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

شبیه سازی عددی

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه شبیه سازی عددی در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • محمد کوزه گران، حسین خدارحمی، میلاد صادق یزدی*، مجتبی ضیاءشمامی، توحید میرزابابای مستوفی
    در مقاله حاضر به شبیه سازی عددی رفتار ورق های فلزی در فرآیند شکل دهی سرعت بالا با قالب مادگی نمونه پرداخته شده است. همچنین از روش بارگذاری انفجاری مکرر زیرآب جهت اعمال بار به نمونه بهره گرفته شده به طوری که در بارگذاری اول و دوم به ترتیب از 4 و 8 گرم ماده منفجره استفاده شده است. در ادامه، از روش کوپل اویلری-لاگرانژی به همراه مدل ساختاری ویسکوپلاستیسیته جانسون-کوک جهت شبیه سازی عددی فرآیند بهره گرفته شد. مدل عددی با استفاده از آزمایش های انجام شده در مرجع [1] صحت سنجی شد. نشان داده شد که مدل عددی به خوبی گستره تغییرشکل و همچنین نحوه توزیع ضخامت در راستای طولی ورق را ایجاد می کند. با استفاده از مدل عددی صحت سنجی شده، کمیت هایی نظیر تغییرات سرعت تغییرشکل افقی و سرعت تغییرشکل عمودی، فشار، تنش و معیار آسیب در راستای شعاعی ورق بررسی شد. نتایج نشان داد که برخلاف نتایج به دست آمده برای شکل دهی انفجاری در مراجع پیشین، نمونه آزمایشی در بارگذاری اول و دوم پس از طی کردن ناحیه تغییرشکل گذرا دچار نوسانات یا اصطلاحا پدیده بازگشت فنری نمی شود و مقدار آن سریعا به میزان بیشینه (عمق قالب مادگی) نزدیک می گردد. همچنین، ورق پس از برخورد با قالب دچار تغییرشکل وارون یا کاهش میزان تغییرشکل نمی گردد. علت این مسئله را می توان در انتخاب مناسب میزان جرم خرج و همچنین استفاده از قالب مادگی جستجو کرد. لذا استفاده از ایده قالب مادگی بدون راهگاه برای شکل دهی فلزات تحت بارگذاری انفجاری مکرر زیرآب بسیار کارآمد است.
    کلید واژگان: شکل دهی با قالب، قالب مادگی، انفجار مکرر زیرآب، شبیه سازی عددی، روش کوپل اویلری-لاگرانژی
    Mohammad Kouzehgaran, Hossein Khodarahmi, Milad Sadegh Yazdi *, Mojtaba Ziya-Shamami, Tohid Mirzababaie Mostofi
    In this article, the numerical simulation of the behavior of metallic plates in the process of high-speed forming with female die is discussed. Also, the repeated underwater explosive loading was applied to the sample so that 4 and 8 gr of explosive charge were used in the 1st and 2nd blast, respectively. In the following, the Coupled Eulerian-Lagrangian method along with Johnson-Cook viscoplasticity model was used for the numerical simulation of the process. The numerical model was validated using the experiments conducted in Ref [1]. It was shown that the numerical model well shows the deformation profile as well as the thickness distribution in the longitudinal direction of the plate. Using the validated numerical model, quantities such as changes in horizontal deformation velocity and vertical deformation velocity, pressure, stress and JC damage criteria in the radial direction of the plate were investigated. The results showed that unlike the results obtained for explosive forming in the previous references, the test specimen in the 1st and 2nd blasts after passing through the transient deformation area does not undergo fluctuations or so-called springback phenomenon and its value quickly approaches the maximum amount (depth of the female die). Also, after hitting the die, the plate does not experience the reverse deformation or reduction of the deformation. The cause of this issue can be found in the appropriate selection of the amount of the charge mass of the and also the use of the female die. Therefore, it is very efficient to use the idea of a female die without central venting hole for forming metals under repeated underwater explosive loading.
    Keywords: Die Forming, Female Die, Repeated Underwater Explosion, Numerical Simulation, Coupled Eulerian-Lagrangian Method
  • فاطمه ابراهیمی، امیرمسعود رضادوست*، عسل حسینی منزه، روح الله سرفراز

    در سال های اخیر، فناوری چاپ سه بعدی به ویژه در نمونه سازی و ساخت قطعات با سرعت بالا و هزینه پایین، نقش مهمی ایفا کرده است. در این میان، روش لایه نشانی همجوش به عنوان یکی از اقتصادی ترین و پرکاربردترین روش های چاپ سه بعدی شناخته می شود. این روش از مواد مختلفی مانند پلی لاکتیک اسید و اکریلونیتریل بوتادین استایرن به عنوان ماده اولیه استفاده می کند و پارامترهایی نظیر دمای نازل، ضخامت لایه و سرعت چاپ، تاثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی قطعه دارند. با توجه به تاثیر قابل توجه این پارامترها بر ویژگی هایی مانند استحکام کششی، مدول یانگ، استحکام خمشی و همچنین پایداری ابعادی، مطالعات تجربی و عددی متعددی برای بررسی این اثرات انجام شده اند. توسعه استفاده از این روش در کاربردهای صنعتی لزوم بررسی مطالعات انجام شده در این زمینه را برجسته می کند. هدف از انجام این پژوهش، مرور و تحلیل انتقادی این مطالعات از دو دیدگاه تجربی و عددی است تا مشخص شود کدام پارامترها نقش کلیدی تری در بهینه سازی خواص مکانیکی و کاهش هزینه ساخت دارند. نتایج نشان می دهند که برخی پارامترها از جمله ضخامت لایه و سرعت چاپ، تاثیر بیشتری بر ویژگی هایی مانند استحکام کششی و زمان/هزینه ساخت دارند. همچنین، یکی از نکات مهم در این روش، ایجاد توازن مناسب میان پارامترهای چاپ برای دستیابی به قطعاتی با خواص مکانیکی بهینه و هزینه تولید پایین است. یافته های این پژوهش با نتایج تحقیقات پیشین نیز همخوانی دارد.

    کلید واژگان: چاپ سه بعدی، لایه نشانی همجوش، پارامترهای چاپ، تحلیل تجربی، شبیه سازی عددی
    Fatemeh Ebrahimi, Amirmasoud Rezadoust*, Asalhosseini Monazzah, Roohollah Sarfaraz

    In recent years, 3D printing technology has played an important role, especially in prototyping and manufacturing parts with high speed and low cost. Among the various methods, fused deposition modeling (FDM) is known as one of the most economical and widely used. This method uses materials such as polylactic acid (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS), and parameters like nozzle temperature, layer thickness, and print speed directly affect the final quality of the part. Due to their significant impact on properties such as tensile strength, Young's modulus, flexural strength, and dimensional stability, many experimental and numerical studies have been conducted. The growing industrial use of this method highlights the need to review and evaluate these studies. This research aims to review and critically analyze them from both experimental and numerical perspectives to identify the key parameters in optimizing mechanical properties and reducing costs. Results show that parameters such as layer thickness and print speed have a greater effect on tensile strength and production time/cost. Achieving a proper balance among printing parameters is essential to produce parts with optimal properties and low cost. The findings are also consistent with previous research.

