فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - سال سی و نهم شماره 2 (پیاپی 58، پاییز و زمستان 1388)

مجله مهندسی مکانیک
سال سی و نهم شماره 2 (پیاپی 58، پاییز و زمستان 1388)

  • 84 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1389/01/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدعلی بدری صفحه 1
    پارامتر باد عامل مهمی در انتقال آلودگی روی دریا می باشد. میدان باد از طریق توزیع احتمالی وی بول برای کالیبره نمودن باد غالب با توجه به داده های اندازه گیری مورد توجه قرار گرفته است. به منظور تعیین پارامترهای توزیع احتمالی وی بول از روش حداقل مربعات استفاده شده است.
    میدان دینامیکی آب به وسیله یک مدل هیدرودینامیکی جدید و از طریق تلفیق با میدان باد بدست آمده تا انتقال و انتشار ابر آلودگی بر روی سطح آببرآورد شود. برای مدلسازی پدیده جابجایی و نفوذ در آبهای خلیج فارس به عنوان آبهای کم عمق از روش پیمایش اتفاقی استفاده شده است. مقایسهمسیر آلودگی واقعی و محاسباتی بر اساس میدان باد کالیبره شده به منظور تهیه نقشه ریسک تطابق خوبی نشان داده است.
    کلیدواژگان: نقشه ریسک، توزیع وی بول، میدان باد احتمالی، مدل انتشار آلودگی
  • عباس رامیار، علی اکبر رنجبر، سید فرید حسینی زاده صفحه 15
    جریان و انتقال حرارت دوبعدی نانوسیال اکسید آلومینیم – آب با در نظر گرفتن هدایت حرارتی در ناحیه جامد در کنار ناحیه سیال مورد بررسی قرار گرفته است. خصوصیات نانوسیال متغیر با دما و قطر نانوذرات در نظر گرفته شده است. نتایج، بیانگر بهبود کارآیی میکروکانال ها با اضافه کردن نانوذراتی با ضریب هدایت حرارتی بالا به سیال، می باشد. با کاهش قطر نانوذرات، عدد ناسلت افزایش می یابد و شدت این افزایش در قطرهای پایین بیشتر است. با وجود آنکه نانوذرات باعث افزایش تنش برشی نیز می شوند، اما این افزایش در مقابل بهبود عملکرد حرارتی، قابل صرفنظر است. با بررسی اثر هدایت توامان در ناحیه جامد، با استفاده از معیار «عدد رسانش»، مشخص شد که افزایش غلظت نانوسیال باعث تشدید این اثر می شود.
    کلیدواژگان: میکروکانال، نانوسیال، انتقال حرارت توامان، عدد گراتز
  • سید اسماعیل رضوی، تاج بخش نوید چاخرلو، علی نرج آبادی فام صفحه 25
    در کار حاضر مقاطع منشوری تحت پیچش با روش حجم محدود (FVM) مورد تحلیل قرار گرفته اند. گفتنی است یکی از ویژگی های بارز این روش، تحلیل مقاطع با شکل نامنظم می باشد. شبکه لازم ایجاد شده و معادله پواسون با روش حجم محدود مرکز سلول تحلیل شده و شرایط مرزیسازگار با روش حجم محدود اعمال گردیده است. در این بررسی از شبکه ثانویه نیز برای مدل سازی مساله استفاده میشود. کدی به زبان فرترن 90 نوشته شده و در آن معادله گسسته شده حاکم با روش حجم محدود به صورت صریح حل شده است. با اجرای این برنامه و به دست آمدن مقادیر تنشبرشی برایند در نقاط مختلف سطح مقطع، کانتور توزیع تنش برشی در کل سطح مقطع رسم گردیده است. همچنین نتایج عددی به دست آمده با این روش، به صورت نمودارهای تغییر تنش برشی بیشینه بر حسب تغییر ابعاد سطح مقطع، با جواب های تحلیلی و نیز به صورت جدول با این جواب ها و نتایج عددی حاصل از روش تفاضل محدود (FDM) مقایسه شده اند که توافق بسیار خوبی بین آنها وجود دارد. نمودارهای همگرایی دو روش حجم محدود و تفاضل محدود نیز رسم شده و در انتها مقایسه ای بین گشتاور پیچشی موجود در سطح مقطع با استفاده از روش حجم محدود و حل تحلیلی صورت گرفته است. در این مقاله با استفاده از روش حجم محدود و با تعداد سلول و تکرارهای کمتری نسبت به بقیه روش های رایج به جوابهای دقیقتری به دست آمده است.
