فهرست مطالب

روش های عددی در مهندسی - سال سی و پنجم شماره 1 (تابستان 1395)
  • سال سی و پنجم شماره 1 (تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/07/03
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سعید نصرالهی بروجنی*، محسن فتحی، اصغر اشرفی فر صفحات 1-9
    در این مقاله قانون کنترلی برای دینامیک طولی غیرخطی جسم پرنده بر اساس تئوری لیاپانوف و کنترل مد لغزشی برای ردیابی زاویه حمله ارائه شده است. فرض بر این است، در معادلات غیرخطی نامعینی غیرتطبیقی وجود دارد. بهره های کنترل کننده توسط الگوریتم اجتماع ذرات بهینه شده و برای این منظور تابع هزینه ای با استفاده از خطای سیستم تعریف شده است. نتایج شبیه سازی برتری عملکرد کنترل کننده پیشنهادی را نسبت به کنترل کننده معمولPID در حضور نامعینی غیرتطبیقی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کنترل کننده دینامیک طولی موشک، کنترل مدلغزشی، نامعینی غیر تطبیقی، نوسانات ناخواسته، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات، کنترل کننده بر اساس لیاپانوف
  • میعاد کامزا، محمد صفرنژاد، شریف شاه بیک* صفحات 11-25
    در این مقاله، مدل شبکه-دانه مجزای بتن برای در نظر گرفتن سنگدانه های غیر دایروی در حالت دو بعدی توسعه یافته است. به این منظور از معادله ابربیضی برای تولید سنگدانه ها استفاده شده تا امکان شبیه سازی طیف گسترده تری از نمونه ها در فضای دوبعدی به مدل شبکه-دانه مجزا اضافه شود. متناسب با این توسعه، رویه های لازم برای تولید سنگدانه ها، چینش آن ها در فضا، تعیین ناحیه اثر هر سنگدانه، تعیین سطوح و نقاط محاسباتی و محاسبه کرنش ها تشریح می گردد. در پایان، اثر هندسه سنگدانه ها بر مقاومت فشاری و منحنی نرم شوندگی بزرگ مقیاس بتن و همچنین الگوی ترک خوردگی بتن در تحلیل تک محوری فشاری مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مدل شبکه، دانه مجزا، بتن، ریز ساختار، ابربیضی، ترک خوردگی
  • امیرحسین مهدیزاده، محمد مشایخی*، محمود کدخدایی صفحات 27-41
    این مقاله به پیش بینی عمر در بارگذاری خستگی پرچرخه با استفاده از مدل آسیب شابوش-لمتر می پردازد. مدل آسیب شابوش-لمتر اثر تنش میانگین و هم چنین اثر تنش های فشاری را- که باعث بسته شدن ترک می شود- در نظر می گیرد. در این مقاله، یک الگوریتم عددی به روش ضمنی برای انتگرال گیری این مدل ارایه و برای کاهش زمان حل از روش پرش در چرخه ها استفاده شده است. برای راستی آزمایی الگوریتم پیشنهادی، یک نمونه شیاردار Vشکل تحت بارگذاری خستگی با نسبت تنش های متفاوت انتخاب شده و عمر آن با نتایج تجربی مقایسه می شود. در ادامه یک قطعه صنعت هوایی، اسپیندل روتور اصلی پره های یک بالگرد، که تحت بارگذاری خستگی متغیر قرار دارد مورد تحلیل قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: مکانیک آسیب پیوسته، خستگی پرچرخه، تخمین عمر، روش پرش در چرخه ها
  • محمد اسماعیل گلمکانی*، وحید ضیغمی صفحات 43-63
    در این مقاله، رفتار کمانش صفحات کامپوزیتی تقویت شده با چیدمان های گوناگون توزیع تابعی نانولوله های کربنی در راستای ضخامت صفحه مورد بررسی قرار گرفته است. کلیه معادلات حاکم به صورت نموی و بر اساس تئوری برشی مرتبه اول صفحات و کرنش های غیرخطی فون کارمن به دست آمده است. به منظور تعیین بار بحرانی کمانش، بار محوری بصورت نموی به صفحه اعمال می گردد و دستگاه معادلات تعادل به کمک روش آزادسازی دینامیکی برای به دست آوردن بار بحرانی کمانش حل می شود. مطالعه پارامتری بر روی اثرات کسر حجمی نانولوله ها، نوع چیدمان نانولوله ها، نسبت عرض به ضخامت و نسبت های ابعادی صفحه نانوکامپوزیتی انجام شده است. نتایج بیانگر این است که استفاده از توزیع تابعی به طور قابل توجه ای باعث افزایش بار بحرانی کمانش می شود.
