Journal of Computational Applied Mechanics
Volume:44 Issue: 1, Feb 2011

در این پژوهش اثر جریان فاز گاز خصوصا شدت چرخش آن در ایجاد پوشش برروی دیواره داخلی استوانه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. معادلات حاکم بر فاز گاز با استفاده از روش کنترل حجمی و با کمک الگوریتم سیمپل به همراه مدل سازی ریاضی جریان مغشوش، حل گردیده است. همچنین معادلات حاکم بر حرکت قطرات در سیستم لاگرانژین و در هر گام زمانی حل شده است. پس از تعیین محل، زاویه و سرعت برخورد قطره با سطح، دینامیک برخورد قطره، توسط شبیه سازی عددی سیالات با سطح آزاد، بررسی گردیده است. نتایج نشان دهنده اثر قابل توجه شدت چرخش گاز برروی محل، زاویه، سرعت برخورد قطرات با سطح و ضخامت بدون بعد فیلم ایجاد شده می باشد. در ادامه نمودارهای مربوط به پارامترهای مهم در تشکیل پوشش برروی سطح داخلی استوانه، رسم گردیده و تغییرات آنها مطالعه شده است. یکی از نتایج مهم به دست آمده، چگونگی تغییر دامنه و مقدار حداکثر توزیع پوشش ایجاد شده برروی سطح در اعداد چرخش گوناگون (4/1?8/0) می باشد. همچنین اثر شدت چرخش گاز در محل پوشش ایجاد شده برروی سطح مطالعه شده است. این نتایج نشان می دهد که با زیاد شدن عدد چرخش گاز، دامنه پوشش قطرات برروی سطح داخلی استوانه کاهش یافته و مقدار حداکثر ضخامت بدون بعد در واحد زمان افزایش می یابد. همچنین با افزایش عدد چرخش گاز، نمودار توزیع پوشش ایجاد شده به نقطه شروع پاشش نزدیکتر می شود. در این مطالعه مشخص گردیده که رتبه ضخامت بدون بعد در واحد زمان، از درجه 01/0 می باشد.

در این تحقیق روشی برای شناسایی، اندازه گیری و کمینه کردن میزان عیوب در فرآیند قالبگیری چرخشی به منظور تولید روکش داشبورد و بهبود کیفیت آن ارایه می شود. در این روش قالب گیری عوامل مختلفی همچون جنس و کیفیت قالب، ابعاد و هندسه قطعه، نوع پودر مورد استفاده و پارامترهای قابل تنظیم روی دستگاه، بر روی کیفیت قطعه تاثیرگذارند. در این تحقیق بهینه سازی سه پارامتر اصلی قابل تنظیم بر روی دستگاه شامل دمای قالب، زمان باز پخت و زمان خنک کاری قالب با هدف کمینه کردن عیوب حاصل از تولید قطعه، انجام شده است. از تکنیک های هوش مصنوعی به منظور تخمین مدل ریاضی مطلوب بین پارامترهای طراحی و متغیر خروجی و همچنین از الگوریتم ژنتیک برای یافتن نقطه بهینه استفاده شده است. در نهایت به منظور بررسی اعتبار شبکه طراحی شده و سطوح بهینه حاصل از الگوریتم ژنتیک، مقایسه ای بین نتایج حاصل از الگوریتم و نتایج تجربی حاصل از آزمایش های عملی انجام شد و مشاهده گردید که همخوانی مطلوبی بین آنها وجود دارد.

بررسی و تحقیق در آنالیز پایداری جابجایی سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل به دلیل کاربرد آن در بازیابی جریان های نفتی و اختلاط آب شیرین و شور در بررسی سفره های آب زیر زمینی یکی از مسایل کلاسیک به شمار می رود، در این مقاله علاوه بر ارایه یک حل تحلیلی بر اساس نتایج تن و هومسی [3] برای آنالیز پایداری در زمان t=0 (پروفیل پله ای غلظت)، یک روش جدید عددی مبتنی بر روش وزن دادن به باقی مانده ها (رویه تلفیق)، جهت حل فضای فوریه معادلات، ارایه شده است. نتایج به صورت منحنی های مقادیر نرخ رشد اغتشاش () بر حسب عدد موج (k) برای مقادیر مختلف نسبت تحرک در زمان های مختلف ارایه و با نتایج سایر محققین مقایسه شده است.