    کلیدواژگان: پیچش مقاطع منشوری، معادله پواسون، تابع تنش، تنش برشی، گشتاور پیچشی، روش حجم محدود، سلول های شبکه، شبکه ثانویه، روش صریح
  • صدیقه صادق حسنی، محمدرضا قاسمی، مهدی رشیدزاده، سید کمال مسعودیان صفحه 37
    کاتالیست مصرفی در فرآیند اکسیداسیون جزیی اتیلن به اتیلن اکسید، 3 Ag/α-Al2O است که خواص فیزیکی- شیمیایی، یعنی مساحت سطح، حجم منافذ، میزان و پراکندگی نقره تاثیر زیادی بر عملکرد کاتالیستی آن دارد. در این تحقیق، آلفا آلومینا به عنوان پایه کاتالیست با استفاده از اختلاط فیزیکی، سایش، اکسترود و تکلیس با مساحت سطح و حجم منافذ تهیه شد.
    کلیدواژگان: کاتالیست اتیلن اکسید، کاتالیست نقره، ارتقادهنده سزیم، پراکندگی ذرات نقره، کریستال های نانو نقره
  • عباس صباحی، مازیار آزادبه صفحه 45
    هدف از این پژوهش ضرورت بکارگیری شرایط بهینه تولید آلیاژ Cu-20Zn به منظور افزایش قابلیت کنترل خواص بدلیل وابستگی خواص فیزیکی، مکانیکی و تغییرات ریزساختاری این آلیاژ به تغییرات جزئی دمای تفجوشی میباشد. بدین منظور پودر برنج پیشآلیاژی تولید شده به روشاتمیزاسیون آبی با اندازه ذرات 40 الی 100 میکرون تحت فشار 600 مگاپاسکال فشردهسازی شده و سپس در دماهای مختلف در محدوده 900 الی 950 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر آرگون تفجوشی گردیدند. نتایج حاصل از آزمایشات چگالیسنجی و تعیین سختی، استحکام ضربه و تغییرات ابعادینشان داد که دمای بهینه تفجوشی 930 درجه سانتیگراد است. نتایج بررسی های ریزساختاری و شکستنگاری در تطابق مناسبی با تغییرات حاصله در خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های آزمایشی با دمای تفجوشی گردیدند. نکته قابل توجه دیگر در تصاویر سطوح شکست، کشیده شدن فاز مذاب بهقسمتهای پائین نمونه و در نتیجه چگالشهای مختلف در مقطع نمونه بصورت تابعی از ارتفاع قطعه است. مقدار فاز مایع تشکیل شده که خود تابعی از دمای تفجوشی میباشد موجب تغییر مساحت سطح قابل تحمل بار در ارتفاع مشخصی از نمونه میگردد و همچنین نوع شکست (مرزدانهای و یا دروندانهای) و درصد آن را تحت تاثیر قرار میدهد.
