فهرست مطالب

مدل سازی در مهندسی - پیاپی 49 (تابستان 1396)
  • پیاپی 49 (تابستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/06/11
  • تعداد عناوین: 20
|
  • قنبرعلی شیخ زاده، محمد رضایی، محمود احمدی، محمدرضا بابایی صفحه 1
    انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نانوسیال آب- اکسیدآلومینیوم با خواص متغیر در یک محفظه مربعی با منابع حرارتی گرم و سرد برآمده روی دیواره های عمودی آن به صورت عددی بررسی شده است. منابع حرارتی گرم و سرد روی دیواره های سمت چپ و راست محفظه به ترتیب در دماهای Th و Tc می باشند و بقیه دیواره های عمودی و دیواره های بالا و پایین عایق می باشند. ویسکوزیته سیال پایه، ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته نانوسیال تابع دما می باشند. معادلات حاکم در حالت دو بعدی با استفاده از روش حجم محدود و به کارگیری روش هیبرید منفصل و دستگاه معادلات جبری حاصله با روش مناسب حل شده است. بر اساس نتایج حاصله مشاهده شده است که برآمدگی منابع گرم و سرد نسبت به حالتی که درون دیواره قرار دارند، تاثیر قابل ملاحظه ای بر الگوی خطوط جریان و هم دما دارند. محل قرار گیری منبع گرم و سرد روی دیواره ها و تغییر عدد رایلی الگوی خطوط جریان و هم دما را تغییر می دهند. برخلاف حالت خواص ثابت، عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی نانوذرات کاهش می یابد و لذا در هندسه مذکور، به کارگیری نانو سیال برای افزایش انتقال حرارت مطلوب نمی باشد. به ازای هر دو عدد رایلی105 و 106، کمترین مقدار عدد ناسلت متوسط برای حالت بالا- پایین و بیشترین مقدار آن برای حالت پایین- وسط رخ می دهد. بنابراین اگر در سیستم حرارتی مورد نظر، کاهش یا افزایش انتقال حرارت مطلوب باشد، به ترتیب وضعیت قرارگیری پایین- وسط و بالا-پایین برای منبع گرم و منبع سرد پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: نانوسیال، مطالعه عددی، جابجایی آزاد، محفظه، منبع حرارتی، خواص متغیر
  • ارائه مدل دوسطحی طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته در شرایط عدم قطعیت و رقابت بین زنجیره ای: حل با رویکرد تجزیه بندرز
    حامد فلاح، حمیدرضا اسکندری، سید حسام الدین ذگردی، سید کمال چهارسوقی صفحه 2
    در این مقاله مساله طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته رقابتی در شرایط عدم قطعیت مدلسازی و حل شده است. رقابت بین دو زنجیره تامین بر سر قیمت محصولات نو در زنجیره مستقیم و قیمت پرداخت شده برای خرید محصولات برگشتی در زنجیره معکوس اتفاق می افتد. تقاضا وابسته به قیمت بوده و مقدار محصولات برگشتی نیز به صورت خطی وابسته به قیمت زنجیره رقیب است. برای برخورد با عدم قطعیت در مساله از تئوری فازی استفاده می شود. مدل دوسطحی ارائه شده ابتدا با اثبات تحدب مساله سطح پایین به یک مدل یک سطحی تبدیل می شود و سپس از طریق رویکرد تجزیه بندرز مورد حل قرار می گیرد. در انتها همگرایی الگوریتم مورد بررسی قرار گرفته و مدل دوسطحی حل شده است. نتایج محاسباتی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده در تعداد تکرار مناسبی به همگرایی می رسد. افزایش ضریب الاستیسیته تقاضا (افزایش رقابت) منجر به کاهش سود و افزایش ضریب الاستیسیته رقیب منجر به افزایش سود برای زنجیره خواهد شد.
    کلیدواژگان: زنجیره تامین، رقابت، مدل دوسطحی، زنجیره حلقه بسته، تجزیه بندرز
  • بررسی عددی رفتار اتصالات تیر پیوند خمشی با مقطع کاهش یافته به ستون
    فخرالدین احمدی دانش آشتیانی، علی ناصری فر صفحه 13
    قابهای برون محور فولادی، ویژگی سختی الاستیک بالا که در قابهای با مهاربندی هم محور وجود دارد با خاصیت استهلاک پایدار انرژی که در قابهای خمشی موجود است را همزمان دارند. در این نوع از سیستم های مقاوم لرزه ای، انرژی اغلب از طریق تیرهای پیوند مستهلک می گردد که به سه نوع تیر پیوند کوتاه برشی، تیر پیوند متوسط با رفتار برشی-خمشی و تیر پیوند بلند خمشی تقسیم می شوند. اتصال تیر پیوند به ستون در قابهای برون محور فولادی بایستی لنگر خمشی و نیروهای برشی بسیار بالایی را تحمل کند تا تیر پیوند به دوران پلاستیک مورد نیاز دست یابد. اتصال تیر پیوند بلند به ستون بدلیل پتانسیل گسیختگی بالای آن در اتصال بال تیر پیوند به ستون در معرض شکست بوده و قابل کاربرد در مناطق با لرزه خیزی شدید نمی باشد. برای غلبه بر این مشکل بایستی تمرکز تنش و کرنش را از انتهای تیر پیوند در محل اتصال به ستون دور نگه داشت. استفاده از تیر پیوند با مقطع کاهش یافته می تواند مفصل پلاستیک را به ناحیه با مقطع کاهش یافته انتقال داده و از شکست اتصال جلوگیری کند. این مقاله کاربرد روش کاهش مقطع (RBS) را در تیرهای پیوند بلند بررسی کرده و رفتار اتصال تیرهای پیوند بلند با مقطع کاهش یافته به ستون را مورد بررسی قرار می دهد. تحلیلها با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام گرفته و نتایج آنالیزها نشان می دهد که با این روش تمرکز تنش و کرنش از انتهای تیر پیوند در نزدیک وجه ستون تا حدود زیادی دور شده و رفتار اتصال بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: تیر پیوند، RBS، تحلیل عددی، اتصال
  • کاربرد روش المان محدود مرزی مقیاس شده در بررسی اثرات توپوگرافی بر امواج لرزه ای
    حسین موسیوند، ناصر خاجی صفحه 14
    وجود سطوح توپوگرافی نامنظم یکی از عوامل ایجاد پاسخ های لرزه ای پیچیده در سطح زمین می باشد. دلیل اصلی ایجاد پاسخ لرزه ای پیچیده، مسئله انعکاس و تفرق امواج در این سطوح است. در این مطالعه، با فرض اینکه زمین، همگن، همسانگرد و ارتجاعی باشد، نخست معادلات ریاضیاتی موج منتشر شده، با استفاده از روش المان مرزی محدود مقیاس شده بیان می گردد. این روش با ترکیب مزایای روش های المان محدود و المان مرزی توسعه یافته است. در این روش، فقط مرزهای محیط موردنظر به کمک المان های سطحی گسسته سازی می شود و نیازی به گسسته سازی درون قلمرو نیست. برخلاف روش المان مرزی، این روش نیازی به حل اساسی (یا تابع گرین) ندارد. سپس به کمک این روش، تحلیل های عددی برای تپه ها و دره هایی با اشکال هندسی مشخص در قلمرو فرکانس در اثر برخورد موج قائم SH برای اولین بار انجام می شود. نتایج حاصل از این تحلیل ها نشان می دهد که روش المان محدود مرزی مقیاس شده در مقایسه با سایر روش های عددی و تحلیلی، به نتایج مطلوبی منجر می شود.
