به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

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

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

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

numerical modeling

در نشریات گروه برق
تکرار جستجوی کلیدواژه numerical modeling در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • Amirhosein Saki, Ramin Mehdipour, Hassan Ali Ozgoli *, Zahra Baniamerian
    Due to various impurities, impure petroleum coke obtained during extraction processes is not suitable for optimal use. The calcination process, commonly called coke baking, has gained considerable attention for its ability to purify coke and remove waste materials. Various devices and methods are available for coke calcination, among which the rotary disc kiln has been investigated in this study.This research aims to propose a simple numerical model for simulating heat transfer processes within a rotary disc kiln. It was observed that during the layer-by-layer baking of coke, the intense heat flux of the gaseous phase inside the kiln leads to a rapid temperature rise in the first and second coke layers. To address this, a novel thermal shield was introduced in this study to reduce the heat flux reaching the coke bed in the initial layers.Results demonstrated that applying a thermal shield reduced the coke bed temperature in the first and second layers by up to 8% and 52%, respectively, while maintaining the overall calcination process. Increasing the shield’s thickness by 20% further decreased the temperatures by 7% and 17% in these layers. The model also achieved an accuracy of less than 2% error compared to reference data, confirming its reliability. Additionally, the use of the shield reduced the refractory lining temperature by up to 7.74%, contributing to improved kiln durability and energy efficiency.
    Keywords: Petroleum Coke, Coke Calcination, Rotary Disc Kiln, Thermal Shield, Heat Transfer, Numerical Modeling
  • هادی بهادری*، وحید محمدی قلعه عزیز
    یکی از پرکاربردترین آزمایش ها به منظور شناسایی رفتار خاک و تعیین پارامترهای مقاومت برشی، آزمایش سه محوری است .برای مطالعه کامل رفتار مصالح خاکی نیاز به انجام آزمایش های متعددی است و این کار مستلزم صرف زمان و هزینه بسیار خواهد بود. راه حل جایگزین و مکمل، استفاده از مدل سازی عددی صحت سنجی شده است. برای مدل سازی نیاز به مدل های رفتاری مناسب می باشد تا توصیفی کیفی از رفتار خاک با استفاده از پارامترهای رفتاری و همچنین ارتباط بین تنش و کرنش در حالات مختلف و تحت بارگذاری های متفاوت را ارائه دهد. در این پژوهش به مدل سازی و تحلیل عددی آزمایش سه محوری زهکشی نشده خاک با روش اجزای محدود توسط نرم افزار Midas GTS NX تحت تنش های همه جانبه متفاوت پرداخته شده است. صحت سنجی مدل سازی عددی با داده های موجود در ادبیات فنی صورت گرفته است. مدل رفتاری خاک سخت شونده نسبت به مدل موهر-کولمب مرسوم بیشترین تطابق را با رفتار تنش-کرنش خاک از خود نشان می دهد. از این رو در مدل سازی های مهندسی ژئوتکنیک با در دست داشتن پارامترهای رفتاری این مدل می توان نتایج بهتری را مشاهده کرد. لذا در این مقاله پارامترهای رفتاری خاک سخت شونده برای ماسه استاندارد دریاچه ارومیه با استفاده از مدل سازی های عددی مکرر به روش اجزای محدود تعیین شده و با نتایج آزمایشگاهی انجام شده مقایسه می شود. انطباق مناسب بین این نتایج، توانایی روش مدل سازی پژوهش حاضر را در تعیین پارامترهای رفتاری مورد نیاز انواع خاک ها، نشان می دهد.
    کلید واژگان: آزمایش سه محوری خاک، مدل سازی عددی، روش اجزای محدود، نرم افزارmidas GTS NX، مدل خاک سخت شونده، ماسه دریاچه ارومیه
    Hadi Bahadori *, Vahid Mohammadi
    Triaxial soil test is one of the most important and widely used experiments to identify the soil behavior and determination of soil shear strength parameters. Thorough study of the soil behavior requires numerous experiments that require time and cost. The alternative solution is the use of numerical modeling. Numerical modeling requires constitutive soil model to provide a qualitative description of soil behavior using behavioral parameters and provide the relationship between stress-strain in different states and under different loads. In this research, numerical modeling undrained triaxial test with finite element method by Midas GTS NX software under different confining pressures have been done. Validation of the numerical modeling has been done with the data available in the technical literature. The hardening soil model shows the most agreement with the stress-strain behavior of the soil compared to the conventional Mohr-Coulomb model. Therefore, better results can be observed in geotechnical engineering modeling by having hardening soil model parameters. Therefore, in this paper, the behavioral parameters of the hardening soil for the standard Urmia lake sand are determined using repeated numerical modeling using the finite element method and compared with the laboratory results. The matching between these results demonstrates the ability of the present modeling method to determining the required behavioral parameters of all types of soils.
    Keywords: Triaxial Soil Test, Numerical Modeling, Finite Element Method, Midas GTS NX, Hardening Soil Models, Urmia Lake Sand
  • مسعود غفاری، مهدی اژدری مقدم*، غلامرضا عزیزیان، محسن راشکی
