فهرست مطالب

مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
سال نهم شماره 2 (تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/04/01
  • تعداد عناوین: 19
|
  • ثارالله عباسی*، مرحمت زین علی، مهرداد ولدی صفحات 1-13

    فهم عملکرد هیدرودینامیکی یک وسیله زیرسطحی خودکنترل (AUV) جهت بررسی قابلیت انجام ماموریت تعیین شده برای آن وسیله ضروری است. حل معادلات حرکت یک وسیله زیرسطحی و بررسی مانورپذیری آن، ابزاری مناسب برای فهم عملکرد AUV است. جهت نیل به این هدف می توان میزان حساسیت مانور یک وسیله زیرسطحی را نسبت به تغییر پارامترهای هیدرودینامیکی بررسی کرد. در مقاله حاضر حساسیت مانورپذیری یک وسیله زیرسطحی خودکنترل نسبت به تغییرات ضرایب جرم مجازی بررسی شده است. برای این منظور ابتدا ضرایب هیدرودینامیکی وسیله زیرسطحی موردنظر به کمک روش تحلیلی -نیمه تجربی محاسبه شده است. در گام بعدی معادلات دینامیکی 6 درجه آزادی برای این وسیله زیرسطحی حل شده و رفتار آن در مانور دور زدن شبیه سازی شده است. در ادامه با تغییر ضرایب جرم مجازی مختلف تغییررفتار مانور این وسیله مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که شعاع دوران حالت پایای مانور به المان های جرم افزوده غیرحساس است از طرفی طول قسمت ورودی که قسمت گذرای مانور می باشد بیشترین حساسیت را به ترم های جرم افزوده دارد. در حالیکه قطر تاکتیکی که ترکیبی از قسمت گذرا و پایای مانور می باشد حساسیت متوسطی به همه ترم ها دارد.

    کلیدواژگان: وسیله زیرسطحی خودکنترل، ضرایب هیدرودینامیکی، مانور دور زدن، آنالیز حساسیت
  • توحید میرزابابای، هاشم بابایی* صفحات 15-29

    در این تحقیق، ابتدا یک سری آزمایش برای ارزیابی تغییر شکل پلاستیک ورق های مستطیلی آلومینیومی تقویت شده با پوشش پلیمری تحت بارگذاری انفجار مخلوط گاز انجام شد. برای بررسی اثر ضخامت لایه جلویی و عقبی بر مقاومت در برابر تغییر شکل ساختارهای دولایه فلز-پلیمری، چهار نوع لایه بندی مختلف انتخاب شدند. در مدل سازی تحلیلی، مدلی برای پیش بینی بیشترین خیز دائمی ساختار دولایه فلز-پلیمری ارائه شد. همچنین، در مدل سازی تجربی، با بی بعد سازی معادلات حاکم بر ورق بر مبنای تحلیل ابعادی، تعدادی عدد بی بعد ارائه شد که هر عدد بی بعد بیان گر هندسه ساختار، نسبت بار دینامیکی اعمالی به مقاومت ماده و توانایی مقاومت دینامیکی ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک است. با تبدیل داده های تجربی به فرم اعداد بی بعد و استفاده از روش تجزیه مقادیر منفرد، توابعی ریاضی برای پیش بینی بیشترین خیز دائمی ساختار ارائه شد. سپس، مدل های تجربی ارائه شده با نتایج تجربی صورت گرفته صحه گذاری شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده توافق بسیار خوب نتایج آزمایش ها و پیش بینی مدل سازی از لحاظ بیشترین خیز دائمی است

    کلیدواژگان: تغییر شکل پلاستیک، روکش پلیمری، شکل دهی با انفجار مخلوط گاز، مدل سازی تجربی، ورق آلومینیومی
  • مصطفی سیاح، خداداد واحدی*، علیرضا نداف صفحات 31-45

    امروزه در مکانیک ضربه، سرامیک به علت چگالی پایین و سختی بالا به طور وسیعی در ساخت هدف های ضدگلوله مورداستفاده قرارگرفته و از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به ارائه یک مدل تحلیلی اصلاحی جدید و کامل در اهداف نیمه بی نهایت سرامیک - فلز، بر اساس مدل تحلیلی فلوز که یکی از مدل های مهم و اساسی درزمینه نفوذ هست، پرداخته شده است. مدل تحلیلی جدید شامل اصلاحاتی ازجمله در نظر گرفتن تغییرات سرعت پرتابه در هر بازه زمانی، محاسبه مدت زمان تشکیل مخروط سرامیکی، تغییر نیم زاویه شکست مخروط سرامیکی، تغییر مقاومت فشاری سرامیک در طول فرآیند نفوذ، محاسبه کاهش جرم سرامیک بر اساس زمان تشکیل مخروط سرامیکی، کاهش طول پرتابه وابسته به تغییرات سرعت پرتابه و سرامیک در هر بازه زمانی و محاسبه کاهش جرم پشتیبان است. فلوچارتی از مراحل تعیین عمق نفوذ نیز با توجه به اصلاحات مدل تحلیلی جدید و رفع ابهامات مدل فلوز ارائه شده است. نتایج مربوط به مدل تحلیلی جدید با نتایج مدل های تحلیلی فلوز و وودوارد و آزمایش های تجربی مقایسه شده است. این نتایج ضمن بهبود پیش بینی های مدل فلوز در تعیین عمق نفوذ در سرعت های پایین، با داده های تجربی نیز مطابقت خوبی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: نفوذ، اهداف نیمه بی نهایت، اهداف سرامیک، مدل تحلیلی جدید، مدل فلوز
  • ابوالفضل کیانی، میثم محمدی * صفحات 47-59

