فهرست مطالب

مکانیک سازه ها و شاره ها - سال یازدهم شماره 5 (آذر و دی 1400)

مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
سال یازدهم شماره 5 (آذر و دی 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/24
  • تعداد عناوین: 18
|
  • توحید واحدی اصل، سعید محمودخانی* صفحات 1-16
    در این مطالعه، به بررسی عمل کرد جاذب ساخته شده از تیر خمیده ی ساندویچی با هسته ی ویسکوالاستیک به همراه جرم صلب پرداخته شده است. برای این منظور سازه اصلی به شکل جرم و فنر درنظرگرفته شده و تیر سه لایه به روش لایه به لایه مدل سازی شد. برای این کار، لایه های بالا و پایین با استفاده از نظریه اویلر- برنولی مدل سازی شده و در مدل سازی هسته از نظریهی مرتبه ی بالای برشی استفاده شد. همچنین علاوه بر اندازه جرم صلب الحاقی، اثر فاصله مرکز جرم آن از تیر نیز در محاسبات درنظرگرفته شد. در بررسی رفتار ماده ی ویسکوالاستیک از روش مدول مختلط استفاده شده و وابستگی مدول به فرکانس و دما در نظر گرفته شد. برای حل مساله نیز روش المان محدود و المان های یک بعدی سه گرهی با ترکیبی از توابع شکل لاگرانژی و هرمیتی برای دست یابی به پاسخ دقیق به کار گرفته شد. بررسی عددی تاثیر تغییرات هندسه ی تیر، جرم و مکان مرکز جرم صلب در کاهش دامنه ارتعاشات هارمونیک سازه ی اصلی ارایه صورت گرفته و از روی آن خواص، طرح جاذب با عملکرد کارآمد ارایه شده است. همچنین صلابت جاذب طراحی شده تحت اثر تغییرات دما بررسی شده و بازه ی تغییرات دمایی قابل قبول برای استفاده از جاذب تعیین شده است. نتایج حاصل نشان می دهد جاذب ارایه شده نقش به سزایی در کاهش دامنه ی پاسخ فرکانسی سازه ی اصلی داشته و تغییرات دمایی در حدود 20 درجه سلسیوس اثری در کاهش کارایی آن ندارد.
    کلیدواژگان: جاذب ارتعاشی، تیر ساندویچی، ویسکوالاستیک، جرم صلب
  • علی محمدی، سید امیرمحمد مناقب*، احسان عباسی، سید حسین ساداتی صفحات 17-32
    در این پژوهش یک روش کنترل غیرخطی جدید همراه با شبیه سازی برای کوادروتور ارایه می شود. معادلات دینامیکی پرنده بصورت یک جسم با شش درجه آزادی بر اساس معادلات نیوتن-اویلر، بصورت کامل و بدون ساده سازی و همراه با اغتشاش خارجی نامعین در نظر گرفته شده است. با توجه به کم عملگر بودن پرنده و کوپل دینامیک آن، یک الگوریتم کنترل غیرخطی با ترکیب روش کنترلی گام به عقب انتگرال گیر و روش مود لغزشی برای پایداری وضعیت پرنده و دنبال کردن مسیر مطلوب توسط آن، طراحی می شود. کنترل کننده های طراحی شده براساس کنترل سلسله مراتبی برای کنترل حرکات چرخشی و حرکات انتقالی پرنده استفاده می شوند، ضمن این که پایداری آن ها توسط تیوری لیاپانوف اثبات می شود. با استفاده از کنترل کننده پیشنهادی، می توان از وقوع پدیده چترینگ و همچنین ورودی کنترلی ناپیوسته که در روش کنترلی مود لغزشی رخ می دهد، اجتناب کرد. عملکرد کنترل کننده ارایه شده در این تحقیق توسط شبیه-سازی تحت سناریوهای مختلف تایید می شود. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی نسبت به کنترل کننده PID نه تنها عملکرد بهتری در ردیابی مسیر از خود نشان می دهد بلکه در مواجهه با اغتشاش خارجی نامعین، مقاوم تر است.
    کلیدواژگان: کوادروتور، مود لغزشی، گام به عقب، ردیابی مسیر، نامعینی و اغتشاش خارجی
  • محمدحسین تبار مرزبالی*، سعید حسنی، هدی مشایخی، ولی الله مشایخی صفحات 33-48

    یاتاقان ها یکی از مهمترین اجزای است که در پیشرانه های ماشین های الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. تشخیص و دسته بندی موثر و زودهنگام خطای یاتاقان برای نگهداری پیشرانه یک سیستم الکترومکانیکی بسیار حایز اهمیت خواهد بود. با پیشرفت در سیستم های اندازه گیری و دیجیتال، داده های گسترده و حجیم به صورت زمان-حقیقی در ماشین های الکتریکی در دسترس خواهد بود. با توجه به اینکه تشخیص خطا به کمک روش های مرسوم پردازش سیگنال از سیگنال استخراج شده ممکن است به دلایل مختلفی همچون سطح اغتشاش، فرکانس های طبیعی سیستم، اشباع هسته، شدت خطا و میزان گشتاور مقاوم امکان پذیر نباشد، روش های یادگیری عمیق در این راستا مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله شبکه عمیق یادگیری سری زمانی برای پایش وضعیت یاتاقان در ماشین های الکتریکی به منظور دسته بندی و شناسایی نوع خطا استفاده شده است. نتایج به دست آمده با روش های موجود و مرسوم بر روی داده های عملی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از داده های عملی نشان می دهد که روش یادگیری عمیق ارایه شده با دقت بالای 90 درصد امکان شناسایی و دسته بندی خطای یاتاقان را داراست.