    تخمین آسیب کاویتاسیون بر روی سرریزهای نیلوفری به دلیل عدم قطعیت های موثر بر ایجاد خلازایی مانند سرعت بالا و فشار منفی جریان دارای اهمیت زیادی می باشد. در این تحقیق ارزیابی قابلیت اطمینان آسیب کاویتاسیون بر روی نقاط مختلف سرریز نیلوفری سد هراز در کشور ایران با در نظر گرفتن عدم قطعیت های مدل بررسی شد. با توجه به عدم وجود تابع حالت حدی صریح در تعیین قابلیت اطمینان کاویتاسیون، ابتدا با استفاده از روش لاتین هایپر کیوب ، 35 شبیه سازی با کمک آزمون شاپیرو-ویلک بر مبنای مشخصات آماری و توزیع احتمالاتی عدم قطعیت ها با در نظرگرفتن همبستگی بین آن ها، تولید می شود و با انجام آنالیزهای مدل عددی ANSYS Fluent-3D  پاسخ کاویتاسیون برای نمونه های تولیدی بدست می آید و تابع حالت حدی ضمنی برای 4 نقطه بحرانی بر روی سرریز نیلوفری ایجاد می شود. برای تولید تابع حالت حدی صریح از روش سطح پاسخ استفاده شد و سپس با به کارگیری روش های مرتبه اول، مرتبه دوم قابلیت اطمینان و روش مونت کارلو، قابلیت اطمینان آسیب کاویتاسیون تخمین زده می شود. نتایج نشان می دهند که با استفاده از روش سطح پاسخ می توان احتمال خرابی کاویتاسیون بر روی سرریز نیلوفری را با خطای ناچیز و دقت قابل قبول تخمین زد.
    کلید واژگان: سرریز نیلوفری، قابلیت اطمینان کاویتاسیون، مدل سازی عددی، تابع شرایط حدی ضمنی و صریح، روش سطح پاسخ
    Masoud Ghaffari, Mehdi Azhdary Moghaddam *, Gholamreza Azizian, Mohsen Rashki
    Estimating the cavitation damage to morning-glory spillways is quite important due to the uncertainties that affect cavitation (e.g., high velocity, negative flow pressure, etc.). This paper aims to develop the model uncertainties to address the reliability assessment of the cavitation damage to different points of the Haraz Dam morning-glory spillway in Iran. As an explicit limit state function was lacking to determine the cavitation reliability, 35 samples were produced based on the statistical features, probability distribution and inter-correlation of the uncertainties. Using the Latin Hypercube Simulation (LHS) method and Shapiro-Wilk Test, the cavitation response was found for them through the ANSYS Fluent-3D numerical model analyses, and the implicit LSF was created for 4 critical points on the morning-glory spillway. To do so, the Response Surface Method (RSM) was utilized to generate the explicit LSF and the reliability of the cavitation damage was estimated using the Monte Carlo and first and second order reliability methods. The obtained results show that P4, with pf > 80%, is the most critical overflow point whereas the lowest RMSE is between SORM and MCS method.
    Keywords: Morning-Glory Spillway, Cavitation Reliability, Numerical Modeling, Implicit, Explicit Limit State Function, Response Surface Method
  • جواد پزشکی، دانیال قهرمانی مقدم*، مسعود میر، محمد رمضانی مقدم
    یکی از مهم ترین چالش های پیش روی قطعات مکانیکی که در صنایع مختلف ازجمله خودروسازی و هوافضا در معرض بارهای دینامیکی قرار دارند، شکست ناشی از خستگی در آنهاست. آلیاژهای سری Al-2024 به دلیل برخورداری از نسبت استحکام به وزن بالا و همچنین داشتن مقاومت بالا نسبت به خستگی بسیار پرکاربرد شده اند. بنابراین افزایش عمر خستگی سازه های تشکیل شده از این نوع آلیاژها همواره یکی از مهم ترین مسائل طراحی آن ها است. در این مطالعه میزان تاثیرگذاری تغییرات در پارامترهای فشار پالس لیزر و همچنین درصد همپوشانی نقاط اثر لیزر در فرآیند شوک دهی لیزری، تاثیر آن بر رفتار شکست و خستگی آلیاژ آلومینیوم با کمک روش های مدل سازی عددی انجام شده و سپس مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از بررسی نتایج آزمون های شکست، مشاهده شد که چقرمگی شکست در نمونه های شوک دهی شده تا 38 درصد افزایش پیدا می کند. همچنین عمر خستگی نمونه های لیزر کاری شده با این روش، به میزان 10 تا 32 درصد در شرایط مختلف بهبود داشته و به طورکلی فرایند شوک دهی در بهبود رفتار شکست و خستگی آلیاژ آلومینیوم تاثیر گذار بوده است.
    کلید واژگان: شکست و خستگی، شوک دهی لیزری، مدل سازی عددی، رشد ترک خستگی، چقرمگی شکست
    Javad Pezeshki, Danial Ghahremani-Moghadam *, Massoud Mir, Mohammad Rramazani Moghadam
    One of the most important challenges facing mechanical parts that are exposed to dynamic loads in various industries, such as automotive and aerospace, is their failure due to fatigue. Al-2024 series alloys are widely used due to their high strength-to-weight ratio and high fatigue resistance. Therefore, increasing the fatigue life of structures made of these types of alloys is always one of the most important design issues. In this study, the impact of changes in laser pulse pressure parameters as well as the percentage of overlap of laser effect points in the laser shock process, its effect on the fracture and fatigue behavior of aluminum alloy with the help of numerical modeling methods and also experimental tests were carried out and then evaluated. they got. After examining the results of the fracture tests, it was observed that the fracture toughness of the shocked samples increases by 38%. Also, the fatigue life of the samples treated with this method has been improved by 10-32% in different conditions, and in general, the shock process has been effective in improving the fracture and fatigue behavior of aluminum alloy.
    Keywords: Fracture, Fatigue, Laser Shock Peening, Numerical modeling, Fatigue crack propagation, Fracture toughness
  • سید ابراهیم قاسمی*