    در این مقاله به مطالعه نوسانات یک پایدارکننده انعطاف پذیرمتصل به جسم سه بعدی که در معرض جریان سیال لزج فروصوت قرار دارد، پرداخته شده است. هدف از پژوهش حاضر، اولا تحلیل تداخل سازه و سیال با استفاده از الگوریتم ترکیبی مناسبی است که بتواند بخش حل سیال و حل سازه را بخوبی با هم ترکیب نموده و تبادل اطلاعات بین آنها را تامین نماید ثانیا تحلیل پایداری جسم در حضور صفحه انعطاف-پذیر متصل به انتهای آن است. برای این منظور از الگوریتم چند بخشی تکراری برای تبادل اطلاعات میان بخش های سیال و سازه استفاده شده است. در ادامه با توجه به سختی خمشی ها و جرم های متفاوت نوار باریک، نتایج مربوط به مشخصات نوسان شامل دامنه و فرکانس، همچنین تغییرات نیرو و گشتاور ناشی از نوسانات ارائه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که چارچوب محاسباتی توسعه یافته با خطای کمتر از 10 درصد برای شاخص های مورد نظر، فیزیک حاکم بر مساله تداخل سیال - سازه را تسخیر نموده است. همچنین مطالعه ارتعاشات اجباری جسم به منظور آنالیز پایداری آن با توجه به ضریب میرایی پیچشی، انجام گرفت که نتایج حاصل از تحلیل ها نشان می دهد با توجه به شاخص پایداری، وجود صفحه انعطاف پذیرمی تواند وضعیت پایداری جسم را تا حد زیادی بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: اندرکنش سیال- سازه، آنالیز پایداری، شبیه سازی عددی، مدل تیر، الگوریتم ترکیبی
  • هانیه ارو، محمد آزادی* صفحات 61-76
    در این مقاله، رفتار خزشی آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم- مس- نیکل- منیزیم، که در ساخت قطعه پیستون در موتور خودرو کاربرد دارد، در دماها و تنش های مختلف، مدلسازی شد. برای این منظور، آزمون خزش بر روی نمونه های استاندارد ریخته گری شده، تحت نیروی کشش ثابت و دمای ثابت، اجرا گردید. دماها در آزمون خزش برابر با 250، 275 و 300 درجه سانتی گراد و سطوح تنشی نیز، برابر با 75، 100 و 125 مگاپاسکال در نظر گرفته شد. تحلیل داده های تجربی نشان داد که در یک سطح تنش ثابت، با افزایش دما، کمینه نرخ کرنش خزشی، افزایش یافته و کرنش شکست خزشی، کاهش می یابد اما در یک دمای ثابت، با افزایش سطوح تنشی، هر دو مقدار فوق، افزایش می یابد. براساس نتایج مدلسازی، قانون توانی وابسته به دما، با کمترین خطای نسبی و کوچکترین محدوده پراکندگی، بهترین مدل رفتار ماده بر پایه نرخ کرنش خزشی، معرفی گردید. مدل بیلی- نورتن نیز، در بین مدل های رفتار ماده بر پایه کرنش خزشی، نتایج بهتری را نشان داد.
    کلیدواژگان: مدلسازی، رفتار خزش، آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم، اثر دما، اثر سطح تنش
  • امین فروزش، علی ولی پور *، امین یاقوتیان صفحات 77-92

    آزمون آلتراسونیک یکی از روش های کارآمد و مقرون به صرفه به جهت بازرسی اتصالاتی همچون جوش است. در مراکز هسته ای از جوش فریتی-آستنیتی برای اتصال لوله های از جنس فولاد آستنیتی به بدنه راکتور که از جنس فولاد فریتی است، استفاده می شود. ناهمگن و ناهمسانگرد بودن محیط جوش موجب انحراف و تضعیف امواج منتشر شده می شود. این موضوع سبب کاهش دامنه اکوی عیوب و نتیجتا کاهش احتمال کشف آنها در جوش می شود. لذا از روش آرایه فازی به دلیل توانایی تمرکز امواج برای بازرسی جوش فریتی-آستنیتی استفاده می شود. روش تمرکز معمولی از جمله روش های موجود به جهت تمرکز امواج در مواد همگن و همسانگرد است. لذا، از این روش در محیط های ناهمگن و ناهمسانگردی همچون جوش فریتی-آستنیتی نمی توان استفاده کرد. بر همین اساس، در این پژوهش روش تمرکز معمولی به منظور تمرکز امواج در محیط های ناهمگن و ناهمسانگرد توسعه داده شده است. به منظور صحت سنجی روش توسعه یافته، نتایج حاصل از شبیه سازی روش تمرکز معمولی توسعه یافته بر عیب موجود در بلوک فولادی و جوش فریتی-آستنیتی با نتایج روش تمرکز تطبیقی مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی روش تمرکز معمولی توسعه یافته در جوش فریتی-آستنیتی نشان از دقت بالای عملکرد این روش در متمرکز ساختن امواج در محیط های ناهمگن و ناهمسانگرد دارد. همچنین، مقایسه نتایج شبیه سازی روش توسعه یافته با روش آلتراسونیک معمولی نشان می دهد که استفاده از این روش در بازرسی جوش فریتی-آستنیتی، دامنه اکوی عیب را به میزان 235% افزایش می دهد که این موضوع نشان از تمرکز امواج در نقطه هدف یا همان عیب موجود در جوش است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، جوش فریتی-آستنیتی، روش آرایه فازی، روش تمرکز تطبیقی، روش تمرکز معمولی توسعه یافته
  • امیرحسین ربیعی* صفحات 95-108
    در این مقاله یک استراتژی کنترلی فعال بر مبنای نوسانات چرخشی اجباری به منظور کاهش ارتعاشات ناشی از جریان بر روی یک استوانه دایره ای دو درجه آزادی که آزادانه در جهات طولی و عرضی حرکت می کند، در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر میدان جریان، معادلات ناویر استوکس تراکم ناپذیر دو بعدی می باشد که به روش حجم محدود گسسته سازی شده است. نسبت فرکانسی f_rot/f_n، و نرخ چرخش α، دو پارامتر مهم در نوسانات چرخشی استوانه بوده که می بایست بگونه ای تنظیم شوند که فرکانس جدایش گردابه ها بر روی فرکانس نوسانات چرخشی اجباری قفل شده و در نتیجه آن، دامنه ارتعاشات عرضی و طولی استوانه کاهش پیدا کند. بر اساس شبیه سازی های جامع انجام گرفته در این مقاله، سه سیستم کنترل فعال حلقه باز منتخب برای سرعت های کاهش یافته واقع در ناحیه قفل شدگی فرکانسی با پارامترهای ورودی (برای)، (برای)، و (برای)، به منظور کاهش موثر دامنه ارتعاشات استوانه انتخاب شده اند. این سیستم ها توانسته اند بیشینه دامنه پاسخ عرضی استوانه را به ترتیب به میزان 88، 92 و 92 درصد نسبت به حالت کنترل نشده کاهش دهند در حالیکه این مقادیر برای دامنه پاسخ طولی استوانه به ترتیب برابر با 93، 90 و 82 درصد می باشند.
    کلیدواژگان: ارتعاشات ناشی از جریان، پدیده قفل بر، نوسانات چرخشی، کنترل فعال ارتعاشات، تعامل جریان-سازه
  • آیدین غزنوی *، محمد شرعیات صفحات 109-122

    در مقاله پیش رو، یک تئوری عمومی-محلی مرتبه بالای اصلاح شده با روابط سه بعدی الاستیسیته به منظور مطالعه رفتار تنشی و جابجایی در راستای ضخامت ورق های ساندویچی ضخیم و نازک با هسته تغییر شکل پذیر آگزتیک تحت بارهای استاتیکی ارائه شده است. معادلات حاکم بر اساس اصل همیلتون استخراج شده اند. از مهم ترین نوآوری های پژوهش حاضر می توان به ارائه تئوری عمومی-محلی مرتبه بالای اصلاح شده با استفاده از روابط سه بعدی الاستیسیته، درنظر گرفتن تغییر شکل عرضی هسته (موضوعی که به خصوص در مطالعه رفتار ورقهای ساندویچی با هسته نرم و یا ورق های ساندویچی ضخیم از اهمیت بالایی برخوردار است) و بررسی اثر آگزتیک بودن هسته بر رفتار استاتیکی ورق ساندویچی و مولفه های مختلف تنش و جابجایی ورق ساندویچی اشاره کرد. از آنجایی که تنش های عرضی با استفاده از معادلات تعادل سه بعدی الاستیسیته محاسبه شده اند، برخلاف تئوری های متداول مرسوم، شرایط پیوستگی تنش های برشی بین لایه ها به خوبی برآورده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج موجود در مراجع معتبر نشان می دهد که فرمولاسیون المان محدود ارایه شده، از دقت بسیار مناسبی حتی برای ورق های ساندویچی ضخیم برخوردار است. همچنین نتایج حاصله نشان دادند که استفاده از هسته آگزتیک، منجر به کاهش سطح تنش و همچنین جابجایی عرضی هسته و رویه های ورق ساندویچی می شود.

