فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - سال چهل و هفتم شماره 4 (پیاپی 81، زمستان 1396)

مجله مهندسی مکانیک
سال چهل و هفتم شماره 4 (پیاپی 81، زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/20
  • تعداد عناوین: 37
|
  • مقاله پژوهشی کامل
  • محمدرضا آدی بیگ *، سوران حسنی فرد صفحات 1-9
    بررسی کمانش پوسته های استوانه ای آلومینیومی یکی از موضوعات مهم درساخت انواع زیردریایی می باشد. باتوجه به آنکه درساخت پسته های استوانه ای اغلب از روش های معمول جوشکاری استفاده می شود، ارزیابی دقیق ازحدتحمل کمانش پوسته های آلومینیومی ازاهمیت ویژه ای برخوردار است. دراین تحقیق تاثیرجوشکاری دریک پوسته استوانه ای ازجنس آلومینیوم دریایی 5083 تحت بارگذاری هیدرواستاتیک خارجی به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است. درابتدا با استفاده از روابط تحلیلی مقدار فشارکمانش یک نمونه پوسته استوانه ای آلومینیومی قبل از جوشکاری بدست آمده است وسپس حل عددی بار بحرانی کمانش توسط نرم افزارالمان محدودABAQUS موردارزیابی قرارگرفته ونتایج آن باروابط تحلیلی اعتبارسنجی شده است. برای بررسی اثرهای تنش های پسماند ناشی از جوشکاری، عمل جوشکاری بر روی استوانه شبیه سازی شده و بار بحرانی کمانش بعد از جوشکاری بدست آمده است. درادامه یک پوسته استوانه ای ازجنس آلومینیوم دریایی 5083 به روش رول کردن و جوشکاری خط طولی ساخته شده و تست کمانش هیدرواستاتیکی برروی آنان جام شده است. نتایج تحلیل المان محدود نشان می دهدکه میزان تحمل فشارخارجی این پوسته نسبت به حالت یک هدرزجوش نداشته باشد درحدود 50 درصدکاهش یافته است.
    کلیدواژگان: کمانش، جوشکاری، تنش پسماند، پوسته استوانه ای
  • عیسی احمدی *، ندا عطایی صفحات 21-30
    ورق کامپوزیتی با لایه گذاری متعامد که از لایه های ارتوتروپیک تشکیل شده است و تحت بارگذاری خمشی قرار دارد مدلسازی شده و تنش های سه بعدی و مخصوصا میدان سه بعدی تنش در نواحی نزدیک به لبه مورد بررسی قرار گرفته است. برای مدلسازی ورق کامپوزیتی، ابتدا میدان جابجایی متناسب برای ورق در نظر گرفته شده است که در آن جملات مربوط به پاسخ کلی و موضعی ورق از هم تفکیک شده است. سپس برای فرمولبندی مساله از نظریه لایه ای جابجایی محور استفاده شده است و معادلات تعادل کلی و موضعی ورق و شرایط لبه ای در نظریه لایه ای با استفاده از روش حداقل انرژی پتانسیل کل به دست آمده است. معادلات حاکم بر ورق در نظریه لایه ای شامل تعداد زیادی معادله دیفرانسیل کوپل بر حسب جابجایی ها می باشد. با حل این معادلات، میدان جابجایی برای ورق کامپوزیتی متعامد به دست آمده است. برای افزایش دقت استخراج تنش های برون صفحه ای، تنش های بین لایه ای با دو روش استخراج شده است. برای صحه گذاری بر نتایج نظریه لایه ای از مدلسازی المان محدود استفاده شده است و ملاحظه شده است که نتایج با نتایج حل لایه ای با دقت بالایی انطباق دارد. سپس توزیع تنش های بین لایه ای در ورق کامپوزیتی با لایه گذاری متعامد که تحت ممان خمشی قرار دارد مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: ورق کامپوزیتی، لایه گذاری متعامد، تنش های بین لایه ای، بارگذاری خمشی، نظریه لایه ای
  • امیرجواد احمدیان حسینی، سیدهادی پورحسینی*، محمد مقیمان، محمدرضا مه پیکر صفحات 31-37
    در پژوهش حاضر اثر تغییر شدت چرخش جریان هوای ورودی به محفظه احتراق استاندارد هارول، بر الگوی جریان، توزیع دما، شار گرمایی تابشی و همچنین آلاینده NO مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به تاثیر چرخش بر رفتار دینامیکی جریان از رابطه جدیدی که مبتنی بر مولفه های مماسی و محوری سرعت جریان است برای تعیین و تحلیل عدد چرخش استفاده شده است. همچنین محاسبات واکنش های شیمیایی احتراق با استفاده ازEddy Dissipation Model و محاسبات جریان سیال و انتقال گرمای تابشی با استفاده از مدل های k-ɛ standard و P-1 صورت گرفته است. مقایسه نتایج به دست آمده در تحقیق حاضر با نتایج تجربی موجود، بیانگر تطابق بسیار بهتر حل حاضر نسبت به تحقیقات مشابه است. نتایج نشان می دهد که افزایش عدد چرخش هوای ورودی از 0/0 تا 6/0 با ایجاد و تقویت ناحیه گردابه داخلی در هسته مرکزی کوره باعث مکش محصولات احتراق به درون این ناحیه و ترکیب آنها با مخلوط سوخت و هوا و در نتیجه بهبود راندمان احتراق و حذف نقاط متمرکز دما بالا به عنوان منبع اصلی تشکیل آلاینده NO می گردد. همچنین افزایش عدد چرخش به دلیل پخش جریان در راستای شعاعی و افزایش سطح تبادل حرارتی شعله، به رغم کاهش دمای حداکثر شعله، شار گرمایی تابشی متوسط شعله را به میزان %3/31 افزایش و آلاینده NO را به میزان 6/58% کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: عدد چرخش، مشعل هارول، دما، انتقال گرمای تابشی
  • ابراهیم افشاری *، مهدی مشرف دهکردی، محمدحسین خیام، محمود عدمی، سیدعلی اطیابی صفحات 39-48
    در پژوهش حاضر، یک مدل سه بعدی و گذرای پیل سوختی غشا پلیمری با میدان جریان پینی بررسی شده است. با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتم، بقای گونه ها، بقای بار الکتریکی و بقای انرژی همراه با معادلات واکنش های الکتروشیمیایی، رفتار گذرای پیل بررسی شده است. ارائه نتایج مربوط به پارامترهای اساسی همچون چگالی جریان الکتریکی، توزیع غلظت گونه های شیمیایی، توزیع سرعت و خطوط جریان در پیل با میدان جریان پینی، درک کاملی از اصول اساسی پدیده های انتقال در پیل سوختی غشاء پلیمری فراهم می کند. نتایج نشان می دهد که استفاده از میدان جریان پینی، انتقال اکسیژن به لایه کاتالیست را بهبود می بخشد و در نتیجه باعث ایجاد چگالی جریان بالا می شود. همچنین، مدت زمان پایداری پیل سوختی از مرتبه ثانیه است که این موضوع نشان دهنده کوتاه بودن فرآیند راه اندازی پیل سوختی غشا پلیمری است. در این مدت زمان، پارامترهای عملکردی پیل سوختی مانند چگالی جریان، غلظت مولی واکنش دهنده ها و فشار پیل سوختی طی این مدت زمان به پایداری می رسند.
    کلیدواژگان: پیل سوختی غشا پلیمری، حالت گذار، میدان جریان پینی، دینامیک سیالات محاسباتی
  • داود افشاری *، فروغ فروغ سردار زاده، نیلوفر نورافشان صفحات 49-54
    در این مطالعه سعی شده است با استفاده از آزمون های تجربی به بررسی استحکام استاتیکی و خستگی اتصال جوش نقطه ای آلیاژ آلومینیوم 6061-T6و رابطه آن با ابعاد دگمه جوش پرداخته شود. بدین منظور تعداد زیادی نمونه با شرایط مختلف توسط فرآیند جوش مقاومتی نقطه ای ایجاد شده است. برای هر دسته از نمونه ها ابعاد دگمه جوش، استحکام نمونه تحت بار استاتیکی در آزمون کششی-برشی و همچنین استحکام خستگی اندازه گیری شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش قطر دکمه جوش تاثیر مستقیمی بر استحکام اتصال تحت باراستاتیکی دارد و منجر به افزایش آن می شود. اما در خصوص استحکام خستگی، هر چند با افزایش قطر دگمه جوش ابتدا استحکام خستگی افزایش پیدا کرده؛ در ادامه بطور محسوسی عمر خستگی اتصال کاهش پیدا می کند. بررسی سطح مقطع نمونه ها نشان می دهد که افزایش قطر دگمه جوش از یک حد معین منجر به تشکیل ترک های گرم در ناحیه HAZشده است. اگرچه این ترک ها تاثیری بر استحکام استاتیکی اتصال جوش نقطه ای ندارد؛ منجر به کاهش استحکام خستگی اتصال می گردد.
    کلیدواژگان: جوش مقاومتی نقطه ای، استحکام خستگی، استحکام استاتیکی، دگمه جوش، آزمون کششی-برشی
  • محمد جواد ایزدی یزدی *، عبدالامیر بک خوشنویس صفحات 55-62
    در این پژوهش، به بررسی ویژگی های دنباله جریان در اطراف یک استوانه بیضوی با استفاده از روش تجربی پرداخته شده است. بدین منظور، یک استوانه با سطح مقطع بیضوی با نسبت محور 1:2 از جنس آلومینیوم در تونل بادتحت اعداد رینولدز 15000 و 30000، مورد آزمایش قرار گرفته است. با استفاده از روش های موجود، به بررسی مشخصه های دنباله جریان و ضرایب پسای این مدل در حالات مختلف پرداخته شده است. به منظور اندازه گیری سرعت و شدت اغتشاش ها، از دستگاه جریان سنج سیم داغ استفاده شده است. شدت اغتشاش های جریان آزاد دستگاه تونل باد 15/0 درصد می باشد که از این نظر دارای دقت بالایی است. آزمایش های انجام گرفته بر روی دنباله استوانه بیضوی نشان می دهند که افزایش عدد رینولدز باعث تغییرات اساسی و مهمی در پروفیل سرعت میانگین می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد رینولدز، شدت اغتشاش دنباله کاهش می یابد. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد رینولدز در یک نسبت محوری ثابت، عرض دنباله باریک تر می شود و عدد استروهال دنباله مربوط به گردابه کارمن افزایش می یابد. مشخص شد که با افزایش عدد رینولدز پارامترهای ضریب پسا و نقصان سرعت کاهش می یابند.
    کلیدواژگان: تونل باد، استوانه بیضوی، ضریب پسا، عدد استروهال، جریان سنج سیم داغ
  • بهینه سازی چند هدفه کسر حجمی صفحات تابعی مدرج پلکانی تحت بارگذاری دو محوره برای بیشینه بار کمانش و کمینه وزن
    حسن بیگلری*، پریسا اکبری آذر، علیرضا نعمتی صفحات 63-71
    در این مقاله، بهینه سازی چند هدفه کسر حجمی صفحه تابعی مدرج پلکانی برای افزایش بار کمانش بحرانی و کاهش وزن سازه تحت بار دو محوره بررسی می شود. منظور از صفحه تابعی مدرج پلکانی، صفحه ای است که مشخصات مواد در راستای ضخامت بصورت یک تابع پیوسته تغییر نمی کند؛ بلکه بصورت پلکانی در لایه های متوالی تغییر می کند. هدف مساله بهینه سازی حداکثر بار کمانش بحرانی الاستیک و کمینه کردن وزن صفحه است. بدین منظور روش مجموع توابع هدف وزن دار به کار گرفته شده است. متغیر طراحی کسر حجمی است که در تمام لایه های مجاور متفاوت است. برای فرمول بندی تحلیل کمانش صفحه تابعی مدرج از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول استفاده شده است. روش ترکیب فازی الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی تجمع ذرات برای بهینه سازی کسر حجمی در لایه های مختلف به کار گرفته شده است. نتایج عددی برای صفحه تابعی مدرج پلکانی با صفحه تمام تابعی مدرج که از قانون توانی ساده با شاخص توانی بهینه تبعیت می کند، مقایسه شده است. در انتها، اثر فاکتورهای وزنی، شرایط مرزی، تعداد لایه ها، نسبت طول به عرض، نسبت بار و نسبت عرض به ضخامت صفحه روی طراحی بهینه بررسی شده است. نشان داده خواهد شد که بکارگیری صفحه تابعی مدرج پلکانی می تواند طراحی بهینه تری نسبت به صفحه تابعی مدرج پیوسته باشد.
    کلیدواژگان: صفحات تابعی مدرج پلکانی، بار بحرانی کمانش، ترکیب فازی الگوریتم ژنتیک- تجمع ذرات، آنالیز پایداری، طراحی بهینه
  • شبیه سازی پارامتری و مطالعه عملکرد یک نیروگاه توربین گاز خورشیدی از دیدگاه ترمودینامیکی و اگزرژی
    جاماسب پیرکندی*، مهدی جهرمی، شهرام خداپرست صفحات 73-82
    هدف از ارائه این مقاله تحلیل عملکرد ترمودینامیکی یک چرخه توربین گاز خورشیدی در سه شرایط مختلف آب و هوایی می باشد. پارامترهای طراحی و متغیرهای تصمیم گیری در این سیستم نسبت فشار کمپرسور، دمای گازهای ورودی به توربین و شدت تابش خورشید انتخاب شده اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش شدت تابش خورشید، راندمان الکتریکی سیستم افزایش پیدا کرده و حداکثر راندمان الکتریکی در نسبت فشارهای کمتر رخ می دهد. از سوی دیگر بررسی ها نشان می دهد که افزایش فشار کاری سیستم و دمای گازهای ورودی به توربین علی رغم افزایش راندمان و توان خالص تولیدی در سیستم، همواره سبب بالا رفتن آهنگ اگزرژی تلف شده و تخریب شده و در نتیجه آهنگ بازگشت ناپذیری در آن خواهد شد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که از دیدگاه ترمودینامیکی سیستم باید تا حد ممکن در فشار کاری کمتر کار کند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که بیشترین نرخ تخریب اگزرژی در محفظه احتراق و کمترین آن در دریافت کننده خورشیدی اتفاق افتاده است. از دیدگاه آلایندگی نیز مشخص گردید که با افزایش شدت تابش خورشید، میزان تولید دی اکسیدکربن در محصولات احتراق کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: توربین گاز، انرژی خورشیدی، راندمان، بازگشت ناپذیری
  • عباس حسابی حصاری، حامد مرادی *، غلامرضا وثوقی صفحات 83-90