    کلیدواژگان: روش المان محدود مرزی مقیاس شده، انتشار امواج، اثرات توپوگرافی
  • بررسی پارامتری ظرفیت جانبی و محاسبه ضریب رفتار لرزه ای قاب های فولادی سرد نورد شده با مهاربند تسمه قطری
    مهران زینلیان، حسین تاجمیر ریاحی، مهران عباسی سورشجانی صفحه 15
    در این مطالعه به بررسی ظرفیت جانبی و ضریب رفتار لرزه ای قاب های سبک سرد نورد شده فولادی با مهاربند تسمه قطری و مقایسه آنها با مقادیر آیین نامه ای پرداخته شده است. پارامتر هایی که اثر آن ها بر رفتار مهاربند مورد بررسی قرار گرفته شامل سطح مقطع تسمه، نسبت عرض به ارتفاع قاب و فاصله ی بین ستونچه ها است. در این مطالعه اثرات هم-زمان رفتار غیرخطی فولاد، وجود تغییر شکل های اولیه در مقاطع سرد نورد شده و تنش های پسماند ناشی از نورد سرد نیز در نظر گرفته شده-اند. مقاومت و تغییرمکان جانبی قاب های مورد نظر با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ANSYS تعیین شده اند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که افزایش سطح مقطع تسمه ها و نسبت عرض به ارتفاع قاب باعث افزایش ظرفیت می شود ولی تغییر فاصله ی بین ستونچه ها تاثیر زیادی بر ظرفیت ندارد. هچنین ضریب رفتار قاب های مطالعه شده در محدوده ی 31/5 و 39/6 محاسبه شده است. بنابراین نتایج حاکی از آن است که ضریب رفتار ارائه شده توسط آیین نامه ها تا حدودی محافظه کارانه است.
    کلیدواژگان: سازه های فولادی سرد نورد شده، مهاربند تسمه قطری، ضریب رفتار لرزه ای، تنش های پسماند، مقاومت جانبی
  • مدلسازی المان محدود یک اتصال صلب پیشنهادی برای ساختمانهای بتنی پیش ساخته با استفاده از المان رابط فولادی
    مجتبی فتحی، رضا حسنی صفحه 16
    دراین تحقیق، نوع ویژه ای از اتصال صلب به کمک المان رابط فولادی که برای سازه های پیش ساخته بتنی قابل استفاده است مدل سازی المان محدود شده و رفتار آن برای چند حالت متفاوت از جزییات اتصال، در حوزه غیرخطی بررسی شده است. درجریان این مدلسازی که بانرم افزار ABAQUS انجام شده، نتایج تحلیل این اتصال تحت بارهای رفت و برگشتی مطابق آیین نامه ACI T1.1-01 با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. در مدل سازی المان محدود، اثرات رفتار غیرخطی مصالح و نیز تماس بین المان های مختلف به طور دقیق مدل شده است. سه نمونه اتصال شامل دو اتصال پیش ساخته و یک اتصال یکپارچه مدل سازی شده اند. برای سنجش درستی مدل المان محدود، منحنی های هیسترزیس، مقاومت و مد شکست نمونه ها اعم از الگو و مسیر ترک ها و جزییات تغییر شکل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که نشان دهنده تطابق خوب خروجی های مدل المان محدود با نتایج آزمایشاهی است.
    کلیدواژگان: مدل المان محدود، قاب پیش ساخته بتنی، المان رابط فولادی، اتصال مقاوم خمشی، رفتار لرزه ای
  • امیرمحمد جدیدی، قاسم حیدری نژاد صفحه 17
    امروزه مبحث آلودگی هوا به یکی از بزرگترین معضلات خصوصا در شهرهای بزرگ تبدیل شده است که اثرات فراوانی بر محیط زیست و سلامتی افراد می-گذارد. در این مقاله‏ نحوه پخش آلاینده گازی سبک در اطراف یک ساختمان در جریان آشفته 3 بعدی غیرقابل تراکم با استفاده از یک مدل توربولانسی ترکیبی تشریح می گردد. آلودگی در اطراف یک ساختمان در رژیم باد کم سرعت ممکن است در نواحی خاصی تجمع یابد و برای محیط زیست و پیاده رو مشکلات عمده ای ایجاد کند. جریان آشفته باد بر روی ساختمان بدلیل وجود پیچیدگی هایی چون گوشه های تیز، وجود گردابه های گوناگون، اثر زمین و غیره یکی از بهترین انتخابها برای ارزیابی مدلهای توربولانسی می باشد. مدل ترکیبی DES یک مدل ترکیبی RANS-LES یک معادله ای برای شبیه سازی جریان آشفته است که بدلیل ذات روش در نزدیکی مرز، شبیه RANS و دور از آن همانند LES عمل می کند. متعاقبا زمان محاسبه این روش ترکیبی در مقایسه با روش های یک معادله ای از نوع LES کاهش خواهد یافت. به منظور ارزیابی مدل DES، نتایج حاصله از آن با مدلهای اسماگورینسکی و یک معادله ای مقایسه شده است. همچنین به منظور صحت سنجی، نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج تجربی سایر محققین مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که روش DES تطابق خوبی با نتایج تجربی و سایر مدلهای توربولانسی از نوع LES دارد و از پتانسیل خوبی برای شبیه سازی های بزرگتر برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: آلاینده گازی، شبیه سازی کامپیوتری، مدل توربولانسی ترکیبی، مدل توربولانسی DES، ساختمان، آشفتگی، انتقال جرم
  • برنامه ریزی تصادفی دومرحله ای مبتنی بر روش تقریب میانگین نمونه و الگوریتم تجزیه بندرز شتاب یافته برای طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته تحت عدم قطعیت
    علی اکبر حسنی صفحه 18