    Keywords: 3D Printing, Fused Deposition Modeling (FDM), Printing Parameters, Experimental Analysis, Numerical Simulation
  • سعید عابدی، سید عبدالمهدی هاشمی*، ابوالفضل فتاحی

    بیوگاز یک سوخت کم کالری است که از متان (%70-50) و کربن دی اکسید (%50-30)، با مقادیر کمیاب از سایر ذرات تشکیل شده است. احتراق سوخت های کم کالری اغلب شامل چالش های قابل توجهی در رابطه با پایداری شعله در بیشتر مشعل های معمولی است. احتراق محیط متخلخل یک روش موثر برای هدایت گرمای شعله به مخلوط ورودی است که می تواند سبب افزایش پایداری شعله شود. در بیشتر مطالعات، از بیوگاز در کار آزمایشگاهی یا شبیه سازی عددی با هندسه ساده استفاده شده است. در این مطالعه یک مشعل متخلخل دولایه ای با سوخت بیوگاز با هندسه برگرفته از یک کار آزمایشگاهی به صورت دوبعدی شبیه سازی عددی شده است و اثر هندسه مشعل که در تحقیقات قبل بررسی نشده بود، بر روی توزیع دمای جامد متخلخل و بازده تابشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کاهش مقدار کربن دی اکسید در ترکیب سوخت باعث افزایش دمای سطح مشعل می شود. همچنین تغییر در سطح مشترک لایه های متخلخل که به دو صورت مخروطی و کروی در دو حالت همگرا و واگرا شبیه سازی شده است، باعث تغییر در مکان تشکیل شعله، دمای بیشینه احتراق، دمای سطح مشعل و بازده تابشی مشعل می شود. بیشترین دمای احتراق و بیشترین دمای سطح مشعل برای هندسه مخروطی در حالت همگرا رخ می دهد. با افزایش 10 درصد کربن دی اکسید در ترکیب سوخت بیوگاز ورودی، بازده تابشی به طور متوسط 25 درصد کاهش می یابد. بازده تابشی مشعل واگرا در حالت هندسه مخروطی حدود 37 درصد و در حالت هندسه کروی حدود 25 درصد بیشتر از مشعل همگرا است. بیشترین بازده تابشی برای مشعل واگرا با کربن دی اکسید 30 درصد می باشد

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی، شعله ی پیش آمیخته، محیط متخلخل، بیوگاز، بازده تابشی
    Saeed Abedi, Seyed Abdolmehdi Hashemi*, Abolfazl Fattahi

    Biogas is a low-calorie fuel comprises 50-70% methane and 30-50% carbon dioxide, with small amounts of other particles. Combustion of low-calorie fuels often involves significant challenges related to flame stability in most burners. Combustion of porous media is an effective method of directing flame heat to the input mixture, which can increase flame stability. In most studies, biogas has been used in experimentaly work or numerical simulation with simple geometry. In this paper, researchers simulate a two-layer porous burner with biogas fuel, based on an experimental design, in two dimensions. They evaluate the effect of the burner geometry, which was not investigated in previous researches, on the temperature distribution and the radiation efficiency. The results show that reducing the amount of carbon dioxide increases the burner surface temperature. Additionally, changes in the interface of the porous layers, simulated in two conical and spherical forms in two converging and diverging states, cause changes in the place of flame, the maximum combustion temperature, the temperature of the burner surface, and the radiation efficiency. The maximum combustion temperature and the maximum burner surface temperature occur for the conical geometry in convergent mode. Increasing 10% of carbon dioxide in the biogas fuel reduces the radiation efficiency by 25% on average. The radiation efficiency of the divergent burner is more than the convergent mode, about 37% for conical geometry and about 25% for spherical geometry. The maximum radiation efficiency is achieved when the burner is divergent and the amount of carbon dioxide is 30%.

    Keywords: Numerical Simulation, Premixed Flame, Porous Medium, Biogas, Radiation Efficiency
  • مصطفی محمودی*، جاماسب پیرکندی، مهدی جهرمی، محمدعلی سیف الهی

    موتورهای توربوفن سنگین با مقادیر تراست بالا، از جایگاه ویژه ای در بین موتورهای هوایی برخوردار می باشند. در میان اجزای مختلف موتورهای توربین گاز، بخش توربین، به دلیل دما و دور کاری بالای اجزای آن، از حساسیت و اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعه حاضر، ابتدا بر اساس نتایج حاصل از طراحی سیکل، طراحی مفهومی توربین موتور توربوفن مدنظر با استفاده از نرم افزارها و الگوریتم های تعریف شده، انجام شده است. در ادامه شبیه سازی عددی جریان بر روی پره های طراحی شده صورت گرفته و عملکرد توربین طراحی شده بررسی شده است. نتایج طراحی مفهومی، به ویژه هندسه پره های توربین، تطابق خوبی با اطلاعات در دسترس موتور اصلی داشتند. نسبت فشار توربین های طراحی شده در بخش طراحی مفهومی و شبیه سازی عددی تنها 7/0 و 5/0درصد اختلاف داشتند. با این حال بازده توربین فشار بالا، به دلیل در نظر نگرفتن خنک کاری در شبیه سازی عددی، بین طراحی مفهومی و شبیه سازی عددی، در حدود 6/5 درصد اختلاف داشتند.

    کلید واژگان: موتور توربین گاز، توربین، طراحی مفهومی، شبیه سازی عددی
    Mostafa Mahmoodi *, Jamasb Pirkandi, Mahdi Jahromi, Mohammadali Safollahi

    Heavy turbofan engines with high thrust values have a special place among air engines. Between the components of gas turbine engines, the turbine part is very sensitive and important due to the high temperature and long-distance operation of its components. In the present study, based on the results of the cycle design, the conceptual design of the turbine of the considered turbofan engine has been done by using the defined software and algorithms. The pressure ratio of the designed turbines in the conceptual design and numerical simulation section differed only by 0.7 and 0.5%. However, the efficiency of the high pressure turbine differed by about 5.6% between the conceptual design and the numerical simulation due to not considering the cooling in the numerical simulation.