    سیستم هایی که تعداد درجات آزادی آنها بیشتر از تعداد ورودی کنترلی شان باشد، سیستم های فروتحریک نامیده می شوند. با توجه به اینکه این سیستم ها تعداد عملگرهای کمی دارند، هزینه و پیچیدگی آنها کاهش یافته و انرژی کمتری مصرف می کنند. یکی از مسائل متداول و پایه ای سیستم های فروتحریک، سیستم پاندول معکوس می باشد که یک سیستم غیرخطی، غیر مینیمم فاز، چند متغیره، ناپایدار و شامل عدم قطعیت هاست. این پژوهش به مدل سازی پاندول معکوس دو درجه آزادی پرداخته و سپس کنترلگر خطی طراحی شده به روش جایگذاری قطب ها را به سیستم غیرخطی در مدل آزمایشگاهی اعمال نموده است. در ادامه، با اعمال کنترلگر خطی طراحی شده؛ میزان پایداری سیستم آزمایشگاهی در اثر تغییرات شرایط اولیه بررسی شده است. پاندول معکوس مدل شده از دو بازوی مفصلی تشکیل شده که یک عملگر در قسمت مفصل بازوی اول نصب شده است. فرآیند انتخاب عملگر از طریق شبیه سازی میزان گشتاور و توان مصرفی سیستم انجام شده است. در ادامه با بررسی نتایج شبیه سازی ها از یک سرو موتور DC، 12 ولتی و با توان نامی 2/1 وات به همراه یک گیربکس با نسبت تبدیل 275:1، به عنوان عملگر استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داده اند؛ کنترلگر خطی طراحی شده در اطراف نقطه ی تعادل تا حداکثر زاویه ی انحراف اولیه ی بازوها به میزان 6 درجه، به صورت مطلوبی باعث پایداری سیستم می شود.

    کلیدواژگان: پاندول معکوس، دو درجه آزادی، کنترلگر چند متغیره، روش جایگذاری قطب ها، سیستم های فروتحریک
  • ابوالفضل خلخالی، شهرزاد دقیقی صفحات 91-97
    امروزه استفاده از مواد جدید با خواص مطلوب و در عین حال کاهش تاثیرات نامطلوب زیست محیطی و هزینه ی تولید به یکی از مهمترین مباحت در صنعت تبدیل شده است. تاکنون کامپوزیت های الیاف طبیعی بیشتر کاربردهای غیرسازه ای داشته اند. در این راستا، این مقاله به بررسی بیوکامپوزیت تقویت شده با نانو پودر پرداخته است تا با افزودن درصد کمی نانو پودر خواص بهتری به دست آید. بدین منظور چهار فاکتور وزن الیاف، درصد وزنی نانوپودر، نوع نانو پودر و همچنین درصد وزنی سدیم هیدروکسید در بهبود قلیایی الیاف، هر کدام در دو سطح متفاوت در طراحی آزمایش به روش تاگوچی در نظر گرفته شد و هشت نمونه بر این اساس و با توجه به استاندارد ASTM-D3039 ساخته شد و تحت تست کشش قرار گرفت. تاثیر این چهار فاکتور بر روی مدول الاستیک به عنوان خروجی، توسط روش تاگوچی و همچنین آنالیز واریانس بررسی شد و در هر دو روش به ترتیب پارامترهای درصد وزنی نانو پودر، نوع نانوپودر، وزن الیاف و درصد وزنی سدیم هیدروکسید در بهبود به عنوان پارامترهای تاثیرگذار تعیین شده اند و هر دو روش کاملا همدیگر را تصدیق می کنند.

    کلیدواژگان: بیوکامپوزیت، الیاف نارگیل، نانورس، نانوسیلیکا، تست کشش
  • مطالعه عددی تاثیر ضریب سرعت لغزشی بر روی مشخصه های جریان و انتقال گرما نانوسیال غیرنیوتونی آب/کربوکسی متیل سلولز-اکسید مس در یک میکرولوله افقی
    احمدرضا رحمتی *، علی مرزبان، امیدعلی اکبری صفحات 99-108
    در این تحقیق، جریان لایه ای و انتقال گرمای نانوسیال غیرنیوتونی محلول کربوکسی متیل سلولز (CMC) با غلظت5/0 درصد وزنی به روش عددی بررسی می شود. نانوذرات جامد شامل کسر حجمی 1 و 5/1 درصد نانوذره اکسید مس با قطر نانوذره معادل nm 100 می باشند. همچنین در این بررسی اثرات ضریب سرعت لغزشی بی بعد در حالت های0-0. 1 b*= نیز مورد توجه است. جریان لایه ای و انتقال گرما نانوسیال غیرنیوتونی در یک میکرولوله افقی دو بعدی با طول mm L=200 و قطرهیدرولیکی معادل mm =3 Dh شبیه سازی عددی می شود. به دیواره ی میکرولوله افقیشار گرمایی ثابت معادل W/m21000 اعمال می شود. محدوده اعداد رینولدز این پژوهش بین2000 100≤ Re ≤ است. در این تحقیق، تاثیر ضریب سرعت لغزشی، کسر حجمی نانوذرات اکسید مس و عدد رینولدز بر پارامترهای جریان و انتقال گرما نانوسیال غیرنیوتونی مدنظر است. نتایج این مطالعه به صورت نمودارهای، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و سرعت و دمای بی بعد ترسیم می شوند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که افزایش کسر حجمی نانوذره جامد و ضریب سرعت لغزشی باعث افزایش انتقال گرما می شود. همچنین افزایش ضریب سرعت لغزشی تاثیر زیادی در کاهش ضریب اصطکاک در دیواره میکرولوله افقی دارد.
    کلیدواژگان: ضریب سرعت لغزشی، نانوسیال غیرنیوتونی، کربوکسی متیل سلولز، میکرولوله افقی، انتقال گرما
  • سید اسماعیل رضوی، محمدرضا اردلان، احسان کوهی * صفحات 109-116

    انسداد عروق کلیه یکی از مهم ترین عوامل مرگ ومیر و ایجاد عوارض دائمی در بدن می باشد. صلب شدن دیواره عروق از عوامل اصلی بیماری آتروسکلروسیز و به وجود آمدن گرفتگی ها در عروق کلیه است. لذا در این پژوهش تلاش شد تا تاثیر سفت شدن دیواره شریان و وجود گرفتگی در شریان کلیه بر روی پارامترهای جریان خون ورودی به آرتریول ها از طریق مدل سازی فیزیکی مورد بررسی قرار گیرد و همچنین تشخیص نواحی مستعد گرفتگی در پایین دست در حضور گرفتگی شریان کلیه یکی دیگر از اهداف این پژوهش بود. جهت مدل سازی از هندسه و شرایط مرزی واقعی استفاده شد. برای مدل سازی لزجت خون، مدل های نیوتنی و غیر نیوتنی بکار رفته و نتایج به دست آمده با هم مقایسه شده اند. تاثیر سه نوع گرفتگی خفیف (30 درصد) ، متوسط (50 درصد) و شدید (70 درصد) بر روی پارامترهای جریان بررسی شده است. نقاط مستعد گرفتگی در هندسه بدون گرفتگی و باگرفتگی شناسایی شده و نتایج باهم مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که در هندسه مورد مطالعه تفاوت چندانی بین مدل های نیوتنی و غیرنیوتنی لزجت خون وجود ندارد و می توان خون را سیال نیوتنی در نظر گرفت. بررسی نواحی مستعد گرفتگی نشان داد که قبل از اولین دو شاخگی و همچنین درون اولین شاخه ی فرعی بیشترین احتمال گرفتگی وجود دارد زیرا در این نواحی تنش برشی بیشینه است. گرفتگی ها تاثیری روی نواحی مستعد گرفتگی ندارند اما هرچه درصد گرفتگی بیشتر باشد احتمال وجود گرفتگی در پایین دست بیشتر خواهد بود.