    کلیدواژگان: کمانش، صفحات کامپوزیتی، نانولوله های کربنی، روش آزاد سازی دینامیکی
  • احسان فاضلی، فرهاد بهنام فر*، حسین دستان صفحات 65-81
    در این مقاله تئوری روش اجزای مجزای اصلاح شده برای دنبال کردن رفتار سازه تا فروریزش و نرم افزاری برای تحلیل سازه ها با استفاده از آن ارائه می گردد. نمونه های مختلفی با این روش مدل سازی و با نرم افزار توسعه داده شده در این تحقیق تحلیل می شود. نتایج نشان می دهد که روش اجزای مجزای اصلاح شده در مقایسه با روش اجزا محدود توانایی تحلیل سازه ها را با دقت بالا در مدت زمان کوتاهی دارد و همگرایی حل مسئله در آن به صورت خودکار حاصل می گردد. همچنین در این مقاله برای اصلاح ماتریس سختی در ناحیه غیر خطی از روش جدیدی استفاده می گردد که نسبت به روش اصلی اجزای مجزای اصلاح شده، دقت پاسخ را تا 30% افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: تحلیل خطی، تحلیل غیرخطی، تغییر مکان های بزرگ، روش اجزای مجزای اصلاح شده، روش المان محدود
  • رضا نادری*، عبدالغفور خادم الرسول صفحات 83-109
    این مطالعه نشان خواهد داد که چگونه میتوان انواع ترک و ناپیوستگی ها را با کمک روش های آنالیز ایزوژئومتریک و اجزای محدود توسعه یافته مدلسازی نمود. در این مطالعه با استفاده از دو ویژگی منحصربهفرد روش آنالیز ایزوژئومتریک به تولید منطقه ناپیوسته پرد اخته شده است. ناپیوستگی های تولید شده شامل ترک و مرز ناپیوستگی است. در مدلسازی بهروش ایزوژئومتریک از تکنولوژی هندسی محاسباتی نربز در تقریب هندسه دامنه و متغیر اصلی مسئله استفاده شده است. در تکنولوژی نربز، هندسه مسئله تقریبا بهطور دقیق مدلسازی میشود.همچنین با کاربرد روش آنالیز ایزوژئومتریک فاکتورهای شدت تنش در نوک ترک برای مسائل دو بعدی محاسبه شده و با فاکتور شدت تنش بهدست آمده از روش حل تحلیلی و عددی مقایسه میشوند. روش عددی دیگری که برای مقایسه نتایج آنالیز ایزوژئومتریک از آن استفاده شده است، روش آنالیز اجزای محدود توسعه یافته است. در روش اجزای محدود توسعه یافته برای مدلسازی ناپیوستگی از غنیسازی گره های متاثر از ناپیوستگی استفاده میشود. در مطالعه حاضر در آنالیز اجزای محدود توسعه یافته فاکتورهای شدت تنش بهوسیله انتگرال مستقل از مسیر محاسبه میگردد. همچنین بهمنظور محاسبه فاکتورهای شدت تنش در مود مرکب بارگذاری از روش انتگرال اندرکنش، استفاده شده است. مقایسه نتایج بهدست آمده نشاندهنده دقت مطلوب روش آنالیز ایزوژئومتریک با درجات آزادی کمتر و در نتیجه کاهش حجم محاسبات در مقایسه با روش اجزای محدود توسعه یافته است. بهعلاوه تولید منطقه متاثر از ناپیوستگی یا لایه مرزی بهعنوان یکی از موضوعات بسیار مهم در مکانیک شکست محاسباتی، با ویژگی های خاص روش آنالیز ایزوژئومتریک قابل مدلسازی است. این توانایی خاص در این مطالعه نشان داده می شود و نتایج گویای تولید منطقه ناپیوسته با استفاده از فضای ریاضی در مدل هندسی است.