    Keywords: Gas Turbine Engine, Turbine, Conceptual Design, Numerical Simulation
  • امیر مهردار، محسن نظری*، مصطفی نظری، مریم رمضانی بازان
    در این مقاله، یک کریستالایزر گردش اجباری تحت خلاء که از کریستالایزر، پمپ و مبدل حرارتی تشکیل شده است، باهدف تامین آب شیرین مصرفی پیشنهاد داده شده است. به منظور تامین هم زمان بار گرمایش کریستالایزر و همچنین برای تقطیر بخار آب خروجی از کریستالایزر، از پمپ حرارتی به عنوان روشی جدید استفاده شده است. یک مجموعه آزمایشگاهی برای نشان دادن امکان سنجی سیستم پیشنهادی طراحی و ساخته شده که مجموعه شامل سیکل کریستالایزر گردش اجباری است. میانگین درصد خطا بین نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی صورت گرفته، 4.8 درصد گزارش شد. نتایج حاکی از آن است که با تغییر دمای ورودی و فشار کریستالایزر، نرخ تولید کریستال نمک و آب شیرین تولیدی به ترتیب به مقدار 0.65 و 19.81 کیلوگرم بر ساعت افزایش می یابد. مصرف انرژی الکتریکی نیز با افزایش دمای ورودی آب تغذیه و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی کاهش می یابد و کمترین میزان مصرف انرژی الکتریکی در دمای 50 درجه سانتی گراد، فشار کریستالایزر 0.085 بار و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی kw13.25 رخ می دهد. مصرف انرژی الکتریکی نیز با افزایش دمای ورودی آب تغذیه و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی کاهش می یابد و کمترین میزان مصرف انرژی الکتریکی در دمای 50 درجه سانتی گراد، فشار کریستالایزر 0.085 بار و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی kw13.25 رخ می دهد.
    کلید واژگان: بلورساز گردش اجباری، پمپ حرارتی، آب شیرین کن، بدون پساب، شبیه سازی عددی
    Amir Mehrdar, Mohsen Nazari *, Mostafa Nazari, Maryam Ramezani Bazan
    In this article, a forced circulation crystallizer under vacuum, which consists of crystallizer, pump and heat exchanger, is proposed for the purpose of providing fresh water for consumption. In order to simultaneously supply the heating load of the crystallizer and also to distill the water vapor coming out of the crystallizer, a heat pump has been used as a new method. A laboratory set is designed and built to demonstrate the feasibility of the proposed system, which includes a forced circulation crystallizer cycle. The average error percentage between the laboratory and simulation results was reported as 4.8%. The results indicate that by changing the inlet temperature and pressure of the crystallizer, the rate of salt crystal production and fresh water production increases by 0.65 and 19.81 kg/h, respectively. Electric energy consumption also decreases with the increase of feed water inlet temperature and the heat capacity of the heat exchanger, and the lowest amount of electric energy consumption occurs at the temperature of 50 degrees Celsius, the pressure of the crystallizer is 0.085 bar, and the heat capacity of the heat exchanger is 13.25 kw.
    Keywords: Forced Circulation Crystallizer, Heat Pump, ZLD, Numerical, Exp. Modelling
  • رضا برخورداری، مهدی گنجیانی*، شهرام اعتمادی حقیقی
    در این پژوهش به رشد آسیب ناهمسانگرد و تغییر فاز مارتنزیت، برای فولاد 316 در دمای محیط پرداخته شده است. آزمون های کشش و پیچش بر روی قطعات انجام گرفته و تحت آزمون پراش پرتو ایکس، فازهای موجود در قطعه و کسر حجمی مارتنزیت تعیین شده است. مدل عددی با اجرای کد یومت در نرم افزار آباکوس پیاده شده است. در این تحقیق به صورت تجربی فرآیند رشد آسیب، و تبدیل فار را برای فولاد 316 بررسی شده است. نوآوری این مدل، ترکیب همزمان رشد آسیب ناهمسانگرد و تبدیل فاز آستنیت به مارتنزیت در دمای محیط بوده است. مدل آسیبی که در این مقاله استفاده شده، مدل لومتر بوده و برای بدست آوردن آسیب در ابعاد مختلف از آزمون های تجربی شامل آزمون پیچش و کشش استفاده شده است. این آزمون ها به صورت بارگذاری و باربرداری بوده است. نمونه ها تحت آزمون پراش پرتو ایکس قرار گرفته تا به کمک آن مقدار فاز مارتنزیت در ماده مشخص گردد. در نهایت با مقایسه شبیه سازی عددی با نتایج تجربی برای فولاد 316، مدل کالیبره شده است.
    کلید واژگان: آسیب ناهمسانگرد، آزمون پراش پرتوی ایکس، تبدیل فاز، شبیه سازی عددی
    R. Barkhordari, M. Ganjiani *, Sh. Etemadi Haghighi
    This study investigates the anisotropic damage growth and martensitic phase transformation in AISI-316 austenitic stainless steel at room temperature. Initially, tensile and torsion tests were performed on samples at various displacements. Following these tests, the samples were analyzed using X-ray diffraction (XRD) to identify the present phases and determine the martensite volume fraction. The experimental data obtained were then used to develop a numerical model implemented in Abaqus software using the UMAT code. The simulation covers two main aspects: martensitic phase transformation and anisotropic damage growth, with the code capable of predicting both phenomena at room temperature. Damage mechanics is a relatively new tool in mechanical engineering, complementing the theories of plasticity and fracture mechanics. This study experimentally examined the process of damage growth and phase transformation in 316 stainless steel. The innovation of this model lies in its simultaneous consideration of anisotropic damage growth and austenite-to-martensite phase transformation at room temperature. The damage model used in this study is the Limiter model. Experimental tests, including tensile and torsion tests, were conducted to assess damage in different dimensions, involving both loading and unloading conditions. The model by Shin and colleagues was utilized to determine the phases present in the material. For greater accuracy in phase transformation testing, the samples were prepared using a water jet and then subjected to X-ray diffraction to measure the extent of martensite phase development. Finally, the numerical simulation was calibrated against experimental results for 316 stainless steel, ensuring the model's accuracy. Austenitic stainless steels transform into the martensite phase under strain, where the unstable austenite phase converts into stable martensite due to plastic deformation. This martensitic phase transformation hardens the austenitic steels. This study examines the anisotropic damage growth resulting from plastic strain and the martensitic phase transformation in austenitic stainless steels, specifically AISI-316, at room temperature. Initially, tensile and torsion tests are conducted on the samples at various displacements. Subsequently, these samples undergo X-ray diffraction tests to determine the existing phases and the martensite volume fraction in the samples. Using the obtained results, an empirical model is created from numerical tests using the UMAT code in Abaqus software. This simulation includes both the martensitic phase transformation and anisotropic damage growth. The code can predict any phenomenon under environmental conditions. Finally, the effectiveness of the proposed model is compared and analyzed against experimental results for AISI-316 steel.
    Keywords: Anisotropic Damage, X-Ray Diffraction Tests, Transformation Phase, Numerical Analysis
  • مهرناز اویسی، امیرحسین کرمی، وحید بازارگان*
    این مطالعه بر تولید دقیق قطرات در یک دستگاه ریزسیالی مبتنی بر قطره متمرکز است، به طوریکه که امولسیون تک پراکنده ی روغن در آب با اندازه قطرات کنترل شده در آن تولید می شود. ضرورت این تحقیق در توانایی تولید قطرات یکنواخت و کنترل شده در دستگاه های ریزسیالی با کاربردهای گسترده در دارورسانی، تولید مواد پیشرفته و کشت سلولی است. این روش می تواند مشکلات موجود در روش های مرسوم مانند عدم تکرارپذیری و نیاز به تجهیزات پیچیده را با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت ریزتراشه ها و کنترل دقیق پارامترهای تولید حل کند. ابتدا با بهره گیری از شبیه سازی های عددی دو سیاله انتخاب پارامترهای هندسی ریزتراشه برای ایجاد امولسیون سنجیده شده و سپس نتایج حاصله از طریق آزمایش های تجربی ساخت امولسیون توسط ریزتراشه تایید شدند. استفاده از چاپگر سه بعدی امکان ساخت تکرارپذیر قالب این ریزتراشه را ممکن ساخته است. در بخش تجربی، با بررسی اثرات افزودنی های مختلف به فاز آبی پیوسته و نرخ های جریان فاز پراکنده متفاوت، و نیز پارامترهای هندسی دستگاه ریزسیالاتی، شرایط بهینه برای تولید قطرات یکنواخت شناسایی شده است. نتایج نشان می دهد که توسط فاصله ی بین دو لوله ی مویین به کار رفته، دبی فاز پراکنده و نوع افزودنی فاز پیوسته، اندازه قطرات و فرکانس تولید آنها را می توان کنترل کرد و امولسیون مطلوب با ابعاد قطره 500 تا 1000 میکرومتر تولید نمود.
    کلید واژگان: تشکیل قطرات، شبیه سازی عددی، ساخت ریزتراشه لوله مویین
    M. Oveysi, A. H. Karami, V. Bazargan *
    This study focuses on the precise production of droplets in a droplet-based microfluidic device, where monodisperse oil-in-water emulsions with controlled droplet sizes are generated. The primary objective is to achieve uniform emulsions by examining key parameters such as additives in the continuous aqueous phase, internal phase flow rates, and the microfluidic device's geometric characteristics. Initially, the geometric parameters of the microchip for emulsion formation were selected using numerical simulations, and the results were validated through experimental tests of emulsion production with the microchip. The precision of the outcomes is enhanced using an innovative 3D printing method for microchip manufacturing, enabling the creation of identical microdevice copies. In the experimental phase, the optimal conditions for producing uniform droplets were identified by examining the effects of various additives in the external aqueous phase, different internal phase flow rates, and the geometric parameters of the microfluidic device. The results demonstrate that the distance between the two capillaries can control droplet size and frequency, the internal phase flow rate, and the type of additive in the external phase, allowing for emulsions with droplet sizes ranging from 500 to 1000 microns. Specifically, the distance between the capillary tubes significantly affects droplet size, contributing to 30% of the variation when this distance is increased sixfold. Additionally, the study reveals that the increase in droplet diameter due to a higher internal phase flow rate varies with different additives in the external phase. For instance, sodium dodecyl sulfate (SDS) results in a 6.65-fold increase in droplet production frequency with a sixfold increase in the internal phase flow rate. Furthermore, the type of additive in the external phase can independently control droplet size. For example, with a specific internal-to-external phase ratio, oil droplets measure 600.8 μm in an external phase containing SDS, 582.2 μm with polyvinyl alcohol (PVA), and 615.4 μm with Triton X-100. This method can precisely control droplet size and frequency, making it suitable for generating precursor emulsions for engineered micro- and millimeter-sized polymer particles aimed at drug delivery or cell culture applications. The study successfully ensures consistent and uniform emulsions by manipulating these critical parameters through this combined approach of numerical simulations and experimental validation.
    Keywords: Droplet Formation, Numerical Simulation, Fabrication, Capillary Microdevice
  • فرید حسین زاده اصفهانی*، سید محمدحسین کریمیان