    کلیدواژگان: پارامترهای جریان خون، شریان کلیه، گرفتگی شریان کلیه، مدل های نیوتنی و غیرنیوتنی
  • تدوین کاتالوگ ماموریت و الگوریتم شناسایی الگوی مقاوم جهت ارتقای عملکرد سامانه ستاره یاب در طول روز
    جعفر روشنی یان، شبنم یزدانی، شهره بکران بهشت، مسعود ابراهیمی* صفحات 117-126
    به منظور افزایش عملکرد سامانه ستاره یاب به طول روز نیازمندی های این سامانه در دو بخش کاتالوگ ماموریت و الگوریتم شناسایی مقاوم به غیر ستاره بررسی و تامین شده اند. کاتالوگ مورد استفاده تومس می باشد. به دلیل بالا بودن تعداد اجرام ابتدا کاتالوگ فیلتر گشته و 61 هزار جرم با بالاترین کیفیت موقعیتی و فوتومتری انتخاب شده اند. سپس با استفاده از یکنواخت سازی چیدمان ستارگان، 4000 ستاره به عنوان کاتالوگ ماموریت نهایی استخراج می گردند. با توجه به زیاد بودن اجرام قابل مشاهده در محدوده دید که در کاتالوگ ماموریت و پایگاه داده ذخیره نشده اند، الگوریتم شناسایی الگوی ستاره ی مقاوم به غیر ستاره ها تدوین شده است. این الگوریتم از تبدیل فاصله اقلیدسی ستاره های موجود در کاتالوگ ماموریت به صورت جدول جست و جو استفاده می نماید. تصویری که بیشترین تطبیق را با پایگاه داده داشته باشد به عنوان شناسایی نهایی اعلام خواهد شد. درصد بالای شناسایی صحیح در حضور تعداد قابل توجهی غیر ستاره در کنار حجم محاسباتی کم و فرکانس به روز رسانی مناسب از خصوصیات الگوریتم شناسایی پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: ستاره یاب، الگوریتم شناسایی الگو، کوتاه ترین فاصله اقلیدسی، مقاومت به غیر ستاره، عملکرد در طول روز
  • بررسی تاثیر فشار پرس بر مقاومت پلاریزاسیون الکترودهای نقره در باتری های روی - نقره در محلول هیدروکسید پتاسیم
    مسعود سبزی*، حامد علیا، احمد منشی صفحات 127-134
    در این پژوهش، اثر پارامتر فشار پرس بر مقاومت پلاریزاسیون الکترودهای نقره در محلول هیدروکسید پتاسیم باتری های روی - اکسید نقره مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا چهار الکترود اکسید نقره (صفحه مثبت) با ترکیب 95 درصد وزنی اکسید نقره، 9/4 درصد وزنی پودر کربن و 1/0 درصد وزنی رزین به روش متالورژی پودر و با فشار پرس 40، 60، 80 و 100 بار تهیه گردید. سپس هر چهار الکترود اکسید نقره در زمان 13 دقیقه و دمای 500 درجه سلسیوس تحت عملیات سینترینگ قرار گرفتند. برای بررسی مقاومت پلاریزاسیون الکترودهای اکسید نقره از روش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 4/1 درصد وزنی هیدروکسید پتاسیم استفاده شد. برای بررسی ریزساختار الکترودها و آنالیز نقطه ای آنها از میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) استفاده گردید. نتایج آزمایش های الکتروشیمیایی نشان داد که با افزایش فشار پرس، مقاومت پلاریزاسیون الکترودهای اکسید نقره در محلول هیدروکسید پتاسیم افزایش می یابد. براساس مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، با افزایش فشار پرس، میزان و اندازه تخلخل ها ظاهری کاهش می یابد. همچنین نتایج آنالیز نقطه ای دلالت بر کاهش اکسیژن الکترودها با کاهش فشار پرس داشت.
    کلیدواژگان: باتری های روی - نقره، فشار پرس، مقاومت پلاریزاسیون، الکترود نقره، محلول هیدروکسید پتاسیم
  • بررسی عددی و آزمایشگاهی جریان تدریجا متغیر و سریعا متغیر برروی یک بستر شیب دار گوه ای شکل در کانال روباز
    آمنه سعیدی، الهام قوشچی، روح الله رفعی * صفحات 135-142
    دراین مقاله بررسی الگوی جریان سطح آزاد تدریجا متغیر و سریعا متغیر برروی مانع شیبدار گوه ای شکل در کانال مستطیلی با مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی انجام شده است. از روش حجم سیال (VOF) جهت مدلسازی سطح آزاد در جریان دوفازی مورد نظر استفاده شده است. نتایج مدلهای آشفتگی استاندارد، RNG، ، استاندارد و SST برای تعیین وضعیت سطح آزاد، با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. با مقایسه نتایج پروفیل سطح آب به دست آمده از شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی، این نتیجه حاصل شد که پروفیل سطح آب حاصل در آزمایشها به مدل استاندارد نزدیک تر است. نتایج نشان می دهد که وضعیت سطح آزاد پیش بینی شده در ناحیه ای که جریان تدریجا متغیر می باشد، به نتایج آزمایشگاهی بسیار نزدیک است. با این حال در ناحیه ای که جریان سریعا متغیر است و پرش هیدرولیکی اتفاق می افتد، مدلهای آشفتگی نمی توانند پیش بینی خوبی از جریان ارائه دهند. همچنین کارکرد k-ε استاندارد در تعیین وضعیت سطح آزاد آب در دبی های مختلف بررسی شده است.
    کلیدواژگان: جریان سطح آزاد، جریان سریعا متغیر، شبیه سازی عددی، روش حجم سیالی (VOF)
  • تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه با اعمال قید محدودیت زاویه ای مفاصل در حرکت نقطه به نقطه
    حمیدرضا شافعی، محسن بهرامی، علی کمالی ایگلی، علی محمد شافعی * صفحات 143-151
    هدف اصلی این مقاله، تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه می باشد. در اینجا از اصل کمینه پونتریاگن برای تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه در حرکت نقطه به نقطه استفاده می شود. در حقیقت، شرایط بهینگی بر اساس اصول حساب تغییرات بدست می آید. برای تعیین ظرفیت حمل بار دینامیکی علاوه بر در نظرگرفتن حد اشباع هر یک از موتورها، قید محدوده حرکتی مفاصل نیز در نظر گرفته شده است. به این ترتیب با استفاده از تابع همیلتون و بکارگیری اصل کمینه پونتریاگن، دو دسته معادله دیفرانسیل شامل معادلات دینامیکی حرکت و معادلات شبه حالت به همراه یک رابطه جبری بدست می آید. شرایط مرزی به گونه ای تعیین شده اند که با حل آنها علاوه بر تعیین بار بیشینه، سینماتیک معکوس ربات نیز به صورت عددی حاصل می شود. در پایان به منظور نشان دادن کارآیی روش ارائه شده، مقدار بیشینه بار قابل حمل ربات دست 4 درجه آزادی که مطابق ابعاد و اندازه های دست انسان می باشد، بدست می آید. نشان داده می شود که مقدار بار بیشینه بدست آمده در محدوده بار مجاز قابل حمل که توسط وزارت بهداشت درمان و آموزش کشور ارائه شده است، قرار دارد.
    کلیدواژگان: ظرفیت حمل بار دینامیکی، ربات دست، افزونگی، محدودیت حرکت مفاصل، اصل کمینه پونتریاگن
  • فتحاللهطاهری بهروز، محمود معروفی، وحید هادی زاده، محمدرضا محمد علیها صفحات 163-171
    جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یک جوشکاری حالت جامد محسوب می شود که امروزه کاربرد گسترده ای به خصوص در جوشکاری های غیر هم جنس پیداکرده است، مخصوصا آلیاژهای آلومینیوم سری 7000 که قابلیت جوشکاری ذوبی را ندارند. این روش نه تنها محدودیت های جوشکاری ذوبی را ندارد بلکه به دلیل عدم ذوب قطعات امکان اتصال فلزات با نقطه ذوب متفاوت را نیز دارا می باشد. در این تحقیق به روش تجربی مطالعه تنش پسماند ناشی از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی غیر متشابه بین آلیاژها7075-T6 و 6061-T6 و مقایسه آن با جوشکاری معمولی ذوبی آلیاژ 6061-T6 به وسیله روش سوراخکاری مرکزی صورت گرفته است. همچنین با استفاده از این روش تغییرات تنش پسماند در راستای ضخامت نیز برای دو نمونه اندازه گیری گردیده و نشان داده شد که تنش پسماند در جوشکاری اصطکاکی به نسبت کمتر و توزیع یکنواختی نسبت به جوشکاری ذوبی دارد. بیشینه تنش در جوش ذوبی درست در محل خط جوش است ولی در جوش اصطکاکی بافاصله از خط جوش تنش پسماند بیشینه می گردد. سختی دو نمونه نیز با روش میکرو سختی سنج ویکرز اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که در جوش کاری اصطکاکی منطقه TMAZ کمترین میزان سختی نسبت به HAZ و ناگت را دارا است اما سختی آن از سختی فلز پایه بیشتر است.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، روش سوراخکاری مرکزی، تنش پسماند
  • بررسی تاثیر تناسبات و شکل آتریوم ها بر بهینه سازی انرژی در اقلیم سرد و کوهستانی
    سید سجاد عبدلی، روح الله موسوی * صفحات 183-189
    در این پژوهش اثر آتریوم بر بهینه سازی انرژی در اقلیم سرد و کوهستانی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا سه آتریوم به شکل های مکعب مستطیل، تخت و گنبدی شبیه سازی شده است. ابعاد مدل طراحی با طول و عرض (3 0 ×3 0) متر و ارتفاع (7) متر و در مرکز هر کدام از مدل ها به ترتیب آتریومی به شکل های تخت به ابعاد (3 0 /1 4 ×8 0 /1 3) متر مربع و مکعب مستطیل به ابعاد (3 0 /1 4 ×8 0 /1 3) متر مربع و ارتفاع (5 0 /3) متر و شکل گنبد به شعاع (7) متر و ارتفاع (7) متر مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی این سه مدل با درصد تهویه در سه حالت (7 0 ،3 0 ،0) درصد در سردترین هفته سال یعنی از تاریخ (3 0 دی تا 6 بهمن) که دمای بیرون بین (6 9 /0 - تا 6 4 /1 0 -) درجه سلسیوس زیر صفر و همچنین در گرم ترین هفته سال یعنی از تاریخ (2 2 مرداد تا 2 8 مرداد) که دمای بیرون بین (7 8 /2 5 تا 7 0 /3 0) بوده است، شبیه سازی شده است. نتایج عددی و تجربی نشان می دهد آتریوم با شکل گنبدی با تهویه طبیعی (3 0 ٪) نسبت به شکل مکعب مستطیل و تخت در تامین آسایش حرارتی و میزان لوکس نور یک نسبت بهینه را مهیا می سازد. شبیه سازی عددی با نتایج تجربی از دقت خیلی خوبی بر خوردار است.
    کلیدواژگان: آتریوم، بهینه سازی مصرف انرژی، شبیه سازی عددی، تجربی، اقلیم سرد
  • تحلیل تجربی خواص نانوکامپوزیت های هیبریدی پلی پروپیلن/ پودر چوب/ گرافن
    آرام عثمان نژاد، فرامرز آشنای قاسمی*، اسماعیل قاسمی صفحات 191-199
    هدف از این تحقیق ارزیابی برخی خواص فیزیکی، مکانیکی و همچنین ریخت شناسی و رفتار گرمایی نانو کامپوزیت های تشکیل شده از پودر چوب، پلی پروپیلن و گرافن می باشد. در تحقیق حاضر، از مالئیک انیدرید پیوند داده شده با پلی پروپیلن به عنوان عامل جفت کننده، جهت ازدیاد برهم کنش بین اجزا استفاده شد. نمونه های نانو کامپوزیت با مقادیر مختلف گرافن (0، 5/0، 1، 5/1، 2 درصد وزنی) با روش اختلاط مذاب و با استفاده از مخلوط کن داخلی و سپس با روش قالبگیری فشاری تهیه شد. جذب آب، واکشیدگی ضخامت، ریخت شناسی و خواص کششی و رفتار بلورینگی نانو کامپوزیت ها مورد سنجش قرار گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که با افزودن گرافن به نانو کامپوزیت ها تا 1 درصد وزنی، استحکام و مدول کششی آنها به ترتیب 4/33 و 9/7 درصد نسبت به نمونه ی کنترل (بدون گرافن) افزایش یافت. استحکام ضربه ی نانو کامپوزیت ها با اضافه کردن گرافن تا 5/0 درصد وزنی، 7/5 درصد نسبت به نمونه ی کنترل بهبود یافت. همچنین با افزایش گرافن تا 1 درصد وزنی، جذب آب و واکشیدگی ضخامت نانوکامپوزیت ها کاهش یافت. سطح شکست هموار و برهم کنش خوب میان اجزای نانوکامپوزیت ها در حضور مقادیر کم گرافن به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داده شد. آنالیز گرمایی با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) ، نشان داد با افزودن پودر چوب و گرافن به پلی پروپیلن خالص، دمای بلورینگی و مقدار بلورینگی افزایش پیدا می کند.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، پلی پروپیلن، چوب، گرافن، نانو
  • بررسی تحلیلی و اجزا محدود خواص الاستیک صفحات لانه زنبوری سلول بیضوی
    مقداد غلامی*، رضا اکبری آلاشتی، علیرضا فتحی صفحات 201-208
    جامد های سلولی به علت کم بودن شاخص وزن به مقاومت آنها که منجر به کاهش در وزن و مصرف سوخت می شود، امروزه به وفور در صنایع هوا فضا و زیرساختهای عمرانی استفاده می شوند. تعیین خواص مکانیکی این سازه ها جهت انجام طراحی سازه ای بسیار ضروری می باشد. در این مقاله محاسبه خواص الاستیسیته درون صفحه ای یک لانه زنبوری با ساختار سلول بیضوی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا ابتدا با استفاده از دیاگرام آزاد کوچکترین واحد تکرار شونده سلول، نیروها و گشتاور های وارد شده بر سلول واحد به دست می آیند؛ سپس با استفاده از نظریه انرژی کرنشی و نظریه کاستیگلیانو ثوابت الاستیک درون صفحه ای به دست می آیند. برای اعتبار سنجی نتایج نظریه، با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS لانه زنبوری سلول بیضوی مدل سازی می شود و با استفاده از حالت های بارگذاری نرمال و برشی و به دست آوردن تنش ها و کرنش ها، ثوابت الاستیک محاسبه شده و با مقادیر نظریه مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مدول های یانگ و برشی ماکروسکوپی با ضخامت دیواره سلول رابطه مستقیم و با شعاع بیضی رابطه عکس دارند.
    کلیدواژگان: سازه لانه زنبوری، ثوابت الاستیسیته، نظریه کاستیگلیانو، انرژی کرنشی
  • سید رضا فاخری، هادی کارگر شریف آباد*، حسین سخایی نیا صفحات 209-218

    در این مقاله، انرژی و اگزرژی چرخه های تبرید جذبی تک اثره و ترکیبی جذبی– اجکتور به صورت تحلیلی انجام شده است. پس از تحلیل چرخه ها و ارائه معادلات حاکم و بسط معادلات در نرم افزار EES، به تحلیل انرژی و اگزرژی (از دیدگاه قانون اول و دوم ترمودینامیک) و محاسبه خروجی ها و نتایج حاصله برای چرخه تبرید جذبی تک اثره و چرخه تبرید ترکیبی جذبی اجکتور (اجکتور مابین چگالنده و ژنراتور قرار گرفته است) پرداخته شده است. همچنین تاثیر تغییرات دمای تبخیر کننده و ژنراتور بر میزان بازگشت ناپذیری، ضریب عملکرد، اتلاف اگزرژی و بازده اگزرژی چرخه های مورد اشاره، بررسی گردیده است. ملاحظه شد که برای شرایط یکسان (دمای تبخیر کننده و چگالنده یکسان) ضریب عملکرد چرخه تبرید ترکیبی جذبی– اجکتور نسبت به چرخه تبرید جذبی تک اثره بیشتر از 30 درصد افزایش نشان می دهد اما تفاوت چشمگیری در بازده اگزرژی این دو چرخه نسبت به هم وجود ندارد.

