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 « U » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « U » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • الیاس حدادی*، ابوذر اسحقی اسکویی

    قوانین رفتاری ویسکوالاستیک خطی، مانند هایپرالاستیسیته با سری های پرونی به طور گسترده در نرم افزارهای تجاری برای شبیه سازی مواد پلیمری به کار گرفته می شوند. اگرچه این مدل ها، ممکن است برای مسائل کرنش کوچک عملکرد خوبی داشته باشند، اما در مورد مسائل کرنش بزرگ مانند چسب های تهیه شده از مواد نرم، دقت کافی را ندارند. به منظور به دست آوردن داده های تجربی برای چسب های نرم، از حالت های مختلف بارگذاری برشی مانند بارگذاری یکنواخت، خزش و آزمایش های سیکلی کم چرخه با استفاده از نمونه برش تک لبه استفاده شد. این آزمایش ها، روی یک نوع چسب های شفاف نوری انجام شد. در ابتدا، محدوده اعتبار ویسکوالاستیک خطی تعیین شد که عدم توانایی این رویکرد در پیش بینی دقیق کرنش های بزرگ را آشکار ساخت. سپس، پارامترهای مدل سه شبکه ای ویسکوپلاستیک تحت کرنش های بزرگ کالیبره و به صورت تجربی انجام گرفت. رویه های کالیبراسیون از تغییرات در حالت های بارگذاری بهره بردند و بدین ترتیب دقت مدل های رفتاری را افزایش دادند. برای کالیبراسیون، آزمایش بارگذاری-باربرداری کم چرخه به دلیل فراهم سازی حجم زیادی از اطلاعات، به عنوان روشی مناسب و مقرون به صرفه برای پیش بینی دقیق رفتار ماده توصیه می شود. در نهایت، توانایی مدل اساسی مستخرج، با استفاده از یک بارگذاری چرخه ای متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی مقادیر تنش، اتلاف انرژی و کاهش انرژی ناشی از نرم شدن را به طور دقیق پیش بینی می کند.

    کلید واژگان: کالیبراسیون, ویسکوالاستیسیته غیرخطی, بارگذاری چرخه ای, چسب شفاف نوری}
    Elyas Haddadi*, Abuzar Eshaghi Oskui

    Linear viscoelastic constitutive laws, such as hyperelasticity with the Prony series, are commonly used in commercial software to simulate polymer materials. However, these models are not accurate regarding large strain problems despite performing well for small strain problems. To gather experimental data for soft adhesives, various shear modes were employed, including monotonic, creep, and low-cycle tests using single-lap shear specimens. These tests were conducted on optically clear adhesives (OCAs). Initially, the validity range for linear viscoelasticity was established, revealing the inability to predict large strains accurately using this approach. Subsequently, the three-network viscoplastic (TNV) model parameters were calibrated experimentally under large strains. The calibration procedures took advantage of variations in loading modes, enhancing the precision and improving the accuracy of the constitutive models. For calibration purposes, it is recommended to utilize the low-cycle loading-unloading test as it offers a suitable and cost-effective means of precision. This approach provides a cost-effective way to accurately predict material behavior, owing to the variations in loading modes. Finally, the characteristic model was used to evaluate the results through the finite element method. The results showed that the proposed model accurately predicts stress values, energy dissipation, and energy loss due to softening

    Keywords: Calibration, Nonlinear Viscoelasticity, Cyclic Loading, Optically Clear Adhesive}
  • مصیب نجار، رحمت الله قاجار*

    هدف از این پژوهش، بررسی تجربی جذب انرژی لوله های جدار نازک مشبک با مقطع مربعی است. دیواره های لوله ی جدار نازک به صورت مشبک با سه نوع سلول شامل آگزتیک درون رو، نیمه درون رو و لانه زنبوری معمولی از جنس فولاد زنگ نزن 304 است. هر سه نوع سلول مشبک با روش برش لیزر دوار روی لوله جدار نازک ایجاد و توسط دستگاه آزمایش یونیورسال تحت بارگذاری شبه-استاتیک با سرعت 5 میلی متر بر دقیقه به صورت محوری  فشرده می شوند. نیروی بیشینه اولیه، نیروی متوسط لهیدگی، راندمان نیروی لهیدگی، جذب انرژی و جذب انرژی ویژه به عنوان پارامترهای ارزیابی آزمون در نظر گرفته می شوند. نتایج نشان می دهد که لوله جدار نازک با ساختار آگزتیک درون رو، جذب انرژی مخصوص بیشتری نسبت به دو ساختار دیگر دارد. در این ساختار جذب انرژی ویژه 25% نسبت به ساختار لانه زنبوری معمولی بیشتر است. ساختار نیمه درون رو، جذب انرژی و نیروی متوسط بیشتری نسبت به دو ساختار دیگر دارد. مقدار راندمان نیروی لهیدگی در ساختار لانه زنبوری معمولی 85% بدست می آید که نسبت به دو ساختار دیگر بیشتر است.

    کلید واژگان: آگزتیک, نیمه درون رو, انرژی ویژه, لوله جدار نازک, شبه-استاتیک}
    Mosayeb Najar, Rahmatollah Ghajar*

    This research aims to experimentally investigate the energy absorption of thin-walled lattice tubes with a square section. The walls of the thin-walled tube are made in the form of a lattice with three types of cells: re-entrant auxetic, semi-re-entrant, and conventional honeycomb structures, and the material of the specimens is considered 304 stainless steels. All three types of lattice cells are produced by the rotary laser cutting method on a conventional tube and are axially compressed by a universal test machine under quasi-static loading at a 5 mm/min velocity. The test evaluation parameters are initial maximum force, mean crushing force, crushing force efficiency, energy absorption, and specific energy absorption. The results show that the thin-walled tube with the re-entrant auxetic structure has more specific energy absorption than the other two structures. The specific energy absorption of this structure is 25% higher than the conventional honeycomb structure. The semi-re-entrant structure has more energy absorption and mean crushing force than the other structures. The crushing force efficiency in the conventional honeycomb structure is higher than that of the other two structures, which has a value of 85%.