    در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی به بررسی پدیده دینامیک استال پره بالگرد با زاویه پیچ متغیر در دو ضریب پیشروی3 .0 = μ و μ =0.35 پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی میدان جریان تراکم پذیر سه بعدی، معادلات متوسط گیری شده ناویر استوکس با استفاده از روش گسسته سازی حجم محدود حل شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ترکیبی بوده و از مدل برای مدل سازی جریان توربولانسی بهره گرفته شده است. جهت اعتبارسنجی شبیه سازی انجام شده، از نتایج تست پروازی بالگرد AH1-G استفاده شده که نتایج این مقایسه نشان دهنده دقت مناسب شبیه سازی در این تحقیق می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که بر خلاف انتظار، در ناحیه پس رونده روتور شدت و تعداد استال های ایجاد شده در مقطع مورد مطالعه (r/R=0.778) در ضریب پیشروی 3 .0 بیشتر از شدت و تعداد استال ها در ضریب پیشروی 35 .0 می باشد. در ناحیه پیش رونده روتور، استال ایجاد شده در ضریب پیشروی 35 .0 شدید تر بوده به طوری که ضریب گشتاور پیچشی در ناحیه پس از استال 89% کمتر (منفی تر) از مقدار آن در ضریب پیشروی 3 .0 می باشد. آشکارسازی الگوی جریان نشان می دهد که توسعه دینامیک استال در هر دو ضریب پیشروی با جدایش جریان از نزدیکی لبه فرار شروع و سپس به بالادست گسترش یافته و همزمان به دلیل وجود جریان شعاعی به سمت نوک پره خم شده است.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی، دینامیک استال، روتور بالگرد، ضریب پیشروی، میرایی آیرودینامیکی
    Farid Hosseinzadeh Esfahani *, S.M.H Karimian

    In this study, numerical simulations are used to investigate the dynamic stall phenomenon at two advance ratios, μ = 0.3 and μ = 0.35, on a single blade with cyclic pitching motion. To simulate the three-dimensional compressible flow field, the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (URANS) equations are solved using the finite volume discretization method. A hybrid mesh is employed, and turbulence is modeled using the k-ω SST model. To validate and verify the numerical method, flight test data from the AH-1G helicopter was used. The comparison results confirm the accuracy and reliability of the numerical approach applied in this study. The findings of this study indicate that contrary to expectations, the intensity and number of stalls on the retreating side of the rotor at the studied radial section (r/R = 0.778) are greater at µ = 0.3 compared to µ= 0.35. On the advancing side, the stall is more severe at µ = 0.35, with the post-stall pitching moment coefficient differing by 89%, resulting in a significant increase in negative aerodynamic damping at this ratio. An analysis of the flow pattern reveals that the dynamic stall development at both advance ratios begins with flow separation near the trailing edge, which then propagates upstream while simultaneously bend to outboard region due to radial flow.