    کلیدواژگان: چرخه تبرید جذبی تک اثره، چرخه تبرید ترکیبی جذبی اجکتور، انرژی، اگزرژی، ضریب عملکرد
  • هوشمند سازی در کنترل فازی بازوهای مکانیکی ماهر صلب-انعطاف پذیر با کمک شبکه عصبی بازگشتی پویا
    سید محمدرضا فریطوس، هادی همایی*، شهرام هادیان جزی صفحات 219-228
    این مقاله به هوشمند سازی در کنترل فازی بازوهای مکانیکی ماهر با پایه ثابت و رابط نهایی انعطاف پذیرخواهد پرداخت. پنجه روی مسیری که از قبل مشخص شده، حرکت میکند و فرض بر اینست که دینامیک سیستم ناشناخته و متغیر می باشد. در کنترل بر اساس منطق فازی، توابع عضویت در ابتدای مسیر انتخاب شده و تا انتهای حرکت، ثابت و بدون تغییر باقی می مانند. این تحقیق جهت بهبود پاسخ سیستم، با کمک شبکه عصبی به اصلاح توابع عضویت در حین حرکت خواهد پرداخت. جهت تسریع در بروز رسانی توابع عضویت، از شبکه عصبی بازگشتی پویا استفاده شده است. معادلات پارامتری بروز رسانی وزنهای شبکه بر اساس کاهش خطا، نرخ خطای زاویه مفاصل و تغییر شکل خمشی بدست می آیند. جهت تصدیق و کارآمدی روش ارایه شده، شبیه سازی برای بازوی مکانیکی با سه رابط انجام شده است. پاسخهای سیستم برای کنترل کننده فازی و کنترل کننده پیشنهادی با یکدیگر مقایسه شده است. همچنین جهت اثبات مقاوم بودن سیستم کنترل، مثالی ارایه خواهد شد. نتایج و بررسی های صورت گرفته، کارآمدی روش ارایه شده را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: بازوی مکانیکی انعطاف پذیر_ کنترل کننده فازی، شبکه عصبی بازگشتی پویا
  • تحلیل و شبیه سازی رفتار دینامیکی مدل یک چهارم و نصف خودرو با سیستم تعلیق غیرفعال
    مصطفی فولادی وندا، علی عبداللهی فر *، بهادر سرانجام صفحات 229-238
    در این مقاله ابتدا دو خودرو با سیستم تعلیق غیرفعال و خطی، به صورت مدل های ریاضی یک چهارم خودرو با دو درجه آزادی و نصف خودرو با چهار درجه آزادی شبیه سازی شده است. سپس پاسخ این مدل ها نسبت به ناهمواری های پله ای با دامنه 100 میلی متر مدل سازی شده، مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. برای آنالیز رفتار دینامیکی خودرو از روش های کدنویسی در نرم افزار MATLAB، مدل سازی در محیط Simulinkنرم افزار MATLAB و روش المان محدود استفاده شده و برای صحت سنجی نتایج به دست آمده با نتایج مقالاتی با مشخصات مشابه مقایسه شده است. برای بررسی دقت و کارایی مدل های ریاضی اشاره شده، نتایج مدل ها با نتایج مدل کامل خودرویی با هفت درجه آزادی در مقاله دیگری مقایسه شده است. درنهایت تاثیر پارامترهای سیستم تعلیق بر حداکثر جابجایی و شتاب عمودی بدنه بررسی شده است. نمودارهای به دست آمده نشان می دهند که هنگام عبور خودرو از روی ناهمواری پله ای با سرعت 60 کیلومتر در ساعت، همواره فنربندی نرم تر، راحتی حرکت را اصلاح می کند و با قوی تر شدن میرایی، راحتی حرکت کاهش می یابد اما موجب نیازمندی خودرو به فضای بیشتر میان بدنه و چرخ می شود.
    کلیدواژگان: راحتی سفر، رفتار دینامیکی، مدل ریاضی، سیستم تعلیق غیر فعال، تابع پله
  • بررسی عددی تاثیر پارامترهای مختلف در برداشت از چاه های نفت به روش IMPES
    صالح فومن بهجت *، مهرزاد شمس صفحات 239-248
    انرژی فسیلی نظیر نفت، گاز و زغال سنگ عموما به طور کامل قابل استحصال و بازیابی نبوده و مقادیر عظیمی از این ثروت ها به صورت درجا باقی می ماند که این امر علاوه بر مشخصات اولیه و زمین شناسی آن ها که از دسترس ما خارج می باشند، به صورت عمده به نحوه ی عملکرد در زمان برداشت نظیر سرعت بهره برداری و شیوه ی آن برمی گردد. در این پژوهش با استفاده از شکل دقیق معادلات به مدل سازی عددی جریان دوفازی آب و نفت در یک مخزن هیدروکربوری پرداخته می شود. جریان آب از طریق چاه تزریقی واقع در مرکز مخزن تزریق می شود و از طریق چاه های تولید که در گوشه های مخزن قرار دارد نفت برداشت می شود. توزیع فشار و اشباع آب در درون مخزن طی مدت زمان معینی شبیه سازی می شود و میزان تولید چاه ها به همراه تاثیر پارامترهای تراوایی و تخلخل و مانع نفتی درون مخزن بررسی می شود. روش حل عددی بر مبنای فشار ضمنی – اشباع صریح یا همان روش ایمپز هست. نتایج کلی حاصل از حل عددی با استفاده از نرم افزار تجاری نفتی اعتبارسنجی می شوند که صحت کارهای انجام شده را تایید می کند. نتایج نشان می دهند که تا حد امکان با تشخیص دقیق باید مکان مناسبی برای چاه تزریقی در نظر گرفت که در فاصله دورتری از مانع نفتی حفر شود تا به لحاظ مصرف انرژی، مقرون به صرفه باشد.
    کلیدواژگان: مخزن هيدروکربوري، چاه تزريق، تراوايي، تخلخل، مانع نفتي
  • شبیه سازی عددی به منظور بررسی انتقال گرمای مزدوج و ضریب اصطکاک در جریان های ضربانی
    امین کاردگر، علی جعفریان دهکردی * صفحات 249-256
    انتقال گرمای مزدوج جریان ضربانی در سردساز لوله ضربانی با استفاده از روش های عددی شبیه سازی شده است. برای حل جریان در لوله از معادلات نویر-استوکس و برای حل میدان دما از معادلات انرژی سیال و جامد به صورت کوپل استفاده شده است. در مقاله حاضر تاثیر ضخامت دیواره جامد، نسبت رسانایی گرمایی جامد به سیال، عدد وومرزلی، دامنه نوسان بی بعد، رینولدز و پرانتل در انتقال گرما مزدوج در جریان های ضربانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با افزایش نسبت ضخامت دیواره به شعاع از δ /Ri=0. 13 تا δ /Ri=1. 0 مقدار عدد ناسلت 14% افزایش می یابد. برای دامنه نوسان های بی بعد کمتر از یک، ناسلت جریان نوسانی کمتر از جریان پایای یک طرفه است ولی برای دامنه نوسان های بی بعد بزرگتر از یک مقدار ناسلت جریان ضربانی از جریان پایای یک طرفه بیشتر بوده و با افزایش دامنه نوسان افزایش می یابد. نسبت ضریب اصطکاک در جریان های ضربانی به جریان پایای یک طرفه بیشتر از یک بوده و مقدار این نسبت در دامنه نوسان های بی بعد بزرگتر از یک به شدت افزایش می یابد. افزایش وورمزلی برای دامنه نوسان بی بعد کمتر از یک سبب کاهش ناسلت می شود در حالی که برای دامنه نوسان های بی بعد بزرگتر از یک، مقدار بهینه ای وجود دارد که برای دامنه نوسان 4/1، 4/2 و 3 مقدار بهینه آن تقریبا 20 است.
    کلیدواژگان: جریان ضربانی، انتقال گرمای مزدوج، ضریت اصطکاک، نسبت رسانایی گرمایی جامد به سیال، عدد وومرزلی
  • بررسی تجربی ساختار جریان تک موج عبوری از روی یک مانع مستطیلی با استفاده از تکنیک PIV
    مهران کرباسی پور، مهدی نیلی احمدآبادی*، رضا زاغیان، محمدرضا توکلی صفحات 257-265
  • بررسی اثر نشت مبرد بر عملکرد سیستم مایع ساز گاز طبیعی دو طبقه ای مبرد چند جزئی
    بهنام کرملو، سیدعباس سادات سکاک *، مصطفی مافی، حامد منافی صفحات 267-276
    در این تحقیق، نشتی مبرد در سیستم دو طبقه ای مبرد مایع ساز گاز طبیعی با مبرد چندجزیی مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل عدم وجود یک روش معین برای بررسی نشتی اجزاء مبرد، در این تحقیق با ارائه ی یک روش ابتکاری شبیه سازی نشتی اجزاء مبرد در نقاط پرفشار انجام شده است و صحت روش استفاده شده با مقایسه ی داده های تجربی مورد سنجش قرار گرفته شده است. نتایج حاصله از بررسی نشتی در دو نقطه پر فشار از سیستم نشان می دهد که با وجود نشتی، کار مصرفی ویژه به میزان اندکی کاهش خواهد یافت، اما تولید محصول (گاز طبیعی مایع) به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. هم چنین در اثر نشتی، خطر ایجاد تداخل دمایی در مبادله کن های گرما به دلیل کم شدن اختلاف دمای بین جریان های گرم و سرد مشاهده شد که قطعا پس از مدتی باعث اختلال در عملکرد کل فرایند خواهد شد.
    کلیدواژگان: مبرد چندجزیی، فرایند دو طبقه ی مبرد مخلوطی، مایع سازی گاز طبیعی، نشتی مبرد
  • بررسی تجربی تاثیر بافل در پروفیل سرعت حوضچه رسوب گذار
    امیر کریم دوست یاسوری *، محسن قاسمی، بهار فیروزآبادی صفحات 277-285
    یکی از مراحل اصلی در فرایند تصفیه آب، عبور آن از حوضچه های رسوب گذار می باشد. افزایش بازده یک حوضچه، به علت تغییر مشخصات آب ورودی یا افزایش جمعیت شهر کاملا توجیه پذیر است و همواره مورد توجه بوده است. در این پروژه اثر تغییر محل بافل میانی به عنوان یکی از پارامترهای موثر در هندسه حوضچه و همچنین اثر تغییر دبی، در پروفیل سرعت حوضچه به صورت تجربی بررسی شده است. آزمایش ها در کانال موجود در آزمایشگاه تحقیقاتی سیالات انجام شده است. در این تحقیق تجربی، حوضچه های مستطیلی در دو حالت با بافل میانی و بدون آن در شرایط مختلف کاری مورد بررسی قرار گرفته اند. حوضچه مستطیلی مورد آزمایش ابعاد m3/0×m2/0×m12 را دارد. ارتفاع بافل cm5/7 بوده و تاثیر آن بر روی پروفیل سرعت در فواصل m2/1 و m4 از ابتدای حوضچه در دو دبی کامل و نصف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که در حوضچه های بافل دار توزیع سرعت، به خصوص در نیمه دوم، در مقایسه با حالت بدون بافل، یکنواخت تر است، جت کف در قسمت دوم وجود ندارد، میزان اتصال کوتاه کاهش می یابد و کارایی بافل میانی در شرایط دبی بالا، کم خواهد شد.
    کلیدواژگان: بافل، حوضچه مستطیلی، پروفیل سرعت، سرعت سنج صوتی داپلر
  • بررسی انتروپی تولیدی در جریان دو فازی حلقوی همراه با پلیمر کاهنده ی پسا
    اسماعیل لکزیان*، امیرمحمد مسعودی فر، سید محمد مشکانی صفحات 287-292
    یکی از روش های کاهش تولید انتروپی در جریان های دو فازی حلقوی، استفاده از پلیمر کاهنده ی پسا می باشد. پلیمر کاهنده ی پسا، دارای وزن مولکولی بالا و از خانواده پلی الفا الفین می باشد. در این تحقیق برای اولین بار، رابطه ای صریح جهت محاسبه انتروپی تولیدی در جریان دوفازی حلقوی همراه با پلیمر کاهنده ی پسا ارائه شده است. رابطه مذکور تابعی از قطر لوله و سرعت های ظاهری می باشد. تغییرات انتروپی بر حسب میزان کاهش نیروی پسا و پسماند مایع در قطرهای0127/0، 0254/0و0953/0متر و در سرعت های مختلف ظاهری ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که رابطه تولید انتروپی با افزایش پلیمر کاهنده ی پسا، پسماند مایع و قطر لوله به صورت نزولی بوده است ولی با افزایش سرعت های ظاهری گاز و مایع، میزان انتروپی تولیدی افزایش می یابد. بنابراین در صنایع مرتبط با اضافه کردن پلیمر کاهنده ی پسا و تعیین صحیح پارامترهایی از قبیل قطر لوله و سرعت های ظاهری جریان با استفاده از رابطه ی ارائه شده در این تحقیق، می توان میزان تلفات کاهش و میزان تولید افزایش داده شود.
    کلیدواژگان: انتروپی تولیدی، پلیمر کاهنده پسا، سرعت ظاهری، دوفازی
  • علیرضا مجیدیان، سیروس موحدی صفحات 293-299
    در این مقاله توزیع دما در مخزن ذخیره نفت خام استوانه ای دارای گرم کننده و همزن، که از سطوح بیرونی، در معرض انتقال گرمای همرفتی و تابشی قرار دارد، با استفاده از شبیه سازی عددی، مورد مطالعه قرارگرفته است. بدین منظور کل محیط مخزن شبکه گذاری شده و با اعمال شرایط مرزی حاکم بر مسئله، با استفاده از روش حجم محدود، مخزن شبیه سازی گردیده است. تاثیر روشن بودن همزن مخزن، بر توزیع دما بررسی شده و همان گونه که انتظار می رفت، با روشن شدن همزن، توزیع دما در داخل مخزن به صورت همگن در می آید. در صورت خاموش بودن همزن، با وجود چهار دستگاه گرم کننده، جریان لایه ای همرفتی سیال از نواحی اطراف گرم کننده، به سوی آن جریان یافته و از آنجا به سمت بالا و سقف مخزن ادامه می یابد ولی توزیع دما در داخل مخزن به صورت همگن نمی باشد. در حالت کلی با افزایش ارتفاع مخزن، دمای مخزن افزایش پیدا نموده ولی در مجاورت سقف مخزن، با توجه به اتلاف گرما از سقف، دمای این ناحیه کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: توزیع دما، مخازن نفت، شبیه سازی عددی
  • مهدی مسلمی، کوروش جواهرده، مونا شهبازی صفحات 301-310
    ر این مقاله، مدل عددی انتقال گرمای همرفتی آزاد همراه با اثر میدان مغناطیسی یکنواخت در حالت جریان لایه ای پایا، در یک محفظه موجدار که با استفاده از نانو سیال اکسید مس پر شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارهای راست و چپ محفظه عایق در نظر گرفته شده اند، در حالی که دیوارهای بالایی و پایینی موجدار همدما می باشند. معادلات حاکم بر مسئله به صورت تابع جریان- فرمول گردابه مورد بررسی قرار گرفته و بی بعد سازی شده است. سپس معادلات با استفاده از روش تفاضل مرکزی مرتبه دوم گسسته سازی شده و آنگاه با روش شتاب دهنده همگرایی بر اساس شرایط مرزی مورد نظر حل شده است. مقایسه های متعددی با پژوهش های منتشر شده قبلی انجام شده و درصد اختلاف بین آنان ناچیز است. در مطالعه پارامتری اثر پارامترهای حاکم مانند عدد رایلی، عدد هارتمن و کسر حجمی نانوسیال بر جریان بررسی شده است و نتایج به صورت کانتورهای تابع جریان، همدما و عدد ناسلت ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که حضور نانوسیال منجر به تقویت قابل توجه انتقال گرما برای تمامی مقادیر عدد رایلی می شود. افزایش عدد هارتمن نشان می دهد که سرعت جریان کم شده و انتقال حرارت کاهش می یابد و همچنین افزایش عدد رایلی نیز میزان آهنگ انتقال گرمای همرفتی آزاد را بیشتر می نماید.

