود. نتایج نشان داد که معماری ساختمان اثر قابل توجهی در توزیع ریزگرد‎‎ها در اطراف ساختمان دارد. سپس اثر جهت وزش باد بر توزیع ریزگرد‎ها بررسی شد. در حالت قرارگیری ساختمان به‎صورتی که نیروی وارد بر آن کمینه باشد، میزان حبس ذره های ریزگرد کاهش چشمگیری یافت. سپس اثر دما بر روی پراکنش ریزگرد‎ها مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر فصول مختلف بر پراکندگی ریزگرد‎ها بررسی شد. در محوطه مرکزی ساختمان در نظر گرفتن دما غلظت ذره های گرد و غبار را تا نود درصد کاهش داده است. در بخش آخر تجمع ذره ها در سطح زمین بررسی شد. نتایج حاکی از تاثیر پذیری انباشت ذره های گرد و غبار از جهت باد در محوطه مرکزی ساختمان مورد مطالعه بود.
    کلیدواژگان: رسوب ریزگرد، محیط زیست، کانون فرسایش، آلاینده هوا، تخمین غلظت
|
  • H. Aris, H. Ahmadi *, M. Abdolmohammadi Pages 1-11
    In this paper, a new type of spherical wrist is investigated. By using CAD/CAM software, simulation and analysis have been done. So, a new type of mechanism has been fabricated by involute axes in the form of conical gears that can create an unlimited revolution for the wrist without singularity. This wrist has the special ability due to its structure and mechanism to use robots for high precision applications and continuous movements without singularity. According to the drawings, the manufacturing of the model for molding and casting of pieces is carried out and then by machining, the dimensions of the parts are achieved to the standard of drawing. After the assembly, the mechanical work pieces are prepared. The direct and inverse kinematics of the involute angles are obtained for the directions of the wrist. Also, according to the kinematics of the robot, the position of the end-effector is calculated. At first, Matlab software is used to simulate the wrist model and also the experimental test is done for validation. At the end, the PD controller is designed to control the yaw, roll and pitch angles and the changes necessary to improve the wrist control have been applied in the controller and AVR-based microcontrollers. Finally, simulation results are verified through theoretical and experimental test.
    Keywords: Forward kinematic, Inverse kinematic, Wrist molding, Wrist fabrication, Spherical wrist
  • Sh. Ghadery, M. Tahmasebipour *, E. Abbaspour Sani, M. Modarres Pages 13-24
    In this paper a micro-accelerometer with a simple design, low fabrication cost, low volume and weight as well as sensitive to very small accelerations with acceleration measurement capability in two axes has been designed. In the proposed design, thermal-convection method has been used to measure the acceleration. This microsensor consists of a heater and two pairs detectors. By applying acceleration along the X or Y axis, a temperature change occurs in the detectors that is proportional to the acceleration applied to the system. Two stages of simulation and optimization of the micro-sensor were performed using finite element method and Taguchi method, respectively. Sensitivity is one of the most important output factors of the thermal accelerometers that geometric parameters and thermal conditions have huge effect on that. So effects of different levels of geometric and temperature variables have been studied and optimized for achieving the maximum sensitivity by analyzing the signal to noise ratio in Taguchi experimental design method. The sensitivity was improved 12.77 times compared to the average value of the simulations results, by adjusting the variables on the optimal levels. As a result, the sensitivity of 0.23 [˚c/g] for air-filled package and 0.70 [˚c/g] for CO2-filled package was obtained in this research.
    Keywords: Thermal Accelerometer, Micro-Electro-Mechanical Systems(MEMS), Finite Element Method (FEM), Taguchi Design of Experiment Method
  • A. Abbasnia, M. Jaffari, A. Rohani * Pages 25-36
    The purpose of this paper is to present a new model based on the multiple regression method for estimating stress concentration factor of a quasi-triangular hole in composite lamina. One of the important applications of providing stress distribution around holes in terms of mechanical properties is the use of these relationships in the stress analysis of perforated viscoelastic plate using the effective modulus method or Boltzmann's superposition principle. First, using different values of the mechanical properties of the composites plates, and employing an analytical solution based on the complex variable method, the stress concentration factor of quasi-triangular hole is calculated for a number of these materials. Then, using multiple linear regression, An explicit expression for the stress concentration factor is given in terms of mechanical properties. The results show that the multiple regression model is able to predict the circumferential stress with a maximum error of less than 1%. An important point in this article is the reduction of the calculations by applying the aforementioned relations. In other papers in this field, hard and complex calculations were used to obtained the stress concentration factors, but with the help of the relation of this paper, it is to calculate the stress concentration factor with having the mechanical properties of the plate.
