مجله مهندسی مکانیک
سال چهل و ششم شماره 4 (پیاپی 77، زمستان 1395)

شبیه سازی پیش از انجام درمان، یک روش موثر برای پیش بینی آسیب حرارتی ایجاد شده در بافت است و امکان انتخاب بهترین پارامترهای ورودی را فراهم می کند. در این مقاله، دو تکنیک درمانی مورد استفاده در درمان فیبروادنومای پستان، شامل روش درمان حرارتی با لیزر (LITT) ودرمان حرارتی با امواج رادیو فرکانسی (RFA) به صورت عددی شبیه سازی شده است. هر دو روش بر اساس مرگ بافتی برگشت ناپذیرناشی از تولید حرارت در بافت هدف عمل می کنند. در این مقاله تحلیل حرارتی و حل معادله انتقال حرارت زیستی پنس با استفاده از روش المان محدود انجام شد. در روش LITT توان 4/6 وات برای زمان s125 مورد استفاده قرار گرفته است. در روش RFA سه ولتاژ ورودی V20، 18، 15 برای زمان s600 انتخاب شده است. حجم بافت آسیب دیده در سه حد دمایی °C50، 47، 43 به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که بیشینه دمای بافت در استفاده از تابش لیزر بیشتر از بیشینه دما در استفاده از امواج رادیوفرکانسی است (°C6/92 در مقایسه با °C86). با این حال، بیشتر بودن حجم بافت آسیب دیده در روش RFA در مقایسه با LITT نشان می دهد که این روش برای تومورهایی با سایز بزرگتر مناسب تر است.

در این تحقیق به شبیه سازی عملکرد پمپ در پمپاژ سیالات لزج پرداخته شده و با هدف افزایش کارایی آن، تغییراتی در هندسه پروانه ایجاد می گردد. تغییرات در هندسه پروانه عبارت از افزودن پره های جداکننده با طول های مختلف می باشد. معادلات حاکم به صورت شبه پایا و با روش چند دستگاه مختصات مرجع حل می شوند. برای مدلسازی آشفتگی، مدل توربولانسی k-ω SST با تابع دیواره استاندارد استفاده شده است. شار های جابه جایی با طرح فراباد گسسته سازی شده و عبارت های پخشی با توابع وزنی روش المان محدود تحلیل شده اند. ارتباط بین فشار و سرعت نیز با میان یابی مرتبه چهارم ری-چاو صورتگرفته است. نتایج عددی تطابق قابل قبولی با داده های تست تجربی پمپ داشته و حاکی از کاهش هد پمپ با افزایش لزجت سیال می باشد. با افزودن پره های جداکننده به هندسه پروانه، افزایش قابل توجهی در هد پمپ بدست آمده و با مقدار هد پمپ در پمپاژ آب برابری می کند در حالی که افت راندمان قابل چشم پوشی است.

در این مقاله، به بررسی استفاده از یک ریکوپراتور، مدلسازی عددی و طراحی آن به منظور پیش گرم کردن هوای ورودی به هیتر با بازیافت گرمای دودکش هیتر در ایستگاه تقلیل فشار گاز پرداخته می شود. نتایج نشان می دهند که استفاده از ریکوپراتور با کویل 6 اینچی باعث می شود دمای هوای پیش گرم شده 60 درجه افزایش یابد. این افزایش دما باعث صرفه جویی مصرف سوخت به اندازه 9% نسبت به هیترهای رایج (هیتر بدون پیش گرمکن هوا) می شود. همچنین، با کاهش گام کویل دمای خروجی حدود 19 کلوین افزایش می یابد؛ هر چند با کاهش گام کویل وزن کویل در حدود 238کیلوگرم افزایش می یابد. با افزایش دبی ورودی به هیتر و همچنین کاهش دمای محیط، دمای خروجی کویل کاهش می یابد. بهترین سناریو در حالتی است که قطر کویل 6 اینچ و فاصل کویل از مرکز دودکش زیاد باشد؛ در حالت هایی که دمای بدنه دودکش ثابت و بدنه دودکش عایق باشد، میزان صرفه جویی در مصرف سوخت 10% و 5/10% می باشد. همچنین، افت فشار داخل کویل هوا و دار داخل دودکش بسیار ناچیز است.

در این مقاله رفتار سوپرپلاستیک آلیاژ Sn-1%Bi در شرایط MDF شده، توسط آزمون پانچ برشی در دمای اتاق (T>0.6Tm) موردبررسی قرار گرفت. نتایج آزمون پانچ برشی مقدار ضریب حساسیت به نرخ کرنش (m) را برای نمونه های 2، 4، 6 و 8 پاس MDF شده به ترتیب 11/0، 23/0، 35/0 و 53/0 گزارش کرد. این مقادیر نیز نشان می دهد که نمونه های 6 و 8 پاس MDF شده رفتار سوپرپلاستیک را تجربه می کنند. تصاویر میکروسکوپ نوری نشان دادند که مقدار اندازه دانه از μm 2/4 قبل از فرآیند MDF به μm 7/2 بعد از دو پاس MDF می رسد و طی پاس های بعدی تغییرات چشمگیری مشاهده نمی شود به گونه ای که بعد از 8 پاس MDF درنهایت این مقدار به μm 2 می رسد؛ اما با افزایش تعداد پاس های MDF یکنواختی ساختار به مراتب بیشتر شده و در نمونه 8 پاس MDF شده شاهد ساختاری بسیار همگن با دامنه تغییرات اندازه دانه کوچک هستیم. همچنین به نظر می رسد سهم مرزدانه های بزرگ زاویه در نمونه 8 پاس MDF شده افزایش قابل توجهی نسبت به نمونه 6 پاس MDF شده دارد.