    Keywords: Auxetic, Semi-Re-Entrant, Specific Energy, Thin-Walled Tube, Quasi-Static}
  • محمد سعادت بخش*، صادق صادق زاده

    سطوح فوق آب گریز به عنوان روشی اساسی جهت کاهش پسای اصطکاکی اجسام غوطه ور در آب مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ارزیابی دقیق و پیش بینی مقدار کاهش پسای ناشی از به کارگیری این سطوح نیازمند اندازه گیری های هزینه بر، شبیه سازی های عددی و یا توسعه مدل ها و روابط قابل اعتماد می باشد. در این مقاله یک مدل برای محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و کاهش پسای سطوح تخت فوق آب گریز ارائه می شود. از داده های پیشین مربوط به ضریب اصطکاک پوسته ای سطوح تخت با شرایط مرزی عدم لغزش استفاده شده و مدلی ارائه می شود که به کمک آن بتوان کاهش پسای اصطکاکی و ضریب اصطکاک پوسته ای این سطوح را پس از اعمال پوشش های فوق آب گریز محاسبه نمود. با استفاده از شبیه سازی عددی، نتایج مدل با نتایج شبیه سازی جریان سیال روی صفحه تخت در سرعت های مختلف مقایسه شده و اعتبار مدل تایید شده است. نتایج مدل و شبیه سازی نشان دهنده آن است که در سرعت های ورودی 1، 5 و 25 متر بر ثانیه و طول لغزش 50 میکرون، کاهش پسای اصطکاکی به ترتیب 15، 41 و 77 درصد انتظار می رود. همچنین، با افزایش عدد رینولدز جریان، کاهش اصطکاک پوسته ای افزایش می یابد. مدل توسعه داده شده برای سطوح تخت اعتبارسنجی شده و توانایی آن در محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و نیروی پسای این سطوح به دقت مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال برای بررسی اعتبار مدل برای سطوح با انحنا و طول لغزش متغیر، تحقیقات بیشتری نیاز می باشد.

    کلید واژگان: صفحه تخت, کاهش پسا, ضریب اصطکاک پوسته ای, فوق آب گریز, طول لغزش}
    Mohammad Saadatbakhsh*, Sadegh Sadeghzadeh

    Superhydrophobic surfaces have gained significant attention as a promising approach for drag reduction of submerged objects. Accurate evaluation and prediction of drag reduction induced by these surfaces require expensive experimental measurements, numerical simulations, or the development of reliable models and correlations. In this paper, a model is proposed for calculating the skin friction coefficient and drag reduction of superhydrophobic flat surfaces. Utilizing previous data on the skin friction coefficient of flat surfaces under no-slip boundary conditions, a model is developed to estimate the skin friction reduction and skin friction coefficient of these surfaces after applying superhydrophobic coatings. The validity of the model is verified by comparing its results with those of computational fluid dynamics (CFD) simulations of flow over a flat plate at different velocities. The results of the model and simulations indicate that for inlet velocities of 1, 5, and 25 m/s and a slip length of 50 μm, drag reductions of 15%, 41%, and 77%, respectively, are expected. Additionally, the skin friction reduction increases with increasing flow Reynolds number. The developed model is validated for flat surfaces and its ability to accurately estimate the skin friction coefficient and drag force of these surfaces is thoroughly examined. However, further investigations are required to assess the model's validity for curved surfaces and variable slip lengths.

    Keywords: Flat Plate, Drag Reduction, Skin Friction Coefficient, Superhydrophobic, Slip Length}
  • مصطفی دهقان منشادی، وحید اصفهانیان*

    رویکرد اصلی در بررسی ناپایداری های جریان سیال، تئوری پایداری خطی است که مبتنی بر خطی سازی معادلات حاکم و یافتن مقادیر ویژه ناپایدار است. در بسیاری از مسائل، مانند جریان های برشی، نتایج تئوری پایداری خطی با مشاهدات تجربی تطابق ندارد. در یک سیستم دینامیکی خطی حتی اگر تمام مقادیر ویژه پایدار باشند، اغتشاشات وارد بر سیستم می توانند منجر به ناپایداری شوند، به شرط آن که توابع ویژه، متعامد نباشند. ویژگی گذرای این سیستم های دینامیکی غیرنرمال علی رغم پیچیدگی، با ساختارهایی کم بعد یعنی تعداد کمی مود، قابل توصیف هستند. کنترل رشد دائمی و گذرای اغتشاشات از طریق شناسایی مودهای وابسته به زمان امکان پذیر است. در مقاله ی حاضر، یک روش کاهش مرتبه مبتنی بر مودهای بهینه وابسته به زمان پیاده سازی شده است. این روش، رفتار رشد اغتشاشات در زمان های کوتاه و طولانی را شناسایی می نماید. همچنین یک الگوریتم کنترلی بر اساس روش کاهش مرتبه فوق، به منظور کنترل رشد اغتشاشات جریان سیال، پیاده سازی شده است. حل DNS جریان و پیاده سازی الگوریتم های کاهش مرتبه و کنترلی بر پایه ی حلگر متن باز NEKTAR++ انجام شده است. در مساله ی اول به منظور اعتبارسنجی روش حل، الگوریتم کاهش مرتبه و کنترلی روی جریان عبوری از استوانه با 50=Re  پیاده سازی شده است. در ادامه، برای نخستین بار الگوریتم کنترلی برای جریان روی استوانه در معرض اغتشاشات ماندگار متغیر با زمان پیاده سازی و به ازای پارامترهای مختلف اغتشاش خارجی حساسیت سنجی شده است. نتایج نشان می دهد با اعمال نیروی کنترلی بر میدان جریان، ناپایداری های ون کارمن، پایدار شده و جریان با ضریب برآی ثابت شکل می گیرد و ارتعاشات جسم حذف می شود.