    در این مقاله، جریان آرام یک سیال تراکم ناپذیر و ویسوالاستیک داخل یک کانال با دیواره های متخلخل با استفاده از روش هوموتوپی مجانبی بهینه تحت بررسی قرار گرفته است. جریان داخل کانال به صورت پایا در نظر گرفته شده و از مدل دارسی برای شبیه سازی اثرات درگ روی جریان ناشی از محیط متخلخل استفاده شده است. معادلات حاکم بر مسیله به معادلات دیفرانسیل معمولی غیر خطی تبدیل شده و حل میگردند که برای اثبات درستی حل، بخشی از نتایج با نتایج عددی بدست آمده مقایسه شده است. اثرات عدد دارسی، عدد دبورا و عدد رینولدز روی توزیع سرعت مورد تحلیل قرار میگیرند. بر اساس مقایسه صورت گرفته، توانایی و دقت بالای این روش برای حل مسیله مورد نظر مشخص گردیده است. در نهایت، می توان نتیجه گرفت که این روش را می توان به عنوان روشی قابل اعتماد برای حل جریان داخلی سیال درون کانالی با دیواره متخلخل به کار گرفت.

    کلید واژگان: جریان سیال، مدل سازی عددی، کانال نفوذ پذیر، معادله مومنتوم
    Seyed Ebrahim Ghasemi *

    In this article, the laminar flow of an incompressible and viscoelastic fluid inside a channel with porous walls has been investigated using optimal asymptotic homotopy method (OHAM). The flow inside the channel is considered steady and the Darcy model is used to simulate the effects of drag on the flow caused by the porous medium. The governing equations of the problem are converted into non-linear ordinary differential equations and solved. To prove the correctness of the solution, some of the results have been compared with the obtained numerical results. The effects of Darcy number, Deborah number and Reynolds number on the velocity distribution are analyzed. Based on the comparison, the ability and high accuracy of this method to solve the problem has been determined. Finally, it can be concluded that this method can be used as a reliable method to solve the internal flow of fluid inside a channel with a porous wall.

    Keywords: Fluid flow, Numerical modeling, Permeable channel, Momentum equation
  • غلامرضا تدین فر*
    مناطق کوهستانی که بخش عمده ای از سرزمین ایران را فراگرفته است همواره مورد تهدید ناپایداری های دامنه ای و وقوع لغزش ناشی از آن بوده است. این پدیده، هرساله خسارات زیادی را به راه ها و اراضی مورد بهره برداری انسان در این مناطق وارد می کند. وجود عوامل مستعدکننده ناپایداری دامنه ها نظیر شیب، جنس لایه های زمین و کاربری اراضی موجب خسارت فراوان به منابع طبیعی از قبیل هدررفت سریع خاک، تخریب اراضی کشاورزی، جنگل ها و جاده ها می باشد. هدف از انجام این تحقیق، رسیدن به جایگاه، نقش و کاربرد روش مدل سازی عددی در پیش بینی وقوع زمین لغزش ها می باشد. لذا برای این منظور و در محیط نرم افزار FLAC نسبت به مدل سازی و تحلیل عددی به روش آنالیز برگشتی برای زمین لغزش سیلارد در حوضه آبخیز سد لتیان و با در نظرگرفتن تمام معیارهای ژیوتکنیکی (آزمایشات آزمایشگاهی و صحرایی و عوامل تاثیرگذار بر وقوع آن)، اقدام گردید و نتایج حاصله مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. محاسبات مربوط به ضریب اطمینان برای پایداری شیب و نیز اندازه گیری جابجایی نقاط مفروض بر روی دامنه که بر روی مدل سازی دقیق هندسی و اعمال خصوصیات فیزیکی و مکانیکی لایه های خاک، صورت گرفت؛ نشان دادند که کاهش پارامترهای مقاومتی خاک منطقه به دلایلی همچون هوازدگی لایه های خاک و بارندگی از عوامل اصلی وقوع این لغزش بوده اند که نقش آب در آن به دو صورت کاهنده ی مقاومت (کاهش شدید چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) و افزایش دهنده ی نیروی برشی از طریق فشار آب منفذی بواسطه ی اشباع شدن خاک بسیار برجسته است.
    کلید واژگان: مدل سازی عددی، پارامترهای مقاومت برشی، زمین لغزش، حوضه سد لتیان، نرم افزار FLAC
    Gholamreza Tadayonfar *
    The mountainous areas that cover most of Iran have always been threatened by slope instabilities and landslides. This phenomenon causes a lot of damage to the roads and lands used by humans in these areas every year. The predisposing factors of slope instability such as slope, soil layers and land use cause a lot of damage to natural resources such as rapid soil loss, destruction of agricultural lands, forests and roads. The purpose of this study is to reach the position, role and application of numerical modeling in predicting landslides. Therefore, for this purpose and in FLAC software environment, modeling and numerical analysis were performed by reverse analysis method for seismic landslide in Latian dam watershed and considering all geotechnical criteria (laboratory and field experiments and factors affecting its occurrence). The results were reviewed and evaluated.Reliability calculations for slope stability as well as measuring the displacement of assumed points on the slope, which was performed on accurate geometric modeling and application of physical and mechanical properties of soil layers; showed that the reduction of soil resistance parameters in the region for reasons such as weathering of soil layers and rainfall have been the main causes of this landslide in which the role of water in reducing resistance (severe reduction of adhesion and internal friction angle) and increasing shear force from The pore water pressure is very prominent due to soil saturation.
    Keywords: Landslide, Shear strength parameters, Latian Dam, Numerical modeling, FLAC Software
  • واناند عیسی جان، رضا رزاقی*