    کلیدواژگان: روش آنالیز ایزوژئومتریک، روش اجزای محدود توسعه یافته، نربز، توابع غنی سازی گره ها، روش انتگرال اندرکنش
  • مهرزاد سلطانی، مهدی کشمیری*، آران میزار صفحات 111-121
    در این مطالعه، مدلسازی دینامیکی و کنترل یک ربات فضایی تتر شده 1 در تعقیب مسیر پنجه ربات بررسی شده است. با درنظر گرفتن تغییرات طول تتر در مدل، دینامیک سیستم با استفاده از روش لاگرانژ مدل شده است. حرکت نوسانی یا پاندولی تتر 2 توسط تنظیم طول تتر کنترل شده است و همانند بازوهای مکانیکی متعارف، کنترل حرکت ربات توسط موتورهای آن انجام گرفته است. واضح است که در مسئله تعقیب مسیر پنجه ربات با نگهداشتن آن در یک موقعیت مشخص، طول تتر کم و بیش باید ثابت نگه داشته شود. محدود کردن تغییرات طول تتر همزمان با استفاده آن بهعنوان ابزار کنترلی برای کنترل حرکت پاندولی تتر، چالش اصلی سیستم کنترلی است. برای حل این مسئله، یک سیستم کنترلی ترکیبی برای کنترل سیستم پیشنهاد شده است. یک روش پیشبینی مدل 3 غیرخطی برای کنترل حرکت پاندول تتر و یک روش گشتاورهای محاسبه شده 4 اصلاح شده برای کنترل حرکت بازو بهکار گرفته شدهاند. در ابتدا روش پیشبینی مدل غیرخطی برای یک سیستم فضایی تتر شده ساده توسعه داده شده است و سپس با یک کنترل گشتاور محاسبه شده ترکیب شده است. کنترل کننده پیشنهادی برای کنترل حرکت انتهای ربات فضایی برروی یک مسیر از پیش تعریف شده، بهکار گرفته شده است، سپس عملکرد کنترل کننده با استفاده از شبیهسازی های عددی بررسی شده است.
    کلیدواژگان: ربات فضایی متصل به تتر، تعقیب مسیر، کنترل مبتنی بر پیش بینی مدل، کنترل کننده هیبرید
  • مصطفی احمدی*، نادر خواجه احمد عطاری صفحات 123-142
    یکی از روش های جدید کنترل ارتعاش سازه ها و کاهش پاسخ لرزهای آنها، استفاده از سیستم جاذب انرژی غیرخطی ارتعاش ی - ضربهای است. در این سیستم یک جرم برروی کف سازهای بهگونهای تنظیم شده است که فاصله مشخصی از دیواره غیرارتجاعی متصل به جرم طبقه دارد. جرم جابهجا شده در اثر تحریک سازه با دیواره غیرارتجاعی برخورد میکند که باعث ایجاد ضربه و جذب انرژی میشود. در تحقیق حاضر جاذب انرژی ارتعاشی- ضربهای با بهینهیابی پارامترهای آن بهطور همزمان شامل نسبت سختی و فضای آزاد حرکت مورد مطالعه قرار گرفته است. الگوریتم جستجوی هماهنگی بهعنوان یک روش فرااکتشافی جدید بهطور موثری اختصاصی شده و برای مسئله بهینهیابی پیوسته فوقالذکر بهکار گرفته شده است. نشان داده شده است که سیستم بهینه شده متصل به سازه قادر است که با سازه اولیه در بازه وسیع فرکانسی اندرکنش داشته باشد. پاسخ کنترل شده مورد نظر در مجموعهای از قابهای خمشی فولادی کوتاه و میان مرتبه از طریق تحلیلهای دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. توانایی این نوع جاذب انرژی در اتلاف انرژی لرزهای ورودی به سازه ها و توانایی آنها در کاهش موثر پاسخ سازه ها از طریق ضربه های ارتعاشی بین جرم جاذب انرژی و جرم طبقه با استخراج شاخصهای عملکردی متعدد و طیف های فوریه مورد توجه قرار گرفته است. با توجه با شبیهسازی های عددی انجام شده برروی مدلهای سازهای تعریف شده، سیستم کنترلی بهینه شده باعث باز توزیع انرژی از مودهای ارتعاشی پایین با فرکانس کم و دامنه ارتعاش زیاد به مودهای ارتعاشی بالاتر با فرکانس زیاد و دامنه ارتعاش کم می شود که منجربه کاهش مطلوب پاسخهای سازهای شده است.