در این مقاله با استفاده از روش المان محدود، نمونه‏ای از استخوان به صورت دینامیکی تحت بارگذاری فشاری محوری قرار داده شده و با افزایش شدت بارگذاری، تغییرات کرنش نسبت به زمان بدست آمده است. شدت باری که در آن با افزایش دینامیکی بار تغییرات جهشی در کرنش بوجود می‏آید، به عنوان بار بحرانی کمانش ثبت می‏شود. در این تحلیل، فرض بر این است که استخوان رفتار ویسکوالاستیک از خود نشان می دهد. برای مدل کردن رفتار ویسکوالاستیک استخوان از مدل ماکسول استفاده شده است. زمانی که بار دینامیکی به صورت ضربه‏ای بر یک جسم ویسکوالاستیک وارد می‏شود، به دلیل بروز سفتی ویسکوزی گذرا کمانش دینامیکی رخ می‏دهد. برای شبیه سازی عددی استخوان مدل‏های گوناگونی ارائه شده است که یکی از رایج‏ترین آنها مدل استوانه‏ی پوسته‏ای می‏باشد. خواص ویسکوالاستیکی استخوان با انجام تست‏های خزش و وادادگی در زمان‏های مختلف بدست می‏آیند. در این مقاله، به دلیل تغییرات شدید چگالی در اثر بروز عارضه پوکی استخوان، بارهای بحرانی به ازای چگالی های مختلف بدست آمده و با هم مقایسه شده‏اند. نتایج بیان گر آن است که بر خلاف کمانش استاتیکی، کمانش دینامیکی وابستگی بسیار ناچیزی به چگالی ماتریس استخوان دارد.

هدف از این مقاله، بررسی جریان سه بعدی در یک سیستم کنترل بردار نیروی پیشران دارای چهار تیغه ی منحرف کننده عمود بر هم در داخل پوشش قرار گرفته در قسمت عقب یک نازل همگرا و واگرا می باشد. در شبیه سازی های عددی سه بعدی انجام شده، معادلات سه بعدی ناویر استوکس میانگین گیری شده زمانی به همراه مدل آشفتگی RNG k-ε در شبکه بی سازمان هرمی حل شده است. تمام ویژگی های اساسی جریان شامل تداخل موج های شوک تولید شده توسط تیغه ها بر روی دیواره ی پوشش و عملکرد آئرودینامیکی تیغه های قرار گرفته در داخل پوشش با حل عددی بررسی شده اند. همچنین اثر تغییر پارامترهای زوایای پیچ و یاو تیغه ها، نیم زاویه راس تیغه و فشار محفظه بر نیروی جانبی و نیروی پیشران کل سیستم بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش زوایای پیچ و یاو تیغه ها تا زاویه 30 درجه، نیروی جانبی کل افزایش می یابد ولی پس از آن با انحراف بیشتر تیغه ها، نیروی جانبی کاهش خواهد یافت. همچنین مشاهده شد که در هر زاویه حمله، با افزایش زاویه نیم راس تیغه ها، نیروی جانبی و نیروی پیشران کل سیستم کاهش می یابد. اثر تغییر پارامتر فشار محفظه بر نیروی جانبی و نیروی پیشران کل نیز به بررسی گردیده است.

یکی از نواقص موجود در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف تک جهته، پایین بودن خواص الاستیک عرضی کامپوزیت در مقایسه با خواص الاستیک طولی آن می باشد. در یک کامپوزیت تقویت شده با الیاف فازی این نقص با رشد دادن نانولوله های کربنی روی الیاف کربن تا حدودی برطرف شده است. ساختار این کامپوزیت جدید به گونه ای است که نانولوله های کربنی یکنواخت، به صورت شعاعی روی سطح الیاف کربن رشد داده شده اند. مشخص شده است که به دلیل رشد شعاعی نانولوله ها در سطح رشته ی کربن، خواص موثر عرضی این کامپوزیت ها به طور قابل توجهی بهبود یافته است. به دلیل وجود برخی پیوند های ایجاد نشده بین نانولوله ی کربنی و زمینه پلیمری، بین آن ها یک فاز میانی با خواص مکانیکی معین، درنظرگرفته می شود. در این پژوهش، برای کسرهای حجمی متفاوت الیاف کربن موجود در کامپوزیت الیاف فازی، اثر تغییر خواص مکانیکی فاز میانی موجود بین نانولوله و زمینه روی خواص موثر کامپوزیت تقویت شده با الیاف فازی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که میزان چسبندگی بین نانولوله ی کربنی و زمینه پلیمری تاثیر محسوسی روی خواص کامپوزیت تقویت شده با الیاف فازی دارد.

در این مقاله اثر افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم در غلظت های 1% تا 5 % به سیال پایه ی آب در یک کانال مربعی و لوله ی صلب میانی با وجود یک صفحه ی نگهدارنده مطالعه شده است. وجود صفحه ی نگهدارنده گامی در جهت اجرایی شدن این هندسه در طراحی مبدل ها و افزایش میزان انتقال حرارت با کمترین میزان حجم مبدل حرارتی است. بررسی جریان در کانال هایی با سطح مقطع غیر مدور می تواند بسیاری از محدودیت های اجرایی در صنعت مانند حد مجاز افت فشار، را برطرف نماید. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد حجمی ذرات نانو، کاهش قابل توجهی در دمای بی بعد جریان حاصل شده است که به معنای افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی است. بطوریکه در عدد رینولدز 100 و برای غلظت 5% ذرات نانو، ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال در مقایسه با جریان آب خالص، نزدیک به 14% افزایش دارد. وجود صفحه ی نگهدارنده نیز در مقایسه با حالتی که صفحه وجود ندارد تفاوت هایی را در رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی جریان ایجاد خواهد نمود، که در کانتور های ارائه شده به وضوح مشخص است.

در این مقاله چند نمونه از یک نوع انژکتور جریان چرخشی با چهار ورودی مماسی که به روش بایول طراحی و با روش تراشکاری ساخته شده است تست شده است. این انژکتور به صورت جریان چرخشی می باشد و به سبب افت فشار در محور میانی انژکتور، هوای بیرون به داخل انژکتور مکیده شده و یک حفره هوا در مرکز انژکتور شکل می گیرد. بنابراین افشانکی یک پایه اما با عملکرد دوفازی می باشد و از این رو چتر پاششی به صورت یک مخروط توخالی با لایه نازک ایجاد می نماید. تست های عملکردی به منظور تعیین مشخصات عملکردی این انژکتورها و تشخیص انژکتور قابل قبول در آزمایشگاه پیشرانش انجام شده است. مراحل و روش تست های عملکردی به منظور کنترل کیفیت ساخت انژکتورها به طور کامل بیان گردیده و پارامترهای مهم معرفی شده اند. نتایج حاصل از تست تجربی با مقادیر در نظر گرفته شده در مرحله طراحی مقایسه شده است. به این ترتیب می توان انژکتور مناسب از نظر ساخت و نزدیک ترین به پیش بینی طراحی را مشخص نمود. از نتایج تست انژکتور انتخاب شده می توان برای صحه گذاری نتایج عددی و همچنین انجام تست های میکروسکوپیک انژکتور استفاده نمود. نتایج این بررسی ها در مقاله به تفصیل ارائه و بحث گردیده است.