    کلید واژگان: ناپایداری, کاهش مرتبه, کنترل جریان, مودهای بهینه ی وابسته به زمان}
    Mostafa Dehghan Manshadi, Vahid Esfahanian*

    The main approach in the study of fluid flow instabilities is the theory of linear stability, which is based on linearizing the governing equations and finding unstable eigenvalues. In many flows, like shear flows, the results of linear stability theory fail to match most experiments. In a linear system, even if all the eigenvalues are stable, the perturbations can lead to instability, if the eigenfunctions are not orthogonal. The transient features of these non-normal dynamical systems, can be described with low-dimensional structures, i.e. a few modes. It is possible to suppress the asymptotic and transient growth by identification of time-dependent modes. In this paper, a method of order reduction based on optimally time-dependent modes has been implemented. This method identifies the growth behavior of disturbances in short and long times. Also, a control algorithm based on the above method has been implemented to stabilize the growth of disturbances. The DNS solution of the flow and the implementation of the reduction and control algorithms is based on the NEKTAR++ open-source solver. At first problem, to validate the solution method, the order reduction and control algorithm has been implemented on the flow over a cylinder with Re=50. At second problem, for the first time, the control algorithm is implemented on the flow over a cylinder subjected to persistent time-varying disturbances. The results show that by applying a control force, the Von-Karman vortices are stabilized and a constant lift is obtained and body vibrations are cancelled.