    کلیدواژگان: محفظه موجدار، نانو سیال، میدان مغناطیسی، همرفت آزاد، حل عددی
  • بهروز میرزایی ضیاپور، امیر هشترودی اصل صفحات 311-320
    در گلخانه های خورشیدی و برای دفع گرمای غیر ضروری از روش تهویه طبیعی و باز کردن دریچه های گلخانه استفاده می شود. چنین فرآیندی باعث ورود آفات به گلخانه و خسارت های جانبی می گردد. در کار پیش رو نوع جدیدی از گلخانه های خورشیدی شبیه سازی و ارایه شده است که با استفاده از پوششی مخصوص بر روی سقف گلخانه، از ورود اشعه نزدیک مادون قرمز به داخل گلخانه جلوگیری می کند تا مانع گرم شدن غیر ضروری گلخانه در فصول گرم سال شده و در نتیجه نیاز به بازکردن دریچه ها و مشکل ورود آفات مرتفع شود. در این کار پوشش مورد استفاده بر روی سقف استوانه ای گلخانه طیف نزدیک مادون قرمزاز نور خورشید را باز می تاباند و انرژی بازتابی در گردآورنده ی واقع در خط کانونی سقف متمرکز می شود. گردآورنده کانونی حاوی آب و ماده تغییرفاز دهنده است که ذخیره حرارت به میزان بالا و در فضایی کم را ممکن می سازد. مقادیر بهینه برای کم ترین شعاع گردآورنده در مقابل بیش ترین حجم ماده تغییرفازدهنده و با توجه به انرژی دریافتی در یک روز تابستانی محاسبه شده است. مطالعات عددی بر روی این طرح در سه هندسه صورت گرفته و نتایج به صورت کانتور های دما و سرعت ارایه شده است. هم چنین مقدار انرژی ذخیره شده در هر سه هندسه و در چهار فصل سال محاسبه و با انرژی لازم برای گرمایش گلخانه مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از این سامانه انرژی ذخیره شده تکافوی گرمای لازم برای گرمایش گلخانه را در طول سال می کند در عین حال که راهکاری برای مقابله با نفوذ آفات به شمار می آید.

    کلیدواژگان: گلخانه های خورشیدی، بازتابنده اشعه نزدیک زیر قرمز NIR، مواد تغییر فاز دهنده PCM، گردآورنده حرارتی، گرمایش گلخانه
  • علیرضا نصرنیا، فرهاد حاجی ابوطالبی صفحات 321-328
    امروزه مواد ترد و شبه ترد به دلیل شکل پذیری بسیار کم و هم چنین استحکام و سفتی بالا در مقایسه با وزنشان، به صورت گسترده در سازه های مختلف مانند سازه های هوافضایی استفاده می شوند. با افزایش کاربرد این مواد در صنعت، نیاز بیشتری برای تحلیل سازه های ترد احساس می گردد. در این مقاله ابتدا به منظور بررسی مکانیزم جوانه زنی و رشد ترک در مواد ترد، روش اجزاء محدود توسعه یافته به کار برده می شود. سپس، مدل های آسیب بر مبنای مدل های ناحیه چسبنده برای پیش بینی ایجاد و رشد ترک در نظر گرفته می شوند. در ادامه، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود تجاری آباکوس، تعدادی از مسائل آزمون شبیه سازی گردیده، مناطق آسیب دیده و بحرانی در آن ها پیش بینی می شود. در آخر، نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با نتایج تجربی و تئوری مقایسه و اعتبارسنجی می گردد. مقایسه نتایج عددی و تجربی آشکار می کند که معیارهای آسیب بر پایه تنش از دقت بهتری نسبت به معیارهای آسیب بر پایه کرنش برخوردار میباشند. بنابراین نتیجه گیری می شود که در مقایسه با معیارهای آسیب بر پایه کرنش، استفاده از معیارهای آسیب بر پایه تنش در پیش بینی شکست مواد ترد مطمئن تر است.

    کلیدواژگان: رشد ترک، مواد ترد، روش اجزاء محدود توسعه یافته، مدل های ناحیه چسبنده
  • روح الله نوروزی، حامد شهبازی * صفحات 329-338

    دراین مقاله به طراحی یک سامانه خلبان خودکار با معماری لایه ای و مکانیسم پیاده سازی لایه به لایه کنترلگر بر روی ربات پرنده چهار روتوربر اساس الگوریتم بهینه سازی ازدحام افزایشی ذرات ارائه می شود. دراین سامانه هدایت پرنده به جای آنکه در انحصار یک کنترلگر واحد باشد توسط یک سیستم چندعاملی که حداقل از 4 عامل کنترلگر ساخته شده است، انجام می گیرد. با توزیع وظایف کنترلی و قراردادن فصول مشترک برای لایه های کنترل کننده،پهپاد قادربه جابجاکرد ناختیارات کنترلی بین لایه ها می باشد و این امرموجب جلوگیری از عملکرد نامناسب پهپاد خواهد شد. علاوه برآن لایه ها قادر خواهند بود از مکانیسم کنترلی لایه دیگر رفتار مورد نظر خود را یاد بگیرند. در فرآیند یادگیری لایه ای، یک مکانیسم بهینه سازی جدید برای کنترلگرهای شبکه عصبی ارائه می شود که بهینه سازی ازدحام افزایشی ذرات نامیده می شود. در یک لایه آموزشی کنترلگر غیرخطی مد لغزشی و گام به عقب پیاده سازی شده است و رفتار و کارایی این کنترلگرها با شبیه سازی مورد مقایسه قرار گرفته اند در نهایت در این مقاله یک کنترلگر موفق شبکه عصبی در لایه، برای سیستم کاملا غیرخطی با تنظیم وزن های شبکه توسط الگوریتم ازدحام افزایشی ذرات طراحی شده است که قابلیت یادگیری رفتار کنترلگر های لایه های دیگر را دارا می باشد.

    کلیدواژگان: کنترل لایه ای، چهارروتور، کنترلگر گام به عقب، کنترلگر مد لغزشی، شبکه عصبی مصنوعی، ازدحام افزایشی ذرات
  • امین الله ویسی، محمدحسین شفیعی میم * صفحات 339-348

    در کار حاضر تمرکز بر جریان اطراف یک توربین باد محور افقی است. از شبیه سازی گردابه های بزرگ به منظور مطالعه سرعت های دورانی مختلف استفاده شده است. تانسور تنش پسماند غیر ایزوتروپیک با استفاده از مدل زیر شبکه اسماگورینسکی به دست می آید. مطالعه حاضر با نسبت سرعت نوک پره 3، 6 و 10 بررسی شده است. نتایج کار حاضر با نتایج تجربی گزارش شده در کارهای گذشته تطابق خوبی دارد. گسترش دنباله در امتداد خط افقی گذرنده از مرکز تونل باد در فواصل مختلف برای تمامی سرعت های دورانی نشان می دهد که با افزایش فاصله پایین دست، سرعت در راستای جریان افزایش می یابد. همچنین افزایش سرعت دورانی باعث افزایشافت سرعت پس از توربین باد می گردد،ولی در این حالت دنباله سریع تر بازیابی می شود. در مقطع عرضی تونل باد در محل قرارگیری نوک پره ها پس از توربین باد در سرعت دورانی 6 حداقل سرعت 54 درصد سرعت اولیه و حداکثر بازدهی آن در فاصله مورد بررسی 67 درصد سرعت اولیه می باشد. در حالی که برای سرعت دورانی 10 حداقل سرعت 26 درصد و حداکثر آن 68 درصد سرعت اولیه است. با افزایش سرعت دورانی میزان شدت آشفتگی افزایش و اثرات گردابه های جدا شده از پره دیرتر از بین می رود. در سرعت دورانی 3 اثرات گردابه های جدا شده از پره دیده نمی شود، بنابراین می توان نتیجه گرفت اثرات گردابه های جدا شده از پره با افزایش سرعت دورانی افزایش می یابند.

    کلیدواژگان: توربین باد، شبیه سازی گردابه های بزرگ، جریان آشفته، مدل زیر شبکه اسماگورینسکی
  • شاهرخ حسینی هاشمی، محمدرضا ایلخانی، شهریار حسینی هاشمی صفحات 351-356
    ارتعاشات نانوتیوب ها در مقالات بسیاری توسط نظریه های مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است که حاکی از تفاوتهای مشهودی در نتایج است. بنابراین در این مقاله، رفتار ارتعاشی نانوتیوبها بر اساس دو نظریه تیرها، نظریه های اویلر و تیموشنکو، و همچنین نظریه پوسته استوانه ای مرتبه اول برشی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اعمال اثر مقیاس نیز از نظریه الاستیسیته غیر محلی استفاده شده است. معادلات بدست آمده برای هر سه نظریه به صورت دقیق برای شش ترکیب از شرط های مرزی کلاسیک حل شده است. صحت نتایج ضمن مقایسه آنها با سایر مراجع تصدیق شده است و اثر تغییر پارامتر مقیاس به همراه تغییر خصوصیات هندسی بر نتایج هر سه نظریه ارائه شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت اثبات شده که حل دقیق معادلات نظریه سندرز مرتبه اول برای یک نانوتیوب کربنی منجر به پارامتر غیر محلی بسیار کوچکتری نسبت به سایر نظریه ها می گردد که حاکی از دقت مناسب این نظریه جهت تحلیل های مشابه می باشد.