دراین مقاله پاسخ دینامیکی تیر خمیده ساندویچی مرکب نسبتا ضخیم با شرایط تکیه گاهی ساده، تحت بارگذاری جرم متحرک، با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و تغییر شکل برشی جانبی بررسی می گردد. معادلات حاکم بر مسئله با استفاده از اصل هامیلتون استخراج می شود. سپس معادلات دیفرانسیل جزئی حاصل، با استفاده از روش آنالیز مودال به معادله دیفرانسیل معمولی با ضرایب متغیر با زمان تبدیل می شوند. حل معادله دیفرانسیل معمولی به صورت تحلیلی–عددی با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه چهارم صورت می گیرد. نتایج حاصل با نتایج موجود در ادبیات موضوع صحه گذاری می گردد. در پژوهش حاضر پاسخ دینامیکی تیر خمیده ساندویچی مرکب تعیین و همچنین تاثیر پارامترهای مختلفی همچون مقدار جرم، سرعت حرکت جرم متحرک و شعاع انحنای تیر روی پاسخ دینامیکی بررسی می گردد. مشاهده می شود که با افزایش جرم، سرعت بار متحرک و شعاع انحنای تیر، خیز دینامیکی تیر خمیده به ترتیب افزایش، کاهش و افزایش پیدا می کند.

در این تحقیق به بررسی اثر نصب سیم اغتشاش ساز بر روی پارامترهای جریانی دنباله ایرفویل و استوانه اعم از سرعت متوسط و شدت اغتشاشات، در عدد رینولدز3780 برای ایرفویل و عدد رینولدز 30000 برای استوانه به صورت تجربی بررسی شده است. قطر سیم های استفاده شده برابر mm 5/.،1،5/1 می باشد. سیم در بیشینه ضخامت ایرفویل NACA0012 و در استوانه دایره ای در زوایای 140،40 درجه نصب گردیده، و قطر آن برای به دست آوردن جریان های اغتشاشی مختلف تغییر کرده است. این مطالعه نشان می دهد عرض و اوج پروفیل های سرعت، با افزایش قطر سیم افزایش یافته است. جریان خارج از ناحیه دنباله، برای تمامی موارد تقریبا یکسان می باشد. نرخ تغییرات سرعت و اغتشاشات دنباله استوانه و ایرفویل با هم مقایسه شده است. معلوم شد که ضریب پسا با افزایش قطر سیم در ایرفویل افزایش و در استوانه بسته به قطر سیم روند کاهشی، افزایشی و کاهشی را طی کرده است. برای استوانه در 30000 Re = ، حالت بهینه ای وجود دارد که در آن ضریب پسای عامل بر روی استوانه به مقداری کمتر از ضریب پسای استوانه صاف می رسد. همچنین آزمایشات نشان می دهد مقادیر اوج پروفیل اغتشاشات و کاهش سرعت در استوانه با سیم اغتشاش ساز در مقایسه با یک استوانه صاف عموما کاهش یافته است.

در این تحقیق، خواص مکانیکی، شامل استحکام کششی، مدول الاستیک، ازدیاد طول و استحکام ضربه ای نانوکامپوزیت های بر پایه آلیاژ پلی پروپیلن و پلی اتیلن خطی چگالی پایین، تقویت شده با نانوذرات اکسید تیتانیوم بررسی شده است. برای طراحی آزمایش جهت تهیه ترکیبات از طرح Box-Behnken روش رویه پاسخ (RSM) استفاده شده است. بر اساس این طرح ازمایش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزنی نانو ذرات اکسید تیتانیوم 0، 3 و 6 درصد وزنی عامل سازگار کننده و نیز 20، 40 و 60 درصد وزنی پلی اتیلن خطی چگالی پایین و عامل سازگارکننده ی استایرن- اتیلن- بوتیلن- استایرن (SEBS) توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون های مکانیکی کشش برای تعیین استحکام کششی، مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه ای ترکیبات انجام شدند. مشاهده شد که با حضور نانو ذرات اکسید تیتانیوم مدول الاستیسیته نسبت به ترکیب پایه پلی پروپیلن/پلی اتیلن خطی چگالی پایین7 درصد افزایش،اما استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش می یابد. استحکام ضربه ای ترکیبات با حضور نانو ذرات اکسید تیتانیوم در حدود 5 درصد افزایش می یابد. همچنین بر اساس روش رویه پاسخ سطح مدل هایی جهت پیش بینی خواص مکانیکی ارائه گردید.

اجسام تقارن محوری نظیر هواپیماها هنگامی که انحراف سمتی پیدا می کنند، نواحی جدایش گردابه ای بزرگی را ایجاد می کنند، این جریان های گردابه ای روی پسای بدنه، مانورپذیری و غیره تاثیرگذار می باشد. یک روش مناسب برای کاهش اثرات جریان گردابه ای، استفاده از مولدهای ورتکس است. در تحقیق حاضر به کمک پراب پنج حفره، میدان جریان در اطراف یک مدل تقارن محوری با اسنفاده از مولدهای ورتکس در زوایای حمله °30° ≤ α ≤ 0 بررسی شده است. در این مطالعه، اندازه ابعاد گردابه ها در امتداد مدل در زوایای حمله مختلف با استفاده از نتایج پراب پنج حفره استخراج شده اند. نتایج نشان می دهد که پراب پنج حفره به خوبی قادر به تعیین ویژگی گردابه اطراف مدل می باشد. همچنین نتایج حاصل نشان می دهد که مولدهای ورتکس باعث کاهش جدایش گردابه عرضی و اندازه ابعاد گردابه های عرضی شده اند.