    Keywords: Instability, Order Reduction, Flow Control, Optimally Time-Dependent Modes}
  • موسی جامی، علیرضا پارسای، مهدی گندم زاده، ابوالقاسم مسیبی، رقیه گوگ ساز قوچانی، مجید زندی*
    دستیابی به امنیت پایدار در حوزه انرژی، نیازمند ضرورت برنامه ریزی بلندمدت و استفاده از مدل سازی آینده انرژی است. در این راستا، این پژوهش از یک مدل توصیفی استفاده کرده که با بهره گیری از روش ماتریس اثر متقابل در نرم افزار سناریوی ویزارد تدوین شده است. هدف اصلی این تحقیق، ارائه مدلی جامع و سناریوهایی منطبق با واقعیت های حوزه انرژی کشور است. برای تشکیل ماتریس اثر متقابل، جنبه های مختلف توسعه در حوزه انرژی که شامل منابع انرژی، تولید، مصرف، واردات و صادرات، فناوری های نوین، و سیاست های انرژی است، به دسته های مختلفی تقسیم شده اند. حالات مختلف هر یک از این جنبه ها با بهره گیری از دانش خبرگان تدوین و امتیازدهی شده اند تا میزان تاثیر یکدیگر را نشان دهند. سه سناریو به نام های محافظه کارانه، مطلوب و ایده آل در کنار شرایط فعلی اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، فناوری و محیط زیستی معرفی شده اند. هر یک از این سناریوها ویژگی ها، مزایا و ریسک های خاص خود را دارند که بر اساس آن ها می توانند به عنوان مدل های مرجع برای تصمیم گیری های آینده در حوزه انرژی مورد به کارگیری قرار گیرند. نتیجه اصلی این پژوهش، دستیابی به توسعه پایدار در امنیت انرژی است که نیازمند دگرگونی و به روزرسانی در سیستم آموزش عالی کشور به منظور ارتقای دانش و توانمندی های کارشناسی در زمینه انرژی و فناوری های مرتبط با آن است. با این حال، این تغییرات در سیستم آموزش عالی به تنهایی کافی نیستند؛ برای حرکت به سمت توسعه پایدار، بهبود سایر شرط ها نیز ضروری است، در غیر این صورت نمی توان به تحقق کامل امنیت انرژی و توسعه پایدار دست یافت.
    کلید واژگان: انرژی, آینده نگری, ماتریس اثر متقابل, نظام آموزش دانشگاهی}
    Mousa Jami, Alireza Parsay, Mahdi Gandomzadeh, Abolghasem Mosayyebi, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Majid Zandi *
    Achieving sustainable energy security requires long-term planning and energy future modeling. In this regard, this study employs a descriptive model utilizing the Cross-Impact Balance Method in the scenario software Wizard. The primary objective is to provide a comprehensive model and scenarios aligned with the realities of the country's energy sector. Various aspects of energy development, including energy resources, production, consumption, imports and exports, new technologies, and energy policies, have been categorized into different groups to form the Cross-Impact Balance Method. Various states of each aspect have been formulated and scored using expert knowledge to demonstrate their interrelationships. Three scenarios named conservative, desirable, and ideal alongside current economic, social, political, technological, and environmental conditions have been introduced. Each of these scenarios has its own characteristics, advantages, and specific risks, making them potential reference models for future decision-making in the energy sector. The main outcome of this research is achieving sustainable development in energy security, necessitating transformation and updating in the country's higher education system to enhance knowledge and expertise in energy and related technologies.
    Keywords: Energy, Future Studies, Cross-Impact Balance Method, University Education System}
  • کورش جواهرده*، شادی صفری ثابت
    در این تحقیق دو ساختار مختلف از سیستم ترکیبی سیکل برایتون فوق بحرانی کربن دی اکسید با بازیاب به همراه سیکل رانکین آلی و همچنین، سیستم ترکیبی سیکل برایتون فوق بحرانی کربن دی اکسید بازتراکم به همراه سیکل رانکین آلی با کلکتور هلیوستات از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژی اقتصادی شبیه سازی و مقایسه شده است. سیال آلی 123R به دلیل خواص ترموفیزیکی و زیست محیطی مناسب در سیکل آلی استفاده شده است. انرژی خورشید به عنوان محرک سیکل برایتون کربن دی اکسید مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با تغییر پارامتر های تاثیرگذار مانند نسبت فشار کمپرسور و دمای ورودی توربین، در تمام بازده مورد بررسی کار خروجی سیستم با بازیاب بیشتر بوده است، اما در نسبت فشارهای پایین درکمپرسور، بازده اگزرژی سیستم بازتراکم بیشتر است. همچنین علی رغم بیشتر بودن نرخ هزینه کلی سیستم با بازیاب، این سیستم، هزینه تولید الکتریسیته کمتری را ایجاد می کند. سایر نتایج شبیه سازی نشان می دهد بیشترین مقدار تخریب اگزرژی در کلکتور خورشیدی با مقدار kW 9726 اتفاق می افتد و کلکتور خورشیدی با داشتن بیشترین نرخ هزینه با مقدار 3485 دلار برساعت، باید بیشتر از سایر اجزا از نظر اگزرژی اقتصادی مورد بررسی قرار گیرد. در انتها تحلیل پارامتری به منظور بررسی تاثیرات تغییر نسبت فشار کمپرسور، دمای ورودی توربین کربن دی اکسید و فشار پایینی سیکل کربن دی اکسید، روی عملکرد سیستم، از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژی اقتصادی انجام شده است.
    کلید واژگان: سیکل فوق بحرانی کربن دی اکسید با بازیاب, سیکل فوق بحرانی کربن دی اکسید بازتراکم, سیکل رانکین آلی, اگزرژی, اقتصادی}
    Kourosh Javaherdeh *, Shadi Safari Sabet
    In this research, two different structures of the combined system of supercritical Brayton cycle of carbon dioxide with regenerator along with organic Rankine cycle and also the combined system of supercritical Brayton cycle recondensation with organic Rankine cycle with heliostat collector from the point of view of energy and economic-exergy simulated and compared. R123 fluid has been used in organic cycle due to its suitable thermophysical and environmental properties. The results indicate that with the change of the influencing parameters such as the compressor pressure ratio and the turbine inlet temperature, the work output of the system with the regenerator has been higher in all the examined efficiencies, but the exergy efficiency of the recompression system is higher in the ratio of low pressures in the compressor. Also, despite the higher overall cost rate of the system with the regenerator, this system creates a lower electricity production cost. Other simulation results indicate that the highest amount of exergy destruction occurs in the solar collector that is about 9726 kW. And the solar collector, having the highest cost rate, should be examined more than other components from an exergy-economic point of view. Finally, a parametric analysis has been done the effects of the change in compressor pressure ratio with 3485$/h, turbine inlet temperature, and low pressure, on the performance of the system, from the perspective of energy and exergy-economics.
    Keywords: Supercritical CO2 Cycle, Organic Rankin Cycle, Heliostat Collector, Exergoeconomic, Parametric Study}
  • مجید محسن پور، محسن سلیمی*، سهراب امینی ولاشانی، آیدا صیادجو، مجید عمیدپور