    کلیدواژگان: تفجوشی در حضور فاز مایع، دمای بهینه تفجوشی، کشیده شدن فاز مذاب به سمت پایین نمونه
  • محسن گودرزی صفحه 55
    در شبیه سازی جریانهای با سطح آزاد، اعمال شرط مناسب در سطح آزاد از اهمیت ویژهای برخوردار است. جریان با سطح آزاد در یک حفره دوبعدی با سطح زیرین متحرک توسط یک روش عددی که قادر است در سطح آزاد از شرط مرزی تقریبی یا دقیق استفاده کند به صورت عددی، حل شده است. نتایج حاصل نشان می دهد در چنین جریانهایی که اصولا گرادیان فشار غیرهیدرواستاتیک غالب جهتی وجود ندارد و این گرادیانهای فشار در کل میدان جریان کوچک هستند. تاثیر متقابل میدان جریان و جابجایی های حتی کوچک سطح آزاد بر یکدیگر بسیار زیاد است. لذا صرفنظر کردن از جابجایی های سطح آزاد در حل عددی دقت پیش بینی رفتار سیال را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: جریان با سطح آزاد، حفره دوبعدی، فشار غیر هیدروستاتیک
  • سیامک پدرام مهر، مهران محبوب خواه صفحه 67
    در این مقاله، تحلیل سینماتیک و دینامیک معکوس مکانیزم استوارت با در نظرگرفتن تمامی نیروهای گرانشی، اصطکاکی، کریولیس، اینرسی و نیروهای خارجی با استفاده از روش نیوتن- اویلر انجام شده است. تحقیقات متعددی در این زمینه ارائه شده است که از تقریبهای ساده سازی برایکاهش پیچیدگی مساله استفاده نموده اند. در این تحقیق معادلات سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم استوارت با استفاده از سینماتیک مفصل یونیورسال برای در نظر گرفتن درجه آزادی دورانی پایه حول محور خود و با معرفی جهت مناسب برای ممان و انتقال صحیح ممان با در نظر گرفتن قضیه محورهای موازی ارائه شده است. معادلات دینامیکی بدست آمده در کار حاضر کاملا متفاوت از نتایج مطالعات پیشین می باشند.
    کلیدواژگان: مکانیزم استوارت، سینماتیک و دینامیک معکوس، روش نیوتن، اویلر
  • امیر نصیرهرند، علیرضا طلوعی صفحه 73
    در این مقاله، یک روش جدید برای طراحی کنترل کننده های پی - آی - دی تطبیقی خود تنظیم کننده گسترش یافته است. این روش جهت همانند سازی سیستم های کنترل پسخوراند تطبیقی با یک مدل مرجع می باشد. این روش بر اساس روش «جفت کردن فرکانس» می باشد و برایسنتز سیستم کنترل تطبیقی جهت دست یافتن به جواب مسئله همانند سازی عینی می باشد. کاربرد این روش توسط حل یک مثال طراحی برای یک سیستم غیر خطی نشان داده شده است و نتایج با کنترل کننده های خطی و غیر خطی پی -آی-دی که در تحقیق های دیگر گزارش شده بودند،مقایسه گردیده است.
    کلیدواژگان: سیستم های غیر خطی، پی، آی، دی، همانند سازی عینی، انتگرال فوریه، تابع توصیف کننده
|
  • M. A. Badri Page 1
    Local wind is recognized as the principal driving force to simulate the trajectory of contaminantsover the sea. The wind field is determined by a Weibull probability distribution to adjust the prevailing wind verified by field data. To estimate the parameters of Weibull distribution، the least-squares approach is used. The wind field is combined with the water dynamic field to determine oil drift on the sea surface. The model is used to simulate the trajectory and fate of contaminantsin a simple and speedy procedure for the Persian Gulf using random walk technique. Comparison of the actual and simulated contaminantssuch as oil spill drift was found acceptable in the domain in order to generate large amount of results preparing risk map analysis.
  • A. Ramiar, A. A. Ranjbar, S.F. Hosseinizadeh Page 15
    Laminar two dimensional forced convective heat transfer of Al2O3-water nanofluids in a horizontal microchannel has been studied numerically، considering axial conduction effects in both solid and liquid regions. Thermal conductivity and dynamic viscosity of the nanofluid are considered variable with temperature and diameter of nanoparticles. The transport equations are solved numerically using the finite-volume approach and a collocated grid arrangement is utilized. The results show that using nanoparticles with higher thermal conductivities will intensify enhancement of heat transfer characteristics ofmicrchannels but on the other hand will slightly increase shear stress on the walls. The obtained results show more steep changes in Nusselt number for lower diameters and also higher values of Nusselt number by decreasing diameter of nanoparticles. Also، considering the effect of volume fraction on axial conduction using “Conduction number” showed that using nanofluid will strengthen this effect.
  • S. E. Razavi, T. Navid.Chakherlou, A. Narjabadi Page 25
    In present paper the torsion of prismatic bars has been investigated by the finite-volume method (FVM) for the first time. One of the distinguished features of this method is the ability for treatment of complex geometries. The Poisson equation has been solved on a cell-centered mesh with consistently derived boundary conditions. For this purpose a FORTRAN 90 code was written. The shear stresses at various locations of cross-section were determined. Also، thorough comparisons have been made with the conventional methods to verify the superiority of the present scheme in terms of convergence reduction and solutions accuracy.
  • S. Sadegh Hassani, M. R. Ghasemi, M. Rashidzadeh, S. K. Massoodian Page 37
    The catalyst used for partial oxidation of ethylene to ethylene oxide is Ag/α-Al2O3 which its physicochemical properties، i. e.، surface area، pore volume، silver contents and their dispersion profoundly affect its catalytic performance. In this research، alpha alumina as catalyst support with surface area and pore volume of 0. 5- 1. 2 m2 g-1 and 0. 11– 0. 2 ml g-1، were prepared by physical mixing، grinding، extrusion and calcination. The deposition method of silver metal on catalyst support and the use of alkali metal during the catalyst preparation affect the silver particle dispersion on catalyst. In this work wetimpregnationmethod was used for catalyst preparation. Silver particles size، their percent dispersion and contents were determined using transmission electron microscope (TEM)، x-ray diffraction (XRD) and atomic absorption (AA). Results showed that the catalyst prepared in this work with the same silver content had higher silver percent dispersion compare tothe commercial type catalyst. Silver content، silver percent dispersion and silver particles size for catalyst prepared in this work and the commercial catalyst were in the range of، 5. 25-14. 30، 14. 3 wt%; 34. 40-19. 61، 4. 31 % and 67. 3-112. 1، 90. 3 nm.
  • A. Sabahi, M. Azadbeh Page 45
    The aim of this study is the necessity of applying optimal fabrication condition of Cu-20Zn alloy to increase the capability of controlling its properties، since physical and mechanical properties and microstructural changes of this alloy depend on trivial changes in sintering temperature. For this purpose، water atomized prealloyed brass powder، with averageparticle size of 40 to 100 μm، was compacted under pressure of 600 MPa and sintered at the temperature range of 900 to 950°C in Ar atmosphere. The results of the density and dimensional changes measurement، hardness and impact energy testing show that the optimum sintering temperature is 930°C. Moreover، microstructural and fractographic analysis is in a good agreement with obtained physical and mechanical. The other notable point in fracture surface images is settling of liquid to down part of samples and consequently different densification as a function of sample height. The amount of liquidphase، which depends on sintering temperature، results in different load bearing cross section areas at a specific height، also it affects the type of fracture morphology (transgranular or intergranular).
  • M. Goodarzi Page 55
    It is very important to implement correct boundary condition at the free surface of a flow field. A 2D cavity with movable bottom has been solved with a numerical method which can use two types of boundary conditions at the free surface. The numerical results show that in these types of flows، which non-hydrostatic pressure gradients have not dominant direction، and they are small in the whole of the flow field، even a little displacements of the free surface have very large effects on the flow field configuration. Therefore، ignoring the free surface displacements in the numerical solution leads to some errors in flow behavior predictions.
  • S. Pedrammehr, M. Mahboubkhah Page 67
    In this paper an analytical study of the inverse kinematics and dynamics of Stewart platform will be addressed. The dynamic equations are generated through the Newton-Euler approach and all the gravity، frictional، coriolis، inertial and external forces has been considered in the formulation. There have been number of previous researches in this subject which consist of simplifying assumptions for derivation of less complicated formulation. In this research، the kinematic and dynamic equations will be presented using kinematic model of universal joint، the rotational degree of freedom of the podsaround the axial direction. The intact relations for the inertia tensors of different elements of the manipulator and the justifiable direction of the reaction moment on the pods are taken into account in deriving the new formulation. The Dynamicequations of the new formulation are absolutely different from those introduced before.
  • A. Nassirharand, A. Toloei Page 73
    In this paper، a new method to design self-adaptive PID controller is developed. This approach is used for replication of the adaptive feedback control systems with a reference model. This approach is based on the method «coupling of frequency” andutilized for synthesis of the adaptive control system for obtaining the answers of problem of objective replication. Application of this technique is shown by solving a design example for a nonlinear system and the results has been compared by PID linear and nonlinear controllers which have been reported by other researches.