    کلیدواژگان: مدل کنترل غیرفعال ارتعاشات سازه ها، بارهای دینامیکی زلزله، رفتار دینامیکی غیرخطی، سیستم جاذب انرژی ارتعاشی، ضربه ای
  • محسن ثقفیان*، رمضان رجبی صفحات 143-156
    در این مقاله اثر تلفات اصطکاکی و اثر زبری در میکروکانالها در جریان لغزشی برروی انتقال حرارت و جریان سیال در میکروکانالها با استفاده از بسط اختلالات معادلات حاکم بر جریان، بررسی شده است. جریان آرام و در حال توسعه هیدوردینامیکی و حرارتی، به صورت دوبعدی، تراکمناپذیر و پایدار درنظر گرفته شده است. سیال عامل، هوا و بین دو صفحه موازی در جریان است. معادلات بهدست آمده از بسط معادلات ناویر استوکسو انرژی برحسب مراتب عدد نودسن بهصورت عددی با شرایط مرزی مرتبه دو لغزش سرعت و پرش دما، حل شده اند. اثرات خزش گرمایی درنظر گرفته نشده است. میدانهای سرعت و دما برای هر دو حالت شار حرارتی ثابت و دمای دیواره ثابت به دست آمده و بررسی شده است. اثرات ارتفاع زبری، فاصله میان المانهای زبری، طول المانهای زبری، عدد رینولدز و عدد نودسن برروی رفتار لغزشی گاز بررسی شده است. نتایج اثر قابل توجه تلفات اصطکاکی و زبری را برروی جریان سیال و انتقال حرارت در میکروکانال نشان میدهد.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت، تلفات اصطکاکی، رژیم لغزشی، میکرو کانال، بسط اختلالات
  • کیخسرو تورانی، احمدرضا محبوبی اردکانی*، سید احسان سیدیحسینی نیا صفحات 157-181
    در بررسی رفتار مهندسی خاکها اگرچه بخش قابلتوجهی از شرایطی که مهندسی ژئوتکنیک با آن روبرو می شود شامل خاکهای غیراشباع است، با اینحال تحلیل و طراحی به روش مرسوم با فرض شرایط محدودکننده خاک بهصورت کاملا خشک و یا کاملا اشباع انجام میپذیرد. در خاکهای غیراشباع، پدیده موئینگی موجب ایجاد نیروهای جاذب بین ذرات میگردد. روش اجزا منفصل، روشی مناسب برای بررسی اثرات موئینگی است. در روش اجزاء منفصل بهصورت پیدرپی محاسبات قانون دوم نیوتن برای ذرات و قانون نیرو- جابهجایی در نقاط تماس ذرات صورت میپذیرد. در این مقاله، رفتار خاکهای غیراشباع در رژیم پاندولی با استفاده از روش اجزا منفصل شبیه سازی شده است. آزمایش سهمحوری بهصورت دوبعدی و با درنظر گرفتن اثرات نیروی موئینگی مدلسازی گردیده است. نهایتا، اثرات موئینگی بر پارامترهای ماکرو خاکدانهای مدلسازی شده (تنش، کرنش محوری، کرنش حجمی و درصد نشانه خلاء) و پارامترهای معیار گسیختگی کولمب بررسی شده است.
    کلیدواژگان: روش اجزا منفصل، نیروی موئینگی، رژیم پاندولی، پرامترهای مقاومت برشی کولمب، عدد تماسی
|
  • S. Nasrollahi Boroujeni*, M. Fathi, A. Ashrafifar Pages 1-9
    In this paper, a robust control law is proposed, based on Lyapunov’s theory and sliding mode control theory, in order to track the angle of attack in nonlinear longitudinal dynamics of a missile. It is assumed that there are unmatched uncertainties in the nonlinear systems. In the proposed algorithm, the controller gains are optimized by Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. For this purpose, a cost function is extracted from the output tracking error. Simulation results show that the proposed algorithm has better performance than conventional Proportional-Integral-Derivative (PID) controller in the presence of unmatched uncertainties.
    Keywords: Missile longitudinal dynamic controller, sliding mode control, unmatched uncertainty, chattering, PSO algorithm, Lyapunov– based controller
  • M. Kamza, M. Safarnejad, S. Shahbeyk* Pages 11-25
    In this paper, Lattice-Discrete Particle Model (LDPM) of concrete has been extended in 2-D to account for the effect of non-circular aggregates. To this end, the flexible equation of super-ellipse is employed for generating aggregates in order to add the simulation possibility of a greater spectrum of aggregate samples in 2-D to lattice-Discrete particle Model. Alongside this extention, required procedures for the generation of aggregates, their packing in space, the determination of influencing region of each particle, the definition of interacting surfaces and computational points and the definition of strains are outlined. Finally, the effects of aggregates geometry on macro-scale compressive strength and softening curve and also cracking pattern of concrete under uniaxial compression are discussed.