    کلیدواژگان: ورق ساندویچی، تئوری محلی-عمومی، تئوری مرتبه بالا، هسته تغییر شکل پذیر، آگزتیک
  • معین طاهری*، سید حسن بطحایی صفحات 123-139
    منیپولیشن نانوذرات از دو فاز تشکیل شده است. فاز اول بررسی نیرو و زمان بحرانی و فاز دوم بررسی حرکت و جابه جایی نانوذرات است. در این مقاله به بررسی فاز اول منیپولیشن نانوذرات پرداخته شده است. نیروی بحرانی مقدار نیروی لازم برای غلبه بر نیروهای اصطکاک و چسبندگی سطح است. همچنین زمان بحرانی مدت زمانی است که ذره از حالت استاتیکی خود به حالت دینامیکی تغییر پیدا می کند. دو دسته پارامتر به صورت عمده بر این دو فاکتور مهم تاثیر گذار است: 1-پارامترهای محیطی و 2-پارامترهای ابعادی. در این مقاله با استفاده از آنالیز حساسیت که روش آماری ای-فست یکی از آن ها است و همچنین مدل دقیق اصطکاکی اچ کا به بررسی تاثیر پارامترهای محیطی بر نیرو و زمان بحرانی غلطش پرداخته شده است. انرژی سطحی، کارچسبندگی، مدول الاستیسیته سوزن، مدول الاستیسیته ذره، ضریب پواسون سوزن و ضریب پواسون ذره پارامترهای محیطی مورد بررسی هستند. با فرض صلب بودن نانو ذره و بدون تغییر شکل آن مدول الاستیسیته ذره به عنوان تاثیر گذارترین فاکتور بر روی نیرو و زمان بحرانی غلطش در راستای محور x و مدول الاستیسیته سوزن اثرگذارترین پارامتر بر روی نیرو و زمان بحرانی غلطش در راستای محور y در نانومنیپولیشن با استفاده از مدل اصطکاکی اچ کا بوده است.
    کلیدواژگان: فناوری نانو، نانومنیپولیشن سه بعدی، مدل اصطکاکی اچ کا، آنالیز حساسیت، پارامترهای محیطی
  • مسعود رهایی فرد* صفحات 141-152
    هدف از این پژوهش، بررسی رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگر های فشار خازنی و بررسی اثر اعمال تحریک الکترواستاتیک بر عملکرد و ‏دقت این سیستم ها می باشد. حسگر به صورت یک صفحه دایرهای انعطاف پذیردر نظر گرفته ‏شده است که یک فاصله اولیه از یک صفحه ‏صلب دارد و بین آن دو خلاء است. در اثر فشار محیط ‏و همچنین اعمال ولتاژ بین دو صفحه، ورق انعطاف پذیرخیز برداشته و به پایه ثابت ‏نزدیک می ‏گردد. با نزدیک شدن صفحه به پایه، ظرفیت خازنی بین آنها تغییر می کند که این تغییر وابسته به خیز ‏صفحه انعطاف پذیرو یا ‏به عبارتی وابسته به فشار محیط است. بنابراین در صورت معلوم بودن رابطه میان فشار و ظرفیت خازنی، می توان با اندازه گیری ظرفیت ‏خازنی فشار محیط را محاسبه نمود. ‏از این رو در کار حاضر، رابطه میان ظرفیت خازنی و فشار خارجی مطالعه گردیده است. در این راستا، ‏نخست معادله حاکم بر خیز میکرو ورق تحت بار الکترواستاتیک و همچنین فشار خارجی استخراج شده است. این معادله با استفاده از ‏روش گلرکین به یک معادله جبری تبدیل شده و با بکارگیری یک روش مبتنی بر تکرار حل شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای ‏مختلف مانند ولتاژ اعمالی و همچنین فشار محیط بر روی ظرفیت خازنی و حساسیت دستگاه مطالعه شده و همگرایی و دقت الگوریتم ‏مبتنی بر تکرار نیز بررسی شده است. ‏
    کلیدواژگان: حسگر فشار، میکرو صفحه، روش گلرکین، ظرفیت خازنی _
  • احسان سلاحی*، علیرضا ستوده، مسعود طهانی صفحات 153-166

    در این مقاله‏ یک روش عددی ترکیبی برای مدلسازی سه بعدی رفتار دینامیکی گذرای پوسته استوانه ای جدار ضخیم مدرج تابعی در معرض فشار دینامیکی نامتقارن و شوک حرارتی توسعه داده شده است. خواص مادی پوسته وابسته به دما در نظر گرفته شده و پوسته در جهت شعاعی مدرج تابعی می باشد. روش ارائه شده ترکیبی از تئوری لایه ای، روش مربعات دیفرانسیلی و بسط سری فوریه است. جهت ارزیابی دقت روش معرفی شده، نتایج بدست آمده از این روش با نتایج حاصل از تست های تجربی و مدلسازی های عددی ارائه شده در دیگر مقالات مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با انجام تحلیل همگرایی، سرعت همگرایی بالای این روش تایید گردید. در ادامه با بکارگیری روش ارائه شده برای یک پوسته استوانه ای مدرج تابعی انتخابی، رفتار دینامیکی وابسته به دمای آن در برابر شوک حرارتی و همچنین فشار دینامیکی نامتقارن محوری بررسی گردید در انتها نیز تاثیر پارامترهای موثر بر این رفتار مورد مطالعه قرار گرفت. این تحقیق در برگیرنده نتایج کاربردی مفیدی است که می تواند در طراحی پوسته های مدرج تابعی در معرض فشار دینامیکی و شوک حرارتی، مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: مواد مدرج تابعی، فشار دینامیکی نامتقارن، شوک حرارتی، روش مربعات دیفرانسیلی، تئوری لایه ای
  • بهرام جلیلی، فتح الله امی، سید سلمان نورآذر، داوود دومیری * صفحات 167-179