    Keywords: Numerical Simulation, Dynamic Stall, Helicopter Rotor, Advance Ratio, Aerodynamic Damping
  • مصطفی محمودی*، حمید پرهیزکار، جاماسب پیرکندی
    پژوهش حاضر شبیه سازی گرمایش آیرودینامیکی یک نمونه پرتابه بازگشت پذیر با قرارگیری بالک کنترلی و اجزای متصل به آن را مورد بررسی قرار داده است. در این پژوهش به بررسی چهار هندسه مختلف یک نمونه موشک تجاری سازی شده شامل موشک بدون بالک، موشک به همراه بالک کنترلی، موشک با بالک کنترلی به همراه شفت متصل به آن و موشک با بالک کنترلی و شفت متصل به آن با در نظر گرفتن گوه پرداخته شده و مقایسه نتایج بین این هندسه ها صورت گرفته است. نتایج نشان می دهند که حضور بالک کنترلی به عنوان مانعی در راه حرکت جریان هوا باعث افزایش 27 درصدی شار حرارتی روی بدنه موشک شده است. به واسطه وجود شفت، شار حرارتی روی بدنه موشک در بخش جلوی شفت افزایش یافته است. علت این موضوع، تداخل لایه مرزی روی بدنه با موج شاک تشکیل شده در جلوی شفت است. بطوری که در بالادست شفت این افزایش مقدار شار حرارتی 5 برابر هندسه بدون شفت است. حضور گوه در جلوی شفت، باعث کاهش 52 درصدی شار حرارتی در قسمت پایین دست خود می شود. همچنین گوه ماکزیمم شار حرارتی ایجاد شده روی سطح شفت را نسبت به هندسه سوم حدود 74% کاهش می دهد. بنابراین وجود گوه از اثرات مخرب گرمایش آیرودینامیکی در نزدیکی بالادست شفت به خوبی کاسته است.
    کلید واژگان: پرتابه بازگشتی، شبیه سازی عددی، شار حرارتی، بالک کنترلی
    Mostafa Mahmoodi *, Hamid Parhizkar, Jamasb Pirkandi
    The present research has investigated the simulation of the aerodynamic heating of a missile with regard to the placement and non-placement of the control block and its connection components. In this research, he investigated four different geometries of a commercialized missile sample, including a missile without a block, a missile with a control block, a missile with a control block and a shaft connected to it, and a missile with a control block and a shaft connected to it, considering the wedge. The results showed that the presence of control block as an obstacle in the way of air flow has increased the heat flux on the missile surface by about 27% compared to the first phase. In the upstream of the shaft, t in the amount of heat flux is 5 times compared to the case without the shaft. Also, with the simulation of the fourth phase, the effect of the presence of the wedge in guiding the fluid flow and reducing the damaging effects of heating around the location of the shaft was revealed. The results showed that the presence of the wedge caused the heat flux of the missile surface to decrease by about 52% compared to the third phase. Also, the wedge has reduced the maximum heat flux created on the shaft surface by about 74% compared to the third phase.
    Keywords: Re-Entry Vehicle, Numerical Simulation, Heat Flux, Control Wing Connections
  • احمد شرفی*، محمد اعلایی، حیات الله اداوی، دانیال ژاله
    در این تحقیق، به بررسی عددی جریان پایا حول یک موشک هوا به سطح با استفاده از نرم افزار فلوئنت و Missile Datcom در سرعت ها و زوایای حمله مختلف پرداخته شده است. ضرایب نیرویی، گشتاور و خطوط همتراز عدد ماخ، فشار و دما حول موشک بررسی شده است. به منظور کاهش خطای عددی ناشی از شبکه، جریان در بحرانی ترین شرایط گرمایشی، در اطراف دماغه موشک با استفاده از یک شبکه با سازمان بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که موشک در تمامی سرعتهای مورد بررسی دارای پایداری استاتیکی بوده و جریان گردابه ای بر روی بدنه و سطوح کنترلی شکل گرفته که با افزایش زاویه حمله، این گردابه ها بزرگ تر شده و نواحی بیشتری از بدنه و سطوح کنترلی را در بر می گیرند. بررسی توزیع دما بر روی سطح موشک نشان داد که نقطه حداکثر دما در نوک موشک و در لبه حمله سطوح کنترلی واقع شده است که با افزایش زاویه حمله، این نقطه به سمت پایین نوک موشک متمایل می شود. همچنین با افزایش عدد ماخ، مقدار دما در این نقطه افزایش می یابد. توزیع دما روی سطح موشک در شرایط پایا نشان داد که این شرایط معادل پرواز بسیار طولانی مدت موشک با عدد ماخ حداکثر (ماخ 7/3) می باشد. دما در چنین شرایطی به محدوده ای می رسد که امکان آسیب رسیده به سازه های فلزی و کامپوزیتی وجود دارد و نیاز به بررسی انتقال حرارت موشک با توجه به مدت زمان و شرایط پرواز و جنس مواد بدنه ضروری به نظر می رسد.
    کلید واژگان: تحلیل گرمایشی، شبیه سازی عددی، موشک هوا به سطح، ضرایب آیرودینامیکی، دماغه موشک
    Ahmad Sharafi *, Mohammad Alaei, Hayat Allah Adavi, Danial Zhaleh
    In this research, a numerical investigation of the steady flow around an air-to-surface missile has been done using Fluent and Missile Datcom software at different speeds and angles of attack. Force and moment coefficients and contours of Mach number, pressure and temperature around the missile have been investigated. In order to reduce the numerical error of the grid, the flow in the critical aerothermal conditions is examined around the nose of the missile using a structured mesh. The results show that the missile has static stability at all speeds and a vortical flow is formed on the body and control surfaces, and with the increase of the angle of attack, these vortices become larger and cover more areas of the body and control surfaces. Examining the temperature distribution on the surface of the missile showed that the point of maximum temperature is located at the tip of the missile and at the leading edge of the control surfaces, and with the increase of the angle of attack, this point inclines towards the bottom of the missile tip. Also, with the increase of Mach number, the temperature value at this point increases. The temperature distribution on the surface of the missile in steady conditions showed that these conditions are equivalent to a very long flight of the missile with the maximum Mach number of 3.7.
    Keywords: Thermal Analysis, Numerical Simulation, Air To Surface Missile, Aerodynamic Coefficients, Missile Nose
  • مجتبی برزگر رحیمی، یاسین برزگر رحیمی، محمود سالاری*
    پروانه ی نیمه مغروق نوعی از پروانه های دریایی است که در شناورهای تندرو از آن استفاده می شود. این پروانه مورد توجه طراحان قرار گرفته است؛ زیرا در برابر پدیده ی مخرب کاویتاسیون مقاومت می کند. همچنین پروانه های نیمه مغروق در سرعت های بالا از پایداری رانشی و گشتاوری مناسبی برخوردار هستند و مانورپذیری بالایی هم دارند. از این رو بررسی بیشتر پیرامون آن، حائز اهمیت است. پژوهش پیش رو با هدف بررسی اثر ایجاد یک شیار عمودی بر سطح پره های یک پروانه ی نیمه مغروق انجام شده و ایده ی آن بر گرفته از سطح شیاردار یا کنگره دار در کف برخی شناورهای تندرو است. پروانه ی مورد بررسی در این پژوهش، پروانه ی نیمه مغروق B-841 موسوم به الفسون می باشد. شبکه بندی دامنه ی حل سه بعدی و شبیه سازی عددی در نرم افزار Star CCM انجام شده است. حالت مورد نظر در این شبیه سازی عددی، نسبت عمق غوطه وری 33%، ضریب پیشروی 0.8، عدد کاویتاسیون 2.3، عدد فرود 6 و زاویه ی صفر شفت (حالت افقی) است. نتایج حاکی از آن است که بازدهی پروانه ی شیاردار 44.5% می باشد که این مقدار از بازدهی پروانه ی بدون شیار کمتر است. در انتها می توان گفت که شیار ایجاد شده، اثر نامطلوب بر بازدهی و عملکرد پروانه داشته و در عمل استفاده از آن در شرایط کاری پروانه ی مورد بررسی، توصیه نمی شود.
    کلید واژگان: پروانه ی نیمه مغروق شیاردار، 841-B، شبیه سازی عددی، Star CCM
    Mojtaba Barzegar Rahimi, Yasin Barzegar Rahimi, Mahmoud Salari *
    The semi-submerged propeller is a type of marine propeller that is used in high-speed vessels. This propeller has attracted designers attention; because it resists the destructive phenomenon of cavitation. also Semi-submerged propellers have suitable thrust and torque stability at high speeds and offer high maneuverability. Therefore, further investigation around it is important. The current research aims to examine the effect of creating a vertical groove on the surface of the blades of a semi-submerged propeller, an idea inspired by the grooved or corrugated surface on the bottom of some high-speed vessels. The propeller examined in this study is the semi-submerged propeller 841-B known as Olofsson. The 3D domain meshing and numerical simulation have been done in the Star CCM software. The specific condition considered in this numerical simulation is a submergence depth ratio of 33%, an advance coefficient of 0.8, a cavitation number of 2.3, a Froude number of 6, and a shaft angle of zero degrees (horizontal position). The results showed that the efficiency of the grooved propeller is 44.5%, which is less than the efficiency of the ungrooved propeller. In the end, it can be said that the created groove has an adverse effect on the efficiency and performance of the propeller and it is not recommended to use it in the working conditions of the investigated propeller.
    Keywords: Grooved Semi-Submerged Propeller, 841-B, Numerical Simulation, Star CCM
  • امین اعلمی نیا*، مهدی ملکی زاده

    در پژوهش حاضر تاثیر زاویه قرارگیری و اندازه گام لوله مارپیچی بر روی آهنگ انتقال حرارت از طریق دیواره لوله به سیال عبوری از آن، در جریان های آرام، گذار و آشفته مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه کار تغییرات عدد نوسلت در اثر اضافه کردن نانو ذرات TiO2 بررسی شده است. و در نهایت تاثیر اعمال میدان مغناطیسی با شدت 1 تسلا بر روی میزان انتقال حرارت در حالات مختلف، بررسی شده است. طبق نتایج بدست آمده عدد نوسلت با کاهش گام افزایش می یابد و در رینولدزهای مختلف، عدد نوسلت در گام 10 سانتی متر به بالاترین مقدار خود می ر سد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت، لوله مارپیچ، میدان مغناطیسی، شبیه سازی عددی، گام پیچ، زاویه پیچ
    Amin Alami Nia *, Mehdi Malekizadeh

    In the present study, the effect of the angle and pitch of the spiral pipe on the rate of heat transfer through the wall of the pipe to the fluid passing through it in quiet, transition and turbulent flows has been studied Next the changes in Nusselt number due to the addition of nanoparticles TiO2 were investigated. Finally, the effect of applying a magnetic field with an intensity of 1 Tesla on the rate of heat transfer in different situations has been investigated. To do this, the spiral tube is considered in three different pitches of 10, 12.5 and 15 cm and three angles of 0, 45 and 90 degrees. According to the results, the Nusselt number increases with decreasing pitch and in different Reynolds, the Nusselt number reaches its highest value in 10 cm pitch. This number also changes with changing angle and has the highest and lowest values at 45° and 90° angles, respectively. Then TiO2 nanoparticles with mass percentages of 0.1%, 0.3% and 0.5% were added to the fluid, which increased the Nusselt number. It was observed that increasing the concentration of nanoparticles causes a higher Nusselt number. Finally, Hartmann number was calculated for the spiral tube, the maximum value of which was obtained in pitch of 15 cm and a concentration of 0.5% TiO2 and was equal to 43.83.

    Keywords: Heat Transfer, Spiral Tube, Magnetic Field, Numerical Simulation, Screw Pitch, Screw Angle
  • افشین مدنی، محمدحسن جوارشکیان*

    در این پژوهش یکی از سامانه کنترلی پرکاربرد هواپیماهای بدون دم، با نام کورو فلپ توسط روش عددی، شبیه سازی شده و جهت بازشوندگی مناسب این سامانه موردبررسی قرارگرفته است. سامانه مذکور با ایجاد اختلاف پسا در دو طرف هواپیما، گشتاور لازم جهت، گردش هواپیما و کنترل سمتی را ایجاد می کند. این سامانه از دو صفحه متحرک تشکیل شده است که به صورت خلاف یکدیگر منحرف شده تا نیروی برآی یکدیگر را خنثی و پسای لازم را تولید نماید. یکی از مسائل مهم در سامانه های کنترلی، کاهش گشتاورهای مزاحم است. معین کردن مناسب ترین جهت بازشوندگی با کمترین پسا و گشتاور مزاحم و افزایش گشتاورهای مفید، هدف این پژوهش است. به این منظور، اندازه گیری این گشتاورها و نیروها در دو حالت بازشوندگی عادی و معکوس مقایسه می گردد. پهپاد موردبررسی از نوع لامبدا شکل بانام سویینگ می باشد. آزمایش های انجام شده در زوایای حمله 0 تا 12 درجه برای سه حالت زاویه بازشوندگی صورت پذیرفته است. شبکه بندی ایجادشده به صورت بی سازمان می باشد. در این شبیه سازی معادلات پیوستگی، مومنتم و اسکالر پس از گسسته سازی با روش حجم محدود، توسط الگوریتم سیمپل سی حل گردیده است، همچنین از مدل آشفتگی (کا-امگا-اس اس تی) استفاده شده است. در این پژوهش جهت برعکس بازشوندگی سامانه کورو فلپ، برخلاف جهت بازشوندگی معمول آن که در برخی از مقالات به آن اشاره شده است، از نتیجه بهتری برخوردار بوده، به طوری که در زوایای حمله بالا، این جهت بازشوندگی، بین 5 تا 32 درصد پسای کمتر و 5/10 تا 35 درصد گشتاور گردشی بیشتری را در کنار کاهش گشتاورهای مزاحم، تولید کرده است.

    کلید واژگان: کورو فلپ، هواپیمای بال پرنده، پهپاد، آیرودینامیک، شبیه سازی عددی
    Afshin Madani, Mohammadhassan Djavareshkian *

    In this research, one of the widely used control systems of tailless aircraft, named Crow Flap, has been simulated by numerical method and the appropriate opening direction of this system has been investigated. By creating a differential drag on both sides of the aircraft, this system creates the necessary yawing moment and directional control. This system consists of two moving surfaces that are deflected against each other to neutralize each other's force and produce drag. One of the important issues in control systems is the reduction of disturbing moments. Determining the suitable opening direction with the least drag and disturbing moment and increasing the useful moments is the aim of this research. For this purpose, the measurement of these moments and forces are compared in two states of normal and reverse-opening. The UAV under investigation is a lambda-shaped UAV named Swing. Experiments have been carried out at AOAs of 0 to 12° for three opening angles. The created Mesh is unstructured. In this simulation, the continuity, momentum, and scalar equations have been solved by the Simple C algorithm after discretization with the finite volume method, and the turbulence model (K-ω-SST) has also been used. In this research, the opposite opening direction of the Crow Flap, unlike the usual opening direction mentioned in some articles, had a better result, so that at high AOAs, this opening direction has between 5 and 32% less drag and it has produced 10.5 to 35% more Yawing moment along with reducing disturbing moments.

    Keywords: Crow Flap, Flying Wing, UAV, Aerodynamic, Numerical Solution
  • محمدصادق عابدی نژاد*، سمانه دلیری، علیرضا تیموری

    عملکرد محفظه های احتراق در سیستم های ترمو فتوولتائیک به عواملی نظیر جنس محفظه، ضخامت دیواره و حضور محیط متخلخل در محفظه وابسته است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی عددی محفظه از مدل های realizable  و اضمحلال گردابه- نرخ واکنش محدود به ترتیب برای مدل سازی آشفتگی جریان و احتراق گاز هیدروژن استفاده شده است. سه ضخامت دیواره مختلف در سرعت های m/s2 و m/s3 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد کاهش ضخامت دیواره سبب افزایش دمای دیواره خارجی و بازده تابشی محفظه می گردد. بیشینه دما در سرعت m/s2 و در ضخامت mm2/0 نسبت به ضخامت های mm5/0 و mm8/0 به میزان  111 و  141 و در سرعت m/s3 به میزان  79 و  107 افزایش می یابد. هم چنین محفظه احتراق با سه جنس مختلف دیواره  و SiC و Stainless Steel (SS316) شبیه سازی گردیده است. در حالتی که دیواره از جنس  باشد، بازده بیشتری حاصل می گردد. در بخشی دیگر حضور دو ناحیه متخلخل در محفظه منجر به تغییر محل تشکیل شعله گردیده است. بازده تابشی در محفظه با حضور دو ناحیه متخلخل نسبت به محفظه تک ناحیه متخلخل در نسبت های هم ارزی 6/0، 8/0 و 1 به ترتیب به میزان %24، %27 و %28 افزایش می یابد.

    کلید واژگان: محفظه احتراق ترمو فتوولتائیک، متخلخل، هیدروژن، جنس دیوار، ضخامت دیوار، شبیه سازی عددی، تخلخل دو ناحیه ای
    Mohammadsadegh Abedinejad *, Samaneh Daliri, Alireza Teymoori

    In the present research, the performance of the combustion chamber for use in thermo-photovoltaic systems depending on some factors such as the material of chamber, wall thickness, and the presence of porous medium, has been numerically investigated. In the numerical simulation, the realizable k-ε and the finite rate- eddy dissipation models have been used to model flow turbulence and hydrogen gas combustion, respectively. Three different wall thicknesses at constant equivalence ratio of 0.8 and velocities of 2 m/s and 3 m/s have been studied. The results show that decreasing the wall thickness increases the temperature of the outer wall and the radiation efficiency of the chamber. The maximum temperature increases by 111 and 141 °C at the velocity of 2 m/s and at the thickness of 0.2 mm as compared to the thicknesses of 0.5 mm and 0.8 mm and by 79 and 107 °C at the velocity of 3 m/s. Also, the combustion chamber has been simulated with three different materials of walls, Al2O3, SiC and Stainless Steel (SS316). The results show that when the wall is made of Al2O3, the efficiency is higher. In another part of this research, the presence of two porous zones in the chamber has led to a change in the place of flame formation. The radiation efficiency in the combustion chamber with the presence of two porous zones increases by 24%, 27%, and 28%, respectively, in the equivalence ratios of 0.6, 0.8, and 1.