    Keywords: Lattice, Discrete Particle Model (LDPM), concrete, meso, structure, super, ellipse, cracking
  • A. H. Mehdizadeh, M. Mashayekhi*, M. Kadkhodaei Pages 27-41
    This article predicts lifetime of high cycle fatigue loading using Chaboche-Lemaitre damage model. The ChabocheLemaitre damage model takes into account mean stress effect as well as compressive stresses effect, making crack to close. In the this paper, a numerical algorithm is offered to integrate this model implicitly and the obtained algorithm is implemented as a user material subroutine of the ABAQUS finite element software. To reduce computation time, Jump-in-Cycles procedure is used based on fatigue loading simulation. To verify the proposed algorithm, a V-notched specimen is chosen under a fatigue loading with different stress ratios, and its lifetime is compared with experiments. Next, an aviation industry part, main rotor spindle of an aircraft blades, subjected to a variable fatigue loading is analysed.
    Keywords: Continuum damage mechanics, high cycle fatigue, lifetime estimation, jump, in, cycles procedure
  • M. E. Golmakani*, V. Zeighami Pages 43-63
    In this paper, buckling behavior of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (FG-CNTRC) plates is studied in line with the plates thikness. All governing equations are presented incrementally, based on a First-order Shear Deformation Theory (FSDT) of plates and von Karman strain field. In order to find the critical buckling load, the axial load is applied to the plate incrementally and the equilibrium equations are solved by Dynamic Relaxation (DR) method. Parametric study of the effects of volume fraction of Carbon Nanotubes (CNTs), CNTs distribution, plate width-to-thickness ratio and aspect ratio of nano composite plates is done in detail. The results show that functionally graded distribution of CNTs causes a significant increase of critical buckling load.
    Keywords: Buckling, nano composite plates, carbon nanotubes, dynamic relaxation method
  • E. Fazeli, F. Behnamfar* Pages 65-81
    In this paper, first the theory of Improved Applied Element Method (IAEM) is proposed and then an appropriate algorithm and software are developed for analyzing structures behavior until collapse by this method. Then, some examples of structural analysis by the above method and a software developed for this study are presented. The results show that IAEM has the ability to solve the discussed problems more accurately in less time than Finite Element Method (FEM). Moreover, the efficiency of the method for solving large displacements problems is enhanced in this research by introducing nonlinear response indicators. For modification of the stiffness matrix in the nonlinear range, a new method is presented that increases the accuracy of calculation up to 30%.
    Keywords: Non, linear analysis, large displacements, Improved Applied Element Method (IAEM), finite element method
  • R. Naderi*, A. Khademalrasoul Pages 83-109
    This study shows how to create different types of crack and discontinuities by using isogeometric analysis approach (IGA) and extended finite element method (XFEM). In this contribution, two unique features of isogeometric analysis approach are utilized to create discontinuous zones. Discontinuities consist of crack and cohesive zone. In isogeometric analysis method NURBS is used to approximate both geometry and primary variable. NURBS can create quadratic shapes exactly. Also, stress intensity factors are calculated in the vicinity of the crack tips for two dimensional problems and are compared with corresponding analytical and numerical counterparts. Extended finite element method is the other numerical method which is used in this work. The enrichment procedure is utilized in extended finite element method to create discontinuities. The wellknown path independent J-integral approach is used in order to calculate the stress intensity factors. Also, in mixed mode situation, the interaction integral (M-integral) is considered to calculate the stress intensity factors. Results show that isogeometric analysis method has desirable accuracy as it uses lower degree of freedoms and consequently lower computational efforts than extended finite element method. In addition, creating the internal cohesive zone as one of the most important issues in computational fracture mechanics is feasible due to the special features of isogeometric analysis. The present study demonstrates the capability of isogeometric analysis parametric space to control the inter-element continuity and create the cohesive zone.