در این مقاله کمانش و پس کمانش عددی و تجربی نیمکره های جدار نازک فولادی تحت نیروی فشاری تحلیل شده است . تاثیرپارامترهای هندسی نیمکره ها از جمله شعاع و ضخامت ، شرایط تکیه گاهی و چگونگی اعمال نیروی فشاری بربار میانگین کمانش بررسی شده است . همچنین با برش دادن قسمت بالای نیمکره به بررسی تاثیر ارتفاع نیمکره بر بار میانگین کمانش پرداخته شده و مقادیر انرژی جذب شده و نیروی میانگین کمانش برای نمونه ها به دست آمده است . نیمکره ها با ابعاد هندسی مختلف به روش اسپینینگ1 ساخته شده اند . نتایج تجربی به کمک یک دستگاه سرو هیدرولیک8802 INSTRON به دست آمده اند . نتایج نشان می دهد که شرایط تکیه گاهی تاثیری بر بار کمانش ندارد . همچنین در ضخامت های یکسان هر قدر قطر نیمکره کمتر باشد بار کمانش آن بالاتر است . بعلاوه نتایج نشان می دهد که وجود یا عدم وجود بخش بالایی نیمکره تاثیری بر بار کمانش ندارد و هر قدر با برشهایی ارتفاع نیمکره کوتاهتر شود ، بار کمانش آن افزایش می یابد . نتایج عددی برای همه نمونه ها توسط نرم افزار ABAQUS به دست آمده و با نتایج تجربی مقایسه شده اند . نتایج عددی و تجربی نزدیکی بسیار زیادی با هم دارند.

در این مقاله، تاثیر شیب لوله بر هیدرودینامیک و انتقال حرارت در جریان لایه ای درون لوله، در حین تقطیر و در حالت هم جهت بصورت عددی تحلیل شده است. با احتساب گرادیان فشار محوری و تنش برشی میان فازی و تفکیک جریان به سه ناحیه مجزا و بکمک معادلات بقاء و تقریب لایه نازک، معادله دیفرانسیلی غیرخطی و پاره ای ضخامت لایه تقطیر استخراج شده است. نتایج به کارگیری یک روش حل عددی تکراری تلفیقی، نشانگر تطابق نتایج با داده های آزمایشگاهی است. برای جریان بخار اشباع ورودی با اعداد رینولدز بین 20000 تا 30000 و دمای اشباع ورودی 70 تا 100 درجه سانتی گراد، اختلاف دمای جداره و بخار اشباع، طول و قطر لوله و نیز نرخ های جرمی متفاوت بخار ورودی، تاثیر شیب لوله بر ضرایب انتقال حرارت در طول لوله محاسبه شده، که بیانگر تاثیر قابل توجه زاویه شیب بر کاهش میزان انتقال حرارت به میزان بیش از بیست درصد می-باشد.

به منظور تحلیل عملکرد سیستم ذخیره زیرزمینی، حل عددی معادله حرارت در سفره آب زیرزمینی با استفاده از معادلات حاکم بر محیط متخلخل مورد بررسی قرار می گیرد. برای مدل سازی یک سیستم ساده، سفره ای به ارتفاع h و دمای اولیه Tini در نظر گرفته می شود. دو لایه نفوذناپذیر ولی دارای هدایت گرمایی (خاک رس) در بالا و پایین، سفره را محدود کرده اند. ضریب هدایت گرمایی سفره و ظرفیت گرمایی حجمی آن تابعی از میزان تخلخل و خواص آب و فاز جامد در نظر گرفته می شود. همچنین تاثیر دیسپرشن گرمایی در جهت شعاعی و عمودی روی ضریب هدایت گرمایی لحاظ می شود. محیط متخلخل همگن و ایزوتروپیک و جریان آرام فرض می شود. هدف به دست آوردن توزیع دمایی سفره برای اهداف فصلی یعنی بعد از گذشت 30، 60 و 90 روز از زمان شروع تزریق و یا برداشت است. با حل عددی معادله حرارت برای دبی ها و دماهای تزریق متفاوت و با به دست آوردن توزیع دما مشاهده می شود که دمای سیال تزریق شده تاثیر چندانی بر راندمان حرارتی سیستم ندارد ولی با افزایش دبی، راندمان حرارتی سیستم افزایش و با کاهش اثر پراکنش حرارتی، راندمان کاهش می یابد.

امروزه با رشد فناوری ساخت در ابعاد کوچک، کاربرد تجهیزات در ابعاد میکرو و نانو در صنایع مختلف نظیر پزشکی، بیومکانیک، بیو شیمی و صنایع شیمیایی رشد چشمگیری یافته است. با توجه به مشکلات و هزینه های ساخت در این ابعاد، شبیه سازی و بهینه نمودن دستگاه قبل از ساخت و آزمایش ضروری به نظر می رسد. یکی از قسمت های تاثیرگذار در تجهیزات سیالاتی در این ابعاد که وظیفه اختلاط سیالات قبل از واکنش یا آماده سازی ترکیب دارویی را برعهده دارند، میکرومیکسرها می باشند. در مطالعه حاضر، شبیه سازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکم ناپذیر در میکرومیکسرهای مورد استفاده در آزمایشگاه های تراشه ای با استفاده از روش حجم محدود جیمسون و با به کارگیری مفهوم تراکم پذیری مصنوعی صورت گرفته است. میدان سرعت، ضریب پخش دو سیال در یکدیگر و خواص دو سیال از عوامل موثر در شدت اختلاط می باشند. بنابراین شبیه-سازی برای اعداد رینولدز و اشمیت مختلف برای مخلوط هایی با خواص ثابت و متغیر صورت گرفته است.

در فرآیند ماشین کاری فرسایش نسبی ابزار، تلرانس ابعادی و کیفیت سطحی و مکانیکی قطعه به عنوان پارامترهای مهم خروجی ماشین کاری مطرح هستند. در این فرآیند حفظ کیفیت سطحی و مکانیکی مستقیما به ویژگی ابزار و حفظ آن در روند ماشین کاری بستگی دارد و همچنین می توان گفت که دو عنصر ابزار و قطعه کار به عنوان عوامل برشی، اثرات متقابل بر یکدیگر دارند به طوری که بسیاری از پارامترهای ماشین کاری از جمله سرعت برشی و فرسایش ابزار بدین اثرات وابسته اند. در این تحقیق با نگرش به نقش سرعت برشی در فرآیند ماشین کاری و تاثیر آن در فرسایش ابزار HSS و بر اساس اطلاعات به دست آمده بهترین سرعت برشی برای اینکه ابزار مذکور بیشترین عمر را داشته باشد جستجو شده است. ماشین کاری در دو مرحله کلی حشک و با استفاده از مواد خنک کننده انجام شده به طوری که در هر مرحله با انتخاب سرعت برشی به عنوان پارامتر تغییر، سایر پارامترهای ماشین کاری ثابت فرض شده اند. با استفاده از نتایج حاصل از ماشین کاری و معادلات تیوریک موجود، طول عمر ابزار برشی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که عمرابزار در ماشین کاری خشک برای سرعت برشی کمتر از (m/min20) با آهنگ زیادی افزایش می یابد، اما سرعت ماشین کاری به همان نسبت کاهش می یابد. همچنین عمرابزار از سرعت (m/min20) تا 40 (m/min)کم شده و در سرعت های بالاتر به شدت کاهش می یابد، بنابراین سرعت برشی در محدوده بین (m/min 20) تا (m/min30) بهینه است. در ماشین کاری با مواد خنک کننده عمرابزار برای سرعت برشی کمتر از (m/min30) به شدت افزایش یافته ودر محدوده (m/min30) تا (m/min50) کاهش یافته و در سرعت های بالاتر به شدت کاهش می یابد، بنابراین بهترین سرعت برای طول عمر بهینه ابزار در محدوده (m/min 30) تا (m/min40) می باشد.

در این تحقیق به بررسی مسئله ارتعاشات رشته حفاری با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی پرداخته شده است. برای انجام این تحلیل ابتدا با بررسی رفتار رشته حفاری و نیروهای دینامیکی پیچیده ای که بر آن حاکم است، معادلات دیفرانسیل رشته استخراج شده و سپس با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی معادلات دیفرانسیل قسمت های مختلف رشته حفاری و شرایط مرزی مربوط به آنها به مجموعه ای از تربیع های دیفرانسیلی تبدیل شده است. سپس با استفاده از تحلیل مودال فرکانس های طبیعی رشته حفاری به دست آمده است. نتایج حاصل از کاربرد روش فوق با نتایج حاصل از روش های عددی دیگر مانند روش اجزاء محدود و روش تفاضل محدود چاپ شده در مقالات دیگر مقایسه شده است. در ادامه اثر پارامترهای مختلف از قبیل وزن روی مته، گشتاور روی مته و تعداد پایدارکننده ها بر فرکانس های طبیعی عرضی بررسی شده است. نتایج به دست آمده دلالت بر آن دارد که کاربرد روش تربیع دیفرانسیلی در ارتعاشات رشته حفاری از دقت، پایداری و کارایی بسیار خوبی برخوردار بوده و دارای همگرایی سریعی می باشد.