    کلیدواژگان: ارتعاشات نانو تیوب، الاستیسیته غیر محلی، نظریه سندرز، نظریه تیموشنکو، نظریه اویلر
  • محمد کریمی خوزانی، مهرداد پورسینا، علی پورکمالی انارکی صفحات 357-361
    جعبه دنده های سیاره ای کاربرد وسیعی در سیستم های انتقال قدرت با نسبت گشتاور به وزن بالا، کاهش زیاد سرعت در فضای کم و همچنین دسترسی به ایجاد کاهش سرعت در چند مرحله را دارند. هدف اصلی این پژوهش، بررسی دینامیک و ارتعاشات سیستم های چرخدنده ای سیاره ای می باشد. این پژوهش، برای محققانی که تمایل دارند در زمینه دینامیک سیستم های چرخدنده ای سیاره ای کار کنند یک بررسی جامع از منابع مرتبط که در ژورنال های مختلف منتشر شده است فراهم می آورد. به همین منظور این مباحث در چند زیربخش مجزا به گونه ای بیان شده است که تمام مباحث مربوط به دینامیک و ارتعاشات سیستم های چرخدنده ای سیاره ای را پوشش دهند. در پایان، هم جمع بندی مباحث مطرح شده و پیشنهادهای ممکن برای ادامه تحقیق در این زمینه بیان می گردد.
|
  • M. R. Adibeig *, S. Hassanifard Pages 1-9
    In this paper, experimental of residual stress and distortion generated when welding a and numerical studies were carried out to investigate the welding effects on the buckling behavior of aluminum cylindrical shells under external hydrostatic pressure. The cylindrical shell that is made of AL 5083 was tested under hydrostatic pressure before and after it was welded. Also, the numerical study was done by finite element software code "ABAQUS". Moreover, numerical simulation based on finite element modeling was used to study the influence of welding sequences on the distribution cylindrical shell. The simulation consisted of sequentially coupled thermal and structural analyses. sequences on the d numerical results were adopted.
    Keywords: Buckling, Welding, Residual Stress, Cylindrical Shell
  • I. Ahmadi * Pages 21-30
    In this paper a composite plate with cross-ply lamination subjected to bending moment is analyzed and the 3D stress state in the plate is investigated. The interlaminar stresses in composite plates may lead to delamination of composite plies near the edges. An appropriate displacement field is employed for the cross-ply plate in which the global and local response of the plate to the loading is separated. The layerwise theory (LWT) is employed for formulation of the problem. The governing equations of the plate include several coupled differential equations which are related to the global and local equilibrium equations of the plate. The governing equations are solved and the displacement field in the plate is obtained. In order to increase the accuracy, 3 approch is used for calculation of the interlaminar stresses in the plate. A finite element solution is used to verify the results of the LWT and it is seen that the prediction of LWT is in good agreement by the finite element analysis. In the numerical results, the interlaminar stress state in the cross-ply composite platewhich is subjected to bending load is studied.
    Keywords: Composite plate, Cross-ply lamination, Interlaminar stresses, Bending load, Layer-wise theory
  • A. J. Ahmadian Hosseini, S. H. Pourhoseini *, M. Moghiman, M. R. Mahpeykar Pages 31-37
    In this study, changing of inlet air swirl intensity of standard Harwell combustion chamber on dynamic flow, temperature, radiation heat flux and NO pollutant has been assessed. Due to the effect of swirling on dynamic behavior, a new equation has been utilized based on tangential and axial velocity component in order to achieve the swirl number. Furthermore, chemical reactions computation has been done using Eddy Dissipation model and flow computation and radiation heat flux were performed using standard k-ɛ and P1 models. The results show that increasing swirl number from 0.0 to 0.6 with amplification of internal recirculation zone of furnace will cause the combustion products into this area and mix air and fuel and accordingly, increase the combustion efficiency by eliminating the high temperature points as a main cause of NO generation. Moreover, increasing the swirl number in radial order and increasing the heat exchange area regardless of the maximum flame temperature reduction, will increase the flux radiation efficiency by 31.3% and reduce the NO pollutant by 58.6%.
    Keywords: Swirl number, Harwell furnace, temperature, radiation heat transfer
  • E. Afshari *, M. Mosharaf Dehkordi, M. H. Khayyam, M. Adami, S. A. Atyabi Pages 39-48
    In the present study, a three-dimensional and transient model of a proton exchange membrane (PEM) fuel cell with pin-type flow field is investigated. The governing equations, including the mass, momentum, species, charge and energy conservation equation along with electrochemical reactions, are numerically solved to investigate the transient behavior of the fuel cell. The results associated with the current density, chemical species and velocity distributions, along with the streamline pattern clarify the basic concept of the transport phenomena in the PEM fuel cells. The numerical results show that using the pin-type flow field, increase the oxygen transfer rate into the catalyst layer which results to an increase in the current density average value. As the transient time of the fuel cell is about few seconds, its start-up process is very quick. During this transient time, the operating parameters of the fuel cell such as current density, mole fraction of the reactants and pressure of the fuel cell reach to their steady state condition.
    Keywords: PEM fuel cell, Transient state, pin -type flow field, CFD
  • D. Afshari *, F. Sardarzadeh, N. Noorafshan Pages 49-54
    Resistance spot welding(RSW) is one of the most popular welding methods in joining sheet metals of cars, and etc. In RSW process, a high electric current is passed throw two sheets via electrodes, which results in the generation of a melting zone between the sheets, called nugget. The main purpose of this study is experimental investigation on static and fatigue strength of aluminum alloy 6061-T6 with 2 mm thickness. To achieve this goal, many samples were prepared and welded by different RSW’s parameters. The mechanical strength of welded samples was examined under tensile-shear test. The results show that, by increasing the nugget size, the static strength is improved. In addition, however at first, the fatigue strength is increased by improving the nugget size; it’s decreased significantly after a certain nugget diameter. The micro-structural study indicates the formation of cracks in the HAZ after the certain nugget diameter. However, these liquation cracks have no effect on the static strength of spot welded samples; they cause dramatically changes in the fatigue strength of samples.
    Keywords: Resistance Spot Weld, Fatigue Strength, Static Strength, Nugget size, Tensile-Shear Test
  • M. J. Ezadi Yazdi *, A. Bak Khoshnevis Pages 55-62
    In this study, the characteristics of flow wake around an elliptic cylinder have been investigated experimentally. To this end, a cylinder with elliptic cross section with an axis ratio of AR=2 of Aluminum at Reynolds numbers of 15000 and 30000 has been tested in the wind tunnel. Using existing methods the characteristics of a flow wake and drag coefficients of the model in the different cases have been investigated. To measure the mean velocity and turbulence intensity, the hot-wire anemometry has been used. Free-stream turbulence intensity of wind tunnel is 0.15 percent which in this sense, it has high accuracy. The experiments indicates that the increase in Reynolds number causes significant changes in the mean velocity profile. The results show that by increasing the Reynolds number, the turbulence intensity in the wake increases. The results show that by increasing the Reynolds number at a constant axis ratio, the width of wake becomes narrow, and the Strouhal number of wake associated with the Karman vortex increases. It is found that by increasing the Reynolds number, the parameters of drag coefficient and velocity defect reduce.
    Keywords: Wind tunnel, Elliptic cylinder, Drag coefficient, Strouhal number, Hot Wire Anemometry
  • Multi Objective Optimization of Volume Fraction of Step-formed Functionally Graded Plates under Biaxial Loading for Maximum Buckling Loads and Minimum Weight
    H. Biglari *, P. Akbari Azar, A. Nemati Pages 63-71
    In this paper, multi objective optimization of volume fraction of step-formed functionally graded plate under biaxial loading is studied for increasing critical buckling load and decreasing structure weight. In step-formed functionally graded plates, material properties aren’t changed as continuous function in thickness direction; rather are changed as step by step at consecutive layers. The purposes of optimization problem are maximization of elastic critical buckling load and minimization of total weight of plate. The weighted sum method is employed for this purpose, considering the design variable as volume fraction that is various in adjacent layers. First order shear deformation theory is used for formulating the buckling analysis of functionally graded plate. Fuzzy combination of genetic algorithm and particle swarm optimization methods is applied for optimizing the volume fraction in different layers. Numerical results for step-formed functionally graded plate are compared with fully functionally graded plate that follows from simple power law with optimal power factor. Finally, effect of weighting factors, boundary conditions, number of layers, aspect ratio, load ratio, and width-to-thickness ratio are considered. It will be showed that applying design of step-formed functionally graded plate is better than continuous fully functionally graded plate.
    Keywords: Step-formed functionally graded plate, Critical buckling load, Fuzzy combination of genetic algorithm-particle swarm optimization, optimal design
  • Parametric Modeling and Performance Study of a Gas Turbine Power Station in Thermodynamic Viewpoint
    J. Pirkandi *, M. Jahromi, Sh. Khodaparast Pages 73-82
    The purpose of this paper is the thermodynamic performance analysis of a solar turbine cycle in three different weather conditions. The design parameters and decision variables in this system are compressor pressure ratio, temperature inlet turbine and the intensity of the sun's radiation. The results show that by increasing the intensity of the solar radiation, the electrical efficiency of the system increases and the maximum electrical efficiency occurs at a lower pressure ratio. Investigations show that by increasing the working pressure and the temperature inlet turbine, in spite of increasing the efficiency and net power of production, it will increase the lost exergy and destroyed which increases the rate of irreversibility. Therefore, from the thermodynamic point of view, the system should work as little as possible at lower working pressures. The results show that the highest rate of exergy destruction in the combustion chamber and the lowest in the solar receiver has occurred. It was found that by increasing the intensity of the sun's radiation, the amount of carbon dioxide production in combustion products decreases.
    Keywords: Gas turbine, Solar energy, Efficiency, Irreversibility
  • A. Hesabi Hesari, H. Moradi, Gh.R. Vosoughi Pages 83-90

    Systems having degrees of freedom more than the number of control inputs, are called under-actuated systems. Due to small size of actuators, their cost and energy utilization are decreased and they can be implemented in a more simple way. Inverted pendulum system which is an unstable, nonlinear, non-minimum phase and uncertain system, is one of the most applicable and fundamental cases of under-actuated systems. In this paper, an inverted pendulum is modelled as a two degrees of freedom model. Then, a linear multivariable feedback controller is designed to stabilize the experimental set-up. The experimental inverted pendulum is constituted of two links; while one actuator is installed on the first link joint. According to the simulation results, a DC servo motor with specifications of 12 v and 1.2 W nominal power, is selected as the actuator. Experimental results show that the designed controller can appropriately control and stabilize the experimental system around its unstable up-equilibrium point up to6o.

    Keywords: Inverted pendulum, Two degrees of freedom, Multivariable feedback control, Pole-placement approach, Under-actuated systems
  • A. Khalkhali , Sh. Daghighi Pages 91-97
    Nowadays, using new materials with acceptable properties and also reducing costs and harmful environmental effects has turned into an essential issue. So far, biocomposites have mostly been used for nonstructural applications. In this study, nanopowders were added to biocomposite to achieve better properties. In this regard, 4 different parameters including fiber loading, type of nanopowder and its weight percentage and also weight percentage of NaOH in alkali treatment, each factor in 2 levels, were considered in Taguchi design of experiment and 8 specimens were manufactured and tested based on ASTM D3039 standard test method to determine tensile properties. Analysis of variance (ANOVA) and Taguchi method were also conducted to determine the significance of each parameter on test results. Based on results, weight of fiber, kind of nanopowder, weight of nanopowder and weight percent of NaOH in alkali treatment are ranked 1st to 4th respectively and there is a complete agreement between the results obtained from S/N ratio analysis and ANOVA results corresponding to order of parameter significance.
    Keywords: Biocomposites, Coir fiber, Nanoclay, Nanosilica, Tensile test
  • Numerical Study of Effect of the Slip Velocity Coefficient on Heat Transfer and Fluid Flow Characteristics of Non-Newtonian Nanofluid, Water / Carboxymethyl CelluloseCopper Oxide, in a Horizontal Microtube
    A. R. Rahmati *, A. Marzban, O. A. Akbari Pages 99-108
    In the present study, laminar flow and heat transfer of non-Newtonian fluid, including the solution carboxymethyl cellulose (CMC) at a concentration of 0.5 wt% is investigated numerically. Nano particles including the volume fraction of 1 and 1. 5 percent copper oxide nanofluid with a diameter nanoparticles are equivalent 100nm. Also in this research, the effects of coefficient of non-dimensional slip velocity is also considered in the cases of β*= 0-0.1. the Laminar flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid in a horizontal two-dimensional microtube with the length equals L=200mm and hydraulic diameter equals Dh = 3 mm is numerically simulated. A fixed heat flux equals of q"=1000W/m2 is applied on the walls of the horizontal microtube. The range of Reynolds numbers in this study between 100 ≤ Re ≤ 2000. In this study, the effect of slip velocity coefficient, the volume fraction of copper oxide nanoparticles and Reynolds number on the parameters of fluid flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluids are considered. The results, in the form of figures, the Nusselt numbaer, coefficient of friction, velocity and non-dimensional temperature are depicted. Results of the study show that the increase in the volume fraction of solid nanoparticles and the coefficient of slip velocity increases the heat transfer coefficient. As well as the increase of the slip velocity coefficient has a big effect on reducing the coefficient of friction on the walls of the horizontalmicro tube.
    Keywords: coefficient of slip velocity, non-Newtonian nanofluids, carboxymethyl cellulose, horizontal microtube, heat transfer
  • E. Razavi, M. Ardalan, E. koohi Pages 109-116

    Renal artery stenosis is a major cause of death and permanent harm to the body. The rigidness of the wall of the arteries is the main cause of atherosclerosis and renal artery stenosis. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the effect of vessel wall thickening and renal artery stenosis on the entrance of blood flow through the arterioles of the kidney by using physical modeling, second goal of this study was to evaluate the effect of renal artery stenosis on the characteristics of the flow in the downstream and also to identify areas prone to congestion in the presence of renal artery stenosis. Actual geometry and boundary conditions was used for modeling. In this study, Newtonian and non-Newtonian models was assumed for the viscosity of blood and the results were compared to each other. The effect of mild (30%), moderate (50%) and severe (70%) occlusions was studied on the flow parameters. The areas which were prone to congestion were identified in occluded and non-occluded geometries and the results were compared. The results show that not much difference between Newtonian and non-Newtonian models for blood viscosity is noticed in the present geometry and blood can be considered as a Newtonian fluid. Investigation showed that the congestion-prone areas are located before and also in the first branch of bifurcation because in these areas the shear stress is maximum. The congestions haven’t influenced areas which were prone to occlusion, but the more percentage of stenosis the more there is possibility for occlusion.