    در سال‏های گذشته، با توجه با افزایش جمعیت و توسعه اقتصادی، میزان تقاضای انرژی در ایران افزایش چشمگیری داشته است. از سوی دیگر، گاز طبیعی ارتباط حیاتی با سایر صنایع کشور، از جمله صنعت برق دارد. بنابراین، شناخت ساختار گاز طبیعی در بخش‏های مختلف و برنامه ریزی برای تامین و توزیع آن از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. در کشور ایران، مصرف گاز طبیعی در 17 سال اخیر همواره بیش از نفت خام بوده و سرعت نفوذ آن در سبد انرژی کشور با پشتوانه عظیم گاز طبیعی از رشد قابل ملاحظه ای برخوردار شده است. بنابراین، کنترل بخش مصرف‏ از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. تقاضا یک پدیده اقتصادی است که با مدل‏های متنوع تابع تقاضا مورد بررسی قرار می‏گیرد. منطق مدل‏های تابع تقاضا مبتنی بر تغییر رفتار مصرف‏کنندگان از تغییرات قیمت و درآمد است. یکی از روش‏های موثر در اعمال سیاست‏های کنترل مصرف، افزایش قیمت در حامل‏های انرژی، از جمله گاز طبیعی است، اما شایان یادآوری است تقاضای برخی از محصولات به دلیل ضروری بودن آن، به تغییر قیمت‏ها کم کشش است. بنابراین، برای اعمال سیاست‏های صحیح در حوزه گاز طبیعی، به بررسی مطالعات صورت گرفته در نشریات داخلی در حوزه کشش قیمتی گاز طبیعی در بخش خانگی و صنعتی پرداختیم. نتایج نشان می‏دهد با توجه به روش‏های رگرسیون و سری‏های زمانی در کشور ایران، گاز طبیعی یک کالای بی کشش بوده است و سیاست‏مداران برای کاهش مصرف گاز طبیعی باید سیاست‏های دیگری را اعمال کنند.
    کلید واژگان: عرضه و تقاضا, گاز طبیعی, کشش قیمتی گاز طبیعی, قیمت گاز غنی}
    Majid Mohsenpour, Mohsen Salimi *, Sohrab Amini Velashani, Aida Sayadjou, Majid Amidpour
    In recent years, population growth and economic development have significantly increased energy demand. Natural gas, in particular, plays a crucial role in various industries, including the electricity sector. Therefore, understanding the structure of natural gas consumption across different sectors and planning for its supply and distribution is of paramount importance. In Iran, natural gas consumption has consistently surpassed crude oil over the past 17 years, with its share in the country’s energy basket growing significantly due to vast natural gas reserves. Consequently, controlling consumption in this sector is especially important. Demand, an economic phenomenon, is analyzed using various demand function models, which are based on changes in consumer behavior due to price and income variations. One effective method for implementing consumption control policies is increasing the price of energy carriers, including natural gas. However, it is important to note that the demand for some essential products is less elastic to price changes. To develop appropriate policies for natural gas, we reviewed studies published in domestic journals on the price elasticity of natural gas in the residential and industrial sectors. The results indicate that, according to regression and time series methods, natural gas is an inelastic commodity in Iran. Therefore, policymakers should consider alternative strategies to reduce natural gas consumption.
    Keywords: Supply, Demand, Natural Gas, Price Elasticity, Residential Sector, Industrial Sector}
  • آرمین قدرتی، سامان بهمنیار، سیاوش عروجی، رحیم زاهدی، ابوالفضل احمدی*
    در بین انواع انرژی های تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی به دلیل قابلیت تبدیل مستقیم به الکتریسیته و گرما، سهولت استفاده، امکان ذخیره سازی و بی‏پایان بودن آن بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، بنابراین در دهه‏های اخیر تحقیقات زیادی روی سیستم‏های انرژی خورشیدی در ایران و جهان صورت گرفته است. منطقه مکران واقع در جنوب شرقی ایران از بیشترین پتانسیل‏های استفاده از انرژی خورشیدی در بین دیگر مناطق ایران را دارد. در این تحقیق یک نیروگاه 1 مگاواتی در شهر چابهار واقع در استان سیستان و بلوچستان در سواحل جنوب شرقی ایران با استفاده نرم افزار RETScreen مدل سازی شده و موضوعاتی همچون دوره بازگشت سرمایه، نرخ بازده داخلی (IRR)، ارزش خالص فعلی (NPV) و میزان عدم انتشار کربن‏دی‏اکسید بررسی شده است. در نهایت با توجه به شرایط درنظر گرفته شده دوره بازگشت سرمایه طبق قرارداد خرید تضمینی با قیمت مناقصه 073/0 دلار به ازای هر کیلووات ساعت به مدت حدود 3 سال و سالانه حدود 1009 تن به صورت ناخالص از میزان تولید کربن‏دی‏اکسید در منطقه کاسته می‏شود.
    کلید واژگان: بررسی اقتصادی, چابهار, نیروگاه خورشیدی, Retscreen}
    Armin Ghodrati, Saman Bahmanyar, Siyavash Orouji, Rahim Zahedi, Abolfazl Ahmadi *
    Among the types of renewable energy, solar energy has received more attention due to its ability to be directly converted into electricity and heat, ease of use, possibility of storage, and its endless nature. Therefore, in recent decades, a lot of research has been done on solar energy systems in Iran and the world. Makran region, located in the southeast of Iran, has one of the greatest potentials of using solar energy among other regions of Iran. In this research, a one-megawatt power plant in Chabahar city, located in Sistan and Baluchistan province, on the southeast coast of Iran, has been modeled using RETScreen software and issues such as return on investment, internal rate of return (IRR), net present value (NPV) and carbon dioxide emissions. levels have been investigated. Finally, according to the considered conditions of the investment return period, according to the guaranteed purchase contract with a tender price of 73 dollars, the amount of carbon dioxide production in the region will be reduced for about 3 years and about 1009 tons per year.
    Keywords: Chabahar, Economic Survey, Retscreen, Solar Power Plant}
  • علیرضا پاژن، سعید ناهیدی*
    باتری آلومینیوم - هیدروژن پراکسید، یک باتری جریانی یک‏بارمصرف است. استفاده از این نوع از باتری‏ها در سامانه‏های زیرسطحی به‏ عنوان یک منبع تامین توان مستقل از هوا (AIP) همواره مورد توجه بوده است. هم اکنون نیز با توسعه استفاده از انواع زیرسطحی‏های سبک و هوشمند و نیاز به افزایش ماندگاری بیشتر در زیرسطح، به این باتری‏ها توجه ویژه شده است. در این مطالعه به‏ صورت عددی و تجربی اثر جداکننده روی باتری آلومینیوم هیدروژن پراکسید بر عملکرد هیدرودینامیکی و حرارتی این باتری بررسی شده است. استفاده از جداکننده به ‏منظور جلوگیری از اتصال کوتاه در باتری، کنترل نرخ خوردگی آلومینیوم و همچنین بهبود عملکرد باتری است. برای شبیه‏سازی عملکرد هیدرودینامیکی و ترموالکتروشیمیایی باتری آلومینیوم هیدروژن پراکسید از نرم‏افزار کامسول استفاده شده است. همچنین، از مدل اغتشاشی k-w برای حل معادلات بقای مومنتوم استفاده شده است. به ‏منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، آزمایش های تجربی انجام شدند. نتایج عددی تطابق خوبی با نتایج تجربی داشتند. با افزایش جریان به دوبرابر در حالت استفاده از جداکننده، متوسط ولتاژ طی زمان از 07/1 ولت در حالت بدون جداکننده به 97/0 ولت در حالت با جداکننده تغییر کرده است. تغییر ولتاژ حدود 10 درصد بوده است، در حالی ‏که جریان به اندازه 100 درصد افزایش یافته است. این امر نشان‏دهنده بهبود عملکرد باتری و دریافت توان بالاتر هنگام استفاده از جداکننده است. نتایج تجربی و عددی نشان داد استفاده از جداکننده در باتری آلومینیوم هیدروژن پراکسید به دلیل پیشگیری از تماس مستقیم میان هیدروژن پراکسید و سطح آلومینیوم عملکرد باتری را بهبود می‏دهد.
    کلید واژگان: باتری جریانی آلومینیوم - هیدروژن پراکسید, جداکننده, عملکرد هیدرودینامیکی, عملکردحرارتی, نرخ افزایش دما}
    Alireza Pazhan, Saeed Nahidi *