    در این مقاله مطالعه عددی تاثیر آشفتگی جریان هوای ورودی بر روی مسیر و شکست جت مایع در جریان عرضی و سرعت و فشار جریان دو فاز در کل میدان جریان انجام گرفته است. روش عددی مورد استفاده برای گسسته سازی معادلات ناویر استوکس، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ می باشد و از مدل ترکیبی حجم سیال و تعیین سطح برای مدل سازی دوفاز استفاده شده است. نتایج نشان داد با افزایش شدت آشفتگی، گردابه های موجود در میدان جریان انرژی بیشتری را در خود ذخیره می کنند. در نتیجه طول شکست حدودا 33% و ارتفاع شکست نیز 11% به محل شکست نزدیک می گردد چراکه مکانیزم شکست، متفاوت می شود. همچنین معادله مسیر پاشش جت، در شدت آشفتگی های متفاوت، تغییر چندانی نمی کند، که به دلیل مقدار بسیار ناچیز انرژی دینامیک موجود در نوسانات آشفتگی می باشد. همچنین مسیر جت مایع در هندسه های مختلف نازل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که مسیر جت مایع برای هندسه های بیضوی و دایروی متفاوت می باشد. در ادامه معادلات مسیر جت برای دو نوع هندسه متفاوت ارائه شده است. اعتبارسنجی نشان می دهد، نتایج بدست آمده در این تحقیق با نتایج دیگر محققین همخوانی مطلوبی دارد.

    کلیدواژگان: مطالعه عددی، آشفتگی جریان عرضی، جریان عرضی گازی، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ
  • محمد مصطفی غفوریان، حمید نیازمند*، زهره اکبری، بهاره بخش صفحات 181-196

    در این پژوهش به بررسی تولید بخار خورشیدی با استفاده از نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت،Fe3O4) و نانوصفحات گرافن در محلول پایه آب پرداخته می شود. برای این منظور از یک شبیه ساز خورشیدی به عنوان منبع تابش، یک بشر حاوی نانوسیال به عنوان دریافت کننده نور به همراه ترازوی دیجیتالی و نیز حسگرهای دما استفاده شده است. در گام نخست نانوسیال های حاوی نانوذرات مگنتیت (با غلظت های 0/01، 0/02و 0/04 درصد وزنی) و نانوصفحات گرافن (با غلظت های 0/001، 0/002 و 0/004 درصد وزنی) در شدت تابشی 3/5 سان (یک سان معادل یک کیلووات بر متر مربع) در تولید بخار خورشیدی، مورد بررسی قرار می گیرند و سپس بهترین نتیجه نانوذرات مگنتیت با غلظت بهینه (0/01 %وزنی)، با نانوصفحات گرافن با غلظت های 0/001، 0/002 و 0/004 % وزنی ترکیب شده و عملکرد حرارتی و نیز تولید بخار خورشیدی آن ها ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوذرات، جذب نور را نسبت به آب خالص به طور چشم گیری افزایش می دهد به طوری که بازده های تبخیری نانوسیال های حاوی نانوذرات 0/04درصد وزنی مگنتیت و غلظت 0/004 درصد وزنی نانوصفحه گرافن به ترتیب 1/97 و 2/69 برابر، بازده تبخیری آب بدست می آیند. در حالی که برای نانوسیال ترکیبی حاوی نانوذرات مگنتیت 0/01 درصد و نانوصفحه گرافن 0/004درصد وزنی، بازده تبخیری 32/4 درصد گزارش می شود که 2/92 برابر بازده آب خالص است.

    کلیدواژگان: بخار خورشیدی، نانوذرات مگنتیت، نانوصفحات گرافن، محلی سازی گرما، نانوسیال
  • عطالله سلطانی *، حمیده روحانی، ابراهیم جهانشاهی صفحات 197-210

    در تحقیق حاضر، از یک الگوریتم عددی جدید برمبنای ترکیب روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار برای بررسی حرکت تعدادی ذره دایره ای شکل درون سیال غیرنیوتنی قانون توانی در جریان برشی استفاده شده است. در ابتدا تغییرات سرعت سیال در مقادیر مختلف اندیس قانون توانی (n) آنالیز گردید و نتایج آن با نتایج عددی به دست آمده از سایر تحقیقات گذشته مقایسه شد. در این تحقیق، برای اولین بار رفتار رئولوژیکی ذرات دایره ای شکل در دو حالت با اندازه یکسان و اندازه های متفاوت که به صورت تصادفی میان دو صفحه موازی در جریان برشی قرار گرفته اند، در محیط غلیظ برشی با استفاده از مدل شبکه بولتزمن مورد بررسی قرار گرفت و ویسکوزیته موثر سوسپانسیون برای عدد رینولدز بین 0.04 و 0.6 و φ بین 0.05 و 0.25 که φ کسر حجمی جامد می باشد، اندازه گیری شد. برای اعتبارسنجی، نتایج ویسکوزیته موثر نسبی با نتایج سایر کارهای گذشته برای سیال نیوتنی مقایسه شد و هماهنگی خوبی بین آنها مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: سیال قانون توانی، جریان برشی، روش شبکه بولتزمن، روش نمایه هموار، رئولوژی
  • مصطفی نظری*، متینه فرخی، مرتضی نظری صفحات 211-225
    دومین مورد در بین کلیه سرطان ها، سرطان غیرهوچکین مرتبط با ایدز می باشد. روش درمانی پیشنهادی باید در کوتاه-ترین مدت ممکنه انجام گیرد، زیرا با طولانی شدن طول دوره درمان هم توانایی سیستم ایمنی بیمار کاهش می باشد و هم مقاومت دارویی نسبت به درمان ایجاد خواهد شد. مشاهده شده است که در بسیاری اوقات سیستم ایمنی بدن به تنهایی و بدون دخالت درمان خارجی قادر به حذف سلول های سرطانی در بدن می باشد. با توجه به نکات بیان شده، در این مقاله مدلی جدید برای درمان سرطان مرتبط با ایدز در طول درمان توسعه داده شده است. برای این منظور از درمان ترکیبی شیمی درمانی و ایمنی درمانی استفاده شده است که شیمی درمانی موظف به کنترل رشد سلول های سرطانی و ایمنی درمانی موظف به اصلاح دینامیک ناپایدار سیستم می باشد. برای بررسی چگونگی اصلاح دینامیک سیستم به بررسی نقاط تعادل، پایداری آن ها و پدیده انشعاب در سیستم پرداخته شده است. همچنین، برای ارائه دوز بهینه شیمی درمانی و درنظر گرفتن شرایط سنی بیمار، از ترکیب روش SDRE و فازی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده موثر بودن روش پیشنهادی در درمان سرطان می باشد. نشان داده شده است که اصلاح دینامیک سیستم با تغییر بر روی پارامترهای سیستم بخش اصلی در درمان سرطان می باشد.
    کلیدواژگان: سرطان غیرهوچکین مرتبط با ایدز، کنترل بهینه SDRE، شیمی درمانی، ایمنی درمانی
  • سید مهدی حسینی، سعادت زیرک*، مهران رجبی صفحات 227-247

    خنک کاری لایه ای یکی از موثرترین روش ها برای حفظ پره های توربین از داغ شدگی بیش از حد می باشد. برای جریان گاز پایا، خنک کاری لایه ای به طور گسترده بررسی شده است اما دانش کمی درباره تاثیر نوسان بر عملکرد خنک کاری لایه ای وجود دارد. در این تحقیق، اثر نوسانی کردن تزریق هوای خنک کننده پره توربین با نوسان سینوسی بر توزیع دما و اثربخشی خنک کاری سطوح مختلف یک پره توربین، به صورت عددی بررسی می شود. سیال خنک کاری از طریق سه پلنوم و در پنج نسبت دمش 0/5، 0/75، 1، 1/5,5/1، 2 و2/5 در فرکانس50 هرتز به لبه حمله، سطح فشار و مکش پره تزریق می شود. همچنین تاثیر عدد رینولدز جریان اصلی بر اثربخشی خنک کاری لایه ای مطالعه می شود. از روش حجم محدود برای حل معادلات جریان استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نوسانی بودن دبی خنک کننده باعث تغییر اندازه جفت ورتکس ناهمسان گرد می گردد و در نتیجه تغییر توزیع دمای سطح در هر گام زمانی را در پی دارد. متوسط توزیع اثربخشی خط مرکزی در حالت نوسانی، روی سطح پایین دست سوراخ تزریق لبه حمله، سطح فشار و سطح مکش به ترتیب در نسبت دمش های 75/0، 5/0 و 1 بیشترین مقدار را خواهد داشت.

    کلیدواژگان: خنک کاری لایه ای، نوسان سینوسی، مدل توربولانسیSST k-ω، نسبت دمش، پره توربین
  • حجت برازنده، ایرج جعفری * صفحات 249-259

    در این مقاله به صورت تجربی، ایجاد، رشد و گسترش کاویتاسیون حول یک جسم ترکیبی مورد بررسی قرار می گیرد. قطر پس جسم 25 و طول مدل210 میلیمتر بوده که دارای نوک مخروطی با زوایای 30 و 45 درجه هستند. مدل ها در یک تونل کاویتاسیون مداربسته مورد آزمایش قرار گرفته اند. بر روی پس جسم و در مرحله بعد بر روی دماغه، شیار محیطی ایجاد کرده و آزمایش ها تکرار می گردند، و بین دو حالت اخیر و حالت بدون شیار مقایسه صورت می گیرد. در حالت 30 درجه، چه بدون شیار و چه با شیار روی پس جسم کاویتاسیون در یک فاصله کوتاهی از پس جسم شروع می شود، اما هنگامی که شیار بر روی دماغه ایجاد شود کاویتاسیون در درون شیار ایجاد می شود. در حالت 45 درجه کاویتاسیون در هر سه حالت بر روی فصل مشترک اتفاق می افتد.کاویتاسیون در درون شیار و پشت پس جسم در مرکز گردابه ناشی از جدایی آغاز می شود. با گسترش طول کاویتاسیون بر روی پس جسم، نوسانات طولی حباب به صورت منظم رخ خواهد داد. در پشت مدل ، درون فضای دنباله ای جسم، کاویتاسیون در درون گردابه های حلقوی شکل شروع می شود. پس از رشد کاویتاسیون از نظر طولی، در قسمت انتهای آن نشر حباب ها به صورت منظم رخ می دهدکه با تولید صدا همراه است. با نوسان طول، نشر حباب به صورت نامنظم هم صورت می گیرد.

    کلیدواژگان: بررسی تجربی، کاویتاسیون، جسم ترکیبی، تونل کاویتاسیون، شروع و توسعه کاویتاسیون
  • محمد فرمانی، علی اکبر دهقان*، عباس افشاری صفحات 261-274

    در این مطالعه اثر سه مدل مختلف مرز ورودی بر مشخصه های جریان لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت بررسی شده است. مدل های مرزی مورد بررسی شامل پروفیل سرعت ورودی یکنواخت با آشفته سازی توسط تریپ، مدل مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه (تی وی ام اف) و مدل بازمقیاس-بازنگاشتی لاند، در رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ قابل استفاده است. شبیه سازی جریان با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ و ضریب اسماگورینسکی دینامیکی در نرم افزار اوپنفوم انجام شده است. همچنین اعتبارسنجی روش عددی با کمک نتایج حل عددی مستقیم و تحلیلی انجام شده است. مقایسه ضریب اصطکاک پوسته ای با روابط تحلیلی نشان می دهد که حداکثر انحراف در شبیه سازی با مدل های مرزی مبتنی بر حل اولیه، لاند و آشفته سازی توسط تریپ به ترتیب %4/3، %4/5 و %19/2است. بعلاوه در حالیکه مقدار و روند توسعه ضخامت های انتگرالی، مولفه-های سرعت و سایر مشخصه های جریان در شبیه سازی با شروط مرزی مبتنی بر حل اولیه و لاند انطباق مناسبی با نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند، نتایج استفاده از تریپ انحراف بیشتری از نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از مدل های مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه و لاند در شبیه سازی با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ، مناسب تر بوده و در کاهش هزینه محاسبات کاملا موثر است.

    کلیدواژگان: لایه مرزی آشفته، مدل مرزی مبتنی بر حل اولیه، مدل مرزی لاند، تریپ، نرم افزار اوپنفوم
  • مصطفی محمودی*، جاماسب پیرکندی، بهمن امجدیان، حسین نورشاد صفحات 275-287
    یکی از راه های متداول جهت جلوگیری از تلاطم در مخازن سوخت، استفاده از تیغه های میرا کننده در داخل مخازن است. در این تحقیق 5 نمونه مخزن، شامل مخزن بدون تیغه و مخزن با تیغه های میراکننده به شکل های مختلف به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. در ادامه با اعمال شتاب گرانشی به مخزن، اثرات شکل تیغه های میراکننده بر میزان تلاطم و حرکت سیال درون مخزن سوخت با استفاده از روش عددی حجم سیال، تحلیل شده است و نتایج حاکی از میزان خطا کمتر از 4 درصد بین روش عددی و تجربی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده، سیال متلاطم پس از 35/0 ثانیه به یک پایداری نسبی می رسد، در حالیکه در مخزن بدون تیغه میرا کننده این پایداری نسبی بعد از زمان 1/1 ثانیه رخ می دهد. با توجه به نتایج، حرکت سوخت در حالت قرارگیری تیغه در قسمت تحتانی و میانی مخزن با توجه به ارتفاع کمتر تیغه نسبت به حالت قرارگیری با تیغه فوقانی در مخزن بیشتر است. بر اساس نتایج بدست آمده در حالت قرارگیری همزمان تیغه ها در قسمت تحتانی، میانی و فوقانی مخزن، سیال تلاطم کمتری ایجاد کرده و لوله سوخت در وضعیت بهتری نسبت به شکل تیغه ها در مخازن دیگر قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تلاطم، مخزن سوخت هواپیمای مدل، شبیه سازی عددی حجم سیال، تیغه میراکننده
|
  • A. Abbasi *, M. Zeinali, M. Valadi Pages 1-13

    Understanding of the hydrodynamic performance of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) is essential to investigate of its capability to perform a mission. Dynamic simulation of the equations of motion and analyzing the vehicle maneuverability is a useful tool for performing these evaluations. To achieve this aim the sensitivity of maneuvering of an underwater vehicle to changes of hydrodynamic coefficients can be investigated. In the current study the sensitivity of maneuverability of an AUV to changes of added mass coefficients is considered. In the first step the hydrodynamic coefficients of the AUV are calculated using analytical-semi empirical method. Next the six degree freedom of dynamic equation for this vehicle is solved and the behavior of turning maneuverer is simulated. In the following by changing the different added mass coefficients the behavior change of the underwater vehicle is evaluated. The results shows that the steady turning radius of the maneuver is insensitive to added mass elements, where the advance length which is the character of the transient phase has the most sensitivity to added mass elements. While tactical diameter which is the combination of steady and transient phases has average sensitivity to added mass parameters.

    Keywords: Autonomous underwater vehicles, Hydrodynamic Coefficients, turning maneuver, Sensitivity Analysis
  • H. Babaei *, T. Mirzababaie Pages 15-29

    In this research, a series of experiments were first performed to evaluate the plastic deformation of rectangular aluminum plates reinforced by polymeric coating under gas mixture detonation loading. Four different types of thickness configurations were chosen to investigate the effect of front and back layer thicknesses on the deformation resistance of metal-elastomer bilayer structures. In the analytical modelling, a model for predicting the maximum permanent deflection of metal-elastomer bilayer structures was presented. Also, in the empirical modelling, a number of new dimensionless numbers were presented by nondimensionalizing the governing equations of plate based on dimensional analysis in which each dimensionless number represents the geometry of the structure, the ratio of applied dynamic loads to the resistance ability of material, and the dynamic resistance ability of material against plastic deformation. Mathematical functions were presented to predict the maximum permanent deflection of structures by converting the experimental data into the form of dimensionless numbers as well as using singular value decomposition method. Subsequently, the presented empirical models were verified by the conducted experimental results. The results indicated an encouraging agreement between the experimental results and empirical predictions in terms of the maximum permanent deflection.

    Keywords: Plastic Deformation, Polymeric coating, Gas mixture detonation forming, Empirical modelling, Aluminum plate
  • M. Sayah, Kh. Vahedi *, A.R. Naddaf Pages 31-45

    Nowadays, in impact mechanics, ceramic is especially important. It is used to produce bullet-proof targets due to its low density and high hardness. In this article, we presented a new and complete modified analytical model for semi-infinite ceramic-metal targets, based on the Fellows analytical model, which is one of the most important models in the field of penetration. The new analytical model includes modifications such as considering the variations in the projectile's velocity at each time interval, the calculation of the ceramic cone formation time, the change in the half-angle of the ceramic cone, the change in the compression strength of the ceramic during the penetration process, the calculation of the ceramic mass reduction based on the time of the formation of the ceramic cone, the decrease in the projectile's length depends on the variation in the projectile and ceramic velocity at each time interval and the calculation of the suppression mass reduction. In addition, flowchart of determining the depth of penetration process, regarding to the modifications of the new analytical model and the clarification of the Fellows model ambiguous, was presented. The results of the new analytical model have been compared with the results of the Fellows and Woodward analytical models and experimental data. These results improve the predictions of the Fellows model in determining the penetration depth at low velocities and also have good agreement with experimental data.

    Keywords: Penetration, Semi-infinite targets, Ceramic targets, New analytical model, Fellows model
  • A. Kiani, M. Mohammadi* Pages 47-59

    In this paper, oscillations of a flexible stabilizer attached to three dimensional body in viscous subsonic flow are investigated. The purpose is firstly to analyze fluid structure interactions using a proper coupling algorithm that can couple the fluid and structure solvers and provide the data exchange between them and secondly to perform the stability analysis of body with its flexible stabilizer. For this purpose, iterative partitioned coupling algorithm is used for data exchange between structure and fluid. Then, the results of vibration characteristics including the amplitude and frequency and forces and moments variations are presented with respect to different bending stiffness and strip masses. Results show that the developed framework captures the physics of fluid-structure interaction with errors less than 10%. Finally, body stability analysis is performed with respect to the pitch damping coefficient using body forced vibrations and the obtained results showed the capability of strip stabilizer for providing the desired body stability.

    Keywords: Fluid-Structure Interaction, Stability analysis, Numerical Simulation, beam theory, coupling algorithm
  • H. Aroo, M. Azadi * Pages 61-76
    In this article, the creep behavior of the AlSiCuNiMg alloy, which has been widely utilized in the piston component of the vehicle engine, has been modelled at different temperatures and various stresse levels. For this objective, the creep test was done on casted standard specimens, under a constant temperature and a constant tensile loading condition. Temperatures in creep testing were considered as 250, 275 and 300°C and stress levels were 75, 100 and 125 MPa. Experimental data showed that at a constant stress level, by increasing the temperature, the minimum true strain rate increased and the final true strain decreased; however, at a constant temperature, by increasing the stress level, both mentioned values increased. Based on modeling results, the temperature-dependent power law was the superior strain rate-based model, with the lowest value for the relative error and the scatter-band. In addition, the Bailey-Norton model had better modeling results between strain-based models.
    Keywords: modeling, Creep behavior, Aluminum-silicon alloy, Temperatures effect, Stress level effect
  • A. Forouzesh, A. Valipour *, A. Yaghootian Pages 77-92

    Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) is one of the most efficient and economic methods for inspecting weld joints. In some industrial applications, Dissimilar Metal Welds (DMW) are used for connecting the austenitic stainless steel pipes to the ferritic steel. Inhomogeneity and anisotropy of DMW causes ultrasonic waves to skew and attenuate. This issue can decrease the defects echo and reduce the probability of detecting them. Therefore, PAUT is used for inspection of DMW due to its ability to steering and focusing the ultrasonic waves. Conventional focusing technique is used for focusing waves in the homogenous and isotropic media. However, this technique can’t be used for focusing wave in DMW. In this paper, the conventional focusing technique developed for focusing ultrasonic waves in inhomogeneous and anisotropic media. Results of ultrasonic waves focused on defect in DMW media by the developed conventional focusing technique are compared and validated by adaptive focusing technique. Simulation results have been shown that developed conventional focusing technique has acceptable accuracy operation for focusing waves in inhomogeneous and anisotropic media such as DMW. In addition, the amplitudes of the defect echoes has increased about 235% , compared to conventional ultrasonic testing which indicates that the waves is correctly focused on defect.

    Keywords: Simulation, Dissimilar Metal Welds (DMW), Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT), Adaptive focusing technique, Developed conventional focusing technique
  • A.H. Rabiee * Pages 95-108
    In this paper, an active control strategy based on the cylinder forced rotary oscillation is considered to reduce the flow-induced vibration of an elastically mounted two-degree-of-freedom circular cylinder free to vibrate in both transverse and in-line directions. The fluid flow governing equations are two-dimensional incompressible Navier-Stokes model which discretized by means of the finite volume method. The frequency ratio〖 f〗_rot/f_n, and rotation rate α, are two important adjustable parameters which must be selected in such a way that the vortex shedding frequency locked on associated rotational forcing frequency, and the cylinder transverse and in-line vibrations will be suppressed accordingly. Based on comprehensive simulations accomplished in this paper, three different active open-loop control systems is selected in order to effectively reduce the cylinder vibrations for reduced velocities in synchronization region with the following input parameters: (for V_r=5: α=1,f_rot/f_n=1.1), (for V_r=6: α=1,f_rot/f_n=1.3), and (for V_r=7: α=1,f_rot/f_n=1.5). These three control systems are found to decrease the maximum transverse cylinder vibration amplitudes by 88%, 92%, and 92% while the corresponding in-line vibration amplitudes decrease by 93%, 90%, and 82%, respectively.
    Keywords: Flow-induced Vibration, Lock-on Phenomenon, Rotary Oscillation, Active Vibration Control, Fluid-solid interaction
  • A. Ghaznavi *, M. Shariyat Pages 109-122

    In the present article, a high-order global-local theory with three-dimensional elasticity corrections is employed to trace the local and instantaneous variations of lateral deflections and stress components of sandwich plates with auxetic (negative Poisson ratio) cores under static loads. The governing equations are extracted based on Hamilton’s principle. The main novelties of the present research in comparison to the available literature are the presenting a higher-order global-local plate theory with equilibrium-based 3D-elasticity corrections, incorporation of the transverse flexibility of the core (a fact that is crucial when studying behaviors of thick or soft core sandwich plates) and investigation of the negative Poisson ratio (auxeticity) effects of the core material on the static (stress and displacment) responses. All these items are accomplished here, for the first time. Since the transverse shear stresses are extracted based on the 3D elasticity theory, in contract the traditional constitutive-based theories, the interlaminar continuity condition of the transverse shear stresses is met. The verification results show that the presented finite element formulation leads to highly accurate results, even for thick or soft core sandwich plates. Results reveal that auxeticity of the core material decreases the global and relative stresses and lateral deflections of the face sheets.

    Keywords: Sandwich plate, Global-local theory, Higher order theory, flexible core, Auxetic
  • Seyed Hasan Bathaee Pages 123-139
    Nano particle manipulation is composed of two phases. First phase is critical force and time investigations and the second phase is nano particle motion and displacements. In this paper the first phase of nano particle manipulation was investigated. Critical force is the amount of force required for overcoming the friction and surface adhision forces. Also critical time is the duration for partical to change from static to dynamic state. Two noticeable categories of parameters are chiefly effecting on two significant factors: 1- peripheral parameters and 2- dimensional parameters. In this paper by utilizing sensitivity analysis, which A-fest method is one of them, and HK precise friction model effect of peripheral parameters on critical rolling's time and force was studied. Surface energy, work adhision, elastic modulus of needle and particle and poissan coefficients of needle and particle, are the studied peripheral parameters. With nano particle considered to be rigid and without its deformation, elastic modulus of particle and needle was known as the most effective factor on critical rolling force and time in x-axis direction and y-axis direction in nano manipulation using Hk model respectively.
    Keywords: Nanotechnology, 3D Nanomanipulation, HK Friction, Sensitivity Analysis, Environmental parameters
  • M. Rahaeifard * Pages 141-152
    In this study, electromechanical behavior of the micro scaled capacitive pressure sensors is investigated and ‎the effect of electrostatic actuation on the performance of the device is analyzed. The sensor is considered as ‎a circular microplate with an initial distance from a fixed substrate. Due to electrostatic load and external ‎pressure, the plate deflects and the capacitance of the device changes. The external pressure can be estimated ‎by measuring this change of capacitance. Hence, in this research, the relation between the capacitance and ‎external pressure is studied. To this goal, the equation governing static deflection of the microplate is derived ‎in polar coordinates. This equation is converted to an algebraic equation using Galerkin approach and then ‎solved utilizing an iterative method. Finally, the effects of external pressure and applied voltage on the ‎capacitance and sensitivity of the device are investigated and the convergence of the proposed iterative ‎algorithm is analyzed.‎
    Keywords: Pressure sensor, Microplate, Galerkin approach, Capacitance.‎
  • E. Selahi *, A.R. Setoodeh, M. Tahani Pages 153-166

    A three-dimensional hybrid method is developed for transient analysis of functionally graded thick hollow cylinders subjected to asymmetric dynamic pressure and thermal shock loads. The material properties of the shell are temperature dependent and graded continuously in the radial direction. The hybrid solution method is composed of the layerwise theory, differential quadrature method, and Fourier series expansion. This research shows some interesting results that can be helpful for design of FG shells subjected to transient pressure and thermal shock simultaneously. To verify the precision of this method, the developed results are compared with the experimental and numerical results presented in the available literatures. Then, by employing the proposed method for a selected FG cylinder, the temperature dependent dynamical behavior of the shell subjected to thermal shock and asymmetric transient pressure was studied. Finally, the effect of different parameters on this behavior was studied. Also the fast convergence rate of the presented solution is demonstrated.

    Keywords: functionally graded materials, Asymmetric dynamic pressure, Thermal shock, Differential Quadrature Method, Layerwise theory
  • B. Jalili, F. Ommi, S. Nourazar, D. Domiri * Pages 167-179

    In present study, the velocity and pressure of two-phase flow in flow field and the effect of inlet turbulence on trajectory and breakup of liquid jet in crossflow are investigated numerically. Large eddy simulation method is used to discriminate Navier Stokes equations. A hybrid fluid volume model and level set are applied for two-phase modeling. Results show, with increasing the turbulence intensity, the vortices in the flow field store more energy. According to breakup mechanism changes the breakup length and breakup height are closed to injector output 33% and 11% respectively. Also, due to the very small amount of dynamic energy present in the turbulent fluctuations, the jet trajectory equation doesn’t change in the different turbulence intensity. Liquid jet trajectory has been studied in different nozzle geometries. The results indicate that liquid jet trajectory is different for elliptic and circular geometries. Results are in good agreement with the results of other researchers.

    Keywords: Numerical study, Crossflow Turbulence, crossflow, Large Eddy Simulation
  • M. M. Ghafurian, H. Niazmand *, Z. Akbari, B. Bakhsh Pages 181-196

    In the present work, the performance of water-based Fe3O4 (magnetite) nanofluid and graphene nanoplatelet (GNP) nanofluid in solar steam generation has been evaluated. For this purpose, a solar simulator, a beaker containing nanofluid, an electronic balance and temperature sensors were employed. In the first place, magnetite nanofluid with different mass fractions (0.01, 0.02 and 0.04 %) and GNP nanofluid with mass fractions of 0.001, 0.002 and 0.004% were separately exposed to solar illumination at intensity of 3.5 sun kW/m2. Then the most efficient concentration of magnetite nanofluid was mixed with different concentrations of GNP nanofluid and the photothermal conversion and solar evaporation behavior of the mixed nanofluid was studied. The results showed that adding the nanoparticles mentioned above to pure water, Highly increases the light absorption so that the solar vapor generation efficiency of magnetite nanofluid with concentration of 0.04 % mass weight and GNP nanofluid with the mass fraction of 0.004 % were 1.97 and 2.69 times as high as that of pure water. And the mixed nanofluid containing 0.01% mass weight of magnetite and 0.004% mass weight of GNP has a solar evaporation efficiency of 32.4% which is while the evaporation efficiency of pure water is 14.13%.

    Keywords: Solar Evaporation, Magnetite Nanoparticles, Graphene Nanoplate Nanoparticles, Heat Localization, Nanofluid
  • H. Rouhani, A. Soltani *, E. Jahanshahi Pages 197-210

    In the present work, we offer a novel numerical algorithm based on the lattice Boltzmann method (LBM) to consider the motion of many circular particles in a non-Newtonian power law fluid in Couette flow and it is combined with the smoothed profile method which explains the movement of particles. At first, the velocity variation of shear-thickening has been analyzed and the results was compared with the numerical results of the previous works. The present study is a first report, which investigate flow behavior of circular particles with the same and different size in power law medium in Couette flow on the LBM framework. The effective viscosity of a particulate suspension that are placed randomly inside two parallel walls is considered for 0.04

    Keywords: Power-law fluid, Couette flow, Lattice-Boltezmann method, Smoothed profile method, Rheology
  • M. Nazari *, M. Farrokhi Pages 211-225
    The Aids-related non-Hodgkin’s lymphomas are the second most frequent cancer. A proposed treatment strategy should be implemented as short as possible. A long time treatment protocol not only devitalizes the immune system but also cause to drug resistance. It is observed in many cases that the immune system is able to diminish the tumor cells without any external treatment. Based on these, an extended model for cancer during the treatment has been proposed. A mixed chemo-immunotherapy proposed which the chemotherapy limits the tumor cell growth and the immunotherapy modifies the dynamics of the system. Hence, the equilibrium points of the system, their stabilities and the bifurcation of the system investigated. In order to obtain an optimal dose and considering the conditions of a patient the SDRE method combined with a fuzzy system. The simulation results show an efficient treatment should not only reduce the population of cancer cells but also must modify the dynamics of the system.
    Keywords: Chemotherapy, Immunotherapy, Fuzzy System, SDRE method
  • S. Zirak *, M. Rajabi, M. Hosseini Baghdad Pages 227-247

    Film cooling is one of the most effective methods for protecting turbine blades from thermal overheating. For steady gas flow, the film cooling has been extensively investigated, but there is insufficient knowledge of how the pulsation affects the film cooling performance. In this study, the effects of air coolant injection with sinusoidal pulsations on temperature distribution and film cooling effectiveness of a turbine blade is numerically investigated. Cooling air is injected through the three plenums to leading edge, pressure and suction sides of the blade at five blowing ratios of 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, and 2.5 with frequency of 50Hz. Also, the effect of main flow Reynolds number on cooling performance is studied. Finite volume method was used to solve flow governing equations. Obtained results show that pulsating the blade cooling mass flow rate causes the size of counter vortex rotating pair to be varied, resulting in change of temperature distribution of the surface at each time steps. The averaged centerline pulsed film cooling effectiveness distribution is maximized on downstream of the injection hole of leading edge, pressure side and suction side at blowing ratio of 0.75, 0.5 and 1, respectively.

    Keywords: Film Cooling, Sinusoidal Pulse, SST k-ω Turbulent Model, Blowing Ratio, Turbine blade
  • H. Barazandeh, I. Jafari * Pages 249-259

    In this paper, the inception, growth and development of cavitation are investigated around the combined body experimentally. The diameter of afterbody and the length of model are 25 and 210 mm respectively. The angles of conic nose are 〖30〗^° and 〖45〗^°. Models were tested in a high speed closed circuit cavitation tunnel. A peripheral groove is established on the afterbody and then one conic nose, experiments are repeated in these cases. A comparison was done between all cases. For 〖30〗^° model with groove on afrebody and without groove, cavitation is initiated at a small distance behind the body. If the groove is established on the nose then cavitation is initiated into it. In 〖45〗^° model, cavitation is initiated on the interface of the nose and afterbody. Into the groove and behind of afterbody, cavitation will be initiated at the center of vortex resulted by separation. By developing the length of cavitation on the afterbody, regular longitudinal oscillations will be occurred. Behind the model, inside the wake of body, cavitation initiates at the center of annular vortex. After developing the length of cavitation area ,bubble shedding occurs at the end of cavitation region. During the fluctuating of cavitation area, bubble shedding occurs randomly. In these cases, intense noise is heard.

    Keywords: Experimental Study, Cavitation, Combined Body, Cavitation Tunnel
  • M. Farmani, A.A. Dehghan *, A. Afshari Pages 261-274

    In this study, the impacts of three different inflow conditions on turbulent boundary layer characteristics over a flat plate was numerically investigated. The investigated boundary conditions are uniform velocity profile at inlet with turbulent generation using strip, precursor-based simulation model (TVMF) and rescaling/recycling model purposed by Lund, which are applicable in large-eddy simulation (LES). The simulations are done using LES with dynamic smagorinsky coefficient in OpenFOAM software. Validation of the numerical method was done using direct numerical data and analytical solution. Comparison of the skin friction coefficient with analytical equation shows that the maximum deviation in simulations with precursor-based, Lund and strip model are 4.3%, 4.5%, 19.2% accordingly. The numerical values and development trend of intergral thicknesses, velocity components and the other characteristics obtained through simulations using precursor-based and Lund inlet models, are in good agreement with direct numerical simulation (DNS) results while the results obtained by using the strip model are more diverse from the DNS results. The results of this study indicate that using precursor-based and Lund inflow generation models in LES produces more realistic results accompanied with reduced computational cost.

    Keywords: Turbulent boundary layer, precursor-based model, Lund Inflow model, Strip, OpenFOAM Software
  • M. Mahmoodi *, J. Pirkandi, B. Amjadian, H. Nourshad Pages 275-287
    While aircraft fuel systems are not generally regarded as the most glamorous feature of aircraft functionality, they are an essential feature of all aircraft. Their implementation and functional characteristics play a "critical role" in the design, certification and operational aspects of both military and civil aircraft. In this article, our concentration is to numerical analysis of baffle shape effects in aircraft fuel tank sloshing. Sloshing is meant the standing wave formed on the surface of a liquid when a tank partially filled with liquid is oscillated. In this study, sloshing analysis with VOF method in ANSYS FLUENT software. One fuel tank without baffle & four fuel tank with different baffle shapes analysed. Results with regard to tank filling, gravity acceration & tank geometry in tank 1 indicate baffle is necessary equipment for safe engine operation. In addition, results in the other tanks indicate position of baffle’s holes is important and affect in velocity of fluid in tanks. Finally, after analysis some recommandations suggested for future works.
    Keywords: VOF, Fuel Tank Sloshing, Baffle, Aircraft Fuel System