    Keywords: Thermo-Photovoltaic Combustion Chamber, Porous, Hydrogen, Wall Material, Numerical Simulation, Two Porous Zones
  • حمیدرضا زارعی، مصطفی لیوانی*، میثم جلالوند

    در این مقاله برای بررسی شدت آسیب وارده به خلبان بالگرد تحت ضربه ناشی از سقوط، شبیه سازی عددی مدل صندلی واقعی کابین خلبان بالگرد انجام شده است. برای محدود کردن پیچیدگی مسئله، ضربه ای کاملا عمودی به عنوان سناریوی مرجع برای مجموعه ای شامل یک صندلی بالگرد قابل سقوط، بخش جذب انرژی و یک آدمک انسان نما در نظر گرفته شد. برای این کار مدل سه بعدی صندلی موجود در آزمایشگاه در دو حالت با و بدون افزودن مکانیزم جذب انرژی مورد مطالعه قرار گرفت. از سازه لانه زنبوری در بخش میراکننده صندلی استفاده شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد استفاده از جاذب UPVC برای آزمایش سقوط از ارتفاع با جرم مشخص، بر اساس معیارهای بیومکانیکی آسیب های واردشده به جمجمه و ستون فقرات را حدود 80 درصد کاهش داده است. هم چنین بر اساس نتایج مستخرجه در این پژوهش، سازه لانه زنبوری آلومینیومی با اینکه معیار آسیب وارده به سر را برآورده کرده و در محدوده مجاز قرار می گیرد، ولی معیارهای آسیب وارده به ستون فقرات و محدوده شتاب مجاز را رد کرده است؛ بااین حال نسبت به حالت بدون لانه زنبوری عملکرد بسیار بهتری داشته و تا حدود زیادی توانسته انرژی ضربه حاصل از سقوط را جذب نماید.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی، صندلی، ضربه، بالگرد، آسیب، لانه زنبوری
    Hamidreza Zarei, Mostafa Livani *, Meysam Jalalvand

    In this article, to investigate the severity of damage to the helicopter pilot under the crash impact, the numerical simulation of the actual helicopter cockpit seat has been done. To limit the complexity of the problem, a fully vertical impact was considered as a reference scenario for the assembly consisting of a collapsible helicopter seat, an energy absorption section, and a humanoid dummy. For this purpose, the three-dimensional model of the chair in the laboratory was studied in two states with and without the addition of the energy absorption mechanism. A honeycomb structure was used in the seat cushion section. The results of the research showed that the use of UPVC damper to test the crash impact with a certain mass based on biomechanical criteria, an average 80 % decrease in serious injuries to the skull and spine has been achieved. Also, based on the results obtained in this research, although the aluminum honeycomb structure meets the criterion of damage to the head and is within the permissible range, it has rejected the criteria of damage to the spine and permissible acceleration range. However, compared to the case without honeycomb, it has performed much better and has been able to absorb the energy of the crash impact.

    Keywords: Numerical Simulation, Seat, Impact, Helicopter, Damage, Honeycomb
  • علی حاجی زاده، میریوسف هاشمی*، علی ضیائی اصل

    با توجه به اهمیت بسیار بالای توربین گازی در تولید برق و همچنین توسعه روزافزون آن، از جمله ی مهم ترین روش ها برای افزایش کارایی پره های توربین گازی، افزودن پوشش محافظ گرمایی به سطح خارجی آنهاست. این پوشش ها اینکه باعث بهبود خنک کاری پره توربین گازی می شوند، ولی معایبی نیز دارند که از جمله معایب آنها زبر نمودن سطح پره ها است که ناخواسته منجر به جدایش های جریان سیال داغ اطراف توربین گازی می گردند، لذا سطوح زبر پوشش های محافظ گرمایی می بایست به طور بهینه و هدف دار مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت به بررسی و تحلیل این نوع پوشش ها، برای یافتن مناسب ترین حالت ممکن جهت استفاده از آن پرداخته شده است. تاثیر پارامترهای زبری سطح، ضخامت و جنس پوشش های محافظ گرمایی مورد بررسی قرار گرفته و بهینه ترین حالت برای پارامترهای مذکور، به ترتیب 1/0 م م، 38/0 م م و 7/2 وات بر متردرکلوین بدست آمده است.

    کلید واژگان: پوشش محافظ گرمایی، توربین گازی، زبری، شبیه سازی عددی
    Ali Hajizadeh, Miryoseph Hashemi *, Ali Ziaie Asl

    Due to the very high importance of gas turbine in electricity production and also its increasing development in the electricity industry, one of the most important methods to increase the efficiency of gas turbine blades is to add thermal barrier coating to their outer surface. These coatings improve the cooling of gas turbine blades, but they also have disadvantages such as roughness of their surface cause to the separation of the hot fluid flow around the turbine blades. The rough surfaces of thermal barrier coatings should be used optimally and purposefully. In this research, using commercial software of Fluent, this type of coating has been investigated and analyzed in order to find the most optimal possible mode for its use. The influence of surface parameters such as roughness, thickness and material of thermal barrier coatings have been investigated. The most optimal state for the mentioned parameters are: 0.1 mm, 0.38 mm and 2.7 W/m.K respectively.

    Keywords: Thermal Barrier Coating, Gas Turbine, Roughness, Numerical Simulations
  • افشین کومه، سعید فعلی*
    در این مقاله ضربه سرعت پایین روی ساندویچ پنل ها با رویه های کامپوزیتی و هسته موج دار آلومینیومی مدلسازی شده و میزان جذب انرژی، نیروی تماسی، تغییر شکل محل برخورد و ابعاد ناحیه آسیب محاسبه و با نتایج تجربی مقایسه شده است. ساندویچ پنل ها دارای رویه های کامپوزیت از الیاف کربن و شیشه و هسته های موج دار آلومینیومی به شکل های مربعی، ذوزنقه ای، قوسی، سینوسی و مثلثی می باشند. نتایج نشان می دهد هسته های موج دار ذوزنقه ای و مربعی بیشترین جذب انرژی و مساحت ناحیه آسیب و هسته های قوسی و سینوسی بیشترین تغییر مکان محل برخورد را دارند.
    کلید واژگان: ساندویچ پنل، هسته موجدار، بار ضربه ای سرعت پایین، جذب انرژی، شبیه سازی عددی
    Afshin Komeh, Saeed Feli *
    In this paper, the low velocity impact response of sandwich panels with composites face sheets and aluminum based corrugated cores is modeled with numerical simulation, and the amount of energy absorption, contact force, deformation of the impact area and dimensions of the damage area are calculated and compared with experimental results. Sandwich panels with composite face sheets reinforced with carbon fibers and glass fibers and corrugated aluminum-based cores are in square, trapezoidal, arched, sinusoidal and triangular shapes. Through numerical simulations ten examples have been analyzed. Dimensions and weights of face sheets and cores of the samples are the same. The obtained results show that in the sandwich panel with trapezoidal and square corrugated cores, the contact force is applied to a larger area and the energy absorption and dimensions of the damage area are greater. Also, sandwich panels with arc and sinusoidal wave shape cores have the greatest displacement at the point location compared to other sandwich panels.
    Keywords: Sandwich Panel, Corrugated Core, Low Velocity Impact, Energy Absorption, Numerical Simulation
  • حسین معین، محمد پسندیده فرد*، علی فائزیان
    در این تحقیق، روش های مختلف تعیین اتلاف عبور برای ارزیابی کارایی آکوستیکی المان های صوتی مافلر برای حالت بدون جریان مورد مطالعه قرار گرفت. محاسبه اتلاف عبور با دو رویکرد عددی و تجربی صورت گرفت که رویکرد عددی شامل روش لوله هرشل- کوئینک (رویکرد1) و روش شبیه سازی COMSOL (رویکرد2) و ANSYS (رویکرد3) بود. در رویکرد تجربی از روش ماتریس انتقال به کمک نرم افزار شرکت B&K (رویکرد4) و کارت صدا به همراه نرم افزار MATLAB (رویکرد5) برای محاسبه اتلاف عبور استفاده شد. استقلال از شبکه روش های عددی و عدم قطعیت روش تجربی نیز بررسی شد. نتایج در بازه فرکانسی 20 تا 2000 هرتز مورد ارزیابی قرار گرفت که محدوده مناسب برای ارزیابی المان های صوتی نظیر مافلر است. نتایج نشان می دهد بازه فرکانسی 20 تا 1900 هرتز بازه قابل اعتماد مقایسه رویکرد های مختلف اتلاف عبور است. از نتایج بدست آمده مشاهده می شود که اتلاف عبور معادل برای رویکرد های 1 تا 5 به ترتیب برابرست با 5/81، 5/35، 5/21 ، 4/08 وdB 3/77 . بررسی نتایج نشان می دهد که اتلاف عبور معادل روش های عددی ANSYS و COMSOL تقریبا بر یکدیگر منطبق هستند و اتلاف عبور معادل شبیه سازی COMSOL نسبت به روش عددی یک بعدی هرشل کوئینک 8% کمتر است. اتلاف عبور معادل روش های محاسباتی تجربی نیز نشان می دهد که اتلاف عبور معادل رویکرد کارت صدا نسبت به رویکرد نرم افزار شرکت B&K ، 7/5 % کمتر است.
    کلید واژگان: آکوستیک، مافلر، صداخفه کن، مطالعه تجربی، شبیه سازی عددی
    Hossein Moein, Mohammad Passandideh Fard *, Ali Faezian
    To evaluate the acoustic performance of the muffler at zero flow, different methods of determining transmission loss were studied. Both numerical and experimental approaches were used to calculate transmission loss. The numerical method employed was the Herschel-Quincke tube method (case 1) as well as simulation methods using COMSOL (2) and ANSYS (3). The experimental approach utilized the transfer matrix method with the aid of software developed by the B&K software (4) and the sound card with MATLAB software (5) was used to calculate the transmission loss. Furthermore, the mesh independence of numerical methods and the uncertainty of the experimental method were examined. Results were evaluated between 20 and 1900 Hz, which is an appropriate frequency range and reliable range for evaluating mufflers and comparing different cases to transmission loss calculations. According to the results, the equivalent transmission loss for cases 1 to 5 is approximately 5.81 dB, 5.35 dB, 5.21 dB, 4.08 dB, and 3.77 dB, respectively Based on the results obtained, it can be concluded that the equivalent transmission loss of ANSYS and COMSOL numerical methods is almost consistent, and COMSOL simulation results in a 8% lower equivalent transmission loss than Herschel-Quincke's one-dimensional numerical method. Similarly, the equivalent transmission loss of experimental calculation methods indicates that the sound card approach has a 7.5% lower equivalent transmission loss than the B&K software approach.
    Keywords: Acoustic, Muffler, Silencer, Experimental Study, Simulation
  • سبا جوادیان، محمد مرادی، امین اله محمدی*، پیمان مصدق
    ویژگی هایی نظیر خواص مکانیکی عالی، مقاومت به حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی و چگالی کم، باعث شده که کامپوزیت هایی نظیر الیاف کربن در صنایع مختلف مانند پزشکی، هوافضا و خودروسازی کاربرد فراوانی داشته باشند. با این حال، به دلیل خصوصیت هایی نظیر هدایت حرارتی ضعیف، کیفیت پایین سطح برش و استحکام زیاد، برش آن ها با روش های مرسوم به سختی امکان پذیر است. هدف از انجام این پروژه، طراحی و ساخت نوعی ابزار برش با کمک امواج آلتراسونیک است که باعث کاهش نیروی برش و افزایش کیفیت سطح برش قطعه کار از جنس الیاف کربن می شود. در این تحقیق به طور خاص به طراحی و ساخت قسمت هورن ابزار برش پرداخته شده است. ابتدا با انجام محاسبات تحلیلی، هورن پله ای طراحی شده و در ادامه با افزودن قسمت مخروطی با زوایای مختلف به آن، اثر تغییر زاویه بر روی تقویت دامنه، فاصله مودال و توزیع تنش توسط روش شبیه سازی عددی بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان دهنده تاثیر ناچیز تغییر زاویه قسمت مخروطی بر روی آن ها می باشد. در نهایت نمونه بهینه از طراحی ساخته شده است. نتایج آزمایش های تجربی نشان می دهد که استفاده از امواج آلتراسونیک اثر قابل ملاحظه ای در کاهش نیروی برش تا یک شانزدهم و بهبود قابل توجهی در کیفیت و مقدار مستقیم بودن لبه ی برش قطعه کار از جنس الیاف کربن نسبت به حالت بدون آلتراسونیک داشته است.
    کلید واژگان: ابزار برش آلتراسونیک، هورن، آنالیز مودال، شبیه سازی عددی، الیاف کربن
    Saba Javadian, Mohammad Moradi, Aminollah Mohammadi *, Peiman Mosaddegh
    Characteristics such as excellent mechanical properties, high heat resistance, corrosion resistance and low density have made composites like carbon fiber widely used in various industries including medical, aerospace and automotive. However, due to characteristics such as poor thermal conductivity, low cutting surface quality and high strength, it is difficult to cut it using conventional methods. The aim of this article is to design and build a type of cutting tool that uses ultrasonic waves to reduce the cutting force and improve the cutting surface quality of carbon fiber workpieces. In this research, the design and construction of the horn part of the cutting tool is specifically discussed. First, a stepped horn is designed by performing analytical calculations, and then by adding a conical part with different angles to it, the effect of changing the angle on the amplitude amplification, modal spacing and stress distribution has been investigated by finite element simulation method.The results of numerical simulation show the insignificant effect of changing the angle of the conical part on the result. Finally, the optimized design is built.The results of experimental tests show that the use of ultrasonic waves has a significant effect in reducing the cutting force up to one-sixteenth and significantly improving the quality and straightness of the cutting edge of the carbon fiber workpiece compared to the case without ultrasonic assistance.
    Keywords: Ultrasonic Cutting Tools, Horn, Modal Analysis, Numerical Simulation, Carbon Fiber
  • نیما غیاثی طبری*، حسین محسنیان، مهران زرکش
    در این مطالعه به شبیه سازی عددی سه بعدی یک رآکتور احتراق صنعتی نمونه ورود همزمان پرداخته شده است. معادلات و واکنش های حاکم بر مسئله پیاده سازی و پارامترهای عملکردی مطابق با کارهای آزمایشگاهی درنظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی، با داده های تجربی و مقالات مشابه موجود مقایسه و صحت سنجی شده است. چهار مدل تبخیر مواد فرار بررسی و نتایج حاصل از شبیه سازی با یکدیگر مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان میدهند، اگرچه مدل کوبایاشی دارای زمان محساباتی بالاتری است، اما جواب های نزدیک تری به نتایج تجربی ارائه می دهد. تاثیر افزایش/کاهش اندازه ذرات زغال سنگ تزریق شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش اندازه ذرات سوخت از 55 تا 120 میکرومتر منجر به کاهش دمای گاز درون رآکتور شده است. با کاهش اندازه متوسط ذرات از 55 به 30 میکرومتر، دما در نزدیکی شعله از 1800 کلوین تا نزدیک 1900 کلوین افزایش یافته است.
    کلید واژگان: شبیه سازی عددی، مطالعه عددی، احتراق، رآکتور ورود همزمان، زغال سنگ پودرشده
    Nima Ghiasi Tabari *, Hossein Mohsenian, Mehran Zarkesh
    In this study, a three dimensional numerical simulation of an industrial entrained flow combustion reactor has been conducted. The governing equations and reactions are implemented and the operating parameters are considered according to the experimental works. The results obtained from the numerical simulation are validated by comparing with existing experimental data and similar published papers. Four different devolatilization models are investigated and the simulation results are compared to each other. The obtained results show that although the Kobayashi model has a higher calculation time, it provides more accurate results compare to the experimental results. The effect of increasing/decreasing of injected coal particle sizes are studied. The results show that increasing of the coal particle sizes from 55 to 120 μm has led to a decrease in the gas temperature inside the reactor. By reducing the average coal particle size from 55 to 30μm, the gas temperature close to the flame has increased from 1800 K to 1900 K.
    Keywords: Numerical Study, Combustion, Entrained Flow Reactor, Pulverized Coal
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