در این مقاله، کنترل ارتعاشات عرضی تیر یک سر گیر دار ساخته شده از مواد مدرج تابعی دارای سطح مقطع متغیر مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، از صفحات پیزوالکتریک به منظور اندازه گیری میزان ارتعاشات عرضی تیر و هم چنین اعمال نیروهای کنترلی بهره برده شده است. در این راستا، معادلات مشتق جزئی حاکم بر دینامیک سیستم به کمک اصل همیلتون و با فرض تیر اویلر-برنولی استخراج شده است. برای دست یابی به این هدف، از روش تفاضل محدود برای محاسبه ی پاسخ تقریبی سیستم مرتعش استفاده شده و بر آن اساس، از تجزیه ی متعامد مناسب، برای گزینش حداقل مودهای بهینه ی ارتعاشی و همچنین از روش تصویرسازی گالرکین برای استخراج حداقل معادله های دیفرانسیل زمانی معمولی تشریح کننده ی رفتار سیستم بهره برده می شود. از آنجایی که اطلاعات در بازه های نمونه اندازه گیری می شود، سیستم به عنوان نمونه برداری-داده فرض شده است. از اینرو روش بازخورد خروجی مبتنی بر رویت گر حالت برای کنترل این سیستم زمان گسسته به کار گرفته شده است. در این راستا، طراحی بهره های کنترل کننده و رویت گر حالت به کمک روش کنترل بهینه صورت می پذیرد. در پایان، با انجام یک شبیه سازی، کارایی روش پیشنهادی نشان داده شده است.

در پژوهش حاضر تاثیر حضور مفتول دایروی در مقایسه با استوانه بدون مفتول روی پارامترهای ضریب پسا و انتقال گرما برآورد شده و سپس تاثیر قطر و زاویه قرارگیری مفتول بررسی می شود. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به همراه شرایط مرزی با روش حجم کنترل حل شده است. برای گسسته سازی عبارتهای جابجایی از طرح بالا دست مرتبه دوم و برای پیوند سرعت و فشار الگوریتم PISO به کار رفته است. موقعیت زاویه ای قرارگیری مفتول، گستره 0 تا 180 درجه از نقطه سکون جلویی و نسبت قطر مفتول به قطر استوانه مقادیر 05/0 تا 4/0 در عددهای رینولدز جریان آرام کار شده است. افزودن مفتول تا موقعیت زاویه ای 90o درجه موجب کاهش انتقال گرما نسبت به استوانه ساده می شود اما بعد از این زاویه، انتقال گرما نسبت به حالت ساده افزایش می یابد. همچنین با کاهش عدد رینولدز تاثیر افزودن مفتول بیشتر می گردد.

وقتی انسان می ترسد، یک عملکرد زنجیره ای در مغز او شروع می شود که شروعش با یک تحریک ترس آور است و با آزاد کردن یک سری مواد شیمیایی پایان می یابد و محصولات این تحریک، افزایش ضربان قلب، تسریع تنفس و انقباض ماهیچه ها است که به عنوان پاسخ جنگ یا گریز شناخته می شود. شبیه سازی سیستم گردش خون و مقایسه ی شکل موج فشارخون در حالت ترس و معمولی هدف این تحقیق می باشد. در ابتدا تاثیر حالت های احساسی بر فاکتورهای مکانیکی و سپس اثر این حالت احساسی بر سیستم قلبی- عروقی مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت تاثیر آن در سیستم قلبی-عروقی انسان با استفاده از نرم افزار مولتی سیم پیاده سازی شده است. درنتیجه ی این شبیه سازی در مقدار فشارخون دیاستولیک و برونده قلبی افزایش دیده شد و حجم ضربه ای قلب کاهش یافت. فشار سیستولیک تقریبا ثابت باقی می ماند. در فرکانس ثابت 3 درجه اختلاف فاز بین موج جریان در حالت عادی و ترس و 3 درجه اختلاف فاز بین موج فشار در حالت عادی و ترس مشاهده شد.

در این مقاله به بررسی رفتار ارتعاشی پره های متحرک ردیف آخر توربین بخار K-300-240، نیروگاه حرارتی رامین اهواز با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود انسیس پرداخته می شود. با توجه به مدل سازی صورت گرفته و محاسبه فرکانس های تحریک در شرایط کاری توربین و رسم نمودار کمپل، مشخص شد در شرایط طراحی در پره مشکل تشدید به وجود نمی آید. با تغییر در آرایش پره های متصل به سیم های مستهلک کننده و رسم نمودار کمپل و پاسخ فرکانسی پره مشخص شد که پره ها دچار ارتعاش با دامنه بالایی در دور کاری می شوند و با یکدیگر برخورد خواهند کرد.

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد نانولوله کربنی تک جداره و نیز پاسخ دینامیکی آن به ذره متحرک پرداخته شده است. از مدل پوسته استوانه ای غیرمحلی با در نظرگرفتن فرضیه تغییر شکل مرتبه اول برشی برای مدل سازی نانولوله کربنی روی تکیه گاه ساده استفاده شده است. پس از حل معادلات، نتایج با نتایج حاصل از شبیه سازی نانولوله در نرم افزار اجزای محدود مقایسه شده و تطابق بسیار بالایی میان نتایج وجود دارد. در مرحله بعد پاسخ دینامیکی نانولوله به ذره متحرک بررسی می شود. برای ذره متحرک از مولکول C60 استفاده شده که با سرعت ثابت از میان نانولوله عبور می کند. فرض شده است نانولوله در بستر الاستیک قرار دارد. اثر مقیاس کوچک نیز به نیروی واندروالس میان ذره و نانولوله و همچنین سختی محیط اعمال شده است. از تابع دینامیکی گرین برای بررسی دینامیکی عبور ذره از میان نانولوله استفاده می شود. نتایج حاصل از این بخش بوسیله پژوهش های پیشین صحت سنجی شده که نشان دهنده صحت روابط بدست آمده است. نتایج نشان داد اثر غیرمحلی باعث کاهش فرکانس طبیعی و جابجایی دینامیکی نانولوله می گردد.