    Keywords: Characteristic Blood Flow, Renal Artery, Renal Artery Stenosis, Newtonian, non-Newtonian models
  • Development of Mission Catalog and Robust Identification Algorithm for Daytime Performance Extension of Star Trackers
    J. Roshanian, Sh. Yazdani, Sh. Bekranbehesht, M. Ebrahimi Kachuee * Pages 117-126
    In this article, requirement to extend star tracker performance to daytime including mission catalog and image based robust identification algorithm is considered. According to infrared point source catalogs such as 2 Micron All Sky Survey (2MASS), millions of stars are available in certain wavebands of short and near infrared. Mission catalog is filtered and uniformed version of 4000 highest quality infrared point sources2MASS. Most of 2MASS stars will be present in the star tracker field of view as spikes but not available in database. Therefore it is necessary to avoid their influence on recognition. In this algorithm, information extracted from a single pixel, whether it contains the star centroid or not is utilized. Euclidean distance transform (EDT) of every star with respect to its nearest star centroid is evaluated using Voronoi diagram of image with reduced dimension and stored in database. After processing the image, the map from each guide star is compared to database and in case the matching criterion is not satisfied, the star is eliminated in two greater loops until a similar pattern is recognizable. The algorithm shows considerable performance in the presence of spikes in the field of view.
    Keywords: Star tracker, Star pattern recognition, Euclidean distance transform, Robustness to false stars, Airborne
  • Investigation on Effect of Press Pressure on the Polarization Resistance of Silver Electrodes in the KOH Environment of Silver-Zinc Batteries
    M. Sabzi *, H. Alia, A. Monshi Pages 127-134
    In this study, effects of press pressure parameter on the polarization resistance of silver electrodes of zinc - silver oxide batteries in the KOH solution were investigated. For this purpose, initially four Ag electrodes (positive plate) with composition of 95 wt% silver oxide, 4.9 wt% carbon powder and 0.1 wt% resin by powder metallurgy method and with press pressure of 40, 60, 80 and 100 bar was prepared. Then, four silver electrodes were sintered at temperature 500°C for 13 minutes. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods were used in the 1.4% KOH solution to evaluate the polarization resistance of Ag electrodes. Scanning electron microscopy was used to examine the microstructures of electrodes and point analysis was accomplished by EDX method. Electrochemical tests results showed that with increasing press pressure, polarization resistance of silver oxide electrodes increased in the KOH solution. SEM images were showed that with increasing press pressure, the amount and size of apparent pores reduced in the electrodes. Also, point analysis results has implies on reduction of oxygen in electrodes with the reduction press pressure.
    Keywords: silver-zinc batteries, press pressure, polarization resistance, silver electrode, KOH solution
  • Numerical and Experimental Study of the Gradually and Rapidly Varied Flow over a Wedge-shaped Bed in Open Channel
    A. Saeedi, E. Ghoushchi, R. Rafee * Pages 135-142
    In this paper, free surface flows over a wedge with gradually and rapidly varied depths in a rectangular open channel are studied by comparing the simulation results and experimental data. The volume of fluid (VOF) method is used to model the two phase flow. The results of the standard k-ε, RNG k-ε, Realizable k-ε, k-ω, and SST k-ω models were compared experimental results. The results show that the standard k-ε model gives better results in comparison with experimental data. The results of the simulations are very close to the experimental data at the gradually varied portion of the flow. However, at rapidly varied section of the flow, the turbulence models fail to predict good results. Performance of this model in different volumetric flow rate is also investigated in detail.
    Keywords: Free Surface Flow, Rapidly Varied Flow, simulation, Volume of Fluid (VOF)
  • Determination of the Maximum Dynamic Load Carrying Capacity of Redundant Robotic Manipulators by Imposing Joint-Limit Avoidance in Point-to-Point Motion
    M. R. Shafeei, M. Bahrami, A. Kamaliilgoli, A. M. Shafeei * Pages 143-151
    The main goal of this paper is to determine the maximum Dynamic Load Carrying Capacity (DLCC) of redundant robotic manipulators. Here, a methodology based on the Pontryagin’s minimum principle has been employed to determine the maximum DLCC of the redundant robotic manipulators in point to point motion. In fact, the optimality conditions are achieved according to the principle of the calculus of variations. To determine the maximum DLCC of the mentioned robotic arm, the saturation limit of each motor and also the joint-limit avoidance of each joint are considered. Thus, by using the Hamiltonian function and the Pontryagin’s minimum principle, two sets of differential equations as well as an algebraic equation are developed. The boundary conditions of the system are determined in such a way that by solving these equations, the maximum DLCC and also the inverse kinematic of the system are obtained, numerically. Finally, to show the efficiency of the presented method, the maximum DLCC of a robotic arm corresponding to the humanoid hand with 4 degrees of freedom is evaluated. It is shown the obtained maximum DLCC of this humanoid-like robotic arm, is in the range of the load value that reported by the Ministry of Health and the National education.
    Keywords: Dynamic load carrying capacity, Arm robot, Redundancy, Joint-limit avoidance, Pontryagin's minimum principle
  • F. Taheri, Behrooz, M. Maroofi, V. Hadizadeh, M. R. M. Aliha Pages 163-171
    Friction Stir Welding is a solid-state process, which means that the objects are joined without reaching melting point. Which has demonstrated very high suitability for the joining of dissimilar aluminium alloys. The aim of this investigation was to study residual stress and micro hardness distribution in different zones of dissimilar friction stir welding of AA6061-T6 and AA7075-T6 and compare it with the tungsten inert gas (TIG) welding of AA6061-T6 by using increment hole drilling technique. Also The evolution of the residual stresses in the thickness direction was investigated, it was found that the maximum residual stresses are below the yield strength of the material in the shoulder region and showed that the longitudinal residual stresses in the joint were much larger than the transverse residual stresses. Vickers micro hardness measurements were performed in the transverse cross section of the samples, the results showed that Hardness peak values were observed in SZ region adjacent to the advancing side whereas low hardness regions were measured across the weld corresponding to the HAZ of both alloys and at the SZ adjacent to the retreating side.
    Keywords: Friction stir weld, Hole drilling method, Residual stress
  • Effect of Proportion and Shape on Energy Optimization Atrium in Cold Climates and Mountain
    S. S. Abdoli, R. Moosavi * Pages 183-189
    In this study, the effects on energy optimization in cold and mountainous atrium examined. Three atrium in the shape of a cube, flat and domed have been simulated. Designed with the length and width dimensions (30 m × 30 m) and a height of 7 meters in the center of each of the models in order to form a flat atrium dimension (14/30 × 13/80) square and cube size meters and height (3/50) meter radius dome shape (7) meters in height (7 meters) were studied. Simulations of these models in three modes of ventilation (0, 30, 70) percent during the coldest week of the year, from the date (30 January - 6 February) that the outside temperature (-0.69 to 10.64 °C) below zero and also during the hottest week of the year to date (22 July - 28 August) that the outside temperature (25.78 to 30.70 °C) is investigated. Numerical simulation results show that the optimal shapes of the dome-shaped atrium with natural ventilation are 30%. A field sample (experimental) atrium as a validation were studied. Compare the numerical and experimental results show that the numerical simulation accuracy is very good with experimental.
    Keywords: Atrium, Energy optimization, Numerical simulation, Experimental, Cold climate
  • Preparation and Characterization of PP/ wood Flour/ graphene Hybrid Nanocomposites
    A. Osmannejad, F. Ashenai Ghasemi * Pages 191-199
    The aim of this research was to evaluate physical, mechanical and morphological properties and also thermal behavior of nanocomposites made from wood flour (WF), polypropylene (PP) and graphene. Here, maleic anhydride grafted polypropylene (MAPP) was added as a coupling agent to increase the interaction between the components. The nanocomposites with different graphene concentrations (0, 0.5 1, 1.5,2 wt. %) were mixed by melt compounding in an internal mixer and then the composites manufactured by compression molding method. Water absorption, thickness swelling, morphological, tensile properties and crystallinity behavior of the prepared nanocomposites were evaluated. The results showed that the tensile strength and modulus of the nanocomposites was increased by 33.4% and 7.9 % respectively with increasing of graphene contents to 1 wt.% compared to the control sample (without graphene). Addition of graphene contents to 0.5 wt % increased the impact strength by 5.7% compared to the control sample. Also water absorption and thickness swelling of the nanocomposites decreased with increasing with amount of graphene to 1wt%. The smooth fracture surfaces and good interaction between the components of the nanocomposites with incorporation of graphene in low concentrations were shown by scanning electron microscopy (SEM) micrographs. Thermal analysis using differential scanning calorimetry (DSC) showed that addition of WF and graphene to neat PP increased crystallinity and crystallization temperature compared with neat PP.
    Keywords: Composite, polypropylene, wood, graphene, nano
  • Analytical and Finite Element Investigation of Elastic Properties of Elliptical Cell Honeycomb Plates
    M. Gholami *, R. Akbari Alashti Pages 201-208
    Cellular solids are extremely used in aerospace industries and civil infrastructures due to their low weight/strength index that leads to decrease in total weight and fuel consumption. Determination of mechanical properties of these structures is absolutely essential for structural design fulfillment. In this paper the calculation of in-plane elasticity properties of elliptical cell honeycomb composite structure is investigated. In this regard at the beginning, by using free body diagram of the smallest repeating unit of cell, the forces and moments applied on unit cell are obtained; and then by using strain energy theory and Castigliano's theory, the in-plane elastic constants are obtained. For validation of theory results, by using the ABAQUS finite element program, the elliptical honeycomb is simulated and by using normal and shear loading conditions and obtaining stresses and strains, the elastic constants are calculated and compared with theory amounts. The results show that the relation of the macroscopic Young's modulus and the macroscopic shear modulus are directly proportional to the thickness of the cell wall and inversely proportional to the small diameter of the ellipse.
    Keywords: Honeycomb, Elasticity properties, Castigliano's theorem, strain energy
  • S. R. Fakheri, H. Kargarsharifabad, H.Sakhaeinia Pages 209-218

    In this paper, the energy and exergy of single effect absorption and combined ejector-absorption refrigeration cycles are carried out analytically. Having analyzed the cycles and presented the governing equations with their expansion in EES software, we analyze the energy and exergy (from the viewpoint of the first and second law of thermodynamics) of both single effect absorption and combined ejector-absorption refrigeration cycles (while the ejector is located between the condenser and the generator) and calculate the value of output variables. Furthermore, the effects of evaporator and generator temperature on irreversibility, coefficient of performance, exergy loss and exergy efficiency of the aforementioned cycles have been investigated. We observe that, under identical conditions (i.e. equal temperature of evaporator and condenser), the efficiency of the combined ejector-absorption refrigeration cycle relative to the single effect absorption refrigeration cycle can be increased by more than 30%, but there is not a significant difference in the exergy efficiency of the two cycles.