    Keywords: Isogeometric Analysis Method (IGA), Extended Finite Element Method (XFEM), NURBS, nodes enrichment functions, interaction integral
  • M. Soltani, M. Keshmiri*, A. K. Misra Pages 111-121
    In present study, dynamic modeling and control of a tethered space robot system in trajectory tracking of its end effector is investigated. Considering variation of the tether length in the model, dynamics of the system is modeled using Lagrange’s method. Librational motion of the tether is controlled by ad justing the tether length sim ilar to conventional manipu lators, control of the robot is performed by its motors. It is clear that, in the trajectory tracking of the end effector, the tether length should be kept more or less constant, keeping them in a stable position. Limiting the tether length variation while using it as a tool for controlling the tether librational motion, is the main challenging part of the control system. To deal with this problem, a hybrid control system is proposed to control the system. A nonlinear model predictive control approach (NMPC) is utilized to control the tether librational motion and a modified computed torque method (CTM) is used to control the manipulator motion. Initially the NMPC controller is developed for a simple tethered satellite system. Then it is combined with the CTM controller. The proposed controller is employed to control motion of a space robot’s end effector on a predefined trajectory. Performance of the controller is then evaluated by numerical simulations.
    Keywords: Tethered Space Robot, Trajectory Tracking, Model Predictive Control, Hybrid Controller r
  • M. Ahmadi*, N. K. A. Attari Pages 123-142
    Using Vibro-Impact Nonlinear Energy Sinks (VI NESs) is one of the novel strategies to control structural vibrations and mitigate their seismic response. In this system, a mass is tuned on the structure floor, so that it has a specific distance from an inelastic constraint connected to the floor mass. In case of structure stimulation, the displaced VI NES mass collides with the inelastic constraint and upon impacts, energy is dissipated. In the present work, VI NES is studied when its parameters, including clearance and stiffness ratio, are simultaneously optimized. Harmony search as a recent meta-heuristic algorithm is efficiently specialized and utilized for the aforementioned continuous optimization problem. The optimized attached VI NES is thus shown to be capable of interacting with the primary structure over a wide range of frequencies. The resulting controlled response is then investigated, in a variety of low and medium rise steel moment frames, via nonlinear dynamic time history analyses. Capability of the VI NES to dissipate siesmic input energy of earthquakes and their capabilitiy in reducing response of srtructures effectively, through vibro-impacts between the energy sink’s mass and the floor mass, is discussed by extracting several performance indices and the corresponding Fourier spectra. Results of the numerical simulations done on some structural model examples reveal that the optimized VI NES has caused successive redistribution of energy from low-frequency high-amplitude vibration modes to highfrequency low-amplitude modes, bringing about the desired attenuation of the structural responses.
    Keywords: Passive control of structural vibration, dynamic loading of earthquakes, dynamic nonlinear behavior, Vibro, Impact, Nonlinear Energy Sink (VI NES.)
  • R. Rajabi, M. Saghafian* Pages 143-156
    In this paper, viscous dissipation and roughness effects on heat transfer and fluid flow are investigated in microchannels using perturbation method in slip flow regime. The flow is considered to be laminar, developing thermally and hydrodynamically, two-dimensional, incompressible and steady-state. The working fluid is air, flowing between two parallel plates. The equations obtained from developing Navier-Stokes and energy equations are solved numerically according to different orders of Knudsen number, with second-order velocity slip and temperature jump boundary conditions. The effects of thermal creep has been ignored. Tempreture and velocity fields are obtained and estimated for both constatnt heat flux and constant wall tempreture. The effects of roughness height, space between roughness elements, roughness elements length, Re number and Kn number on slip behavior of gas flow are investigated.The results indicate considerable effect of viscous dissipation and roughness on fluid flow and heat transfer in microchannel.
    Keywords: Heat transfer, viscous dissipation, slip flow, microchannel, perturbation method
  • K. Tourani, A. R. Mahboubi*, E. Seyedi Hosseininia Pages 157-181
    Although a significant portion of conditions encountered in geotechnical engineering, for investigating engineering behavior of soil, involves unsaturated soils; the traditional analysis and design approach has been to assume the limiting conditions of soils being either completely dry or completely saturated. In unsaturated soils the capillary force produce attractive forces between particles. Discrete Element Method (DEM) is an appropriate tool to consider the capillary effects. The calculations performed in DEM is based on iterative application of Newton’s second law to the particles and force-displacement law at the contacts. In the present study, the behavior of unsaturated soils in pendular regime is simulated utilizing DEM. Triaxial compression tests were modeled as two-dimensional, considering capillary force effects. Finally, capillary effects on Macro parameters of a simulated granular soil (stress, axial strain, volumetric strain and void ratio) and Mohr Coulomb failure criteria parameters were studied.
    Keywords: Discrete Element Method (DEM), capillary force, pendular regime, Coulomb shear strength parameters, coordination number