    در این مقاله یک مدل ریاضی جامع برای طراحی شبکه زنجیره تامین با در نظر گرفتن جریان های مستقیم و برگشتی به صورت توام متعلق به چندین محصول در طی چند دوره زمانی ارائه شده است. عدم قطعیت پارامترهای تقاضا، نرخ های برگشت، احیا و امحا محصولات و هزینه های حمل ونقل، نگهداری و مدیریت جریان برگشتی با استفاده از برنامه ریزی تصادفی دو مرحله ای در نظر گرفته شده است. مدل ارائه شده با استفاده از یک روش حل کارا مبتنی بر تقریب میانگین نمونه و الگوریتم تجزیه بندرز شتاب یافته جدید حل شده است. الگوریتم تجزیه بندر ارائه شده با استفاده از روش ابتکاری اولویت دهی و اضافه نمودن یک محدودیت جدید به مسئله اصلی با هدف بهبود در سرعت همگرایی و ارائه برش های بهتر توسعه داده شده است. نتایج حل مدل ارائه شده برای مسائل نمونه متعلق به یک زنجیره تامین تلفن همراه، حاکی از برتری جواب های حل برنامه ریزی تصادفی نسبت به حل قطعی و کارایی الگوریتم تجزیه بندرز شتاب یافته است. علاوه بر آن، جواب های برنامه ریزی احتمالی از استواری بیشتری نسبت به جواب های قطعی برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: طراحی شبکه زنجیره تامین، حلقه بسته، عدم قطعیت، برنامه ریزی تصادفی، الگوریتم تجزیه بندرز، تقریب میانگین نمونه
  • بهینه سازی همزمان عیارحد و ظرفیت کارخانه ی فرآوری با لحاظ کردن عدم قطعیت قیمت
    فرزام صفاریان، احمدرضا صیادی، علی اصغر خدایاری صفحه 19
    عیار حد و ظرفیت تولید دو متغیر موثر در طراحی و مطالعات امکان سنجی پروژه های معدنی می باشد و محاسبه و بهینه سازی آن ها نقش مهمی در اقتصاد عملیات معدنکاری ایفا می کند. برای تعیین و بهینه کردن عیار حد کوشش های بسیاری صورت گرفته است که بارزترین آنها الگوریتم Lane است. هدف این تحقیق بهینه سازی هم زمان عیار حد و ظرفیت تولید کارخانه ی فرآوری با لحاظ کردن عدم قطعیت قیمت است. برای این کار با اعمال تغییراتی جزئی در الگوریتم Lane و صورت بندی آن در قالب یک مسئله ی برنامه ریزی غیرخطی، مدلی طراحی شد که قابلیت بهینه سازی همزمان دو متغیر پیش گفته را دارد. برای لحاظ کردن عدم قطعیت قیمت از روشی ابتکاری مشابه روش مدل سازی براونی هندسی بهره گرفته و عملکرد مدل با استفاده از داده های یک معدن فرضی مس به کمک افزونه ی Solver در نرم افزار Excel ارزیابی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، ظرفیت پیشنهادی کارخانه در بازه ی 16 تا 17، با میانگین 5/16 میلیون تن در سال می باشد. این بازه بر عیار حد بهینه ی 17/0 تا 2/0، با میانگین 19/0 درصد انطباق دارد و ارزش خالص فعلی نیز بین 900 تا 1200با میانگین 1080 میلیون دلار است. توزیع ظرفیت بهینه ی کارخانه ی فرآوری اندکی چولگی منفی و توزیع عیار حد بهینه اندکی چولگی مثبت از خود نشان می دهند، و توزیع ارزش خالص فعلی بیشینه تقریبا متقارن و نرمال است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، عیار حد، ظرفیت کارخانه ی فرآوری، عدم قطعیت قیمت، الگوریتم Lane
  • ارائه یک مدل جدید جهت تخمین تلاش لازم برای توسعه سرویس های نرم افزاری
    عمید خطیبی بردسیری، سیدمحسن هاشمی، محمدرضا رزازی صفحه 20
    تخمین دقیق تلاش لازم برای توسعه سرویس های نرم افزاری یک چالش بزرگ هم در صنعت و هم برای محققین است. مفهوم تلاش یک پارامتر مهم و تاثیرگذار در فرآیند توسعه و مدیریت سرویس های نرم افزاری است. تخمین دقیق تلاش به مدیران پروژه کمک می کند تا منابع را بهتر تخصیص دهند و هزینه و زمان را طوری مدیریت کنند که پروژه در وقت و بودجه تعیین شده به اتمام برسد. یکی از مشهورترین روش های تخمین تلاش، استفاده از قیاس و مقایسه یک سرویس با موارد مشابه قبلی است. متاسفانه روش قیاس بدون استفاده از وزن های مناسب و ارزش دهی به ویژگی های یک سرویس، نتایج خوبی نخواهد داشت. بنابراین در این مقاله سعی شده تا با ترکیب روش قیاس و الگوریتم تکامل تفاضلی یک مدل کارا و قابل اطمینان برای برآورد تلاش لازم جهت توسعه سرویس های نرم افزاری ایجاد شود. مدل پیشنهادی بر روی داده های واقعی مستخرج از پایگاه داده ISBSG و دو پایگاه داده مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج با روش های مشهور تخمین تلاش مقایسه گردید؛ مقادیر به دست آمده برای مخازن داده ای ISBSG، همگن و ناهمگن به ترتیب و به طور میانگین بهبود 28%، 34% و 19% را نشان می داد.
    کلیدواژگان: تخمین تلاش، سرویس نرم افزاری، روش قیاس، الگوریتم تکامل تفاضلی، مدل وزن دهی
  • حمید نوری سولا، بهار احمدی، عسکر عزیزی، امیر ریخته گر غیاثی صفحه 29
    در این مقاله مسئله ردیابی موقعیت یک سیستم مغناطیسی شناور در حضور نامعینی ها و اغتشاشات خروجی وارد شده بر سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. دینامیک سیستم معرفی شده به وسیله معادلات دیفرانسیلی غیر خطی درجه سه بیان می شود و تنها پارامتر قابل اندازه گیری برای کنترل سیستم، موقعیت آن می باشد. بدین منظور از یک کنترل کننده غیر خطی ترکیبی که از ترکیب دو کنترل کننده خطی سازی فیدبک و روش گام به عقب تشکیل شده، روش مقاوم جدیدی طراحی شده است. تکنیک خطی سازی فیدبک روشی برای خطی کردن سیستم با تبدیل مختصات و تکنیک گام به عقب روشی برای طراحی غیرخطی است. کنترل کننده طراحی شده دارای این خاصیت می باشد که در مقابل بعضی از نامعینی های سیستمی مقاوم می باشد ولی برای بهبود عملکرد آن در مقابل نامعینی های دیگر از ساختار مشاهده گر اغتشاش غیر خطی، که با کنترل کننده ادغام شده، استفاده شده است. مشاهده گر اغتشاش غیر خطی توانایی خوبی در تخمین اغتشاشات خارجی دارد که این ویژگی در این مقاله برای نامعینی ها نیز به کار رفته است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها حاکی از این است که کنترلر طراحی شده برای مغناطیس شناور، توانایی ردیابی با خطای کم و حذف اغتشاشات و نامعینی ها را در حد مطلوبی دارا می باشد.