    بحران آلودگی محیط زیست بر اثر استفاده بیش از حد سوخت های فسیلی و خطر از بین رفتن ذخایر و منابع طبیعی و همچنین تولید بیش از حد گازهای گلخانه ای و در نتیجه گرم شدن زمین بسیاری از محققان حوزه انرژی را به فکر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان انرژی جایگزین فسیلی انداخته است. نیروگاه های دودکش خورشیدی یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر می باشد که در دهه گذشته، مورد توجه محققان قرار گرفته است. نیروگاه های دودکش خورشیدی از جمله نیروگاه هایی هستند که ساختار آن ها را جمع کننده های خورشیدی، دودکش و توربین هایی که در ابتدای دودکش قرار داده می شوند، تشکیل می دهند. هدف از این بررسی، مدل سازی عددی یک نمونه دودکش خورشیدی ساخته شده در دانشگاه تهران و بررسی پارامترهای هندسی موثر بر افزایش سرعت جریان هوا درون آن است. مدل سازی عددی به صورت دوبعدی و بر مبنای روش حجم محدود و مدل آشفتگی کا-اپسیلون استاندارد در شبکه بهینه در نرم افزار انسیس فلوینت انجام شده است. نتایج عددی تطابق خوبی را با حداکثر اختلاف 6% نسبت به نتایج تجربی نشان می دهد. تفاوت تحقیق حاضر در مقایسه با تحقیق های پیشین انجام شده، مدل سازی نیروگاه بدون استفاده از خواص ذخیره سازی انرژی توسط زمین و با استفاده از شار حرارتی ثابت روی جمع کننده بدون در نظر گرفتن شرایط تشعشعی محیطی است .نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع دودکش، ارتفاع جمع کننده، شعاع جمع کننده و کاهش شعاع دودکش باعث می شود سرعت جریان هوا داخل برج در حدود 76% افزایش یابد (از 7/1 متر بر ثانیه در مدل تجربی تا 3 متر بر ثانیه) که نتیجه آن بهبود کارایی این مدل نیروگاه است. همچنین، از میان پارامترهای مورد بررسی، افزایش شعاع جمع کننده و کاهش شعاع دودکش نقش بیشتری را در افزایش سرعت جریان هوا داخل برج دودکش خورشیدی ایفا می کنند. نتایج این تحقیق می تواند در بهینه سازی قسمت های مختلف نیروگاه نظیر توربین، جمع کننده و برج تاثیر بسزایی را داشته باشد.

    کلید واژگان: دودکش خورشیدی، مدل سازی عددی، انتقال حرارت جابه جایی آزاد
    Vanand Issadjan, Reza Razaghi*

    The environmental pollution crisis caused by the excessive use of fossil fuels and the risk of the destruction of natural resources and reserves, as well as the excessive production of greenhouse gases and, consequently, global warming, led many energy researchers to use renewable energy As a fossil fuel alternative. Solar chimneys are one of the types of renewable energies that have been taken into consideration by researchers over the past decade. Solar chimney power plants are such plants which include solar collectors, chimney and turbines that are placed at the entrance of the chimney. The aim of this study is numerical modeling of a solar chimney power plant prototype model built in Tehran University and investigation of the affecting parameters on enhancement the air velocity within it. The two dimensional numerical modeling based on finite volume method is conducted using  standard wall function turbulence modeling through an optimum mesh. The numerical results show good agreement with experimental data with maximum 6 percent difference in magnitude. Comparing with similar studies, modeling the power plant without using the energy storage properties of the earth by using constant heat flux on the collector regardless of the environmental radiation conditions has been conducted in the present research. The results show that increasing the chimney height, collector radius and collector height and decreasing the radius of the  chimney would result in increasing 76 percent in air velocity through the chimney (from 1.7 m/s in the experimental model to 3m/s) and consequently improving the model efficiency. Furthermore, among the effective parameters, collector and chimney radius play greater roll on increasing the air velocity through the chimney. The results of this research may play significant role on optimizing the constructed solar chimney power plant model.

    Keywords: Solar Chimney, Numerical Modeling, Free Convection Heat Transfer
  • سهیل قره*، فاطمه اخلاقی، رضا نوروززاده

    بررسی رفتار سدهای خاکی در حین دوران ساخت، پایان ساخت و همچنین اولین دوره آبگیری به عنوان یکی از بحرانی ترین زمان ها در طول عمر سد، به دلیل تنش های ایجاد شده و فشار آب منفذی در هسته با توجه به وضعیت تراز آب در این دوره از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین منظور در این تحقیق رفتار سد خاکی چهچهه با استفاده از نتایج رفتارسنجی و تحلیل برگشتی به کمک نرم افزار المان محدود GeoStudio مورد مطالعه قرار گرفته است. این سد با ارتفاع حداکثر 47 متر از بستر طبیعی رودخانه از نوع سدهای خاکی با هسته رسی می باشد که در حوزه آبریز شهرستان کلات و 95 کیلومتری شمال شرقی شهر مشهد بر روی رودخانه چهچهه احداث شده است. در راستای این تحقیق به منظور تدقیق پارامترهای در نظر گرفته شده در پروسه طراحی سد و ساخت مدل عددی منطبق بر شرایط واقعی احداث سد، با استفاده از نتایج رفتارسنجی مدل سازی های عددی و تحلیل برگشتی انجام و امکان پیش بینی رفتار سد مهیا گردید. از مقایسه نتایج بدست آمده از مدل سازی های عددی با مقادیر اندازه گیری شده توسط ابزارهای دقیق نصب شده، هم خوانی مناسبی ملاحظه می گردد به طوری که میزان نشست بدست آمده در هسته رسی با استفاده از نتایج رفتارسنجی 65 سانتی متر و مدل عددی 66 سانتی متر را نشان می دهد. همچنین حداکثر تنش قرائت شده در تراز 530 متری در هسته رسی برابر 820 کیلوپاسکال است که بر اساس مدل عددی در همین تراز 950 کیلوپاسکال بدست آمده است و در تمامی موارد مقادیر بدست آمده از مدل-سازی های عددی در جهت اطمینان می باشد.