    Keywords: Single-effect Absorption Refrigeration System, Combined Ejector-Absorption, Energy, Exergy, Coefficient of performance
  • Intelligence in Fuzzy Control of Rigid-Flexible Manipulator using Dynamic Recurrent Neural Network
    S. M. R. Faritus, H. Homaei * Pages 219-228
    This article deals with intelligence in fuzzy control of manipulators with fixed base and the last flexible arm. The tip is moving on a path which is pre-specified. It is assumed that the dynamics of the system is unknown and variable. In control based on fuzzy logic, membership functions remain unchanged in the beginning of selected path to the end. This research deals with modifying membership functions during movement in order to improve system response by using neural network. Dynamic recurrent neural network is used to accelerate updating membership functions. Parametric equations of updating network weights are obtained based on reduction of joint angle errors, rate of joint angle errors and bending deformation. To verify the effectiveness of the proposed method, simulation for manipulator is made with three arms. System responses are compared in both the fuzzy controller and the proposed controller with each other. In order to prove the robustness of the control system, an example will be presented. The obtained results and surveys show the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Flexible manipulator, Fuzzy logic controller, Dynamic recurrent neural network
  • Analysis of Dynamic Behaviour of Ouarter and Half Model Car with Passive Suspension
    M. Fooladi Vanda, A. Abdollahifar * Pages 229-238
    In this paper, at fist two-degree-of-freedom quarter-vehicle model and four-degree-of-freedom half-vehicle model of two vehicles with passive suspension systems and linear characteristics are developed. Then responses of these models to a road unevenness which is modeled as an impulse function with 100 mm amplitude, are investigated. For analyzing the dynamic behavior of vehicle, State Space Method in Matlab/Workspace, Matlab/Simulink and Finite Element Method were developed. For validation, the results are compared to previous works with the same data. The simulation results of these two models are compared with results of a fullvehicle model in another article. Finally, the effect of the suspension parameters on the maximum displacement and acceleration of body is investigated. Obtained diagrams show that while crossing a vehicle over an impulse and 100 mm amplitude road unevenness, softer springs always improve ride quality and Stronger dampers, reduce ride quality but make requirement of having more space between body and tires.
    Keywords: Ride Quality, Dynamic Behavior, Mathematical Model, Passive Suspension System, Impulse Function
  • Numerical Investigation of Different Parameters on Oil Reservoir Recovery
    S. Fouman *, M. Shams Pages 239-248
    Fossil energy such as oil, gas and coal, generally not fully recoverable and retrieve. Large amounts of wealth remains in situ, which in addition to the basic features and their geological which are out of our reach, in bulk at harvest time performance such as speed of operation and the way it goes. In this study, a numerical scheme for simulation of two phase water and oil in an oil reservoir is developed. Constant flow rate of water injected through injection well located in the center of the reservoir and oil produced through production wells in the corners of the reservoir. The water and oil saturation and pressure distribution within the reservoir simulated during a certain time period and the general results are examined and compared with CMG software outlet which a good agreement is achieved. The effect of a barrier in the reservoir is also examined. The results illustrate that as much as possible with an accurate diagnosis must be considered a suitable place to injection wells that are drilled so far of the oil barrier.
    Keywords: reservoir, injection well, permeability, porosity, oil barrier
  • Numerical Investigation of Friction Coefficient and Conjugate Heat Transfer in Pulsating Flows
    A. Kardgar, A. Jafarian * Pages 249-256
    Conjugate heat transfer in a pulse tube is simulated numerically. Navier-Stokes equations are used for flow simulation and coupled fluid and solid energy equations are used for solving temperature domain in the tube. In the present paper, wall thickness, solid to fluid conductivity ratio, Womersley number, pulsating amplitude, Reynolds and Prandtl numbers have been considered to conduct a parametric study. By increasing wall thickness ratio from δ/Ri=0.13 to δ/Ri=1.0, Nusselt number increases almost %14. Results showed that pulsating flow Nusselt number is less than that of steady unidirectional flow for non-dimensional pulsating amplitude of less than one; however, it is higher than steady unidirectional Nusselt number for non-dimensional pulsating amplitude of more than one. The ratio of friction coefficient of pulsating to steady unidirectional flow is higher than one and it rises rapidly with increasing the pulsating amplitude. Nusselt number is reduced by increasing Womersley number for pulsating non-dimensional amplitude of less than one; however there is an optimum for pulsating amplitude of more than one which is 20 for pulsating amplitudes of 1.4, 2.4 and 3.
    Keywords: Pulsating flows, Conjugate heat transfer, Friction coefficient, Heat conduction ratio, Womersley number
  • Experimental Investigation of Flow Structure of Passing Solitary Wave over A Rectangular Obstacle using PIV Techniques
    M. Karbasi Pour, M. Nili, Ahmadabadi * Pages 257-265
    Breakwater or submerged obstacle is one of the methods used for protection of the coast. Breakwaters cause dissipation of wave energy by generation of turbulence flow and vortices. In this study, by insert a rectangular obstacle against a solitary wave, the generation and evolution of vortices have been investigated by using Particle Image Velocimetry (PIV) technique. The PIV results show due to flow separation, two vortices are formed around the front and back edges of the obstacle when the solitary wave approaches the obstacle. The closer the wave approaches the obstacle, the larger the vortices are. When the formed vortex over the front edge of the obstacle approaches its end, these two vortices are merged together and form a larger vortex. In the following, the reduction of wave height before and after the obstacle is measured through a wave gage altimeter sensor. The results show the existence of obstacle decreases up to 3% of wave height in comparison to that without obstacle. Finally, by integrating pressure and momentum flux from the PIV results around the obstacle, the drag force applied to the obstacle is obtained.
    Keywords: Solitary Wave, PIV Technique, Vortex generation, Breakwater
  • Effect of Refrigerant Component Leakage on the Performance of Double Stage Mixed Refrigerant LNG Process
    B. Karamloo, S. Sadatsakak *, M. Mafi Pages 267-276
    In this article, the leakage of the refrigerant in a two stage liquefaction system with multi component refrigerant is studied. Leakage is occurred due to various factors, including the existence of cavity in high pressure area and affects the performance of the process. Due to the absence of a specific method to handle leakage of refrigerant an innovative method is performed and validated by comparing experimental data. The results show the leakage at high-pressure points, causes a little reduction of specific work, but the product (liquefied natural gas) is significantly reduced. Additionally, it is shown that leakage increases the risk of temperature interference in heat exchangers, which should cause malfunctions in system operation.
    Keywords: Mixed refrigerant, dual mixed refrigerant process, Natural gas liquefaction, Leakage of refrigerant
  • Experimental Study of Effect of Baffle on the Velocity Profile of Sedimentation Tank
    A. Karimdoost Yasuri *, M. Ghasemi, B. Firoozabadi Pages 277-285
    The use of sedimentation tanks is one of the main steps in the water treatment process. Increase of the tank efficiency, due to change in input water characteristics or population increase is justifiable and has always been considered. In this project, the effect of middle baffle position as an effective factor in the tank geometry and change of flow rate in the velocity profile of tank have been studied experimentally. Measurements have been carried out in channel available in the fluid research laboratory. Rectangular tanks are studied in two cases of with and without middle baffle in operational different conditions. Dimension of rectangular tanks is 12 m×0.2 m×0.3 m. Baffle height is 7.5 cm and its effect on the velocity profile in distances of 1.2 m and 4 m from inlet of the tank in both full and half rate have been studied. Results show that the velocity distribution of baffled tank, especially in the second half of tank, compared to without baffle one, is more uniform. In the second half, Jet flow disappears, short circuiting is reduced and the efficiency of the middle baffle in high rate flow conditions will be reduced. Keywords:
    Keywords: Baffle, Rectangular tanks, Velocity profiles, ADV
  • Investigation of the Entropy Generation in Annular Two-Phase Flow with DragReducing Polymer
    E. Lakzian*, A. M. Masoudifar Pages 287-292
    It is convenient method to use a drag-reducing polymer to reduce entropy generation in annular two-phase flow. The drag-reducing polymer is a high molecular weight poly-alpha-olefin. In present paper for the first time, the explicit equation has been presented for the prediction the entropy generation in annular flow with drag-reducing polymer. The equation is function of the pipe diameter and superficial velocities. Entropy generation versus drag-reduction and holdup in different pipe's diameter (0.0127, 0.0254 and 0.0953 ) and in different superficial velocities are presented. The results are shown that entropy generation decreases with increasing , and pipe diameter but entropy generation increases with increasing gas and liquid superficial velocities. Therefore by adding drag-reducing polymer and correct determination of pipe diameter and superficial velocities using the presented explicit equation in this research, could be reduced the losses and increased in the production in related industries.
    Keywords: Entropy generation, Drag-reducing polymer, Superficial velocity, Two-phase
  • A. Majidian, S. Movahedi Pages 293-299
    In this paper temperature distribution of oil in cylindrical tank with heater and mixer was studied by numerical simulation. All three heat transfer mechanisms in the outer surfaces were considered. Mesh was generated around the tank and after applying boundary conditions the temperature distribution was simulated by finite volume method. The effect of mixer on temperature distribution was investigated. As it is expected, when mixer was working the temperature distribution was uniform. Without mixer, there was a laminar flow from heated region to colder region and to the roof of tank and temperature distribution wasn’t uniform. In general, temperature was increased with elevation but in near of the roof the temperature is decreased since heat loss from roof.
    Keywords: Temperature distribution, oil tank, Numerical distribution
  • M. Moslemi , K. Javaherdeh, M. shahbazi Pages 301-310
    A numerical analysis has been performed to investigate the laminar natural convection heat characteristics in a wavy cavity filled with CuO/water nanofluid The left and right walls are insulated and the wavy bottom and top walls are maintained at a constant temperature while the uniform magnetic field is considered. In performing the analysis, the governing equations are given in terms of the stream function-vorticity formulation. In order to solve Non-dimensionalized equations, discretizing with second-order accurate central difference method and was performed using the successive under relaxation with appropriate boundary conditions is considered. To validate the numerical model, various comparisons with previously published studies have been conducted and results are in a good agreement. The main objective is to survey the effects of the Rayleigh number, Hartmann number, and nanoparticles volume fraction on the fluid flow and heat transfer characteristics. Results are illustrated in contours of stream function, constant temperature, and Nusselt number. For all values of Rayleigh number, the presence of nanoparticles leads to significant enhancement in heat transfer.
    Keywords: wavy cavity, nanofluid, magnetic field, natural convection
  • B. MirzayiZiapour, A. HashtroudiAsl Pages 311-320
    In the solar greenhouses, natural ventilation is used to repel the unnecessary heat by opening the windows. This regular action is led to enter diverse of pest and insects to the greenhouse and consequence production damages. In the presented work, a novel case of solar greenhouses is simulated and represented. This design uses a special cover on the roof that reflects NIR and avoids greenhouse warming too much, in the hot seasons. With no more heat, the ventilation needs get less and the pests damages will be prevented. In this work, NIR reflected by the cover placed on the circular roof of the greenhouse is focused in the collector equipped in the focal line of the roof. The collector contains water and PCM that makes it possible to store huge amount of energy in a limited space. Considering energy received in a typical summer day, the optimum quantities for minimum collector radius versus maximum PCM volume is computed. Numerical investigation on this design is performed in three different geometries and results are reported as temperature contours and stream functions. In addition, energy stored in every three cases is calculated and compared with greenhouse heating load. The results shows that annual greenhouse heating load can be provided by energy stored in this system and prevents the bothersome insects at the same time.
    Keywords: Solar Greenhouses, NIR Reflectors, Phase Change Materials (PCM), Heat Collector, Greenhouse Heating
  • A. Nasrnia, F. H.Aboutalebi Pages 321-328
    Today, brittle and quasi brittle materials are widely used in the various structures such as aerospace structures, because of very low deformability as well as high strength and stiffness compared with their weight. There is a greater need for analysis of the brittle structures, with increasing application of these materials in the industries. In this paper first, the extended finite element method (XFEM)is applied to investigate the nucleation and crack growth mechanism of the brittle materials. Then, damage models based on cohesive zone models(CZM)are considered to predict initiation and crack growth. In the following, a number of benchmark problems are simulated; damaged and critical zones in them are predicted, using the ABAQUS commercial finite elements software. Finally, the numerical simulations results are compared with the experimental and theoretical results and validated. Comparison of the numerical and experimental results revealethat the stress-based damage criteria are more accurate than the strain-based damage criteria. Hence, it is concluded that in comparison with the stress-based damage criteria, using the stress-based damage criteria is more reliable in fracture prediction of brittle materials.
    Keywords: CrackGrowth, Brittle Materials, Extended Finite Element Method (XFEM), Cohesive ZoneModels (CZM)
  • R. Norouzi, H. Shahbazi Pages 329-338

    In the paper an auto-pilot with layered control architecture has been designed for an autonomous quad-rotor and an optimized proportional-derivative controller has simulated on the quad-rotor. In the auto-pilot with layered control architecture, quad-rotor will be controlled with a multi agent system which has at least 4 agents to control the system instead of just having a single controller. Each agent has placed in an independent layer with its own CPU, memory and processing equipment that perform individually. Nonlinear controllers such as back stepping and sliding mode are presented. In the layered learning process, a new optimization method for neural networks is presented in the paper which is named Growing Particle Swarm Optimization. In one of the layers some classic controllers such as back stepping and sliding mode is used to train the neural controller in the other layer. Optimization results show that the neural network controller can successfully learn the controlling task using Growing Particle Swarm Optimization.

    Keywords: Quad-rotor, layered learning system, back stepping controller, sliding mode controller, artificial neural network, growing particle swarm
  • A. A. Veisi, M. H.ShafieiMayam Pages 339-348

    The present study focuses on the flow around a horizontal axis wind turbine. Large Eddy Simulation has been employed in order to study the flow at different rotational speeds. Anisotropic residual stress tensor is driven by The Smagorinsky model. Three simulations were performed at different tip speed ratio of 3, 6 and 10. The acquired results are in good agreement with presented experimental data in literatures. It is also revealed that development of the wake is decreased when downstream velocity is increased along the horizontal line at different downstream distance of wind turbine. In addition, velocity defect behind the wind turbine is increased when tip speed ratio increases but the recovery of wake is happened faster. At rotational speed equals 6, minimum velocity is 54% of the initial velocity and maximum efficiency is 67% at the lateral section of wind tunnel where the tip of blade is located, while they are 26% and 68% respectively when rotational speed is 10. Turbulence intensity is increased by increasing Tip Speed Ratio while separated vortices from the blade are disappeared later. The effect of separated vortices from the blades of wind turbine are not seen when rotational speed is 3, while they are revealed at rotational speed of 6 and 10. As a result, it can be concluded that the effect of separated vortices are augmented when rotational speed is increased.

    Keywords: Wind turbine, large eddy simulation, turbulence flow, Smagorinsky subgrid-scale model
  • Sh. Hosseini, Hashemi , M. R. Ilkhani , Sh. Hosseini, Hashemi Pages 351-356
    Vibrational behavior of nanotubes is investigated in different papers based on different theories which our investigation shows that there is big difference in their results. So, in this paper, vibrational behavior of nanotubes is analyzed using Euler, Timoshenko beam theories and Sanders first order shear deformation shell theory. In order to considering effect of scale, nonlocal elasticity theory is combined with these three geometrical theories who are exactly solved for six combinations of classical boundary conditions. Results are compared with references and molecular dynamics results and validity and accuracy of presented methods are approved. It is approved that nonlocal Sanders first order shear deformation theory has the best accuracy and needs the lower scale parameter to predict natural frequencies.
    Keywords: Nanotube vibrations, nonlocal elasticity, Sanders theory, Timoshenko theory, Euler theory
  • M. Karimi Khoozani, M. Poursina, A. Pourkamali Anaraki Pages 357-361
    Planetary gear boxes are widely used in power transmission systems with high torque to weight ratio, high speed reduction in low space and access to deceleration in several stages. The main objective of this research is an overview on the dynamics and vibrations of the planetary gear systems. This research provides a comprehensive study of relevant resources published in various journals for researchers who wish to work on the dynamics of planetary gear systems. For this reason, these topics have been expressed in several sub-sections that cover all the dynamics and vibrations of planetary gear systems. In the end, a summary of the issues discussed and suggestions for further research in this field are expressed.
    Keywords: Planetary gear systems, Dynamic, Vibration, Dynamic models