    کلیدواژگان: مشاهده گر اغتشاش غیرخطی، خطی سازی فیدبک، روش گام به عقب، نامعینی، اغتشاشات خارجی
  • سید سجاد جعفری، نوید فریدونی مهر صفحه 39
    در این مقاله قانون دوم ترمودینامیک بر روی یک صفحه نفوذپذیر گسترش یافته در حضور میدان مغناطیسی عمودی یکنواخت در یک جریان لغزشی نانوسیال بررسی شده است به طوری که چهار نانوذره مس ، اکسید مس ، اکسید آلومینیوم و دی اکسید تیتانیوم و همچنین آب به عنوان سیال پایه در نظر گرفته شده اند. معادلات تولید انتروپی، برای اولین بار در این مسئله، به صورت تابعی از گرادیان های سرعت و دما استخراج گردید. منحنی سرعت و همچنین توزیع دما و متوسط تولید انتروپی توسط روش تحلیلی آنالیز هموتوپی به دست آمده است. با مقایسه نتایج به دست آمده و نتایج دیگر پژوهشگران مشاهده می شود که هم خوانی خوبی بین نتایج مشاهده شده است. نتایج حاصل از این مقاله، نشان می دهند که با کاهش پارامترهای مغناطیسی، کسر حجمی نانوذره، پارامتر مکش، عدد رینولدز، عدد برینکمن عدد هارتمن و همچنین افزایش پارامتر سرعت لغزشی، انتروپی تولید شده کاهش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: قانون دوم ترمودینامیک، جریان لغزشی، جریان هیدرودینامیک مغناطیسی، نانوسیال، روش آنالیز هموتوپی
  • هادی تقی زاده، تاج بخش نوید چاخرلو، عادل علیزاده، آیدین آیدین شیخ عبدالله زاده ممقانی صفحه 55
    خستگی یکی از عوامل اصلی در واماندگی اتصالات مکانیکی و صفحات در صنایع هوافضا و صنایع اتومبیل سازی می باشد پدیده ی خستگی در اثر بارگذاری متغیر به زمان رخ می دهد. در این پژوهش نتایج تجربی عمر خستگی اتصالات دو لبه برشی آلومینیم 3T -2024 Al در بارهای مختلف از تست خستگی به دست آمده و نتایج حاصل برای مدل سازی با شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. شبکه های عصبی مصنوعی با پردازش داده های تجربی، دانش یا قانون نهفته در ورای داده ها را به ساختار شبکه منتقل می کنند و بر خلاف مدل های ریاضی نیازی به تعیین رابطه ریاضی بین ورودی ها و خروجی ها ندارند. به منظور مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی ابتدا بطور کاملا تصادفی یکی از داده های تجربی مربوط به عمر خستگی برای اعتبارسنجی و دو داده دیگر برای تست انتخاب شدند و از بقیه داده ها برای یافتن مقادیر بهینه وزن ها و بایاس ها استفاده شده است. پس از اطمینان از دقت مدل بدست آمده از آن در فاز کاری برای پیش بینی عمر خستگی در بارهای مختلف که قبلا تست نشده اند به کار گرفته شده است. از مقایسه نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل ایجاد شده مشاهده می شود که می توان از شبکه عصبی مصنوعی 3 لایه با خطای کمتر از 10 درصد برای یافتن عمر خستگی نمونه تحت بارهای مختلف استفاده کرد.
    کلیدواژگان: عمر خستگی، واماندگی، اتصالات دو لبه برشی، شبکه های عصبی مصنوعی
  • مسعود ضیایی راد، مریم بیگی هرچگانی صفحه 65
    انتقال حرارت و افت فشار در جریان نانوسیال آب- اکسید آلومینیم در لوله ای با دندانه های داخلی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان آرام سیال تراکم ناپذیر به همراه روابط مربوط به تغییرات خواص نانوسیال به کمک روش حجم محدود با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. اثر پارامترهای مختلف جریان و همچنین تاثیر فاصله بین دندانه های لوله و کسرحجمی نانوذرات بر انتقال حرارت در این لوله ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش میزان نانوذرات در سیال پایه، توسعه یافتگی حرارتی سریعتر اتفاق افتاده و درنتیجه انتقال حرارت افزایش می یابد. مشاهده شد که افزایش 5 درصدی کسرحجمی نانوذرات، منجر به افزایش عدد نوسلت موضعی نانوسیال به میزان حداکثر 28 درصد و نوسلت متوسط به میزان 11 درصد شده است. در همین حالت، ضریب اصطکاک روی دیوار لوله نیز در حدود 5/1 برابر شده است. نتایج همچنین نشان می دهد که با افزایش پنج برابری فاصله بین دندانه های داخلی لوله، نوسلت متوسط در عدد رینولدز 100 به میزان 45/2 برابر افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: لوله دندانه دار، جریان نانوسیال، جابجایی اجباری، انتقال حرارت، حل عددی
  • مسلم قاسمی، بهزاد قاسمی، افراسیاب رئیسی صفحه 77
  • امیرحشمت خدمتی بازکیایی، حمید دهقان طرزجانی، نادر محمدی صفحه 89
    در این پژوهش یک روش عددی به منظور بررسی و پیشبینی فرکانس‏های طبیعی یک ورق مواد مدرج تابعی بر بستر الاستیک تک‏پارامتری ارائه شده است. به‏ منظور جلوگیری از اثرات غیرخطی، بستر الاستیک، وینکلر درنظر گرفته شده و از اثرات کوبل شده فنرها صرف‏نظر گردیده است. برای بررسی ورق مدرج تابعی از تئوری ورق نازک استفاده می‏شود. ورق به کمک روش المان کوادراچر دیفرانسیلی مدل شده است. با اعمال این روش و تجزیه به یک سری زیردامنه، هرگونه ناپیوستگی در بار و خواص فیزیکی قابل اعمال است. پس از تعیین شرایط مرزی، شرایط سازگاری و معادلات دیفرانسیل حرکت، این روابط به کمک روش مذکور به معادلات جبری تبدیل می‏شوند و این معادلات، مسئله مقدار ویژه‏ای را تشکیل می‏دهند که با حل آن فرکانس‏های طبیعی ورق مواد مدرج تابعی بر بستر الاستیک وینکلر محاسبه می‏گردد. جهت بررسی صحت الگوریتم‏ها و روش حل عددی معرفی شده، از مقالات معتبر استفاده گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می‏دهد که روش المان کوادراچر دیفرانسیلی، از دقت مناسبی برای ورق با شش شرط مرزی مختلق برخوردار می‏باشند.
    کلیدواژگان: ارتعاشات آزاد، ورق مواد مدرج تابعی، بستر الاستیک وینکلر، المان کوادراچر دیفرانسیلی
  • فرهاد حاجی ابوطالبی، شهریار محققیان صفحه 101
    در فرآیندهای ماشین کاری برداشتن براده از طریق اعمال نیروها انجام می شود. بنابراین پیش بینی نیروها و تخمین انرژی مورد نیاز برای تعیین راندمان این فرآیندها بسیار مهم است. در این تحقیق ابتدا، با استفاده از مدل آسیب برشی هوپیوترا در کد آباکوس صریح، تعدادی از فرآیندهای متداول ماشین کاری مانند صفحه تراشی، روتراشی، کف تراشی و سوراخ کاری شبیه سازی می گردد. با انجام شبیه سازی ها، تغییرات نیروی وارد بر ابزار، نیروی حداکثر و هم چنین مکانیزم تشکیل براده در هر یک از فرآیندهای فوق پیش بینی می شود. سپس، به منظور ارزیابی مدل آسیب برشی و خواص ماده، نتایج شبیه سازی ها با نتایج روابط تئوری و تجربی مقایسه می گردد. مقایسه نتایج عددی و تجربی آشکار می کند که مدل آسیب برشی هوپیوترا به خوبی می تواند شروع و رشد آسیب، تشکیل براده و نیروهای وارد بر ابزار را در فرآیندهای ماشین کاری پیش بینی نماید.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، فرآیندهای ماشین کاری، مکانیک آسیب، معیار آسیب برشی هوپیوترا
  • کریم مقصودی مهربانی، مجید علی اصغری، عبدالله مهرپناهی صفحه 111
    تولید آب شیرین همزمان با افزایش جمعیت مناطق مختلف، همواره یکی از مسائل مهم جوامع امروزی است، استفاده از تکنولوژی شیرین سازی آب می تواند یکی از موثرترین و مفیدترین روش های استفاده از حرارت بازیافتی واحدهای نیروگاهی باشد. ایران با توجه به کمبود منابع آب شیرین از سویی و وجود نیروگاه های حرارتی متعدد در مناطق ساحلی شمال و جنوب از سوی دیگر، پتانسیل بالایی را جهت استفاده از این تکنولوژی فراهم نموده است. در این بررسی با توجه به طرح انتقال آب دریای خزر به فلات مرکزی ایران و لزوم شیرین سازی آب قبل از فرآیند انتقال، به بررسی امکان الحاق آب-شیرین کن حرارتی با سیکل بخار نیروگاه شهید سلیمی نکاء و همچنین بررسی میزان انهدام اگزرژی در اجزای مختلف سیکل و تاثیرالحاق آب شیرین کن برراندمان کلی نیروگاه پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد بیشترین میزان انهدام اگزرژی در ترموکمپرسور و پس از آن در کندانسور اتفاق می افتد. همچنین به کمک دبی استحصالی از توربین فشار پایین نیروگاه، روزانه حداکثر 7215مترمکعب آب شیرین قابل تولید است اما این برداشت باعث کاهش 76/6% توان کل نیروگاه و 9/0 % راندمان حرارتی نیروگاه می گردد.
    کلیدواژگان: آب شیرین کن حرارتی چند مرحله ای، سیکل ترکیبی، انهدام اگزرژی، ترموکمپرسور، توربین فشار پایین
  • محمد مهدی جلیلی، سعید ابراهیمی، ندا رحمت صفحه 125
    در این تحقیق، حرکت غیر خطی غلت کشتی ها مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از بدست آوردن معادله بی بعد حاکم بر حرکت حول محور طولی شناور، روش مقیاس های چندگانه برای حل معادله غیرخطی به کاربرده شده است. معادله حرکت در دو حالت بدون تحریک و با تحریک هارمونیک مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اعتبار سنجی پاسخ های بدست آمده به روش مقیاس های چندگانه، پاسخ بدست آمده برای یک نمونه در هر دو حالت ، با حل عددی معادله مقایسه شده و تطابق خوبی بدست آمده است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف سیستم مانند ضریب میرایی و ضریب ممان برگرداننده بر پاسخ فرکانسی سیستم و فرکانس تشدید اول بررسی شده است.
    کلیدواژگان: حرکت غلت شناور، روش مقیاس های چندگانه، منحنی پاسخ فرکانسی، تحریک هارمونیک، تشدید
  • مهرداد جعفر بلند، محمدهادی ریسمانی صفحه 139
    در این مقاله یک روش کنترل بدون حسگر جدید برای موتورهای DCبدون جاروبک (موتور BLDC) معرفی شده است. این روش مبتنی بر تابع شار خط به خط است. تابع مذکور مستقل از سرعت است و نسبت به تغییر بار حساس نمی باشد. با استفاده از این روش می توان موتور را در بازه وسیعی از سرعت کنترل نمود. خطای زاویه کموتاسیون که ناشی از خطای اندازه گیری و تغییر پارامترهای موتور است؛ ریپل گشتاور ایجاد کرده و بازده موتور را کاهش می دهد. در این مقاله خطای زاویه کموتاسیون به صورت سه بعدی تحلیل حساسیت شده است تا میزان وابستگی آن به خطای اندازه گیری و تغییر پارامترهای موتور مشخص شود. علاوه برآن میزان کاهش گشتاور و بازده موتور ناشی از خطای زاویه کموتاسیون بررسی می گردد. و همچنین پاسخ سیستم به تغییر سرعت و گشتاور نیز مطالعه شده است. کارایی روش پیشنهادی به کمک نتایج شبیه سازی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: موتور DC بدون جاروبک، کنترل بدون حسگر، تابع شار، تحلیل حساسیت
|
  • G.A. Sheikhzadeh, M. Rezaee, M. Ahmadi, Mohammadreza Babaei Page 1
    The buoyancy-driven fluid flow and heat transfer in a square cavity with partially active side walls filled The buoyancy-driven fluid flow and heat transfer in a square cavity with partially active side walls filled which the length is equal to half of height and width is 0.1 of height respectively so that it contains Al_2 O_3–water nanofluid which variable properties, has been investigated numerically. The active parts of the left and the right side walls of the cavity are maintained at temperatures Th and Tc , respectively, with Th>Tc . The enclosure’s top and bottom walls as well as the inactive parts of its side walls are kept insulated. The governing equations in the two-dimensional space are discretized using the control volume method. A proper upwinding scheme is employed to obtain stabilized solutions. Using the developed code, a parametric study is undertaken, and the effects of the Rayleigh number, the locations of the active parts of the side walls and the volume fraction of the nanoparticles on the fluid flow and heat transfer inside the cavity are investigated. It is observed from the results that the average Nusselt number increase with increasing the Rayleigh number and decrease with increasing the volume fraction of the nanoparticles. Moreover, the maximum average Nusselt number for the high and the low Rayleigh numbers occur for the bottom–middle locations of the thermally active parts, respectively.
    Keywords: Nanofluid, numerical study, Natural convection, Cavity, Variable properties
  • A Bi-Level Programming Model for Closed-Loop Supply Chain Network Design with Competition between two chains in Uncertain Environment: A Benders Decomposition Solution
    Hamed Fallah, Hamidreza Eskandari, S. H. Zegordi, S. Kamal Chaharsooghi Page 2
    In this paper the closed-loop supply chain network design problem is modeled and solved in a competitive and uncertain environment. The competition between two supply chains is on the price of products in forward channel and the price of returns (incentives) on the reverse channel. Demand is price sensitive and the amount of returned products is also linearly dependent on the incentives. Fuzzy set theory is used to cope with uncertainty. The proposed bi-level model is proved to be concave then we turn it to a single level model which is also proved to be a concave one. Afterwards, the single level model is solved using the Benders Decomposition approach. Finally, computational results are presented based on data inspired from real case. Results show that the proposed algorithm is converged in reasonable iterations. Increasing the price elasticity coefficient (intensifying competition) leads to less profit and Increasing the rival’s price elasticity coefficient leads to more profits for the existing chain.
    Keywords: Supply chain, Competition, Bi-Level model, Closed-loop supply chain, Benders decomposition
  • NUMERICALLY INVESTIGATION OF THE BEHAVIOR OF LONG LINK-TO-COLUMN CONNECTIONS WITH REDUCED SECTION
    Fakhroddin Ahmadi Danesh Ashtiyani, Ali Naserifar Page 13
    Eccentrically braced frames (EBFs) combine the high elastic stiffness of concentrically braced frames with the ductility and stable energy dissipation of moment resisting frames. In these types of frames energy often dissipated through links that vary from short shear yielding to long flexural yielding link. Link-to-column connections in eccentrically braced frames must transmit large moments and shear forces to facilitate link rotation. Previous researches has shown that link-to-column connections in long links are prone to failure at low drift levels due to their susceptibility to fracture at the link flange-to-column connections and they aren’t applicable in sever seismic environments. To overcome this problem it is necessary to keep away stress and strain concentration from the ends of link connections. The use of link with reduced section can transmit plastic zone to reduced part and prevent connection failure. This paper investigates the application of RBS method in long links and studies the behavior of reduced long link to column connections. The analysis is conducted using the ABAQUS FEM software package. The analytical results show that this technique keeps away stress and strain concentration from the end of link beam near the face of column to some extent and improve the connection behavior.
    Keywords: Link Beam, RBS, Numerical analysis, Connection
  • APPLICATION OF SCALED BOUNDARY FINITE ELEMENT METHOD IN TOPOGRAPHIC EFFECTS ON SEISMIC WAVES
    Page 14
    Ground surface with irregular topography is one of the reasons of complex seismic responses, which are mainly due to the seismic wave scattering at ground surface. More investigation is needed for understanding the influence of wave scattering in specific places of ground surface. In this paper, the surface soil assumed homogeneous, isotropic, and elastic. At first, SH wave propagation equations in a two dimensional field by the scaled boundary finite element method have been presented. This method has been developed by combining advantages of the finite element and boundary element methods. In this method, only the boundary is discretized and no fundamental solution or Green's function is required. Then a semi-circular hill has been analyzed by using this method. The results of this analysis compared with other analytical and numerical methods and good agreement is achieved.
    Keywords: Scaled boundary finite element method, Wave propagation, Topography effects
  • Parametric study on lateral resistance and evaluation of seismic response modification factor-R of strap-braced cold-formed steel shear walls
    Mehran Zeynalian, Hossein Tajmir Riahi, Mehran Abbasi Sooreshjani Page 15
    In this study, evaluation on lateral resistance and seismic response modification factor-R of strap-braced cold-formed steel shear walls is presented. Also, the results are compared with the prescibed values by the codes and standards. The structural parameters that are taken into account include: cross section of bracing straps, aspect ratio of the frames and studs’ spacing. In this study, the effects of nonlinear behavior of steel, geometric imperfection of cold formed sections and residual stresses induced by cold forming process are considered. The lateral strength and displacement of the frames will be determined by ANSYS finite element software. The results of the analysis show that the increase in straps’ cross-sections area and the ratio of width to height of the frame lead to increase of the frame capacity but changing the distances between the studs have no significant impact on the capacity of the frame. Also the response modification factors (R factors) of the studied frames are calculated in the range of 5.31 and 6.39. The results show that the prescribed R factors by the codes are conservative and can be improves, slightly.
    Keywords: Cold-formed steel structures, Diagonal bracing strap, Seismic response modification factor, Residual stresses, Imperfection
  • Finite elements analysis of a New Moment-Resistant Connection in Precast Concrete Frames under cyclic loading
    Mojtaba Fathi, Reza Hassani Page 16
    In this paper, a 3D nonlinear finite element model of a new moment-resistance connection in precast concrete structures is developed and its behaviors in several different details of connection, under cyclic loading are studied. During the FE modeling performed by Abaqus Software, the results of analysis of related connections under cyclic loads is compared with experimental results. The effect of nonlinearity of material and geometry and contact between different parts of model as well as bond-slip effect of reinforcement bars are considered. It should be noted that three connections, include two precast connections and a monolithic connection, are modeled. For verification of Finite elements model, the hysteresis curves, resistance of connections and failure modes (the cracks pattern and deformation mode) which have been compared with experimental results and show the suitable accordance of outputs of related computerized model with related experimental results.
    Keywords: Finite Elements Analysis, Precast Concrete Structure, Moment-Resistant Connection, Hysteresis Behavior, Seismic Behavior
  • Amir Mohammad Jadidi, Ghassem Heidarinejad Page 17
    Today the air pollution is one of the biggest problem specially in mega cities and it effects directly on human health and environment. in this article pollution dispersion for the light gas pollutant around a building in turbulent 3D incompressible flow using a hybrid turbulence model has been investigated. Pollution around a building in low speed wind may aggregate in some regions and make special problems for pedestrian and environment. Turbulent wind flow over buildings due to the complexity like sharp corners, ground effect, different vortexes and other factors is one of the best choices to evaluate efficiency and accuracy of turbulence methods. DES is hybrid RANS-LES models for simulating turbulent flow which for their characteristic, treat near wall as RANS and farther the wall act as LES model. Consequently computational time will decrease compared to traditional LES models. To evaluate DES model, DES results has been compared with smagorinsky and one-equation model. Also to validate, the simulation results are compared with experimental data. The DES results show good agreement with experiment and LES models and this hybrid model has a good potential for large scale wind engineering problems.
    Keywords: gas pollutant, computer simulation, hybrid turbulence model, DES model, building, turbulence, mass transfer
  • Two Stage Stochastic Programing Based on the Sample Average Approximation and Accelerated Benders Decomposition for Designing Closed-loop Supply Chain Network Design under Uncertainty
    Aliakbar Hasani Page 18
    In this paper, a comprehensive mathematical model for designing supply chain network via considering integrated flow of forward and reverse of multiple products during multiple periods is proposed. The uncertainty of the parameters includes customer demand, products reverse flows, rates of reverse product recovery and disposal, as well as costs of products transportation, storage and reverse flow management are considered via two stage stochastic programming. An efficient solution algorithm based on the sample average approximation and new accelerated benders decomposition is developed to solve the proposed model. An accelerated Benders decomposition algorithm utilizing efficient acceleration mechanisms based on the priority heuristic and adding the demand constraint to master problem is devised to cope with computational complexity. Computational analysis is also provided by using a phone cell industrial case study to present the significance of the proposed stochastic model versus deterministic one as well as the efficiency of the proposed the accelerated benders decomposition algorithm. In addition, obtained solutions of the stochastic model have a more robustness than solutions of the deterministic model.
    Keywords: Supply chain network design, Closed-loop, Uncertainty, Stochastic Programming, Benders decomposition, Sample average approximation
  • Simultaneous optimization of cut-off grade and capacity of mineral processing plant
    Farzam Saffariyan, Ahmadreza Sayadi, Aliasghar Khodayari Page 19
    Cut-off grade and capacity of processing plant are two factors influencing the design and the feasibility study of mine and calculation of these two plays an important role in mining economy. The main purpose of this study is to optimize the cut of grade and production capacity considering price uncertainty, simultaneously. Slight changes on lane algorithm and its formulation as a nonlinear programming problem were done, leading to design a model that can optimize the both factors simultaneously. A heuristic model similar to geometric Brownian model has been used to consider uncertainty in the model. An assumed copper mine data were used to model verification. Solver plugin in excel for model solving was used. Finally, the recommended values for plant’s capacity were in range of between 16 and 17 with mean value of 16.5 million tons. This value for cut of grade is between 0.17 to 0.2 with the mean value of 0.19 percent, and for net present value is between 900 to 1200 with the mean value of 1080 million dollars. The optimum capacity distribution of processing plant has slight negative skewness, optimum cut of grade distribution has slight positive skewness and approximately maximum net present value has normal distribution.
    Keywords: optimization, Cut-off grade, Mineral Processing plant capacity, Price uncertainty, Lane algorithm
  • A Novel Model for Software Services Development Effort Estimation
    Amid Khatibi Bardsiri, Seyyed Mohsen Hashemi, Mohhamdreza Razzazi Page 20
    Accurate estimation of software service development effort is a great challenge both in industry and for academia. The concept of effort is an important and effective parameter in process development and software service management. The reliable estimation of effort helps the project managers to allocate the resources better and manage cost and time so that the project will be finished in the determined time and budget. One of the most popular effort estimation methods is analogy base estimation (ABE) to compare a service with similar historical cases. Unfortunately ABE is not capable of generating accurate results unless determining weights for service features. Therefore, this paper aims to make an efficient and reliable model through combining ABE method and DE algorithm to estimate the software services development effort. In fact, the DE algorithm was utilized for weighting features in the similarity function of the ABE method. The proposed hybrid model has been evaluated on a real data set and two artificial datasets. The obtained results were compared with common effort estimation methods. Obtained values indicate 28, 34 and 19 percentage improvement on the three datasets ISBSG, Moderate, and Severe, respectively.
    Keywords: software services, effort estimation, analogy base estimation, differential evolution, weighting model
  • Hamid Nourisola, Bahar Ahmadi, Askar Azizi, Amir Rikhtegare Giasi Page 29
    In this paper, the position tracking problem of a magnetic levitation system with the external disturbance and uncertainties is investigated. The dynamic of a magnetic levitation is governed by a SISO third-order nonlinear differential equation and only the position measurement is available for control. In this paper, the combination of the feedback linearization and Back-stepping techniques is used as a new control method for this system. Feedback linearization and back-stepping techniques are introduced as methods for linearization of a system with coordinate transformation and nonlinear designing, respectively. In other hand, nonlinear disturbance observer has a good ability to estimate disturbances and nonlinear dynamics, so it is combined with designed controller to increase performance of the controller, reducing the effects of disturbances and system uncertainties by estimating them. Simulation results show that the proposed method has a good ability in the position tracking and a good performance in elimination of the external disturbance and uncertainties.
    Keywords: Nonlinear disturbance observer, Feedback Linearization, Back-stepping technique, Uncertainty, External disturbance
  • Seyed Sajad Jafari, Navid Freidoonimehr Page 39
    The main propose of the present article is to study the second law of thermodynamics over a stretching permeable surface in the presence of the uniform vertical magnetic field in the slip nano-fluid regime. In this study, four types of nanoparticles i.e. Copper , Copper oxide , Aluminum oxide , and Titanium dioxide and also water as the base fluid are considered. Entropy generation equations, for the first time in this problem, are derived as a function of velocity and temperature gradients. Velocity profile as well as temperature distribution and averaged entropy generation are obtained using Homotopy Analysis Method (HAM). An excellent agreement exists between the present result and the other researchers’ result. The obtained result of present study presents that by decreasing magnetic parameter, nanoparticle volume fraction parameter, suction parameter, Reynolds number, Brinkman number, and Hartmann number as well as increasing the slip velocity parameter, the generated entropy reduces.
    Keywords: Second law of thermodynamics, Slip flow, Magneto-hydrodynamics flow, Nano-fluid, Homotopy Analysis Method
  • Hadi Taghizadeh, Tajbakh Navid Chakherlou, Adel Alizadeh, Aydin Sheykh Abdollahzadeh Mamaghani Page 55
    Fatigue is one of the most important failure sources of material that is caused by repeatedly applied loads. It is a progressive and localized structural damage that occurs when a material is subjected to cyclic loading. The experimental results of fatigue tests on Al-alloy 2024-T3 in double shear lap joints were used to estimate (model) fatigue life with artificial neural networks (ANN). Artificial neural networks with experimental data processing can find the knowledge or law lies behind the data, and unlike mathematical models, it’s not necessary to determine the mathematical relation between inputs and outputs. To model by artificial neural network, one of the experimental data of fatigue life randomly selected for validation and two other were selected for testing, the rest of the data were used to find the optimal values of weights and bias. After being ensured of the model accuracy, it was used to predict the fatigue life at different loads in the working phase that had not been tested. Comparison of experimental results and the results of the model shows that a 3-layer artificial neural network with less than 10% error could be used to predict the fatigue life at different loads.
    Keywords: Fatigue, Damage, Double shear lap joint, Artificial neural networks
  • Masoud Ziaei-Rad, Maryam Beigi-Harchegani Page 65
    Heat transfer and pressure drop in Al2O3-water nanofluid flow through an internally ribbed pipe is studied numerically. The governing conservation equations in cylindrical coordinates for laminar incompressible flow are solved using well-known SIMPLE algorithm based on finite-volume method. The effects of flow parameters, the distance between the pipe ribs, and the volume fraction of nanoparticles, on heat transfer and friction coefficient are investigated. The obtained results illustrate that increasing nanoparticles volume fraction makes the thermal entrance length decrease, and consequently, the heat transfer gets increased. It also reveals that 5% of increment in nanoparticles volume fraction may lead to 28-percent rise in local Nusselt number and about 11-percent rise in average Nusselt number. In this case, the friction factor will also increase about 1.5 times in comparison with the pure fluid ones. The results also show that increasing the pipe ribs distance by five times in Re=100, will make the average Nusselt number increase by 2.45 times.
    Keywords: Internally ribbed pipe, Nanofluid flow, Force convection, Heat transfer, Numerical solution
  • Moslem Ghasemi, Behzad Ghasemi, Afrasyab Raisi Page 77
    This paper presents a numerical study on the natural convection in a square cavity, with two pair of heat source and sink and filled with a alumina-water nanofluid. heat source and sink have Th and Tc temperatures respectively. For this purpose, we used a Fortran program based on Finite Volume Method and SIMPLE algorithm. The effects of parameters such as volume fraction for 0 to 0.05 percent, Rayleigh number for 103,104, 105 and 106 and location of two pair of source-sink on the flow and temperature fields and heat transfer rate have been examined. The obtained results show that by increasing the Rayleigh number and the volume fraction of the nanoparticles, the rate of heat transfer is increased. Also, The results show that, increasing the nanoparticles volume fraction at low Rayleigh numbers (103,104) has the more enhancement effect on the local and average Nusselt number in compared to the high Rayleigh ‌numbers(105,106).
    Keywords: Nanofluid, Natural convection, Square Cavity, Heat source-sink, numerical study
  • Amirheshmat Khedmati Bazkiaei, Hamid Dehghan Tarzajani, Nader Mohammadi Page 89
    In this study, a numerical approach to evaluate and predict the natural frequencies of a functional graded material plate resting on single-parameter elastic foundation, has been presented. In order to avoid nonlinear effects, the elastic foundation, Winkler considered . To investigate FGM Plate, Classic Plate Theory of thin plate is used. The plate is modeled using differential quadrature element method. By decomposing the system into a series of subdomain and elements any discontinuity in loading, geometry, material property and even elastic foundation can be considered. Applying the differential quadrature element method to the governing equations of the plate and the corresponding and boundary and compatibility conditions, they are transformed into an algebraic system of eigenvalue problem. Solving the resulted eigenvalue problem, the natural frequencies of functional graded material plate resting on Winkler foundation are calculated. The proposed method is verified by observing excellent agreements to those are available in literatures. The results show that proposed method can predict well.
    Keywords: free vibration, FGM plates, winkler foundation, Differential Quadrature Element Method
  • Farhad Haji Aboutalebi, Shahriar Mohagheghian Page 101
    Chip removing in the machining processes is done through the forces. Therefore, prediction of the forces and estimation of required energy is very important for determination of the efficiency of these operations. In this investigation first, by using Hooputrs’s shear damage model in the ABAQUS/Explicit code, a number of conventional machining processes such as plane milling, straight turning, face turning, and drilling are simulated. By performing the simulations, variations of the force acting on the tool, maximum force, and also chip formation mechanism in each of the above processes are predicted. Then, in order to evaluate the shear damage model and material properties, the simulation results are compared with the results of theoretical and experimental relations. Comparison of the numerical and empirical results reveal that the Hooputra’s shear damage model can well predict the damage initiation and evolution, chip formation, and forces acting on the tool in the machining processes.
    Keywords: Numerical Simulation, Machining Processes, Damage Mechanics, Hooputra's Shear Damage Criterion
  • Karim Maghsoudi Mehrabani, Majid Aliasghari, Abdollah Mehrpanahi Page 111
    Freshwater generation is always one of the most important issues in human communities coincided with population increase in different areas, using water desalination technology can be one of the most effective and useful method in utilizing power plants heat recovery. Iran has a high potential to use this technology due to the shortage of fresh water resources on the one hand and several thermal power plants in the coastal areas of North and South on the other hand. In this study, exergy destruction rate in different components of the cycle and also the rate of profit and loss resulting from coupling desalination to Neka power plant were studied according to the project of Caspian Sea water transfer to the central plateau of Iran and the necessity of water desalination before transferring. Results showed that the maximum exergy destruction cost occurred in the thermo-compressor and then in condenser. also if the flow of low pressure turbine used in MED-TVC can product7215m3/day freshwater but this decrease in LP turbine flow, decreased 6.67% of the total power and 0.9 % thermal efficiency of a power plant.
    Keywords: MED, Exergy destruction, Thermo-compressor, combined cycle powerplant, LP turbine
  • Mohammad Mahdi Jalili, Saeed Ebrahimi, Neda Rahmat Page 125
    In this research, the nonlinear rolling motion of ships is studied. After obtaining the governing equation of roll motion, the method of multiple scales perturbation technique is applied to solve the nonlinear differential equation. The ship response is studied with and without harmonic excitation. In order to validate the responses obtained by the method of multiple scales, the response was compared with the numerical solution. Finally, the effects of damping coefficient and restoring arm on the frequency response function and resonance frequency have been studied.
    Keywords: roll motion, method of multiple scales, response frequency curve, harmonic excitation, resonance
  • Mehrdad Jafar Booland, Mohammad Hadi Rismani Page 139
    This paper investigates the sensorless operation of the brushless DC permanent magnet (BLDC-PM) motors based on the line to line flux function. The three dimensional sensitivity analysis of the line to line flux function is provided. This analysis reveals the influence of the measurement error and motor parameters variation on the electrical torque and motor efficiency. Moreover, the dependency of the method to speed and load variation is studied. The effectiveness of the mentioned method is demonstrated through simulation results.
    Keywords: Brushless DC PM motor, sensorless operation, flux function, sensitivity analysis