    کلید واژگان: سد چهچهه، مدلسازی عددی، رفتارسنجی، ابزار دقیق، آنالیز برگشتی
    Soheil Ghareh *, Fatemeh Akhlaghi, Reza Nowroozzadeh

    The study of earth dams behavior during the construction, completion and also the first impoundment as one of the most critical times during the life time of the dam because of the stress and water pure pressure in the core and also water level in this period has special importance. For this purpose, the behavior of the Chahchahe dam was studied by using of obtained results from monitoring recorded data and back analysis was done by GeoStudio finite element software. This dam is an earth dam with core clay and its maximum height is 47 meters from the natural bed of river. Chahchahe dam which has been constructed on Chahchahe river is located in the Kalat basin watershed, in 95 kilometers northeast of Mashhad. In order to consider the parameters in design process and simulate as real conditions of dam construction, back analysis was done base on the results of monitoring to can be predict the behavior of dam. In this study, the comparison of numerical model and monitoring results show acceptable and suitable accordance, so that the amount of settlement in the clay core was obtained 65 cm from monitoring result and evaluated 66 cm by numerical model. Also, the maximum stress at the 530 meter level in the core was read 820 kPa, which was calculated 950 kPa based on the numerical model at the same level, and in all of cases, the obtained values from numerical models are as confidence.