    Keywords: Stress Concentration Factor, Triangular Hole, Multiple Linear Regression, Complex Variable Method
  • V. Tikani, H. Shahbazi * Pages 37-50
    The purpose of this paper is to design a fractional order PID (FOPID) controller base on stochastic algorithms for attitude control of quadrotor. The model is based on usage of Fractional calculus in the PID Controllers which can provide novel and higher performance extension for FOPID controllers. Here, the main goal is to design an optimal PID and FOPID controller using stochastic algorithms. Therefor two stochastic algorithms are used for optimal tuning of FOPID parameters. Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization are compared in minimizing the performance criteria formula which leads to a better performance in controlling of the plant. A quadrotor is installed on an experimental test stand includes of accelerometers, gyroscopes and microcontroller with one and three degrees of freedom to test the performance of PID controller. Kalman filter is used to reduce the noises by combination of accelerometer and gyroscope output. The result of the experiments in the paper shows that the quadrotor can perform desired motions successfully with the controller in the response of step input and while it is subjected to external disturbances
    Keywords: FOPID controller, Quadrotor, Kalman filter, Attitude controller
  • A. Barimani Varandi *, Seyed J. Hosseinipour Pages 51-66
    The use of aluminum and magnesium alloys is limited due to their low formability at ambient temperature, in comparison to steels. The invention of new methods for increasing the formability of these alloys has always been investigated in the sheet metal forming industry. Studies have shown a dramatic increase in the formability of aluminum and magnesium alloys by increasing temperature. As a result, the necessity of application of warm forming processes requires the study and investigation of effective parameters on process. In this paper, numerical and experimental study of forming speed have been investigated in gradient warm deep drawing process of cylindrical parts for aluminum alloy 5083 sheet with 2mm thickness. To this end, some tests have been performed at three speeds of 60, 200 and 378mm/min at different temperatures with constant blank holder force. The effects of forming speed on punch force, thickness distribution and earing behavior, as well as limit drawing ratio and temperature gradient have been discussed and analyzed. Results show, by increasing temperature and reducing the punch speed, punch force has been decreased, drawing ratio has been increased and more uniform thickness distribution has been obtained. It has been also observed that by increasing temperature, the number and position of the ears have remained constant despite the reduction of the ears amplitude.
    Keywords: Gradient warm deep drawing, Aluminum alloy, Forming speed, Forming temperature
  • E. Barati *, A. Mahdian, M. Dehghani Pages 69-79
    The main aim of this paper is the study of the strength of AM-2 matting plate made of Al6061-T6 under impact loads due to aircraft landing. In this study, the damping effects of the aircraft tire have been modeled by means of Mooney-Rivlin hyperelastic criterion. Effective parameters such as the landing vertical velocity at 1.5, 2, 2.5, and 3 m/s; the landing horizontal velocity at 42, 45, 50, 55, and 60 m/s; the CBR value of subgrade at 5, 10, 15, 20 and 25; and the thickness of subgrade at 160, 200, 300, and 500 mm, have been studied. The results showed that the stresses in matting plate increases with increasing both horizontal and vertical components of landing velocity, but decreases by increasing the CBR value. On the other hand, considering the subgrade thickness greater than 300mm has no significant effect on stresses. In order to have safe situation, the CBR value be 15 and greater has been recommended. Comparison of the results with those obtained without modeling the damping effects showed that the stresses be 15% greater in conditions without modeling damping of the tire.
    Keywords: Matting Plates, Aluminum 6061-T6, Tire, Hyperelastic, CBR
  • M. Najafi, Seyed H. Hosseini, J. Joudaki * Pages 81-92
    In this article, penetration of an armored piercing projectile into ultra-high strength steel plates (Hardox450 and Hardox500) will be investigated by finite element (FE) analysis and experimental measurement. The ballistic impact is simulated by Abaqus FE software and the FE model is verified the results of experimental test. The mechanical behavior of the selected material is defined by Johnson-Cook plasticity model and Mie-Grunisen equation for damage model. The experimental tests are carried out on 30mm thickness plate. A 14.5mm armored piercing projectile is fired to the plate. The finite element results revealed that the projectile penetrates partially in Hardox500 steel while it can perforates Hardox450 steel. The penetration depth of the projectile when collisioning by 911m/s speed and at perpendicular state are 13 and 30mm for Hardox500 and hardox450 steel respectively. The penetration depth will be increased by increase in the impact angle from 30o to 90o. In addition, the reflection state changes at a specific angle according to the type of material. The transition angle are 40o and 60o for Hardox450 and Hardox500 steel respectively. Finally, the ballistic limit is calculated and determined as 900m/s and 1200m/s for Hardox450 and Hardox500 steel respectively.
    Keywords: Penetration, Finite Element Analysis, Ultra High Strength Steels, Ballistic Limit, Hardox
  • M. Mojahedi *, R. Bina Pages 93-106
    In this research, vibration behavior of a microgyroscope including beam structure is investigated. microgyroscope consists of a microcantilever beam and distributed proof mass that is actuated by electrostatic force. A developed model and formulation based on the distributed assumption for proof mass are presented to investigate the instability and vibration behavior of beam microgyroscope. Considering distributed assumption for proof mass, electrostatic force changes from concentrated force to distributed force and produces a moment that is effective on the mechanical behavior of the gyroscope.The equations of motion are reduced by Galerkin’s method and solved via numerical and analytical techniques. An important nondimensional parameter named as nondimensional length parameter is presented which it is the ratio of the proof mass length to beam length. Effects of the nondimensional length parameter on the static, dynamic, vibration behaviors and natural frequency of the microsyetem are investigated. Results show that by increasing the nondimensional parameter, the differences between the results of concentration and distribution hypothesizes for proof mass increase.
    Keywords: MEMS, Microgyroscopes, Pull-in instability, Nondimensional length parameter
  • A.R. Vahdati *, M. Vahdati Pages 107-123
    Aluminum alloys have been widely used in various industries, due to its special characteristics. On the other hand, due to its low formability, the forming of these alloys is difficult at room temperature. Therefore, in order to facilitate the forming, warm forming methods can be used, which will lead to the oxidation of the material. In Single Point Incremental Forming (SPIF), a sheet metal is formed by a progression of localized plastic deformation using a hemispherical-head tool. In this study, by applying ultrasonic vibration to the tool, Ultrasonic Vibration assisted SPIF (UVaSPIF) process was developed that improved the sheet formability at room temperature. In present paper, the effect of ultrasonic vibration and lubricant on behavior of the forming force has been investigated. Consequently, a hemispherical-head tool (D = 20 mm) with natural frequency of 20.4 kHz was designed and manufactured. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Then, Al 1050-O sheet was used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that in UVaSPIF, imposing of vibration without lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force whereas in SPIF, the lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force.
    Keywords: Incremental Forming, Ultrasonic Vibration, Modal Analysis, Lubricant, Forming Force
  • Y. Binabaji, B. Vahidi * Pages 125-142
    Investigation of flow patterns and behaviors has become a subject of great interest in recent decades because it is a basis in the recognition of particle movement and deposition in the human respiratory tract and helps in the prediction of the effects of inhaler drugs and pollutants, and respiratory diseases such as cancer. Therefore, in this study, the effects of two boundary conditions: (1) the same flow rate in all outlets and (2) the same static pressure equal to zero in all outlets has been numerically examined in an asymmetrical model of trachea-bronchial tract. Correspondingly, the effects of the inlet flow rate changes on the flow distribution, flow patterns and the reverse flow zones were studied in the range of breathing rates 12 to 48 lit/min for a 3D non-planar model of trachea-bronchial airways consists of 4 generations. The estimation of flow distribution obtained from the second boundary condition was more accurate when compared to the real distribution in the lungs. Using the first boundary condition, the flow distribution did not change when the inlet flow rate was increased. However, for the second boundary condition, little changes revealed. The flow pattern in the lower sections was more complex than the upper sections due to the bifurcations’ curvature that causes the Dean-flow particularly when this curvature is in non-planar to the previous bifurcation. When the second boundary condition was used, the number of generated reverse flow zones was more than the other conditions and increased with increasing the inlet flow rate.
    Keywords: Aerodynamics, Computational Fluid Dynamics, Drug Delivery, Flow Pattern, Respiration
  • Saeed Baghdar Hosseini, Ramin Haghighi Khoshkhoo *, Seyed Mohammad Javadi Malabad Pages 143-159
    In this paper, the effect of particle size on deposition in a compact heat exchanger was investigated numerically. The effect of flow velocity and particle mass on the deposition was also studied and discussed. Flow simulation was performed using Eulerian approach and particle motions were simulated using Lagrangian approach and discrete particle model (DPM) by ANSYS-FLUENT package. Turbulence was modeled with the k-ωSST model. Five fin channels of a compact heat exchanger were chosen as a 3D computational domain. The air flow was entered with velocity over a range from 1 m/s to 5 m/s and particles having various diameter sizes, were introduced to the computational domain from inlet boundary condition. The results showed that the pressure drop was increased with increase of particle size and particle mass. Besides, deposition ratio was grown with the increase of particle size. The results also demonstrated that most of the particles were settle down on the front of the channels and on the first and the second fins of channels. The effect of simultaneous injection of big and small particles was investigated and the results showed that small particles had more chance to deposit in the presence of the big particles.
    Keywords: Compact heat exchanger, Lagrangian approach, Numerical study, Particle, Pressure drop
  • F. Ghanbari, A. Omidvar * Pages 161-176
    In this study, the effects of frequency and dimensionless amplitude of the pulsating flow on the rate of heat transfer around elliptical cylinders with elliptical ratio of e=0.2 and 0.6 under different angles θ=0°, 30°, 60° and 90° and also for elliptical ratio of e=1 (circular cylinder) has been investigated. For this purpose, the flow around a cylinder with elliptical ratio of e=1 under pulsating and unpulsating flow been solved and then the results of elliptical cylinder under different angles of attack and elliptical ratio compared. So, pulsating flow over the cylinder, in the range of pulsating Strouhal number St=(0.1-2) and dimensionless amplitude of pulsating flow A=0.75 in Reynolds number of Re=100 has been studied. In all cases, elliptical cylinder have fixed temperature more than the temperature of the surrounding fluid. The pulsating flow is a factor that can be effective on the rate of heat transfer, according to results presented in this study, pulsating flow over elliptical cylinder, in some cases can increase the heat transfer rate. But in general, changes in the rate of heat transfer depend on the frequency and dimensionless amplitude of pulsating flow.
    Keywords: Pulsating flow, Elliptical cylinder, Elliptical ratio, Rate of heat transfer, Strouhal number
  • M. A. Dashti, A. Safavinejad * Pages 177-191
    In this paper, the numerical analysis of the conjugate natural convection with surface radiation in a two-dimensional enclosure is carried out in order to search the optimum location of the boundary constant flux heat sources to minimize the temperature of the heat sources surface using the particle swarm algorithm. The air is considered as an incompressible fluid and a transparent media inside the enclosure with a steady and laminar flow regime. The surfaces of the enclosure are also considered to be opaque, diffuse and gray. The governing equations are solved using the stream function and vorticity formulation with the finite difference method. The maximum temperature and the location of heat sources are selected as the objective function and design variables, respectively. The results show that the minimum value of the maximum dimensionless temperature of the heat source decreases with the increase of emissivity or Rayleigh number. By increasing the Rayleigh number, the optimal location of heat sources shifts to the bottom for configurations with one or two heat sources. By increasing the emissivity in each Rayleigh number, the optimal value of the heat sources center location approaches to the center and in the configurations with two and three heat sources is close to each other.
    Keywords: Natural Convection, Surface Radiation, Constant Flux Heat Source, Optimal Search, Particle Swarm Optimization Algorithm
  • A. R. Nehsat, A. B. Khoshnevis *, M.J. Ezadi Yazdi Pages 193-204
    Winglets are one of the tools used for reducing the effects of the tip vortex. In this research, the effects of installing split blended winglet on Micro-Aerial Vehicle half model in order to the reduction of wing tip vortex were investigated experimentally. The experiments were conducted in an open circuit wind tunnel at velocity 16 m/s and angle of attack 10ᵒ. The Reynolds number of the model was about 3.8×104 based on Mean-Aerodynamic chord. In order to measure the mean velocity and turbulence intensity, the Hot-Wire Anemometry (HWA) has been used. Experimental results in the absence of installing winglet indicated the existence of a vortex structure behind the tip of the wing which is due to the pressure difference created on the upper and lower surfaces of the wing. Turbulence intensity has it highest value in vortex core which is also observed to decrease gradually with downstream distance. The results show that in the presence of winglet, there are two clear vortex structures which one at the winglet/wing junction and the other at the tip of the winglet.
    Keywords: Micro-Aerial Vehicle, Wind Tunnel, Winglet, Vortex, Hot-Wire Anemometry
  • H. Amiri *, M. Lotfi, M. Aminy, B. Jafarbeglo Pages 205-220
    In this study, a new solar water desalination system is designed and fabricated. In this system, solar energy intensity has been concentrated by means of parabolic trough collector, which reflects the sunrays to its focal line, where the still is located. Performance of the desalination system was studied in real conditions. The effect of adding steel sponge to the water inside the still and the use of a canopy on the condenser fins has been studied. Results show that the performance of the desalination system increase by 17.7% and 6.3% by using steel sponge and canopy, respectively. In order to investigate the effect of various factors on the performance of the present desalination system, a thermal model is developed based on the conservation of energy. The governing equations are implemented and solved numerically in MATLAB software. Then results of this modeling, including water temperature, adsorbent plate temperature and rate of fresh water production were compared with empirical data and a good agreement between them was observed. Average relative error between experimental and thermal model results for all variables was less than 6 percent. Finally, the model is used to study the behavior of the machine in different seasons.
    Keywords: desalination, solar energy, solar still, thermal model
  • S. Baraty Beni, I. Pishkar *, M.R. Salimpour Pages 221-233
    In the present study, three different fluids with different volumes of nano materials(Al2O3) in the Reynolds range of 3 to 48 thousand were investigated for the purpose of evaluating the effect of using nanofluid in heat exchangers. The converter in the submarine engine come to use of as a motor oil cooler. The results show that the addition of nanoparticles to the base fluid in the lower reynolds results in a higher performance factor in the exchanger. By increasing the volumetric percentage of nanoparticles, the converter's performance factor decreases. Optimum mode and maximum heat exchanger performance, in all volumetric percentages, occurs in Reynolds 20,000 for water and 12,000 for ethylene glycol. In other words, the choice of base fluid with a higher performance factor depends on the Reynolds number range. Also, this study examined sea water as a cooling fluid available to the marine diesel engine.
    Keywords: Nano fluid, Heat exchanger, Volume percentage, Reynolds number
  • V. Ghaffari *, H. Mohamadkhani, K. Heydari Pages 235-249
    The Guidance commands are mostly generated by determining the line of sight (LOS) angle. Among the existed guidance laws, proportional navigation (PN) is the most widely used algorithm. In this way, the differentiation of LOS angle is needed. Then the LOS rate are usually found by numerical differentiation of the LOS angle. The LOS rate can be directly measured by an embedded internal seeker which it would be a differential free technique. Nowadays, in practical, guidance algorithms equipped with a seeker have been interested. Such a guidance loop includes some subsystems like vehicle dynamics, the type of flight path and also navigation sensors which each subsystems may have some parameters like aerodynamic coefficients. Therefore the guidance system performance would be affected by changing in these parameters. In this paper, in a typical vehicle equipped with a seeker, the guidance system efficiency are numerically investigated in terms of the aerodynamic coefficients change.
    Keywords: Line of sight angle, Aerodynamic coefficient, Guidance system performance, Guidance law
  • M. M. Hashemi *, M. K. Moayyedi, E. Jabbari Pages 251-264
    Today, dust, biological and technical implications of them has become a problem in which researchers and industrialists have been involved. In the present study, expressed an overview of the status of dust and environmental problems in the country and described how to model the motion of dust in the range of Qom University using computational fluid dynamics tools. Then it is said how are atmospheric conditions effect and the deposition of these particles on the part of the University of Qom numerically. The results showed that the building architecture has a significant effect on the distribution of dust concentration around the building. Then, the effects of wind direction are also studied. The trapped dust particles will be minimized for a specific angle between the wind and building directions. The effects of temperature gradient (daily and seasonal) on dust concentration are also studied and then the effects of various temperatures on the dust emission studied. It has been observed that considering the temperature variation in computational model leads to reduction of concentration of dust particles up to %90. Finally, accumulation of settled particles on the ground level was considered. The results proved the considerable influence of wind direction on accumulation of settled particles in the central yard of the building.
    Keywords: Dust deposition, environmental, erosion centers, air pollution, estimates of concentration