در این پژوهش، سینماتیک، دینامیک و استحکام یک شاتون موتور خودرو مطالعه مفهومی می شود. با بکارگیری روش پیشنهادی جرم های متمرکز ممان اینرسی، گشتاور و نیروهای وارد بر مقاطع دلخواه ساق محاسبه می شود. این روش امکان محاسبه خصوصیات هندسی جرم های غیرمتمرکز را به سادگی فراهم می آورد. محاسبه مفهومی، بستر مناسبی برای بهینه سازی قطعه در گام های طراحی و صرفه جویی در هزینه دراز مدت شبیه سازی های عددی خواهد بود. بر این اساس، اثر مشخصه های نحوه ی توزیع جرم و هندسه مقطع ساق شاتون بر رفتار استحکامی بررسی می گردد. ارتفاع بهینه، زاویه ی بحرانی و اثر ضخامت مقطع ساق شاتون بررسی می شود. جهت کمینه نمودن نیروهای محوری و عمودی و گشتاور وارد بر لنگ، مکان بهینه مرکز جرم به ترتیب در حدود 22/0 و 105/0 فاصله ی مراکز چشمه ها از محل چشمه ی بزرگ بدست آمد. این امر با توصیه قرار گرفتن مرکز جرم در کمتر از یک سوم طول شاتون از مرکز چشمه ی کوچک مراجع هم خوانی دارد.

در این مقاله به نقش نانوذرات در افزایش انتقال حرارت جریان نوسانی آرام سیال در کانالی با موانع متناوب به صورت عددی پرداخته شده است. معادلات حاکم بر جریان نانوسیال به روش حجم محدود روی شبکه جابجاشده حل شده اند. سرعت جریان ورودی تابعی سینوسی از زمان درنظرگرفته شده و ویژگی های نانوسیال متغیر با دما برحسب خواص ترموفیزیکی سیال پایه و نانوذره محاسبه می شود. تحلیل جامعی بر روی عددنوسلت و افت فشار جریان در محدوده هائی از دامنه، فرکانس نوسانات و کسرحجمی انواع مختلف نانوذرات انجام شده است. نتایج نشان می دهد فرکانس نوسانات تاثیر قابل توجهی بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار نمی گذارد. همچنین با سه برابر شدن دامنه نوسانات، عددنوسلت کلی حدود 2 درصد افزایش داشته است؛ این درحالی است که افزودن شش درصد نانوذره به سیال پایه، با وجود آنکه افت فشار کمتری هم نسبت به افزایش دامنه بر جریان تحمیل کرده، ولی عدد نوسلت کلی را حدود 16 درصد افزایش داده است. مطالعه نانوذره های مختلف نیز نشان داد که عددنوسلت متوسط نوسانی برای نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم از سایر نانوسیال های مطالعه شده کمتر است. بطورکلی می توان گفت که در کانال مانع دار، افزایش کسرحجمی نانوذرات تا 6 درصد و نوسانی کردن جریان با دامنه 5/0 حالت بهینه افزایش انتقال حرارت با افت فشاری قابل قبول خواهد بود.

پیچیدگی رفتار جریان های دوفاز در یک مجرای عمودی استوانه ای و وابستگی میزان جریان مخلوط مایع-گاز خروجی به رژیم الگوی جریان از یک سو و وابستگی این الگو به چگونگی شرایط تزریق گاز به مجرای مذکور مورد تحقیق تجربی قرار گرفته است. عملکرد یک مجرای استوانه ای دو فاز که در بسیاری از صنایع به عنوان پمپ هوابرآ شناخته می شود، برغم سادگی ساخت و کاربرد آن، رفتاری کاملا وابسته به شرایط بهره برداری دارد. در شرایط تزریق شدت جریان گاز ثابت برای آزمایشهای انجام شده در این تحقیق، تغییر بازده بیش از 32% مشاهده می شود. به منظور بررسی دقیق عوامل موثر بر این رفتار پمپ هوابرآ و تاثیر الگوی جریان دو فاز در مجرای آن، نتایج تاثیر شدت جریان حجمی گاز تزریقی، نسبت غوطه وری لوله تخلیه، قطر لوله و تعداد ورودی هوا بر مقدار شدت جریان خروجی و همچنین عملکرد پمپ به صورت آزمایشگاهی انجام و نتایج تجربی جمع بندی و ارائه شده است. نتایج، نشان دهنده تاثیر قابل توجه هریک از این عوامل بر عملکرد پمپ هوابرآ می باشد؛ به طوری که در آزمایشهای انجام شده کاهش قطرلوله ورودی تزریق هوا از قطر 8 به 5 میلیمتر، بهبود 75 تا 89 درصدی جریان خروجی را بسته به مقدار نسبت غوطه وری لوله تخلیه نشان می دهد. افزایش تعداد نقاط تزریق هوا در آزمایشها از یک به سه مجرا نیز سبب کاهش شدت جریان تخلیه به مقداری نزدیک به 40% می شود. کاهش تعداد ورودی هوا و مجرای تزریق گاز باعث افزایش شدت جریان آب خروجی از پمپ و در نتیجه بهبود عملکرد کلی پمپ در شرایط یکسان تغذیه هوا می شود. بر این اساس نتایج مذکور نشان دهنده افزایش کارایی پمپ هوابرآ، در شرایط تمرکز هندسی گاز تزریقی و بهبود شرایط لازم برای شکل گیری الگوی جریان اسلاگ می باشد.

در مقاله حاضر به کمک یکی از روش های بدون المان به تحلیل استاتیکی ورقهای نازک با اشکال هندسی گوناگون بر مبنای تئوری کلاسیک میندلین ‏پرداخته شده است. در این روش عددی دامنه مسئله، تنها توسط مجموعه ای از گره ها بیان می شود و به هیچگونه شبکه بندی نیاز نیست. برای ‏بیان دامنه مسائل با اشکال هندسی گوناگون ابتدا مجموعه ای از گره ها در یک دامنه مستطیلی استاندارد تعریف می شوند، سپس توسط یک نگاشت این گره ها به دامنه مسئله اصلی انتقال می یابند، بنابراین می توان ورقهای با اشکال هندسی مختلف را تحلیل کرد. جهت حل مسائل از روش بدون شبکه محلی پتروگالرکین (‏MLPG‏) استفاده می شود. روش مذکور جزء روش های انتگرالی فرم ضعیف می باشد که از توابع شکل ‏MLS‏ استفاده می کند. با توجه به عدم خاصیت دلتا کرونکر در توابع شکل ‏MLS‏ ، چون در این روش دستگاه معادلات گره به گره تشکیل می شود، ‏می توان شرایط مرزی را بصورت مستقیم اعمال کرد. برای نشان دادن صحت روش حل، جوابهای روش حاضر با نتایج حاصل از حل تحلیلی ‏و روش المان محدود مقایسه خواهد شد. پس از تایید صحت روش حل به حل چند مسئله جدید پرداخته می شود.‏

در این مقاله سازه های متقارن مخروطی جدار نازک با اشکال مختلف شیار شروع کننده تحت ضربه مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار سازه مخروطی برای تعیین پارامترهای مختلف هندسی سازه بهینه با توابع هدف انرژی مخصوص جذب شده حداکثر و نیروی فروریزش حداقل مطالعه شده است. نقاط نمونه طراحی با استفاده از روش های طراحی آزمایشات انتخاب و در نرم افزار اجزا محدود به صورت صریح دینامیکی تحلیل شده اند. از طرفی با توجه به پیچیدگی روش حل، انتخاب و کاربرد صحیح و موثر فرامدل ها در مورد این نوع مسایل و بهینه سازی آنها از اهمیت بسیاری برخوردار است. از اینرو پیش بینی پاسخ مخروط جدار نازک با استفاده از چهار فرامدل کرایگینگ، شبکه عصبی تغذیه رو به جلو و شعاعی و پاسخ رویه ای انجام گرفته و با استفاده از الگوریتم چند هدفه ژنتیک، مشخصات سازه جاذب بهینه به دست آمده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده مناسب بودن شیار مثلثی برای افزایش قابل توجه انرژی مخصوص و شیار دایره ای برای کاهش نیرو فروریزش می باشد. همچنین نتایج بهینه سازی نشان می دهد مقطع دارای انرژی مخصوص بیشینه دارای کمترین ارتفاع در فضای طراحی است در حالیکه برای بهینه سازی نیرو، ضخامت دارای کمترین مقدار و ارتفاع برخلاف حالت انرژی بهینه دارای مقدار حداکثر می باشد. همچنین مقایسه برازندگی پاسخ و دقت فرامدلهای مختلف به خوبی مشخص شده است.

قطره گیرهای صفحه ای موجی از بهینه ترین تجهیزات صنعتی برای جداسازی قطرات موجود در جریان های دوفاز می باشند. در این پژوهش تجربی، آزمایش هایی جهت اندازه گیری میزان افت فشار و راندمان جداسازی قطره گیرهای زیگزاگی و همچنین با هدف بهینه سازی عملکرد این تجهیز در نظر گرفته شده است. جریان هوای عبوری توسط یک فن مکشی در انتهای کانال در سرعت های 1 تا 4 متر بر ثانیه ایجاد شده است. قطرات نیز توسط نازل های مه پاش در اندازه های 10، 15 و 20 میکرون تحت فشار به درون جریان هوا تزریق می شوند. راندمان قطره گیری با اندازه گیری دبی جرمی خروجی از نازل ها و دبی جرمی آب جمع آوری شده توسط قطره گیر و میزان آب تبخیر شده در کانال به وسیله اندازه گیری میزان رطوبت و دما در ورودی و خروجی محاسبه شده است. اثرات زبری بر روی دیواره های قطره گیر بر عملکرد جداسازی قطرات از جریان دوفاز ایجاد شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا تمامی آزمایش ها برای قطره گیر با صفحات صیقلی و سپس برای قطره گیر با صفحات همراه با زبری صورت گرفته است. نتایج به دست آمده افزایش راندمان در تمامی سرعت های اندازه گیری شده را بیان می نماید و البته درصد افزایش راندمان برای سرعت های پایین تر میزان بیشتری را تا %20 به خود اختصاص می دهد. حال آنکه این مقادیر افزایش راندمان در پی افزودن زبری به صفحات، با اندکی افزایش در میزان افت فشار قطره گیر همراه بوده است.

با توجه به اینکه آلومینیوم 5083 یکی از پرکاربردترین مواد در سازه موشک، حامل و کاوشگر های فضایی است. در این مقاله، فرآیند آسیب پیوسته در آلومینیوم 5083 بر اساس مدل‏های غیر خطی بنورا و لیمیتر بررسی شده است. آزمون عملی بر روی چهار مدل قطعه با شرایط بارگذاری مختلف انجام شده و اثر بارگذاری سیکلی، تنش سه بعدی و دما بر روی گسترش آسیب مورد بررسی قرار گرفته است. برای پیش بینی رفتار ماده در مدل سازی عددی از هردو مدل غیر خطی بنورا و لیمتر استفاده شد. شبیه سازی رفتار ماده در حین شکست در نرم افزار آباکوس به وسیله سابروتین (USDFLD) انجام شده و نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و صحه گذاری می‏شود. نتایج شبیه سازی و آزمایش تجربی همخوانی مناسبی با هم دارند و مقایسه آنها نشان می دهد که این مدل‏های غیرخطی توانایی خوبی در مدل سازی فرآیند گسیختگی و شکست ماده آلومینیومی در دمای محیط دارند، اما مدل بنورا دارای دقت بهتری برای پیش بینی رفتار ماده است. بررسی اثر دما نشان می دهد توانایی این مدل‏ها در پیش بینی لحظه شکست در هنگامی که دمای قطعه بالا است، رضایت بخش نیست.

در این مقاله با استفاده از حلگر توانمند سی اف ایکس جریان گذرصوتی عبوری از دو کسکید توربین و کمپرسور، شبیه سازی شده و الگوی تغییرات مشخصات آشفتگی جریان مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله اثر هندسه پره، برهمکنش موج-لایه مرزی و جدایش های جریان بر الگوی جریان و مشخصات آشفتگی جریان گذرصوتی دو نمونه کسکید توربوماشین بررسی شده اند. نتایج، بیانگر دقت بالای مدل دو معادله ای کا امگا اس اس تی در مدلسازی آشفتگی جریان های جدانشده و دارای نواحی جداشده کوچک می باشد. از سوی دیگر، مقایسه نتایج بدست آمده نشان می دهد که فرآیند تولید انرژی آشفتگی بیشتر از وقوع موج و برهمکنش آن با لایه مرزی و در صورت عدم وجود موج، از نواحی بیشینه ماخ تاثیر می پذیرد، در حالیکه فرآیند اتلاف بیشتر متاثر از نواحی جدایش و گردابه های جداشده متناظر نزدیک به سطح پره می باشد.