    Keywords: Chahchahe Dam, Numerical modeling, Instrumentation, Monitoring, Back Analysis
  • Zhuo Li *, Yongjun He, Hongen Li, Yanqiao Wang
    We present a case study of antecedent rainfall-induced failure of engineering slope. The impact of pore-water pressure, the increment of pore-water pressure, and water content, the factor of safety are investigated by numerical models for an actual slope in Yunnan, China. The results indicate that antecedent rainfall played an important role in the stability of the slope. The model reasonably explains the time lag between the occurrence of rainfall and landslides. Pore-water pressures have significantly changed at the upper layer of red clay slope, the cracks phenomenon at the upper of the slope agrees with the field observations before landslide. The saturated zone of the slope gradually expands from the top to bottom of the slope, the major reason for landslide is that the surface stagnant water after rainfall gradually infiltrates into the weathered gneiss rock, resulting in the decrease of the strength of weathered gneiss rock, and then the weight of later rainfall caused the landslide of the slope. The factor of safety of the slope was evaluated by the modified limit equilibrium methods, it was shown that the actual failure occurred when the calculated factor of safety approaches its minimum 0.97. The landslide is characterized by shallow landslides.
    Keywords: antecedent rainfall, landslide, Numerical Modeling, Slope stability, unsaturated soil
  • آقای حامد پورمختار، آقای مرتضی خلیلیان
    فناوریاستخر خورشیدی، ساده ترین و کم هزینه ترین سیستم تبدیل و ذخیره سازی انرژی حرارتی خورشید می باشد. در این مطالعه، اثر پارامترهای مختلف از جمله ضخامت لایه های مختلف، افت حرارت از سطحاستخر، اثر سایه دیوارها و اندازه سطحاستخر بر دمای لایه ذخیره بصورت عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مدل عددی با نتایج تجربی بدست آمده برای یکاستخر کوچک که در دانشگاه ارومیه ساخته و تحت شرایط آب و هوایی شهر ارومیه تست شد، اعتبارسنجی شده است و سازگاری قابل قبولی بین نتایج عددی و تجربی برای دمای لایه ذخیرهاستخر مشاهده شد. از نتایج حاصل مشخص گردید که ضخامت لایه سطحی تا حد امکان باید کمتر باشد و از آنجایی که لایه گرادیانی نقش اصلی در ذخیره سازی حرارت در لایه پایین و جلوگیری از اتلاف حرارت بصورت هدایتی از سطحاستخر دارد، بنابراین باید اندازه آن مناسب انتخاب شود. همچنین مشاهده شد که افت حرارت از سطحاستخر از طریق تبخیر بیشتر از افت حرارت از طریق جابجایی و تشعشع می باشد. با بررسی موردی نشان داده شد که اثر سایه دیوارها دراستخرهای کوچک بسیار زیاد است و باید در مدلسازی حتما لحاظ شود، ولی دراستخرهای بزرگ اثر سایه تاثیر چندانی در دمای لایه ذخیره ندارد.
    کلید واژگان: انرژی خورشیدی، استخر خورشیدی، مدلسازی عددی، بررسی تجربی، عملکرد حرارتی
    Hamed Pourmokhtar Mr., Morteza Khalilian Dr.
    Solar pond technology is the easiest and the most economical system for converting and storing the solar heat energy. In this study, the effect of various parameters such as thickness of various layers, heat loss from the pond’s surface, the wall-shading effect and the pond size on the temperature of the storage zone were numerically investigated. The validity of the model is tested against experimental data for a small square pond constructed and tested in Urmia university under Urmia climate conditions, and a good agreement between theoretical and experimental data for the temperature in the storage zone has been obtained. According to the results it was observed that the thickness of the surface layer should be as thin as possible and that the gradient layer thickness plays a primary role in storing the heat in the pond and its thickness should be selected appropriately. In addition, the results indicated that the heat loss from the pond’s surface occurs mostly by evaporation rather than radiation and convection. It was indicated through case studies that the wall-shading effect is very high in small ponds but in larger ponds the shading effect does not exert a high influence on the storing layer temperature.
    Keywords: Solar energy, Solar pond, Numerical modeling, Experimental investigation, Thermal performance
  • Reza Yeganeh Khaksar, Majid Moradi *, Abbas Ghalandarzadeh
    Buried pipelines, transporting fuels, inevitably face active faults when they pass through various seismic regions. These faults may damage the pipelines severely; hence numerous analytical, physical and numerical studies have been conducted with their own pros and cons to investigate the pipeline response due to the faulting. In the present study, an innovative combination of centrifuge and numerical modeling methods has been employed to overcome the geometrical limitation of the small scale physical modeling. Then, it is applied for investigation of buried pipelines response due to reverse faulting. Initially, two centrifuge tests with the fixed end pipelines have been conducted and employed as the benchmarks for the verification of a numerical model. Then, the calibrated numerical model has been used to develop the novel pipeline spring-like end connection system which is supposed to represent the response of the omitted pipeline parts. Eventually, a centrifuge test was conducted, employing the novel end connection system which verified the proper performance of the system. Then, the model is employed for investigation of buried pipelines response due to reverse faulting and the results are also presented.
    Keywords: steel buried pipeline, reverse faulting, centrifuge modeling, numerical modeling, end connection
  • B. Rezaei *, H. Amiri
    In this paper an attempt has been made to study flow field in compound channels with non-prismatic floodplains. A three dimensional computational fluid dynamic (CFD) model is used to calculate the velocity distribution, secondary flow circulation and boundary shear stress in non-prismatic compound channels with two different convergence angles of 3.81o and 11.31o. The ANSYS-CFX software and k-e turbulence model is used to solve Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The results of the numerical modeling were then compared to the experimental data on non-prismatic compound channels with the same convergence angles. The study shows that, more or less, the k-e turbulence model is capable of predicting the velocity and boundary shear stress distributions along the flume fairly well, especially for convergence angle of 3.81o. Also by increasing relative depth, discrepancy between numerical and experimental data decreases. The results of modeling show that the k-e turbulence model is able to predict secondary flow circulations in the main channel, created by the mass exchange between the floodplains and the main channel.
    Keywords: Non-prismatic compound channel, numerical modeling, k-e turbulence model, velocity distribution
  • Mohammad Rashidi *, Mokhtar Heidar, Gholamreza Azizyan
    Monitoring embankment dams is of crucial importance. In earth dams, the pore pressures, earth pressures, and displacements occurring during construction and function, are measured at the time of the first impounding and exploitation by installing essential instruments and so the dam’s performance is evaluated and analyzed. Scope of the present research is the evaluation of the performance of Siah-Sang dam through using the results of instruments and back analysis which has been conducted by FLAC software.