    Al-H2O2 battery is a primary flow battery used in underwater systems. These batteries are of interest for air-independent power sources in underwater vehicles. Currently, with the development of the use of light and smart underwater vehicles and the need to increase the durability of the submarine, special attention has been paid to these batteries. In this study, the effect of the separator membrance on the Al-H2O2 battery on the hydrodynamic and thermal performance of this battery has been investigated numerically and experimentally. The use of the separator is to prevent short circuit in the battery, to control the corrosion rate of aluminum and also to improve the performance of the battery. Comsol software has been used to simulate the hydrodynamic and thermoelectrochemical performance of the Al-H2O2 battery. Also, k-w turbulence model is used to solve momentum conservation equations. In order to validate the numerical results, experimental tests were performed. The numerical results were in good agreement with the experimental results. By increasing the current to two times in the case of using the separator, the average voltage has changed over time from 1.07 V in the case without the separator to 0.97 V in the case with the separator. The voltage change was about 10%, while the current increased by 100%. This indicates improved battery performance and higher power draw when using the separator. Experimental and numerical results showed that the use of a separator in the Al-H2O2 battery improves the performance of the battery due to the prevention of direct contact between the H2O2 and the aluminum surface.
    Keywords: Al-H2O2 Flow Battery, Separator, Hydrodynamic Performance, Thermal Performance, Temperature Rise Rate}
  • F. Dong *, X. Xu, W. Zhang, W. Hu, X. Cao
    The risk of liquid agitation in pump-driven tanks within integrated tanks has significantly escalated due to the growing demands for tank integration in new-energy vehicles. In order to solve the problem of liquid sloshing in integrated tanks, this paper presents the design of a baffle structure aimed at reducing waves in integrated water tanks. The numerical simulation method of combining the level-set function with the volume of fluid (CLSVOF) has been employed, significantly enhancing the accuracy of numerical calculations related to a two-phase flow field inside an integrated tank. A comparison was made by analyzing different factors, notably baffle length (L), baffle depth (H), and baffle angle (θ), to investigate their influences in suppressing liquid agitation within the integrated water tank. Numerical computations were conducted utilizing design points acquired by the Latin hypercube sampling technique. The Kriging approximation modelling method was employed to hold down computing time. The Pareto solution was obtained by means of the non-dominated sorting genetic algorithm II, while the optimal solution set was evaluated and ranked using the multi-criteria decision-making algorithm (MCDM). The results show that increasing the baffle depth within a certain range can effectively suppress the wave height in the tank. When the baffle depth is increased to a certain value, the effect on wave-height suppression in the water tank is limited. When the baffle length and angle of the baffle exceed a certain value, it will also have the effect of suppressing the wave height in the tank. After comparing various factors of the baffle, it was ultimately found that the wave suppression effect is maximal when the length of the baffle is 13 millimeters, the depth of the baffle is 49 millimeters, and the angle of the baffle is -20 degrees. The main contribution of this study is the proposed wave-suppressing baffle structure, which provides new insights for the future structural design of integrated water tanks.
    Keywords: Liquid Sloshing, Wave Suppression Baffle, Automobile Integrated Water Tank, Optimization, Kriging Approximation Modelling Method}
  • A. Verma *, V. Kulkarni
    Experimental investigations are carried out to explore the aerodynamic performance and vortex shedding characteristics of S5010 and E214 airfoil-based wings to provide guidance for the design of MAVs and other low-speed vehicles. Force and wake shedding frequency measurements are carried out in a subsonic wind tunnel in the Reynolds number (Re) range of 4 × 104 - 1 × 105. The measurements with increasing Re show that the slope of the lift curve in the linear region increases by 14% for S5010, while this increment is 11% for E214. The peak lift coefficient of both airfoils reduces with reducing Re. For lower pitch angles, the influence of Re on drag coefficients is less significant, but at higher angles, the drag increases as the Re drops. Unlike pre-stall mountings, the pitch-down propensity of the airfoil enhances in the post-stall region for high Re flows. Moreover, the frequency of shed vortices reduces with rising angle of attack at a given Re. In contrast, the Strouhal number almost remains constant with varying Re at a fixed angle of attack. For S5010 and E214 airfoils, the Strouhal number is noticed to vary between 0.68 - 0.36 and 0.58 - 0.36, respectively, for pitch angle variation of 12°- 28°. The airfoils show a higher Strouhal number than the bluff body wakes, but this difference decreases for high angles of attack mountings. This finding reveals that the wake structure of the airfoil at a high post-stall angle behaves as bluff body wakes.
    Keywords: Wind Tunnel Measurement, Low Reynolds Number, S5010, E214 Airfoils, Aerodynamic Characteristics, Vortex Shedding Frequency, Strouhal Number}
  • M. Hadi Doolabi *, M. Bakhtiarifar, H. Sadati
    When a flying vehicle approaches a water or land surface, it induces changes in the fluid flow field pattern known as the "ground effect." This research analyzes the ground effect phenomenon, exploring its impact on aerodynamic coefficients and flow patterns around the NACA0012 airfoil in an incompressible subsonic regime under static and dynamic conditions with pitch movements. Numerical simulations and experimental testing in an incompressible subsonic wind tunnel were deployed. The flow field solution is derived from the Navier-Stokes equations, incorporating the Transition SST turbulence model. Initially, the impact of the ground effect phenomenon was investigated at varying distances from the surface in the static state. Subsequently, the airfoil underwent a sinusoidal pitching oscillation at each distance with a specified frequency and amplitude. This allowed for examining its aerodynamic characteristics over time. The static analysis results reveal alterations in the curve's behavior and pressure distribution on the airfoil surface at close distances to the surface. This is attributed to the ground effect phenomenon, which reduces lift force to a certain height and then increases. Dynamic analysis further demonstrates changes in lift coefficient oscillation amplitude. It also exhibits a minimum and maximum lift point phase difference as the airfoil approaches the surface.
    Keywords: Ground Effect, Subsonic, NACA0012, Pitching, Experimental, Numerical Solution}
  • Y. Liu, Q Yuan *
    Multi-blade centrifugal fans find wide application across various fields, with their internal airflow exhibiting complex turbulent behavior in three dimensions. Historically, blade optimization relied on constant thickness airfoils, limiting the effectiveness of optimization efforts. However, marine organisms have developed airfoil structures with highly efficient drag reduction, offering a novel approach to optimizing multi-blade centrifugal fans. This study proposes an airfoil optimization design method utilizing variable-thickness airfoils to maintain consistent pressure surface leading-edge parameters. By integrating the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II with biomimetic optimization design, performance improvements are achieved. The study constructs an asymmetric bionic blade using a Bezier curve to fit the mean camber line of the blade. Experimental testing validates the optimized fan's performance, demonstrating the effectiveness of the proposed design approach in reducing the unsteady interaction between the impeller and the volute tongue. This reduction significantly diminishes sound pressure fluctuations on the blade surface. Notably, at the maximum volume flow rate, the optimized fan featuring the asymmetric bionic blade exhibits a remarkable enhancement, with a 10.5% increase in volume flow rate and a notable 1.7 dB reduction in noise compared to the original fan configuration.
    Keywords: Multi-Blade Centrifugal Fan, Blade, Bionic Design, Aerodynamic Noise, Optimization}
  • S. Praveen, S. Marimuthu *, B. Alqahtani, G. Bharathiraja, G. Gokilakrishnan
    Small hydro technology is playing a crucial role in advancing sustainable, clean energy policies as part of the global hydro development strategy. Its contribution to social and economic development is becoming more prominent, particularly in ensuring electricity access for rural communities and supporting industrial expansion. The main causes of bulb turbine failures under high operating conditions are frequently attributed to variations in pressure in the draft tubes, which are aggravated when a spinning vortex rope is formed under load operation. Different fluid injection techniques, namely compressed air and water jet injection, address these issues and reduce the negative results of cavitation. The investigation covers the flow visualization on the suction side of a single hydrofoil utilizing a cavitation tunnel and a bulb turbine. This study assesses the effectiveness of compressed air injection in reducing vibration generated by cavitation in bulb turbines. Positive results of the experimental studies suggest a decrease in noise and vibration by air injection that prevents oscillations of the vortex rope. This research also considers how the hydrofoil design of bulb runner blades influences flow characteristics. Hence, it provides knowledge on cavitation structures in diverse cavitation numbers. Different studies that compare the original and modified hydrofoil designs reveal remarkable improvements that may be due to changes in the key parameters of the hydrofoil, such as later cavitation initiation and reduced intensity. To obtain the optimal output of a bulb turbine by considering air injection for vibration reduction and hydrofoil design changes to limit the negative effect of cavitation, the Reynolds number and cavitation number are to be defined. This multidisciplinary approach possesses enormous potential to increase the reliability and efficiency of bulb turbines in challenging operating conditions.
    Keywords: Hydropower, Bulb Turbine, Rotating Vortex Rope, Compressed Air Injection, Part-Load Operation, Vibration, Cavitation}
  • M. Sahraoui, A. Boutemedjet, M. Mekadem *, D. Scholz
    Unmanned aerial vehicle (UAV) design necessitates significant effort in prototyping, testing, and design iterations. To reduce design time and improve wing performance, an automated design and optimization framework is proposed utilizing open-source software, including OpenVSP: VSPAERO & Parasite Drag Tool, XFOIL, and Python. This study presents a preliminary UAV wing design methodology, emphasizing weight estimation, drag analysis, stall prediction, and endurance optimization. The maximum takeoff weight of the UAV was calculated after estimating the empty weight using a linear regression from data from 20 existing similar UAVs. The wing and engine sizing were determined using the matching plot technique. A solver with low-fidelity models, combining the Vortex Lattice Method (VLM) and analytical expressions, was used to predict the drag coefficient and maximum lift coefficient of the designed wing. An optimization process using a genetic algorithm was applied to maximize endurance while satisfying requirements such as rate of climb, stall, and maximum speeds. The optimized wing was analyzed with computational fluid dynamics (CFD), and its aerodynamic characteristics were compared with those obtained using VLM and the suggested aerodynamic solver. According to the CFD results, the proposed aerodynamic solver estimated the drag coefficient at zero angle of attack with an error of 17.2% compared to 63.1% using the VLM classic method. The error on the maximum lift coefficient estimation was limited to 5.3%. In terms of optimization, the framework showed an increase in the endurance ratio of up to 2% compared to the Artificial Neural Network method coupled with XFLR5. The primary advantage of the suggested framework is the utilization of open-source software, giving a cost-effective and accessible solution for small and medium-sized startups to design and optimize UAVs to achieve mission objectives.
    Keywords: Uavs Design Optimization Framework Openvsp XFOIL Genetic Algorithm ANN, XFLR5}
  • Mohamad Gohari, Mona Tahmasebi, Farzad Rafieian *, Abbas Pak