در این مطالعه مدل اجزاء محدود سه بعدی از ساختمان پا، به واسطه ی بازسازی تصاویر سی تی ایجاد شده است. مدل حاضر شامل 19 استخوان، 114 لیگامنت و فاشیای پلانتار می باشد که در حجمی از بافت نرم محصور می گردند. با تعریف شرایط مرزی و بارگذاری مناسب و همچنین در نظر گرفتن برهم کنش های مفصلی، حالت ایستادن متعادل شبیه سازی شده است. در این مطالعه توزیع فشار تماسی در سطح پلانتار پا و همچنین توزیع تنش در ساختار استخوانی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. به منظور اعتبارسنجی نتایج، توزیع فشار پلانتار پیش بینی شده، مساحت سطح تماس پا با تکیه گاه و موقعیت مرکز فشار با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شدند.

طراحی بهینه سیستمهای ترکیبی تجدیدپذیر برای تامین بار حرارتی و الکتریکی مورد نیازگلخانه ها مورد بررسی قرار می گیرد. آنالیز همزمان فنی و اقتصادی به طوریکه فرآیند مورد نظر از هر دو دیدگاه بهینه باشد انجام می شود. عملکرد اجزای مختلف سیستم به گونه ای تنظیم شده است که علاوه بر پیش گرمایش سیال ورودی به اواپراتور و تنظیم این دما به مقدار مدنظر، بازیافت حرارتی غیر مستقیم زمین در زمان اوج بار و همچنین بازیافت حرارتی زمین در فصل تابستان در اطراف مبدل صورت پذیرد. سیستم بهینه از دیدگاه اقتصادی بررسی شده و مدت زمان بازگشت سرمایه محاسبه می شود. مدل انتخابی دارای ضریب عملکرد میانگین فصلی 14/4 برای پمپ حرارتی، طول لوله های زمین گرمایی 150 متر و سطح کلکتور42/9 متر مربع بوده و افزایش بین 5/0 تا 1 درجه سانتیگراد دمای سیال در مدار زمینی را نشان می دهد. مقادیر بهینه بدست آمده از روش فوق با مقادیر بدست آمده از ارتباط بین ترنسیس و متلب مقایسه می شوند. در نهایت برای تامین بار الکتریکی مورد نیاز سیستم ترکیبی با استفاده از نرم افزار هومر و با توجه به شرایط طراحی ترکیب بهینه نهایی انتخاب می شود.

در این مقاله، جریان ناپایدار عبوری از روی یک استوانه مدور چرخان به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. آهنگ چرخش استوانه از 0 تا 2 تغییر می کند. تغییرات ضرایب برآ و پسای متوسط و ساختار گردابه های پشت استوانه، برای اعداد رینولدز مختلف مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد که در تمامی اعداد رینولدز مطالعه شده، با افزایش آهنگ چرخش استوانه، ضریب پسای متوسط کاهش و قدر مطلق ضریب برآی متوسط افزایش می یابد. همچنین با افزایش عدد رینولدز و افزایش آهنگ چرخش، طول گردابه های پشت استوانه افزایش می یابد.نتایج بدست آمده با نتایج سایر شبیه سازی های عددی انجام شده و همچنین نتایج تجربی مقایسه شده است.

در مطالعه حاضر، با شبیه سازی بر پایه ی روش های دینامیک سیالات محاسباتی و داده های تجربی پژوهش های پیشین، مدل عددی سه بعدی تونل های متروی مجهز به کانال های تهویه ی طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی این پژوهش بررسی تاثیر تعداد کانال های تهویه ی طبیعی در عملکرد تهویه ای تونل مترو می باشد؛ به همین جهت شرایط حاکم بر میزان ورود و خروج هوا از طریق این کانال ها در سه حالت متفاوت تعیین شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، تعداد کانال های مذکور بر میزان هوای ورودی به تونل تاثیر کمی داشته اما به ازای مجموع مساحت برابر برای مقاطع کانال ها، تونل مجهز به شش کانال تهویه، در حدود 6/36 درصد بر میزان هوای خروجی از تونل در مقایسه با حالت متداول که تونل دو کانال تهویه دارد، افزوده است. همچنین این نتایج نشان داده اند که محل تعبیه کانال های تهویه تاثیر زیادی بر میزان هوای ورودی و خروجی از آنها دارد، به طوری که در نزدیک ترین کانال به ورودی تونل بیش ترین جرم هوای ورودی و در دور ترین کانال از ورودی تونل بیش ترین جرم هوای خروجی وجود دارد.

از آنجا که حدود یک سوم دی اکسیدکربن ناشی از فعالیت های انسانی، توسط نیروگاه های تولید توان وارد اتمسفر می شود، یک تلاش منطقی برای محدود کردن این آلایندگی ها وجود دارد. یکی از راهکارهای ارائه شده چرخه های اوکسی فیول هستند که در آن ها به جای هوا، از اکسیژن خالص برای سوزاندن سوخت استفاده می شود و دی اکسیدکربن ناشی از احتراق سوخت در مرحله ی چگالش بخار آب از چرخه خارج می شود. از طرف دیگر، قیمت سوخت و بحران انرژی موجود در جهان باعث شده تا طراحی چرخه های با بازده بالا نقش پر اهمیتی داشته باشند. چرخه ی MATIANT یکی از انواع چرخه های اوکسی فیول با راندمان انرژی 26/48% است که در این مطالعه به تحلیل ترمودینامیکی آن پرداخته می شود و با ارائه ی نتایج تحلیل اگزرژی، به دنبال مشخص کردن اجزایی از چرخه که بیشترین تخریب اگزرژی را دارند، هستیم. شایان ذکر است حل مجموعه معادلات ناشی از شبیه سازی و مشخصات ترموفیزیکی نقاط مختلف چرخه توسط نرم افزار EES صورت گرفت.

در این مقاله تاثیر مدل تماسی ایمپلنت و استخوان فک بر روی حداکثر تنش به صورت کمی با استفاده از روش اجزاء محدود مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این منظور ایمپلنت و مقطعی از استخوان فک پایین در نرم افزار آباکوس مدل سازی و تحلیل شده است. بررسی توزیع تنش نشان داد که تحت بارگذاری مایل، حداکثر تنش در ناحیه گردن ایمپلنت و در نزدیکی نقاط تماس با استخوان متراکم اتفاق می افتد. پس از اعتبارسنجی مدل اولیه، با تغییر شرایط تماس بین ایمپلنت و استخوان، میزان اثرگذاری نحوه مدل سازی شرایط تماسی بر حداکثر تنش مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط تماسی بررسی شده شامل پیوند کامل بین ایمپلنت و استخوان و همچنین محدوده ای از ضرایب اصطکاک که معمولا در عمل اتفاق می افتد، می باشد. نتایج نشان داد که حداکثر تنش در حالت پیوند کامل با حداکثر تنش در حالت تماس اصطکاکی کمتر از 10 درصد اختلاف دارد. از این رو بسته به نوع مسئله مورد بررسی، می توان به منظور کاهش هزینه های محاسباتی از مدل پیوند کامل، یا به منظور افزایش دقت مدل، از مدل تماس اصطکاکی استفاده نمود.

در این تحقیق روش حجم محدود برای شبیه‏سازی عددی دستگاه ستون نوسان‏گر آب به کار گرفته شده است. برای این منظور از دینامیک سیالات محاسباتی بر پایه معادلات ناویر استوکس استفاده شد. دستگاه ستون نوسان‏گر آب استوانه ای مورد استفاده قرار گرفت و این نوع دستگاه دارای قابلیت تقارنی در برخورد با امواج می‏باشد. بررسی ها در دو بخش انجام گرفته‏اند. در بخش اول، از مقایسه بین مقادیر آزمایشگاهی و عددی با امواج شبیه‏سازی شده، مطابقت مناسبی حاصل شد. در بخش دوم از تحقیق، به بررسی میزان اثر ابعاد و هندسه دستگاه، مشخصات امواج مختلف موجود در سواحل جنوبی ایران و عمق‏های مختلف استغراق به منظور یافتن بهترین عملکرد دستگاه پرداخته شد. نتایج نشان داد که تغییر در مشخصات امواج و میزان عمق استغراق دستگاه ستون نوسان‏گر آب، دارای اثرات ناچیزی بر روی عملکرد دستگاه می‏باشد. در واقع برای یک دستگاه با قطر ثابت، تغییر در دامنه موج و دوره تناوب، در حدود 94/2 درصد تغییر در عملکرد دستگاه داشته است. همچنین در مطالعه قطر دستگاه مشخص شد که ابعاد و هندسه بیشترین تاثیر را بر عملکرد آن دارد به گونه‏ای که با افزایش دو و چهار برابری در قطر دستگاه، عملکرد آن به ترتیب 54/2 و 27/10 برابر می‏شود.

در تحقیق حاضر تاثیر افزودن شیب بالادست جریان بر میدان های جریان و دما در روش خنک کاری لایه ای از طریق یک ردیف سوراخ مجزای استوانه ای بر روی مدل صفحه تخت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطاله جریان به صورت سه بعدی، آشفته، تراکم ناپذیر و پایدار در نظر گرفته شده است. شبیه سازی ها با استفاده از یک شبکه سازمان یافته، غیریکنواخت و شش وجهی شامل کانال جریان اصلی و مجرای تزریق، توسط مدل آشفتگی Realizable K-e انجام شده است. مسئله حاضر در زاویه تزریق 30 درجه به ازای نسبت طول به قطر سوراخ 10 و نسبت چگالی 1، برای نسبت دمش های 4/0، 8/0 و 2/1 و زوایای شیب بالادست 0، 5/8 و 15 درجه مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که خصوصیات خنک کاری لایه ای در ناحیه پایین دست سوراخ های تزریق، به ترکیب زوایه شیب (ارتفاع شیب) با نسبت دمش شدیدا حساس می باشد. در واقع وجود شیب بالادست جریان به عنوان تولید کننده گردابه، اثرات مهمی را بر ساختارهای گردابه ای میدان جریان و متعاقبا بر کارایی آدیاباتیک خنک کاری لایه ای در پایین دست سوراخ تزریق، از خود بر جای می گذارد. همچنین نتایج عددی در مقایسه با داده های تجربی از همخوانی قابل قبولی برخوردار می باشد.

هدف از این پژوهش بهینه سازی سازه های دو بعدی با روش بهینه سازی تبرید تدریجی و بررسی معایب و مزایای آن نسبت به روش بهینه سازی تکاملی سازه ها است. سه مثال در این پژوهش مطرح شده که عبارت اند از صفحه مربعی، صفحه مستطیل شکل و تیر با تکیه گاه ساده معروف به ام ب ب. این مثال ها با حالت های مختلف بارگذاری و با در نظر گرفتن تعداد المان های متفاوت در ضخامت حل شده اند. برای داشتن یک طرح بهینه عملی، در هر دو روش از به وجود آمدن شکل شطرنجی در فرایند طراحی بهینه جلوگیری شده است. در مسئله صفحه مربعی در بهترین حالت جواب تبرید تدریجی حدود 7% هتر از جواب بهینه سازی تکاملی سازه ها است. در صفحه مستطیل شکل، جواب تبرید تدریجی حدود 4% بهتر از جواب بهینه سازی تکاملی سازه ها می باشد. در تیر با تکیه گاه ساده ام ب ب هر چند جواب حاصل از روش بهینه سازی تکاملی سازه ها حدود 3% بهتر از جواب حاصل از روش تبرید تدریجی است ولی ساختار شکل بهینه هر دو روش بسیار شبیه است. این شباهت در تمامی مثال ها به طور قابل ملاحظه ای دیده می شود. در مجموع می توان نتیجه گرفت که روش تبرید تدریجی یک روش توانمند برای بهینه سازی سازه های دو بعدی است.

در این مطالعه بر انتقال حرارت جابجایی آرام و آشفته نانوسیال درون لوله های مستقیم و U-شکل بصورت عددی و در حالت قائم مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از اهداف اصلی این مطالعه مقایسه کارایی حرارتی لوله های مستقیم و U-شکل در شرایط مختلف می باشد. نانو سیالات مورد بررسی حاوی سیال پایه آب و نانوذرات آلومینا با 1 و 4 درصد کسر حجمی می باشند. معادلات حاکم به روش حجم محدود و با استفاده از مدل تکفازی حل شده اند. نتایج حاصل بیانگر افزایش انتقال حرارت و افت فشار با استفاده از نانوسیال می باشد که با افزایش کسر حجمی نانوذرات، انتقال حرارت بهبود بیشتری می یابد. دیگر نتیجه مهم این مطالعه بالاتر بودن انتقال حرارت در قسمت خمیده لوله U-شکل نسبت به لوله های مستقیم قسمت ورودی و قسمت خروجی می باشد.