    The Mohr-Coulomb elastic-plastic model has been considered as the behavioral model of the dam and the effect of the upstream shell’s materials deformation has been modeled at the time of the initial impounding. Following that, comparing the results of the numerical analysis with the measured values, indicates that there is a proper consistency between these two values. Moreover, it was observed that the dam’s performance was suitable regarding the created pore water pressure, displacements and stresses in the construction period as well as during the first impounding. In addition, susceptibility of the hydraulic fracturing was assessed by calculating the arching ratio and it was concluded that this dam is secure in comparison with the behavior of other similar dams in Iran and the world.
    Keywords: Earth dams, Initial impounding, Numerical Modeling, Instrumentation, Vertical displacement, Stress
  • Masoud Ranjbarnia*, Pierpaolo Oreste, Ahmad Fahimifar
    In the room and pillar mining method is of fundamental importance the dimensioning of the pillars. The area of influence method is typically used today for dimensioning of the pillars, but an overdimensioning or critical stability conditions can happen with this method.
    A parametric analysis with tri-dimensional numerical modelling was carried out to study in the detail the stress conditions in the rock pillars. This made it possible to identify a critical point, where the minimum local safety factor is reached, at the corners of the pillar close to the roof of the mining room.
    Through the estimation of the major principal stress at the critical point it was possible to evaluate the minimum local safety factor in function of the geometric and geomechanical parameters of the problem.
    The dimensioning of the pillars through the local safety factor at the critical point makes it possible to avoid overdimensioning and static problems, which instead can occur when simplified calculation methods are used.
    The use of proposed figures can allow a fast pre-dimensioning of the pillar, leaving the more detailed numerical modelling only to the found geometric configuration.
    Keywords: rock pillar, mining engineering, void stability, Numerical Modeling, Stress analysis
  • Sh. Ataei, A. Miri *, M. Tajalli
    Health monitoring of masonry bridges is vital due to their long life in service and an increasing need for higher axle loads. Results of feasibility study of applying an increased axle load of 25 tons to an old masonry bridge are presented in this paper. Babak Bridge is located in north western zone of Iranian railway network and has been in service for more than 70 years. It consists of stone masonry blocks, has three long spans of 21.5 m, 7 spans of 10 m, and a total length of 270 m. Response of the bridge subjected to prede ned train loading by 15 sensors, including deflection meters, accelerometers, and strain gauges, is recorded. A total of 37 tests are carried out on Babak Bridge, and the results are used to calibrate the nite-element model of the bridge, which is developed by Abaqus software. The numerical model is then used to determine the weak spots of bridge due to subjection of higher axle loads for a possible strengthening procedure. Ultimate load-carrying capacity of the bridge is also assessed by Ring software, which suggests a minimum adequacy factor of 1.25 for an axle load of 25 tons.
    Keywords: Dynamic load test, Railway masonry arch bridge, Numerical modeling, Abaqus, Ultimate load carrying capacity, Ring
  • سید علیرضا مصطفوی، محمد شیرازی
    به منظور افزایش قیمت انرژی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر چون ذرات ریز زیست توده در واحدهای کوچک تولید همزمان برق و گرما در موتور استرلینگ توسعه یافته است. در این واحدها سوخت زیست توده در یک محفظه احتراق خارجی سوخته و حرارت آن به سیال عامل سیکل استرلینگ داده می شود. ازاین رو فرایند احتراق ذرات نقش بسزایی در عملکرد سیکل استرلینگ داشته و شبیه سازی این گونه محفظه های احتراق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی می تواند در بهینه سازی محفظه احتراق مفید بوده و اولین گام در طراحی این موتورها باشد. در این تحقیق، محفظه احتراق یک موتور استرلینگ مربوط به یک واحد تولید همزمان برق و حرارت با توان تولید برق 55 کیلووات شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که تطابق خوبی بین نتایج و مشاهدات تجربی وجود دارد و با افزایش مقدار هوای ثانویه به میزان مشخصی می توان دمای گازهای خروجی را برای افزایش بازده موتور استرلینگ به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد. کاهش قطر ذرات احتراقی باعث افزایش تبخیر ذرات و نرخ احتراق شده، دما در خروجی را افزایش می دهد. افزایش میزان سرعت به هنگام تزریق ذره در ورودی میزان سوزش ذره احتراقی را کاهش داده چون مقداری از آن بدون سوزش کامل محفظه را ترک می کنند.
    کلید واژگان: زیست توده، موتوراسترلینگ، ذرات میکرو، محفظه احتراق، مدل سازی عددی
    Alireza Mostafavi, Mohammad Shirazi
    Increasing energy cost and reduction of fossil fuel resources have been resulted in increasing demand of renewable energy, such as micro biomass particles in small scale Stirling engines to generate combined heat and power. In such Stirling engines, biomass particles are burnt in external combustion chamber and then, the generated heat is transferred to the working fluid of the engine cycle. Therefore, combustion of fine particle plays basic role in operation and effectiveness of these Stirling engines. Simulation of combustion chambers of those engines using computational fluid dynamics, as a first step of engine design, can reveal more insight to optimization process. In this study, combustion chamber of 55 kW combined heat and power Stirling engine has been simulated and the effects of some parameter have been investigated. The numerical results show good agreement with experiments. Increasing secondary air mass flow rate yields hotter flue gas and higher Stirling engine efficiency. The smaller particles yield to more evaporation and combustion rate of particles which cause to increase outlet temperature. Increasing particle injection velocity causes to decrease burning rate of particle, because some particles leave out the combustor before evaporation and burning.
    Keywords: Biomass, Stirling engine, Micro particle, Combustion chamber, Numerical modeling
  • M.M. Heydari*
    The biomicro fluidic devices utilizing electroosmosis for flow actuation are usually encountered with non-Newtonian behavior of working uids. Hence, studying the flow of non-Newtonian fluids under an electroosmotic body force is of high importance for accurate design and active control of these devices. In this paper, mixed electroosmotically and pressure driven flow of two viscoelastic uids, namely PTT and FENE-P models, through a rectangular microchannel is examined. The governing equations in dimensionless form are numerically solved through a fi nite di erence procedure for a non-uniform grid. It is observed that although the Debye-Huckel linearization fails to predict the velocity pro le for viscoelasticuids, this approximation holds even at high zeta potentials, provided the velocity field is normalized with the mean velocity. It is also revealed that the dependency of the mean velocity on the level of elasticity in the fluid is linear. This functionality results in a Poiseuille number independent of the level of elasticity in the fluid. Moreover, the pressure e ects are pronounced for higher values of the channel aspect ratio. In addition, both the mean velocity and the Poiseuille number are increasing functions of the channel aspect ratio.