    Tractor drivers’ health is so important and some injuries can develop in the long run such as lower back pain or spinal column disorder resulting from low-frequency vibrations. Seat suspension plays a crucial role in the reduction of harmful vibrations in off-road vehicles. Passive suspension design parameters should be tuned properly to remove vibrations efficiently. Lumped parameter models have been widely used in seat suspension optimization to simulate human body responses. In this study, a tractor seat suspension was designed based on an artificial neural network biodynamic model instead of a lumped model. In the optimisation step, a novel approximation approach via an artificial neural network was employed to minimise seat-to-spine vibration transmissibility. Then, a seat suspension was modified based on the optimisation results, and an outdoor dynamic test was carried out to evaluate suspension in vibration transmissibility attenuation.  The gathered data were processed and analyzed in terms of vibration transmissibility, mobility, and apparent mass. The transmitted vibration from floor to spine was measured between 0.2 and 0.4 at 4 to 6 Hz (spine dominant frequency range) on bumpy and smooth roads at various traveling speeds. The effect of seat suspension modification showed the changes in the performance of seat suspension in regard to vibration transmissibility. Thus, this passive suspension may decrease the risk of lower back pain for tractor drivers. So, this modification can be considered by the tractor manufacturer for future designed models to provide more comfort for operators in the daily use of this device.
    Keywords: Tractor Passive Seat Suspension, Seat To Spine Vibration Transmissibility, Artificial Neural Network Model, Optimisation, Outdoor Dynamic Test}
  • Hamed Petoft, Abbas Rahi *
    The current paper proposes the vibrational behavior of a cracked micro-cantilever Euler-Bernoulli beam with a concentrated mass and its moment of inertia at the free-end boundary condition based on the Modified Couple Stress Theory (MCST). We model the open-edge crack and calculate its stiffness. We also consider The Stress Intensity Factor (SIF). Using Hamilton’s principle, the associated boundary conditions followed by the system’s dynamic equations are derived based on MCST. Afterward, the natural frequencies of the cracked micro-cantilever beam are semi-analytically determined. In the numerical results, we obtain the first three natural frequencies of the system versus various parameters containing the crack depth and location changes and the material length scale parameter with the different mass ratios. The results are verified with similar previous research. The calculated results indicate that increasing the crack depth, approaching the crack location to the concentrated mass and the node points, and increasing the mass ratio cause a decrease in frequencies. However, increasing the material length scale parameter causes an increase in the natural frequencies due to raising the total strain energy of the system.
    Keywords: Crack, Micro-Cantilever Beam, MCST, Mass Ratio, Natural Frequency}
  • Mohammad Reza Torabi, Ali Loghmani *
    To improve teaching and learning conditions, room acoustics tries to adjust the educational environment. This research addresses the room acoustics of a small classroom in the Department of Mechanical Engineering at Isfahan University of Technology. It has been studied by modeling and simulating the classroom in the COMSOL software using the ray tracing method, and the reverberation time has been calculated. The model is validated by field measurements and using the impulse response function according to ISO 3382-2 in terms of the reverberation time. Then, it is compared with Eyring's and Sabin's empirical relationships, as well. The acoustics modes of the classroom have been obtained using the modal analysis in the COMSOL software. ANSI/ASA S12.60 is employed to design a suitable acoustical environment for the classroom and absorption panels and bass traps are utilized to reach the desired condition. After applying the adjustments, the reverberation time reached the recommended standard value, which increases the sound quality. Other acoustical parameters such as Definition (D_50), Clarity (C_50) and Sound Transmission Index (STI) have been calculated before and after the acoustic correction. Results revealed that speech intelligibility has fallen in the acceptable range.
    Keywords: Room Acoustics, Reverberation Time, COMSOL, Ray Tracing}
  • Modeling and identification of nonlinear behavior of friction vibratory separators using iwan model
    Majid Rajaei *, Hamid Ahmadian, Ehsan Tavakoli
    In some friction vibratory separators, the variations in the vertical forces and slip speed affect the damping rate and behavior of microslip and macroslip friction forces, leading to asymmetry in the force-displacement hysteresis loop diagram. High flexibility in modeling hysteresis loops and physical interpreting of its parameters is the advantage of the Iwan model. However, the effects of slip speed and changed vertical forces on the friction surfaces have not been included in the model. The present study aims to develop the generalized Iwan model by including the effects of slip speed and changed vertical forces on the friction surfaces for modeling the vibratory behavior of friction separators with asymmetric hysteresis. In experimental set-up, a friction separator made by passing a compressed polymer rope through spring is subjected to identification tests at different stimulation frequencies and amplitudes. Finally, the generalized Iwan model is updated to match its output with the results from tests using the genetic algorithm by optimizing the parameters
    Keywords: Microslip, Iwan Model, Separator, Hysteresis Loop}
  • Acoustical Analysis of a Structure with an Auxetic Honeycomb and Internal Resonator
    Mostafa Khosroupour Arabi *, Roohollah Talebitooti
    Metamaterials are manmade materials used due to their different properties originating from their geometry. Sound attenuation is a property, which depends on structure geometry; the small structures could reduce sound propagation within a mid-high frequency. To change the range of sound propagated in metamaterial from high-frequency to low-frequency, however, internal resonators could be used due to their rotational vibration having highly effect on sound attenuation. In this paper, an acoustical analysis is done on a hexachiral lattice structure with an internal resonator showing the ability to decrease sound wave propagation among the structure in the low-frequency range and causes corresponding bandgaps in this frequency range (1-4500 Hz). Geometry parameters that can affect the width and range of bandgaps are studied including the radius of the resonator, the thickness of the ligament, and the distance between each node. However, the radius of the resonator has a positive impact on the ability of attenuation, but the distance between each node has a more negative impact on the bandgap. Optimization is done on the geometric parameters considering the weight of the structure, which leads us to the construction of light structures capable of reducing sound propagation.
    Keywords: Metamaterial, Auxetic Honeycomb Structures, Internal Resonator, Band Gap}
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