    کلیدواژگان: خطای مکانیکی، شکستگی، ترک، یاتاقان، پایش وضعیت
  • آرمین نصراللهی، محمدحسین ابوالبشری* صفحات 49-62
    در این مقاله بهینه سازی ستون ها بر اساس قابلیت اعتماد تحت بار کمانش با استفاده از روش بهینه سازی تکاملی سازه ها انجام شده است. برای محاسبه ی معیار اطمینان سازه روش قابلیت اعتماد هاسوفر-لیند مورد استفاده قرار گرفته و نتایج آن با روش مونت کارلو مقایسه شده است. همچنین برای تقریب تابع حالت حدی از روش پاسخ سطح استاندارد با استفاده از طرح مرکب مرکزی استفاده شده است. بهینه سازی ستون های تحت بار کمانش با مقاطع و شرایط مرزی متفاوت در نظر گرفته می شود، به نحوی که حجم کلی سازه ثابت بماند. با ادغام روابط مربوط به قابلیت اعتماد در بهینه سازی، شکل بهینه ی ستون تحت بار کمانش بر اساس قابلیت اعتماد بدست می آید. در ادامه طرح بهینه بدست آمده از بهینه سازی قطعی و بهینه سازی بر اساس قابلیت اعتماد با هم مقایسه می شوند. مثال های عددی نشان میدهد که مقدار ظرفیت بار کمانش ستون ها در مقایسه با حالت اولیه افزایش می یابد. همچنین به دلیل در نظرگرفتن قابلیت اعتماد، طراحی نسبت به حالت قطعی قابل اعتمادتر می شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، کمانش، قابلیت اعتماد، بهینه سازی تکاملی سازه ها، پاسخ سطح استاندارد
  • هادی بشیرنژاد دهقان، محمدباقر نظری، مسعود مهدی زاده رخی* صفحات 63-82
    در این مقاله، رفتار یک ترک ساکن در محیط محدود انتشار- ترموالاستیسیته تعمیم یافته تحت شوک دمایی و غلظت بررسی شده است. ترک با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته مدل سازی و ضرایب شدت تنش با بکارگیری روش انتگرال برهم کنش استخراج شده اند. برای مطالعه پدیده انتشار گرما و غلظت از تیوری های تعمیم یافته گرین - نقدی و غیرفیک استفاده شده است. روش المان محدود توسعه یافته برای گسسته سازی معادلات در فضا و روش ضمنی نیومارک جهت انتگرال گیری زمانی مورداستفاده قرارگرفته است. برای بارگذاری های مختلف (شوک گرمایی و غلظت)، ضرایب شدت تنش، توزیع دمای نوک ترک و توزیع انتشار نوک ترک مطالعه شده است. همچنین اثر سرعت موج تنش، موج غلظت و موج دما بر روی ضرایب شدت تنش برای ترک های مستقیم و مایل بررسی شده است. مشاهده می شود برای برای حالتی که سرعت موج تنش و موج دما یکسان و بیشتر از سرعت موج غلظت است افزایش ضریب شدت تنش سریع تر و بیشتر از حالت های دیگر است.
    کلیدواژگان: انتشار-ترموالاستیسیته تعمیم یافته، تئوری گرین نقدی، تئوری غیر فیک، ترک، ضرایب شدت تنش
  • زهره ایمانی نژاد، ویلیام تیلور، کالین اسمیت، خلیل خلیلی* صفحات 83-94

    مدل های اسکلتی-عضلانی ابزاری قدرتمند و پرکاربرد جهت تخمین غیر تهاجمی نیروهای داخلی بدن هستند. علی رغم دقت بالای این مدل ها برای حرکات گیت، اما پایین بودن دقت آ ن ها برای حرکاتی با درجات خمش شدید مفاصل زانو و لگن، به اثبات رسیده است. اخیرا با بروزرسانی یکی از مدل های قدرتمند موجود (راجاگوپال)، دو نسخه ی جدید از آن برای شبیه سازی حرکات دوچرخه زدن (لی) و اسکات عمیق (کتلی) منتشر شده است. در تحقیق حاضر به مقایسه ی نتایج این سه مدل برای حرکات راه رفتن و اسکات با استفاده از مجموعه داده ی کمز و نرم افزار اپن سیم پرداخته شده است. برای راه رفتن میزان فعالیت ماهیچه ها در هر سه مدل تقریبا یکسان بوده و با داده های EMG همخوانی کافی دارد. نیروی تماسی مفصل زانو نیز برای سه مدل تفاوت ناچیزی داشته و از دقت کافی برخوردار است (%20>خطای سیکل). درحرکت اسکات، سطح فعالیت ماهیچه ها در سه مدل دارای اختلافات قابل توجه بوده و با داده های EMG نیز تفاوت چشم گیری دارند. همچنین علی رغم این که خطای ماکزیمم نیروی تماسی مفصل زانو در مدل های کتلی (%60) و لی (%72)، نسبت به مدل راجاگوپال (%83) کاهش یافته است، اما بالا بودن مقدار خطا در این دو مدل نشان دهنده ی ناکافی بودن اصلاحات انجام شده در آن هاست.

    کلیدواژگان: مدل سازی اسکلتی-عضلانی، اسکات، راه رفتن، راجاگوپال، مجموعه داده ی کمز
  • علی دادرسی* صفحات 95-105
    ساختارهای دو بعدی بر پایه ی اتم کربن مانند گرافن، کربن نیترید (C3N) و کاربید بور (BC3)، دارای خصوصیات مکانیکی و حرارتی قابل توجهی هستند. در این مقاله، تاثیر ترک، متوقف کننده ی ترک و دما بر خواص مکانیکی ساختار پلی کریستال کاربید بور با استفاده از مدلسازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. درک عملکرد نانوصفحات کاربید بور در حضور ترک که از آن به عنوان منبع اصلی تمرکز تنش یاد می شود، به عنوان یک فرآیند مهم تعریف می شود. با این هدف و با استفاده از پتانسیل ترسوف و شرایط مرزی دوره ای، اثر وجود ترک با طول 5 آنگستروم، متوقف کننده ی ترک با فاصله های 2 و 4 آنگستروم از لبه ی ترک و دماهای مختلف مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دما در حضور و عدم حضور ترک در ساختار کاربید بور، باعث کاهش مقدار خواص مکانیکی می شود. مدول یانگ ساختار بدون نقص (C0-D0) و ساختار با حضور متوقف کننده های ترک با دو فاصله ی 2 (C5-D2) و 4 (C5-D4) آنگستروم از ترک به ترتیب %21/17، %12/42 و %84/47 کاهش یافت. این روند نزولی برای خواص مکانیکی تنش و کرنش در نقطه ی شکست نیز مشاهده شد. علاوه بر این، خواص مکانیکی C5-D2 بالاتر از C5-D4 گزارش شد که بیانگر آن است ترک در این ساختار انرژی بیشتری را صرف شکست کرده است و باعث افزایش مقاومت ساختار مورد بررسی شده است.
    کلیدواژگان: پلی کریستال، کاربید بور، دینامیک مولکولی، خواص مکانیکی، شبیه سازی
  • عباس حیدری*، کاظم قلیزاده صفحات 107-118
    در این تحقیق، تاثیر محیط ارتجاعی لزج، تغییرات دلخواه خواص مواد در امتداد ضخامت و شعاع، تغییرات خطی و غیر خطی ضخامت، نسبت پواسون، بار شعاعی دلخواه و شرایط مرزی بر فرکانس زاویه ای ورق مدور بررسی شده است. از روش طیفی ریتز به دلیل سازگاری با شرایط مرزی و سرعت همگرایی زیاد برای کمینه کردن انرژی پتانسیل کل استفاده شده است. نوآوری مقاله حاضر، حذف پیچیدگی های استفاده از توابع چسبنده یا فرعی، با معرفی پایه های تعمیم یافته چندجمله ای های متعامد لاگر است. به علاوه، برای کاهش تلاش های محاسباتی و زمان اجرای کدها، بهینه سازی به کمک محاسبه ریشه دترمینان هسین تابع پتانسیل کل بدون نیاز به محاسبه معکوس ماتریس های مرتبه بالا در گام های تکراری انجام شده است. صحت نتایج مقاله حاضر با مشاهده تطابق بین نتایج با یافته های سایر تحقیقات و مشاهده همگرایی روش طیفی ریتز تصدیق شده است. با افزایش شاخص توانی، کاهش ضریب ضخامت، کاهش درجه نامعینی، کاهش نسبت پواسون، افزایش میرایی و کاهش سختی محیط لزج، کاهش مدول ارتجاعی در مجاورت لبه نسبت به مرکز صفحه و اعمال بار فشاری بیشتر در مرکز نسبت به لبه ورق، فرکانس زاویه ای کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: ارتعاش میرا، ورق مدرج دو جهته، بار شعاعی دلخواه، ضخامت متغیر، روش طیفی ریتز
  • علیرضا دنه دزفولی*، شیوا خمیسی، سید سعید بحرینیان صفحات 119-132
    ‏ تاثیر نسبت هم ارزی سوخت به هوا بر فرآیند احتراق در کوره واحد آمونیاک شرکت پتروشیمی رازی در این مقاله مورد آنالیز عددی قرار گرفته است. هندسه سه بعدی کوره براساس فرض سوخت و هوای غیرپیش آمیخته مدل شده است. مدل سازی جریان دایم تراکم پذیر احتراق آشفته واکنشی با معادلات اساسی بقا و در نظر گرفتن اثرات انتقال حرارت هدایت، جابجایی تشعشع ارایه شده است. مکانیزم های زلدوویچ و فنیمور برای محاسبه انتشار NOx استفاده شده اند. نتایج عددی با دقت 99 درصد در مقایسه با داده های تجربی روی یک شبکه محاسباتی با 3165349 المان به دست آمده است. بررسی نتایج نشان داد که کاهش نسبت هم ارزی باعث نزدیک شدن ماکزیمم دمای شعله به نازل سوخت ورودی و کاهش طول شعله می شود. دمای بالا در خروجی کوره به دلیل اختلاط بهتر جریان ها در نسبت های هم ارزی بزرگ ایجاد می شود. میزان تولید آلاینده NOx در نسبت هم ارزی های 833/0، 714/0 و 625/0 به ترتیب 62/50، 27/53 و 2/56 درصد نسبت به حالت هوای نظری افزایش یافت.
    کلیدواژگان: احتراق، نسبت هم ارزی، کوره آمونیاک، شرکت پتروشیمی رازی
  • حمیدرضا شهبازیان*، سید مصطفی حسینعلی پور، زهره جمشیدی صفحات 133-148
    در این تحقیق اثرات دوران در راندمان خنک کاری بر روی لبه حمله پره توربین گاز به صورت شبیه سازی عددی برای عدد رینولدز 100000 و نسبت چگالی هوای خنک کاری به هوای احتراق 5/1، 2 و 5/2 و نسبت دمش 1 انجام شده است. هوای خنک از داخل پره هدایت شده و از 3 ردیف سوراخ استوانه ای شکل شامل یک ردیف با زاویه صفر درجه نسبت به مکان نقطه سکون و دو ردیف با زاویه 30 ± درجه از لبه حمله تزریق می شود جهت شبیه سازی آشفتگی از مدل Realizable K-ε استفاده شده و پس از اعتبار سنجی ، اثرات دوران بر راندمان خنک کاری برای اعداد دوران 12/0، 24/0، 36/0، 48/0 و 60/0 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که سرعت دورانی نقش تعیین کننده ای در بازده خنک کاری لایه ای در لبه حمله پره توربین گاز ایفا می کند، بطوری که با افزایش سرعت دورانی از عدد دوران 12/0 تا 60/0، در صفحه فشار، راندمان خنک کاری از 38/0 به 46/0 افزایش داشته و در صفحه مکش کاهش 26٪ راندمان خنک کاری لایه ای را شاهد خواهیم بود. همچنین افزایش نسبت چگالی از 5/1 تا 5/2، باعث افزایش 45٪ خنک کاری لایه ای می شود.
    کلیدواژگان: خنک کاری لایه ای، اثرات دوران، راندمان حرارتی، شبیه سازی عددی
  • امید رمضانی ازغندی، محمدجواد مغربی*، علیرضا تیمورتاش صفحات 149-163

    در این مقاله به کمک فعال کننده سطحی سدیم دودسیل سولفات، هیبرید نانوسیال گرافن-نانولوله کربنی در سیال پایه آب پایدار گردید. نانوسیال تهیه شده در مجاور سیال گرم آب دیونیزه، در مبدل حرارتی صفحه ای که دارای 11، 13، 15 و 17 صفحه است، قرار گرفت. اثر تغییر دبی و تعداد صفحه های مبدل بر ضریب انتقال حرارت و افت فشار به صورت آزمایشگاهی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج برای جریان آرام نشان داد که اثر بیشتر شدن تعداد صفحه باعث کم شدن هم زمان ضریب کلی انتقال حرارت (%1/26) و افت فشار (%5/52) میگردد. بنابراین، عملکرد مبدل، توان پمپاژ و راندمان حرارتی نانوسیال نیز موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترشدن تعداد صفحه، باعث بالارفتن راندمان و عملکرد مبدل و کمشدن توان پمپاژ میگردد که عوامل مطلوب است. طراحی آزمایش ها برای یافتن شرایط مطلوب و اثرگذاری هریک به روش تاگوچی نیز انجام شد. نتایج همجنان نشان داد که اثر کاهش دبی نانوسیال از اثر افزایش تعداد صفحه در عملکرد مبدل بیشتر است. شرایط مطلوب متناظر با حداکثر تعداد صفحه و حداقل دبی هیبرید است (ضریب کلی انتقال حرارت W/m2.K 5/978، افت فشار kPa 0701/0، راندمان حرارتی هیبرید %93، توان پمپاژ kW 0023/0 و عملکرد مبدل 2098/1 است). با مقایسه نتایج تاگوچی، صحت نتایج تجربی تایید شد.

    کلیدواژگان: هیبرید نانوسیال، فعال کننده سطحی، دبی نانوسیال، تعداد صفحه مبدل، عملکرد مبدل
  • محمدرضا شاه نظری*، اشکان امجدی، علی صابری، میلاد فلاحی صفحات 165-181
    در این مقاله هدف تحلیل دینامیکی همراه با ملاحظات احتراز از بروز ناپایداری در جریان دوفازی در یک کانال حرارتی است. تاثیر پمپ با در نظر گرفتن یک تابع افت فشار بر حسب سرعت جرمی جریان مدل شده است. عوامل موثردر تعامل مشخصه مقاومت داخلی و پمپ با بروز ناپایداری لدینگ مورد بررسی قرار گرفته است. در صورت وجود نوسان، دامنه نوسانات در این پدیده محدود است. همچنین وجود حجم فشرده سیال (سرج تانک) می تواند سبب بروز ناپایداری افت فشاری در سیستم شود. با در نظر گرفتن این که شرط وقوع ناپایداری؛ کوچک تر بودن شیب منحنی مشخصه خارجی از شیب منحنی مشخصه داخلی درناحیه شیب منفی مشخصه مقاومت داخلی خواهد بود؛ روش های کنترل ناپایداری با افزودن مقاومت ورودی و یا از طریق پمپ مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. روش لیاپانوف در تحلیل خطی وقوع ناپایداری مورد استفاده قرار گرفته است و پرتره فازی در نقاط تکین ارایه شده است. همچنین بررسی ها نشان می دهد که دامنه و فرکانس نوسانات وابسته به پارامتر ضریب زوال نوسان است و با کاهش آن فرکانس نوسان افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جریان دوفاز، ناپایداری لیدینگ، جوشش، نوسانات افت فشار، دوشاخه ای شدن
  • محمدباقر مهکی، مهدی نیلی احمد آبادی*، احسان فروزمهر صفحات 183-197

    فناوری پوشش دهی به وسیله لیزر، در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پاشش پودر توسط گاز حامل از طریق نازل ها نقش تعیین کننده ای در کیفیت و کنترل فرآیند پوشش دهی توسط لیزر دارد، لذا، مطالعه ی آن اهمیت دارد. در این پژوهش، جریان دو فازی گاز- پودر فلز خروجی از نازل در یک فرآیند پوشش دهی توسط لیزر، شبیه سازی عددی شده و به منظور تایید شبیه سازی عددی، نتایج آن با نتایج حاصل از بررسی تجربی جریان خروجی از نازل مقایسه می شود. شبیه سازی به صورت پایا، سه بعدی و توسط نرم افزار انسیس سی اف ایکس انجام گرفته است. بررسی تجربی توسط آشکارسازی جریان پودر انجام میشود. نتایج بررسی تجربی و شبیه سازی عددی انطباق مناسبی با هم دارند. در قسمت بعدی، اثرات پارامترهای مختلفی مانند دبی ذرات، دبی گاز حامل و گاز محافظ بر تمرکز ذرات مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان میدهد با کاهش دبی گاز حامل، میزان بیشینه تمرکز ذرات افزایش می یابد و مکان تمرکز ذرات به خروجی نازل نزدیکتر می شود. همچنین، افزایش دبی پودر، تنها تمرکز ذرات را افزایش می دهد و بر سایر پارامترهای جریان پودر بی تاثیر است. تغییر در دبی گاز محافظ نیز اثری بر رفتار جریان پودر ندارد.

    کلیدواژگان: پوشش دهی لیزر، تمرکز پودر، شبیه سازی عددی، فاز گسسته
  • سجاد داوری، فتح الله امی*، زهیر صبوحی صفحات 199-210
    در این پژوهش اثرات افزودن متیل هوموپلیمر به بنزین بر روی عملکرد موتور احتراق داخلی و همچنین انتشار آلاینده ها مطالعه شده است. با اضافه کردن این افزودنی به بنزین پایه، عدد اکتان سوخت افزایش می یابد. در این تحقیق سوخت های مورد نظر که شامل یکی بنزین معمولی و دیگری بنزین همراه با متیل هوموپلیمر بر روی یک موتور احتراق داخلی تحت آزمون های عملکردی قرار گرفته اند. همچنین تغییرات مقادیر آلاینده های خروجی از موتور نیز اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده از آزمون های تجربی نشان می دهد که با افزودن افزودنی به بنزین، میزان گشتاور ترمزی و توان ترمزی به ترتیب 4.28 % و 2.31 % در میانگین متوسط مقادیر (دورهای مختلف کارکرد موتور)، افزایش می یابند. لازم به توضیح است که با اختلاط بنزین و افزودنی آلاینده های دی اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن به ترتیب 7.41 % و 6.21 % در میانگین متوسط مقادیر، افزایش می یابند؛ درحالی که، آلاینده های هیدروکربن های نسوخته و منواکسیدکربن خروجی از موتور به ترتیب 18.17 % و 9.05 % در میانگین متوسط مقادیر، کاهش می یابند.
    کلیدواژگان: متیل هوموپلیمر، انتشارآلاینده های خروجی، عملکرد موتور، موتور احتراق داخلی
  • مهرداد بزاززاده*، مجید حسنی، مجتبی دهقان منشادی صفحات 211-223
    توانمندی چینش افقی ایرفویل های دو تکه در بازتولید توزیع معین افت فشار کل در این تحقیق به روش عددی ارزیابی شده است. چینش آرایه ای ایرفویل ها به عنوان یک مکانیزم نوین مولد اعوجاج فشار کل در سامانه تست زمینی موتور پیشنهاد شده است. با توجه به فاصله معنادار نتایج شبیه سازی پایا با استفاده از مدل منتخب خانواده RANS نسبت به نتایج ثبت شده در تست های تجربی مرجع برای ایرفویل منفرد، حل ناپایا با گام زمانی متناسب با فرکانس ریزش گردابه های تشکیل شده انجام شد. برخلاف نتایج تجربی جریان حول ایرفویل نود درجه، چرخش نواحی افت بیشینه از حالت عمودی در ایستگاه های ابتدایی به افقی در ناحیه دنباله توسعه یافته به عنوان مشخصه ای متمایز از زوایای بازشدگی 30 و 60 درجه در نتایج شبیه سازی ناپایای مبتنی بر RANS مشاهده نگردید. با بکارگیری مدل هیبریدی DDES ، اعمال الزامات آن در تولید شبکه محاسباتی و شبیه سازی دقیق اختلاط مغشوش، چرخش الگوی افت پایین دست ایرفویل 90 با دقت بسیار خوبی پیش بینی شد. بررسی تکرار پذیری الگوی افت ترکیبی ناشی از چینش افقی ایرفویل ها درکنارهم به این نتیجه انجامید که لازم است تا با تغییر نسبت منظری ایرفویل 90، چرخش الگوی افت آن که عامل مخرب پیش بینی پذیری الگوی ترکیبی افت می باشد اصلاح گردد.
    کلیدواژگان: ایرفویل دو تکه، مولد اعوجاج، شبیه سازی گردابه های جدا شده
  • سعید کرمی*، صابر قلی نیا، روح الله هادی پورگودرزی صفحات 225-245
    امروزه استفاده از رونده های زیر سطحی خودمختار برای کاربردهای مختلف نظیر تحقیقات علمی، نظامی و تجاری افزایش یافته است. در این مقاله‏ پروانه نوع ملخی برای یک وسیله خودمختار از جنبه های مختلف از قبیل عملکرد، ماده ساخت و هیدروآکوستیک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج هیدرودینامیک و هیدروآکوستیکی پروانه مرجع مورد معتبرسازی قرار گرفت. عدم قطعیت عددی محاسبه و تخمین زده شد. برای انتخاب هندسه پروانه از کوپل روش المان پره - ممنتوم و حلگر دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. در ادامه به وسیله روش المان محدود چند ماده متفاوت برای ساخت پروانه با قید تنش و حداقل جابجایی نوک پره بررسی شده است. به منظور بررسی پروانه از جنبه های مختلف یک روند نما پیشنهاد شد. پروانه ها از لحاظ عملکرد و استحکام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و معیار جابجایی برای نوک تیغه در نظر گرفته شد. در بخش آخر نتایج هیدروآکوستیکی معتبرسازی و سطح فشار صوتی تخمین و مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: پروانه ملخی، روش المان پره - ممنتوم، المان محدود، نویز، سطح فشار صوتی
  • یاسر شکری*، مهرانگیز قاضی، محمد نیکیان صفحات 247-258

    در این مقاله، مدلسازی و تحلیل چیدمان تجهیزات از دیدگاه اگزرژواکونومیک برای تامین نیاز حرارت و توان سایت جامع تعیین می گردد. با استفاده از یک مدل اصلاحی به عنوان یک روش هدف گذاری جدید تولید همزمان که مدل تکرارشونده پایین به بالا است، پتانسیل تولید همزمان حرارت و توان برای طراحی سیستم یوتیلیتی سایت جامع تخمین زده شده و متناسب با آن، دمای مافوق گرم سطوح بخار، توان تولیدی توربین های بخار بین سطوح، دبی بخار عبوری از توربین ها، میزان بار حرارتی دیگ بخار و دبی سوخت موردنیاز دیگ بخار محاسبه می شود. در ابتدا سناریوهای مختلفی از چیدمان توربین های بخار ارایه می گردد که از دیدگاه اگزرژواکونومیک، مورد بررسی قرار می گیرد. در طرح های پیشنهادی برای تولید توان اضافی در مورد مطالعاتی نیز، سامانه توربین گاز نسبت به طرح توربین کندانسی دارای بازدهی اگزرژی بالا و تخریب اگزرژی پایین و مجموع هزینه نرخ سرمایه گذاری و هزینه نرخ تخریب اگزرژی پایینی بود. ازاین رو، سناریوی منتخب چیدمان توربین های بخار فشار برگشتی در کنار سامانه توربین گازی به عنوان چیدمان بهینه سامانه تولید همزمان حرارت و توان در سایت جامع از دیدگاه اگزرژواکونومیک برای این مورد مطالعاتی معرفی شدند.

    کلیدواژگان: اگزرژواکونومیک، سایت جامع، یوتیلیتی سایت جامع، تولید همزمان حرارت و توان
  • محمد حسین زاده، سید مهدی میرزابابائی*، حسین زمانی صفحات 259-268
    در این مطالعه، عملکرد یک اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا همراه با یک مخزن فولادی از دو دیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی شده است. برای این منظور، اجاق خورشیدی ابتدا در حالت بی باری آزمایش شده است. همچنین، اجاق خورشیدی برای به جوش آوردن آب به ازای شدت تابش خورشیدی 700 و 900 وات بر مترمربع مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای بررسی شده در این پژوهش دمای سیال، دمای سطح بیرونی لوله تحت خلا، نرخ انرژی حرارتی دریافتی توسط آب، نرخ تغییر اگزرژی آب و بازده انرژی و اگزرژی اجاق خورشیدی است. نتایج نشان می دهد که در حالت بی باری، دمای هوای داخل مخزن فولادی و دمای سطح بیرونی لوله تحت خلا پس از گذشت 1 ساعت به ترتیب حدود 214/2 و 15/5 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. همچنین، مدت زمان لازم برای به جوش آوردن 800 گرم آب در شدت تابش خورشیدی 900 وات بر مترمربع برابر 1 ساعت و 25 دقیقه است. با توجه به نتایج، میانگین بازده انرژی و اگزرژی اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا در آزمایش مربوط به شدت تابش خورشیدی 900 وات بر مترمربع به ترتیب 16/16 و 1/57 درصد است. افزایش شدت تابش خورشیدی از 700 به 900 وات بر مترمربع بازده اگزرژی اجاق خورشیدی را حدود 0/78 درصد زیاد می کند.
    کلیدواژگان: اجاق خورشیدی، لوله تحت خلا، تابش خورشیدی، تحلیل انرژی، تحلیل اگزرژی
|
  • T. Vahedi Asl, S. Mahmoudkhani * Pages 1-16
    In this study the performance of a dynamic vibration absorber made of a curved sandwich beam with a viscoelastic core and an attached rigid mass is investigated. For this purpose the primary structure is modeled as a mass-spring and the sandwich beam is modeled using layerwise-based methods. This is done by using the Euler-Bernoulli beam theory for the top and bottom layers and using higher-order shear theory for the core. The constitutive behavior of the viscoelastic material is also described by the complex modulus approach where the dependence of the modulus to frequency and temperature is also accounted for. The solution is provided by using the finite element method with three-node line element and using a combination of Lagrangian and Hermitian shape functions. Numerical studies include investigating the effects of the beam geometric parameters, the mass and gravity center of the rigid mass on the maximum response amplitude, which is used to design an absorber with better performances. Also, the robustness of the method under the effect of thermal variations is assessed and an acceptable range of thermal variation for using the absorber is obtained. It is found that the absorber could significantly reduce the resonance vibration and changes of about 20 oC in environment temperature would not deteriorate its performance.
    Keywords: Vibration absorber, Sandwich Beam, Viscoelastic, Rigid mass
  • A. Mohammadi, Sayed A. M. Managheb *, E. Abbasi, Seyyed H. Sadati Pages 17-32
    In this research, a novel nonlinear control strategy along with its simulation for a quadrotor helicopter is proposed. In the present work, a six-DOF dynamic equations of the quadrotor system subjected to unknown external disturbances based on the Newton-Euler equations is developed completely and without any simplification. Considering the under-actuated and strongly coupled characteristics of quadrotor helicopter, a nonlinear control method is designed using integral backstepping combined with the sliding mode control (integral BS-SMC) to stabilize the qudrotor attitude and to tracking the desired trajectory. The designed controllers based on the hierarchical control scheme can be used to control the rotational and translational movements and their stability are validated by the Lyapunov stability theorem. Using the proposed controller, the chattering phenomenon and discontinuousness of the control inputs faced by traditional sliding mode control (SMC) can be avoided. The feasibility and performance of the presented control approach is verified by the simulations under different scenarios. The results show that the proposed nonlinear control method not only has a better tracking performance than PID controller, but also has a higher robustness when unknown disturbances occur.
    Keywords: Quadrotor, Sliding mode control, Backstepping, Trajectory tracking, Uncertainty, External disturbance
  • M. Hosein tabar Marzebali *, S. Hasani, H. Mashayekhi, V. Mashayekh Pages 33-48

    Bearings are one of the main components used in the drive-train of electrical machines. Early fault diagnosis and classification of bearing fault for maintenance of electromechanical system are very important. With progresses in measurement and digital systems, extensive range of real-time data can be available in electrical machines. Since fault diagnosis based on signal processing methods from extracted signals may not be possible due to different reasons such as noise level, natural frequencies of system, saturation of core,, severity of fault and load torque, deep learning methods have been considered in recent years. In this paper, time series deep learning method for condition monitoring of bearing in electrical machine for the purpose of detection and classification of fault is considered. Obtained results by means of proposed method have been compared with pervious techniques. Experimental results show that proposed deep learning method can detect and classify bearing fault with accuracy above 90%.

    Keywords: Mechanical Fault, Fracture, Crack, Bearing, Condition Monitoring
  • A. Nasrollahi, M. H. Abolbashari * Pages 49-62
    In this paper, the reliability based design optimization of columns under buckling load is investigated using evolutionary structural optimization. To determine the reliability index, the Hasofer-Lind method is employed and results are compared with the Monte Carlo method. The standard response surface method with central composite design is used to estimate the limit state function. An optimization algorithm for optimal design of columns against buckling with different cross-sections and boundary conditions is presented while keeping the column weight constant.The Taguchi method is used to provide the most suitable levels of the design variables. Then by introducing reliability constraints into the algorithm, the optimized shape of the column under buckling load based on reliability is obtained. Optimized design obtained from Deterministic Optimization (DO) and Reliability Based Design Optimization (RBDO) are compared. Numerical examples show that maximum buckling load capacity is increased compared to the initial uniform design and also RBDO model is more reliable than DO.
    Keywords: Optimization, Buckling, Reliability Evolutionary Structure Optimization Standard Response Surface Method
  • H. Bashirnezhad Dehghan, M. B. Nazari, M. Mahdizadeh Rokhi * Pages 63-82
    In this paper, the behavior of a stationary crack in a generalized diffusion-thermoelasticity medium under temperature and concentration shock has been investigated. Cracks have been modeled using the extended finite element method and stress intensity factors have been obtained using the interaction integral method. To study the phenomenon of heat dissipation and concentration, generalized Green-Naghdi and non-Fickian theories have been used. The extended finite element method has been developed to discrete equations in space and the Newmark implicit method has been used to calculate time integrals. For different loads (heat shock and concentration), stress intensity factors and temperature and concentration distribution at the crack tip have been studied. The effect of stress wave velocity, concentration wave and temperature wave on stress intensity factors for straight and oblique cracks has also been investigated. It is observed that for the case where the speed of the stress wave, and the temperature wave are the same and greater than the speed of the concentration wave, the increase of the stress intensity factors is faster and higher in other states.
    Keywords: Diffusion - Generalized Thermoelasticity, Green-Naghdi Theory, non-Fickian theory, Crack, stress intensity factors
  • Z. Imani Nejad, W.R. Taylor, C.R. Smith, Kh. Khalili * Pages 83-94

    Musculoskeletal models are powerful and practical tools to estimate internal body loads non-invasively. Although they are accurate enough for gait activities, large errors have been seen for activities with deep hip and knee flexion angles. Recently two studies have updated one of the existing powerful models (Rajagopal) and proposed new models for pedaling (Lai) and deep squatting (Catelli). This study compares these three models during level walking and squatting using the CAMS-Knee datasets and OpenSim software. For level walking, there was generally good agreement between all models in predicted muscle activations and EMG signals. There are low discrepancies in predicted KCFs by different models and in-vivo data (average error <20%). For squatting, muscle activation patterns have significant differences in various models and they showed considerably larger discrepancies from the EMG measurements. Our study found average peak KCF errors of 60% for Catelli, 72% for Lai, and 83% for the Rajagopal model. Although the errors are reduced in updated models, they still represent high errors that indicate the inadequacy of changes made in these models.

    Keywords: Musculoskeletal Modeling, Squat, Level Walking, Rajagopal, CAMS-Knee Datasets
  • A. Dadrasi * Pages 95-105
    2D structures based on carbon atom such as graphene, carbon nitride (C3N) and boron carbide (BC3) have significant mechanical and themal properties. In this paper, the effect of crack, crack arrester and temperature on the mechanical properties of polycrystalline boron carbide structures was investigated using molecular dynamics simulation. Understanding the performance on boron carbide structures in the presence of crack, which is considered as the main source of stress concentration, is defined as an important process.with this purpose, using the Tersoff potential and periodic boundary conditions, crack length of 5 A, the arresters with a distance of 2 and 4 A of crack tips and different temperatures were analyzed. The results obtained revealed that the mechanical properties for all structures were decreased by increasing the temperature. The Young’s modulus of pristine structure, C5-D2 and C5-D4 was reduced by about 17.21%, 42.12, and 47.84, respectively. A similar behavior was observed for the failure stress and failure strain. Furthermore, the mechanical properties of C5-D2 samples in higher than C5-D4 samples, which indicates that the crack has to spend more energy on failure and it causes the strength of the structures.
    Keywords: Polycrystalline, Boron carbide, Molecular dynamics, Mechanical Properties, Simulation
  • A. Heydari *, K. Gholizade Pages 107-118
    In present work, the effects of elastic and viscous medium, arbitrary variation of material properties in transverse and radial directions, linear and nonlinear tapering, Poisson’s ratio, arbitrary radial load and various boundary conditions on angular frequency of circular plate are investigated. The total potential energy is minimized by using the spectral Ritz method due to fast convergence and adaptation to different boundary conditions. The novelty of this work is that the difficulties of the employing adhesive or auxiliary functions are resolved by introducing generalized basis of orthogonal Laguerre polynomials. Moreover, the optimization is performed by calculating the determinant root of total potential energy Hessian and eliminating the inverses of high-order matrices in iterative steps. The accuracy of the results has been confirmed by observing convergence and a good agreement between results of current work and previously published works in literature. By increasing the power index and decreasing the taper constant, decreasing indeterminacy degree and Poisson ratio, increasing attenuation and decreasing stiffness, decreasing the elastic modulus at the edge of the plate and applying more compressive load near to the center of the plate, the angular frequency of free vibration will be reduced.
    Keywords: Damped vibration, 2D graded plate, Arbitrary radial load, Tapering, Spectral Ritz method
  • A.R. Daneh Dezfuli *, Sh. Khamisi, Seyed S. Bahrainian Pages 119-132
    Effect of fuel-to-air equivalence ratio on combustion process in the furnace of Razi petrochemical company’s ammonia unit is numerically analyzed in this paper. Three-dimensional geometry of the furnace has been modelled based on non-premixed fuel and air assumption. Modeling of steady-state compressible reactive-turbulent combustion is presented by the basic conservation equations considering the effects of conductive, convective and radiative heat transfers. Zeldovich and Fenimore mechanisms have been employed to account thermal and prompt NOx emission. Numerical results obtained with 99% accuracy compared to experimental data on a computational grid possessing 3165349 elements. Results showed that reduction of equivalence ratio causes the maximum flame temperature to approach inlet fuel nozzle and decrease flame length. High temperature at the furnace outlet is caused by better mixing of flows in great equivalence ratios. The production of NOx pollutants in the equivalence ratios of 0.833, 0.714 and 0.625 increases by 50.62, 53.23 and 56.2 percentages respectively with respect to the stoichiometric state.
    Keywords: Combustion, Equivalence Ratio, Ammonia Furnace, Razi Petrochemical Company
  • H.R. Shahbazian *, S. M. Hossinalipour, Z. Jamshidi Pages 133-148
    Numerical study investigation has been performed to investigate the effects of the rotation on the film cooling effectiveness distributions of the leading-edge regions of a gas turbine blade. The Study was carried out at Re=100,000, Density Ratio of 1.5, 2 and 2.5, blowing ratio of M=1. The leading edge model has three rows of film cooling holes located along the stagnation line 0° and at ±30° respectively. The Realizable K-ε has been used for modeling of turbulence. After validation of numerical result of current study, five Rotaion number of 0.12, 0.24, 0.36, 0.48 and 0.6 have been selected and analyzed for investigation of relational influence on film cooling effectiveness. The results demonstrates at pressure side (PS) of the leading edge, the film cooling effectiveness increases and at suction side (SS) decreases with increasing of Rotation number. With growing of Rotaion number from 0.12 to 0.6, area-averaged film cooling effectiveness increases from 0.38 to 0.46 at pressure side (PS) and reduces monotonously about 26% at suction side (SS) of leading edge. Moreover increasing of Density Ratio from 0.15 to 0.25 has a increases of 45% on overall area-averaged film cooling effectiveness
    Keywords: Film Cooling, Rotational effect, thermal efficiency, Numerical Simulation
  • O. Ramezani, M.J. Maghrebi *, A.R. Teymourtash Pages 149-163

    In this study, the nanofluid hybrid (the graphene-Carbon nanotube) was stabilized in a water-based fluid by sodium dodecyl sulfate as a surfactant. The prepared nanofluid was in contact with hot water in a plate heat exchanger with 11, 13, 15, and 17 plates. The flow rate and the number of plate effects on heat transfer coefficient and pressure drop were analyzed experimentally. Results in laminar flow regime showed that any increase in plate numbers causes a decrease in the overall heat transfer coefficient (26.1%) and pressure drop (52.5%). The efficiency, and pumping power, and thermal effectiveness of nanofluid were also examined. It indicated that any increase in plate numbers increases the effectiveness and efficiency, and decreases the pumping power. Experiments were also designed to find the optimal conditions by the Taguchi method. The results showed that reduction in nanofluid volume flow rate is more effective than increase in the number of plates for exchanger efficiency. The optimal condition relates to the maximum number of plates and minimum hybrid volume flow rate (overall heat transfer coefficient 978.5 W/ m2.K, pressure drop 0.070 kPa, hybrid thermal effectiveness 93%, pumping power 0.0023 kW and exchanger efficiency of 1.2098). The accuracy of the results was confirmed by comparing Taguchi results to the experiments.

    Keywords: hybrid nanofluid, Surfactant, Flow rate, number of plates, Efficiency
  • M. R. Shahnazari *, A. Amjadi, A. Saberi, M. Fallahi Pages 165-181
    The aim of this paper is to dynamically analyze the instability of two phase flow in a heated channel, in order to avoid its occurrence. Impact of the pump Is modeled by considering a pressure drop function in terms of mass velocity. The conditions of internal resistance characteristic and how it interacts with the pump characteristic curve, which will cause leadding instability; Has been Investigated. In presence of oscillation, the amplitude of oscillation in this phenomenon is limited. Also, It has been shown that the presence of a surge tank can cause instability of the pressure drop in the system. with considering condition that instability occurs if the slope of the external characteristic curve is smaller than the slope of the internal characteristic curve in the negative slope region of the internal resistance characteristic; Instability control methods have been investigated and analyzed by adding input resistance or by control the supply pressure. Lyapunov method is used in order to linear instability analysis and flow phase portrait is presented in singular points. Also, the solution show that the amplitude and frequency of oscillation depend on the oscillation damping coefficient and with decreasing it the frequency of the oscillation increases.
  • M. B. Mahaki, M. Nili Ahmadabadi *, E. Foroozmehr Pages 183-197

    Laser cladding technology has received much attention in recent years. Injection of powder by carrier gas through the nozzles plays an important role in the quality and control of the laser cladding process, so it is important to be studied. In this study, a two-phase flow of gas-powder metal from the nozzle in a laser-cladding process is numerically simulated and compared with the results of an experimental study of the nozzle output to confirm the numerical simulation. The three-dimensional simulation was carried out steadily by Ansys CFX software. Experimental study is carried out by the visualization of powder flow. The results of the experimental study and the numerical simulation are in good agreement. In the next section, the effects of various parameters such as particle flow rate, carrier gas flow rate and shielding gas flow rate on particle concentration are investigated. The simulation results showed that by decreasing the carrier gas flow rate, the maximum concentration of particles increases and the particles concentration location gets closer to the nozzle outlet. Also, increasing the powder flow rate only increases the concentration of the particles and has no effect on the other parameters of the powder flow. The change in the shield gas flow rate also has no effect on the powder flow behavior.

    Keywords: Laser Cladding, Powder Concentration, Numerical Simulation, Discerete Phase
  • S. Davari, F. Ommi *, Z. Saboohi Pages 199-210
    In this study, the effects of adding methylated homopolymer to gasoline on the performance of an internal combustion engine have been investigated. This additive increases the number of octane gasoline. In this research, these fuels which include ordinary gasoline and the other gasoline with the methylated homopolymer, were subjected to performance tests on the internal combustion engine. Also, the amount of exhaust emissions of the engine was measured. The results of experimental tests show that with the addition of additive to gasoline, the brake torque and braking power were increased by 4.28 % and 2.31 %, respectively, in the mean of average values (different engine operating speed). By combining gasoline and additive, carbon dioxide and nitrogen oxide contaminants increase by 7.41 % and 6.21 %, respectively. Also, contaminants of uncured hydrocarbons and carbon monoxide emissions from the engine are reduced by 18.17 % and 9.05 %, respectively, in the mean of average values.
    Keywords: Methylated homopolymer, Exhaust emissions, Engine performance, Internal Combustion Engine
  • M. Bazazzadeh *, M. Hassani, M. Dehghan Manshadi Pages 211-223
    The ability to reproduce a given distribution of total pressure loss by horizontal arrangement of splitting airfoils has been evaluated numerically in this research. This array arrangement is a proposal design for a new distortion generator mechanism. Due to significant differences between steady-state simulation based on RANS turbulence models and reference experimental test results, unsteady simulation was performed with vortex shedding frequency- proportional time step. The 90-degree airfoil reference test measurements show that maximum loss zones from primary downstream stations to fully developed wake region switch from vertical placement to horizontal; this distinctive feature was not seen in the unsteady RANS results. Detailed simulation of downstream turbulent mixing based on DDES hybrid model, predicts above switching well. The repeatability studies of single splitting airfoil loss pattern in airfoils horizontal arrangement combined pattern, led to necessity of 90-degree airfoil downstream flow structure correction that is a destructive factor of pattern predictability. This correction can be achieved by changing the airfoil aspect ratio.
    Keywords: splitting airfoil, distortion generator, Detached Eddy Simulation
  • S. Karami *, S. Gholinia, R. Hadipour Goudarzi Pages 225-245
    Nowdays, the use of Autonomous Submarines has increased for Various applications such as, Scientific, military and commercial research. In this paper, a drone type propeller for autonomous vehicle is examined from various aspects such as: performance, product material and hydroacoustics. Hydrodynamic and hydroacoustic results are validated. Numerical uncertainty was calculated and estimated. To select propeller, the coupling of Blade Element Momentum Theory (BEMT) method and Computational Fluid Dynamics (CFD) solver have been used. In the following, by the finite element method, several different materials for product the propeller with stress and minimum displacement of the blade tip constraint have been investigated. In order to examine the propeller from different aspects, a flowchart was proposed. The propellers were analyzed in terms of performance and strength and the displacement criterion for the blade tip was considered. In the last section, the hydroacostic results are validated and Sound pressure Level (SPL) is estimated and compared.
    Keywords: : Drone Propeller, Blade Element Momentum Theory, Finite element, Noise, Sound Pressure Level
  • Y. Shokri *, M. Ghazi, M. Nikian Pages 247-258

    In this paper, modeling and analysis of equipment arrangement from an exergoeconomic approach to produce required heat and power of a total site is determined. By using a modified Iterative Bottom-to-Top Model (IBTM) as a new cogeneration targeting method, cogeneration of heat and power potential to design utility system of a total site is estimated and fit to it, superheated temperature of steam levels, power generation of steam turbines between levels, flow rate of passing steam through turbines, amount of boiler heat load and boiler required fuel flow rate are calculated. First, different scenarios of steam turbines arrangements are introduced that are investigated from exergoeconomic approach. Also in suggested plans to produce extra power in case study, gas turbine system has maximum exergy efficiency, minimum exergy destruction, minimum total capital cost rate and exergy destruction cost rate rather than condensing turbine plan. Hence, the selected scenario of back pressure steam turbines arrangement beside the gas turbine system were introduced as the optimum system of heat and power cogeneration system in total site for this case study from an exergoeconomic approach.

    Keywords: Exergoeconomic, Total site, Total site utility, Cogeneration Heat, Power
  • M. Hosseinzadeh, Seyyed M. Mirzababaee *, H. Zamani Pages 259-268
    In this study, the performance of an evacuated tube solar cooker with a steel tank is investigated from the energy and exergy viewpoints. For this purpose, the solar cooker is initially examined at no-load condition. Moreover, the solar cooker is utilized to boil water at solar radiation intensities of 700 W/m2 and 900 W/m2. The investigated parameters in this research are fluid temperature, the outer surface temperature of the evacuated tube, the rate of the absorbed thermal energy by water, the rate of the exergy change of water, and the energy and exergy efficiencies of the solar cooker. The results indicate that at no-load condition, the air temperature in the steel tank and the temperature of the outer surface of the evacuated tube increase by 214.2 ºC and 15.5 ºC after 1 hour, respectively. In addition, the time required to boil 800 gr of water at solar radiation intensity of 900 W/m2 is 1 hour and 25 min. Based on the results, the average energy and exergy efficiencies of the evacuated tube solar cooker at solar radiation intensity of 900 W/m2 are 16.16% and 1.57%, respectively. Rising the solar radiation intensity from 700 W/m2 to 900 W/m2 enhances the exergy efficiency of the solar cooker by 0.78%.
    Keywords: Solar cooker, Evacuated tube, Solar radiation, Energy Analysis, exergy analysis