    Keywords: Electroosmotic flow, Micro fluidics, Numerical modeling, PTT model, FENE, P model
  • رضا احمدی*، نادر فتحیانپور
    در مطالعه حاضر از روش رادار نفوذی به زمین (GPR) برای مقاصد مهندسی ژئوتکنیک (حفر تونل)، جهت شناسایی ناهمگنی های زیرسطحی مسیر حفر تونل انتقال تاسیسات برقی اصفهان استفاده شده است. برای این منظور ابتدا پاسخ GPR دوبعدی مدل های مصنوعی به شکل استوانه افقی، منشور دوبعدی مربعی و چندضلعی دلخواه متناظر با اهداف ژئوتکنیکی متداول (ساختارهایی نظیر تونل ها، قنات ها، انواع لوله ها و کانال ها)، با استفاده از برنامه مدل سازی پیشرو به روش اختلاف محدود دوبعدی بهبودیافته، شبیه سازی گردید. سپس پاسخ GPR سه بعدی مدل های مصنوعی به شکل استوانه قائم و کره (معرف شکل عمومی فضاهای خالی)، با استفاده از نرم افزار GPRMAX3D مدل سازی شد تا در تفسیر نگاشت های راداری واقعی GPR مورد استفاده قرار گیرند. به منظور آشکارسازی ناهمگنی های زیرسطحی اعم از انواع تاسیسات مدفون، فضاهای خالی، نشست ها، گسیختگی ها و چاه های مدفون در راستای مسیر حفر تونل انتقال تاسیسات برقی کلان شهر اصفهان، تعداد 14 پروفیل GPR در امتداد یکدیگر به صورت یک خط برداشت طولانی به طول کلی بیش از 1200 متر برداشت شد. برداشت داده ها توسط یک سیستم GPR پوشش دار با فرکانس مرکزی 250 مگاهرتز انجام گرفت. بررسی نتایج حاصل از تفسیر نگاشت های راداری، پس از اعمال فیلترهای مختلف حاکی از قابلیت بسیار بالای روش GPR در تعیین موقعیت و شناسایی انواع ناهمگنی های زیرسطحی است. به منظور صحت سنجی نتایج بدست آمده، بر روی یکی از ناهمگنی های تصویر GPR تفسیر شده به عنوان یک چاه مدفون، چال قائمی حفر شد و اعتبار نتایج به اثبات رسید.
    کلید واژگان: رادار نفوذی به زمین (GPR)، هذلولی پاسخ، مدل سازی عددی، اهداف ژئوتکنیکی، تونل انتقال تاسیسات برقی اصفهان، ناهمگنی زیرسطحی
    R. Ahmadi*, N. Fathianpour
    In this research, the GPR method has been employed to identify subsurface in-homogeneities along Isfahan main power line tunnel as an application in geotechnical engineering practices. To this goal, the GPR response of common 2D synthetic models including horizontal cylinder, 2D prism and arbitrary polygon corresponding to targets encountered in usual geotechnical practices were simulated first. To achieve this objective, an improved 2D finite difference algorithm developed for forward modeling in frequency domain, was used in MATLAB programming environment. Next, the GPR response of 3D synthetic models containing vertical cylinder and sphere (representing usual form of cavities) was produced by means of GPRMAX3D software for more detailed and realistic interpretations. To detect probable subsurface in-homogeneities including different types of manmade buried installations, subsidence and buried wells along the Isfahan main electric power line tunnel, 14 longitudinal GPR profiles covering more than 1200 meters along the tunnel axis were surveyed. The data were collected using a 250 MHz GPR system equipped with shielded antennas. The interpretation of final radargrams after applying different filters revealed that the GPR method is capable of detecting the location and type of subsurface in-homogeneities. In order to verify the performance and ability of GPR method in solving geotechnical problems encountered in real geological conditions and in particular the results obtained in current case study, a vertical borehole was drilled at one of in-homogeneities found on the radargrams which had been interpreted as a buried abandoned well. The result was in agreement with the respective interpreted radargram.
    Keywords: Ground penetrating radar (GPR), Hyperbolic response, Numerical modeling, Geotechnical targets, Isfahan main power line tunnel, Sub, surface in-homogeneities
  • M. Ebadi, G. Habibagahi|N. Hataf
    It is imperative that any soil improvement technique can considerably affect the soil media mechanical behavior. However, considering the recent researches, it can be concluded that a combined study on the effect of cement treatment on soil-geotextile interfacial shear strength parameters has almost been neglected. Thus, the main objective of this study is to fill this research gap with the main focus on a selected site in Shiraz city, Iran. In this regard, shear strength parameters of untreated and cement treated soil samples have been acquired by traditional and modified direct shear tests apparatuses. The results indicate that at high cement contents, the soil-geotextile interfacial shear strength increases with an observed behavior similar to over consolidated soils. While up to 1% of cement treatment did not improve the properties, adding 5% and 10% of cement increased both friction angle and cohesion of the soil considerably. Complementary microscopic evaluation of the interface indicated that the interfacial soil-geotextile shear strength is highly dependent upon the soil particles size distribution and specially its fines content. Finally, the numerical modeling of an illustrative reinforced soil structure revealed that knowing the state of stress is a prerequisite to any selection of the soil improvement zone.
    Keywords: Interfacial shear strength, geotextile, cement treatment, direct shear test, numerical modeling
  • Ali Pak, Mohammad Sarfaraz
    Impulsive water waves generated by landslides impose severe damages on coastal areas. Very large mass flows in the ocean can generate catastrophic tsunamis. Preventing damages to dams and coastal structures and saving lives of local people against landslide-generated waves have become increasingly important in recent years. Numerical modeling of landslide-generated waves is a challenging subject in CFD. The reason lies in difficulty of determining the interactions between the moving solids and sea water that causes complicated turbulent regimes around the moving mass and at the water surface. Submarine or aerial types of landslide can further complicate the problem. Up to now a number of numerical approaches have been proposed for predicting the behavior of flow during and after the mass movement. In this study a Lattice Boltzmann Method (LBM) based-code is employed for analyzing and simulating the impulsive water waves generated by landslides. Four experimental cases of submerged and aerial landslides have been modeled to investigate the efficiency and accuracy of the LBM code, and the obtained results are verified against experimental observations. The results indicate the capability of LBM in simulating complicated flow fields and demonstrate its superiority over numerical methods that have been used so far such as SPH and RANS.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Impulsive water waves, Landslides, Free surface flow, Numerical modeling
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال