فهرست مطالب

مهندسی مکانیک و ارتعاشات - سال پنجم شماره 3 (پیاپی 16، پاییز 1393)

نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 16، پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/09/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسن خالقی* صفحات 7-12
    گالیوم آرسناید ترکیبی از عنصرهای گروه های III-V جدول تناوبی عناصر است. گالیوم آرسناید در ساختاری بلوری مشهور به zinc blende متبلور می شود. این ساختار به ساختار شبکه ی بلوری الماس بسیار شبیه است، اما در الماس فقط یک نوع اتم (کربن) وجود دارد در حالی که در این ماده هر موضع اتمی به تناوب توسط یکی از اتم های آرسنیک یا گالیوم اشغال می شود. از این نیمرسانای استفاده ی گسترده ای در تکنولوژی و ساخت قطعات نیمرسانا مانند مدارهای مجتمع، دیودهای مادون قرمز، دیودهای لیزری و سلول های خورشیدی می شود از این جهت مطالعه ی خواص آن حایز اهمیت است.در این مقاله رسانندگی الکتریکی نیمرسانای GaAs از نوع p مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های تحت بررسی که شامل دو نمونه نیمرسانایی GaAs هستند به ترتیب با عناصر Cr وCo آلاییده شده اند. این ناخالصی ها ناهمگنی زیادی را در شبکه ی GaAs به وجود می آورند و از این لحاظ مکانیزم پراکندگی خاصی را برای حاملین بار در GaAs ایجاد می کنند. در این کار تجربی رسانندگی الکتریکی حاملین در گستره ی دمایی (400-100) درجه ی کلوین برای هر دو نمونه مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل بزرگ بودن گاف انرژی GaAs، در بازه ی دمایی فوق رسانش از نوع رسانش غیرذاتی است.
    کلیدواژگان: نیمرسانا، رسانندگی الکتریکی، سلول های خورشیدی
  • نیما اسدی ده میراحمدی، محمدجواد رضوانی* صفحات 13-18

    هدف از این مطالعه، بررسی جذب انرژی در لوله های مخروطی شیاردار توخالی آلومینیوم به عنوان سیستم جاذب انرژی تحت بارگذاری دینامیکی می باشد. این مدل های مخروطی دارای شیارهای مستطیلی هستند. این مقاله به بررسی تعداد شیار و همچنین زاویه مخروطی در جذب انرژی، جذب انرژی ویژه، نیروی بیشینه لهیدگی و راندمان نیروی لهیدگی با استفاده از شبیه سازی عددی در نرم افزار ال.اس.داینا1 پرداخته است. این نوع سیستم جاذب انرژی می توانند در صنایع هوایی، کشتی سازی، خودروسازی، صنایع ریلی و آسانسورها جهت جذب انرژی ضربه استفاده شود. در انتها پارامتر های هندسی مناسب و بهترین نمونه ها از لحاظ معیارهای در نظر گرفته شده با توجه به اهداف طراحی، معرفی می شوند.

    کلیدواژگان: جاذب انرژی مخروطی، زاویه مخروطی جذب انرژی ویژه، راندمان نیروی لهیدگی، انرژی جذب شده کل، نیروی متوسط لهیدگی
  • عبدالله خالصی دوست*، محمدامین خانی، احد عابدینی اسفهلانی صفحات 19-25

    از آنجاییکه بیش از یک سوم انرژی مصرفی دنیا در بخش ساختمان میباشد، ساختمان سبز و معماری پایدار تکنیک های جدیدی برای مقابله با بحران محیط زیست و کاهش مصرف انرژی در ساختمانها می باشند. استفاده از دیوار ترومب در ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری باعث کاهش مصرف انرژی گردیده و ذخیره انرژی خورشیدی توسط مواد تغییر فاز دهنده نیز اثر کار را دو چندان مینماید و این امر باعث تغییر رویکرد طراحی ساختمانها به سمت ساختمان سبز و نهایتا محیط زیست با آلودگی کمتر خواهد شد. به همین منظور در این تحقیق به بررسی کنوکسیون طبیعی در دیوار ترومب با مواد تغییر فاز دهنده و تاثیرسایز و محل نصب دریچه های ورودی و خروجی هوای ورودی بر عملکرد دیوار مذکور پرداخته شده است. پژوهش مذکور بصورت تجربی و عددی صورت گرفته است.پس از ساخت دیوار ترومب با مواد تغییر فاز دهنده و جمع اوری داده های تجربی، شرایط فیزیکی حاکم بر مسیله در نرم افزار فلوینت شبیه سازی شده وسپس نتایج آزمایشگاهی با حل عددی مقایسه شده است. نتایج تحقیق نشان میدهد تغییر سایز دریچه ها باعث افزایش 16 درصدی درجه حرارت خروجی دیوار ترومب گردیده و تغییر محل دریچه ها در راستای افقی تاثیر چندانی درافزایش دمای خروجی ندارد. اختلاف 2 درصدی نتایج حل عددی با داده های تجربی بیانگر دقت کار و تحلیل مسیله می باشد.

    کلیدواژگان: دیوار ترومب، مواد تغییرفاز دهنده، نرم افزار فلوئنت، انرژی خورشیدی، کنوکسیون طبیعی، PCM
  • مددعلی ولوئیان* صفحات 26-29
    در این مقاله انرژی کازمیر مربوط به میدان اسکالر جرم دار و بدون جرم روی یک سطح کروی با توپولوژی S^3 و با استفاده از روش منظم سازی کم کردن جعبه ها محاسبه شده است. این انرژی در دیگر مقالات گذشته با کم کردن انرژی نقطه صفر فضای مینکوفسکی از انرژی نقطه صفر فضای مورد نظر محاسبه شده است اما در این مقاله انرژی دو ساختار مشابه با یکدیگر مقایسه و در نهایت از هم کم خواهند شد. در واقع آنچه در این مقاله بر آن تاکید گردیده است استفاده از روش منظم سازی جعبه ها در انجام محاسبات کازمیر است. این روش بصورت خودبخودی منجر به حذف واگرایی های موجود در فرایند محاسبات خواهد شد. مقایسه پاسخهای بدست آمده در این مقاله با آنچه در گذشته بدست آمده است نشان می دهد که سازگاری مناسب و منطقی بین جوابها وجود دارد.
    کلیدواژگان: انرژی کازمیر، کم کردن جعبه ها، فضای خمیده، ارتعاشات خلا، فرکانس
  • سید بهمن حسین زاده ساداتی، هادی کارگر شریف آباد*، نادر رهبر صفحات 30-34

    هدف از این مقاله، توسعه یک مدل مناسب ترمودینامیکی برای موتور استرلینگ نوع بتا با تغییر شکل در پیستون توان جهت افزایش راندمان و توان خروجی lمی باشد. برای این منظور مدل سازی ترمودینامیکی در دو بخش انجام می پذیرد، در بخش اول مدلسازی ایزوترمال صورت گرفته و پس از آن با استفاده از نتایج این بخش مدلسازی عددی برای مدل هندسی به روش آدیاباتیک صورت می پذیرد. در واقع نتایج بدست آمده از بخش اول (مدل سازی ایزوترمال)، بعنوان مقادیر اولیه بخش دوم (مدل سازی آدیاباتیک)، استفاده می شود. مدل سازی با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام شده و با تغییر در اندازه قطر پیستون، میزان حرارت ورودی، حرارت خروجی و نیز راندمان موتور مقایسه گردیده و در نهایت نتایج بدست آمده با مقادیر منتشر شده، مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: موتور استرلینگ، حل عددی، مدل آدیاباتیک، پیستون توان
  • مهدی رضوانی توکل* صفحات 35-40
    با رشد و بهبود تکنولوژی اطلاعات در طی بیست سال گذشته، واژه "هوشمند" به شکل فزاینده ای در مورد مواد، اشیاء و محیط به کار گرفته شده است. هوشمندی خاصیتی می باشد که در تمام گروه های مواد یافت شده است. در هردسته از مواد مثل کامپوزیت ها، پلیمرها، سرامیک ها و فلزات پیشرفته می توان موادی یافت که با اعمال یک سری فرآیندها، خواص هوشمند پیدا کنند. همچنین مواد هوشمند به آن دسته از مواد گویند که می توانند محیط و شرایط اطراف خود را درک نمایند و نسبت به آن واکنش نشان دهند. هم اکنون کامپوزیت ها و فلزات هوشمند در موارد بسیاری کاربرد دارند و جایگاه خود را در صنعت پیدا کرده اند. در این مقاله به بررسی آلیاژهای حافظه دار و همچنین کارایی این نوع مواد هوشمند در صنعت پرداخته شده است. آلیاژهای حافظه دار که در واکنش به تغییرات دما دچار تغییر شکل ناشی از تبدیل فاز می شوند و یکسری مواد دیگر که از خود قابلیت حسگری و تحریک پذیری نشان می دهند را می توان به عنوان مواد هوشمند نام برد.
    کلیدواژگان: مواد هوشمند، آلیاژهای حافظه دار، بررسی آلیاژهای حافظه دار، کاربردهای آلیاژ حافظه دار
|
  • Hassan Khaleghi * Pages 7-12
    Gallium arsenide is a compound of the elements gallium and arsenic. It is a III-V direct band gap semiconductor with a zinc blende crystal structure. GaAs is used in the manufacture of devices such as microwave frequency integrated circuits, monolithic microwave integrated circuits, infrared light-emitting diodes, laser diodes, solar cells and optical windows. GaAs is often used as a substrate material for the epitaxial growth of other III-V semiconductors including: Indium gallium arsenide, aluminum gallium arsenide and others. From this view point, study of the electronic properties of GaAs single crystals is of prime importance. In this experimental work, electrical conductivity of two kinds of p-type GaAs samples each doped with Cr and Co have been studied in the wide temperature range (100-400) K. Apart from temperature dependency of mobility of charge carriers also different predominant scattering mechanisms occurring in these crystals have been given.
    Keywords: semiconductor, Electrical Conductivity, solar cells
  • Nima Asadi Dehmirahmadi, MohammadJavad Rezvani * Pages 13-18

    The purpose of this article is to determine energy absorbing of empty conical tubes. In these innovated models, there are a handful of rectangular grooves around the inner and outer surface of the tube. In this study, effects of number of grooves and their semi apical angel on Energy Absorption, Specific Energy Absorption (SEA), maximum crush load and Crush Force Efficiency (CFE) are considered. The energy absorbing system can be used in the aerospace industry, shipbuilding, automotive, railway industry and elevators used to absorb impact energy. Finally, appropriate geometric parameters and the best examples of criteria considered with respect to the objectives, are introduced.

    Keywords: Specific energy absorption, semi-apical angel, Crush force efficiency, energy absorbing bumpers, Total energy absorbed, average energy absorbed
  • Abdollah Khalesi Doost *, Mohammad Amin Khani, Ahad Abedini Esfahlani Pages 19-25

    Since more than one‐third of the world's energy consumption is in building part, green buildings and sustainable architecture are new ways to cope with the environment and reduce energy consumption in their buildings. The use of Trombe wall in residential, commercial and official buildings has been reduced energy consumption and solar energy storage with phase change materials will double this effect. This has caused a paradigm shift towards green building design, and ultimately the environment will be less polluting. Therefore, in this study, the effect of natural Convection on performance has been investigated on Trombe wall with phase‐change material by change of size and location of incoming and outgoing air intake dampers. This research has been conducted experimentally and numerically. After construction of Trombe wall with phase‐change material and empirical data collection, physical conditions are simulated in FLUENT software and experimental results have been compared with numerical solutions. The results show resized Trombe wall dampers; have been increased outlet air temperature by 16 percent. The location change of dampers at the horizontal line does not increase the effect of output air temperature. 2 percent difference between the numerical results with experimental data represents the careful work and analysis.

    Keywords: Trombe wall, phase-change material, Fluent software, Solar Energy, Natural convection, PCM
  • Madad Ali Valuyan * Pages 26-29
    In this article we investigate the Casimir energy for massive and massless scalar field on 3- sphere with S^3 topology by Box Subtraction Scheme (BSS). This method spontaneously eliminate divergences that is appeared in the Casimir energy calculation process. Usually, in the BSS to remove divergences from zero point energy expressions, two comparable configurations are designed and then the zero point energies of these two configurations are subtracted from each other. This setup for configurations made us an ability to divide divergences clearly and it would be to show all divergences are removed without resorting to any other techniques such as analytic continuation techniques. In final we compare our results with those reported in the literature, which are obtained from other regularization techniques.
    Keywords: Casimir Energy, Box Subtraction Scheme, Curved Space, Vacuum Polarization, frequency
  • Hadi Kargar Sharifabad *, Syed Bahman Hosseinzadeh Sadati, Nader Rahbar Pages 30-34

    The purpose of this article is to develop a thermodynamic model appropriate to be piston Stirling engine beta-type deformation is to increase efficiency and output power l. For this purpose, thermodynamic modeling is done in two parts, the first part was isothermal modeling and then using the results of numerical modeling to model the geometry of adiabatic method is performed. In fact, the results of the first part (modeling isothermal), as initial values of the second part (modeling adiabatic), is used. Modeling was performed using MATLAB software and by changing the diameter of the piston, the heat input, heat output and engine efficiency. The results obtained were compared with published values, compared.

    Keywords: Stirling engine, Numerical simulation, Adiabatic model, Power Piston
  • Mahdi Rezvani Tavakol * Pages 35-40
    With the growth and improvement in information technology over the past twenty years, the word "smart" increasingly on the materials, objects and the environment have been used. Hashmi the property that materials have been found in all groups. In Hadith of materials such as composites, polymers, ceramics and metals can be advanced that the materials found by a series of processes, intelligent properties found. Smart materials are those materials also say that they can understand their surrounding environment and react to it. Now smart composites and metals are used on many occasions and have found their place in the industry. In this paper, the shape memory alloy as well as the efficiency of this type of smart materials in the industry have been discussed. Shape memory alloys that change shape in response to temperature changes caused by the conversion phase and some other materials that show and irritability sensing capability can be a range of smart materials.
    Keywords: Smart Materials, Shape memory alloys, Study of shape memory alloys, Applications of shape memory allow