نشریه مهندسی مکانیک ایران
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 9، تابستان 1385)

برج های خنک کن خشک در نیروگاه ها متاثر از وزش باد هستند. با توجه به ابعاد بزرگ برج ها، چون اندازه گیری های تجربی مشکل است از روش های شبیه سازی های عددی برای ارزیابی این اثر استفاده می شود. در این مقاله سعی شده تا چگونگی این شبیه سازی و اثرات آنرا نشان داد. به همین منظور ابتدا یک شبکه مناسب برای هندسه پیچیده یک برج خنک کن هلر تولید شده است. سپس به کمک یک نرم افزار تجاری (فلوئنت)، جریان هوا و توزیع دما، در داخل و خارج یک برج خنک کن را که در معرض وزش باد قرار دارد شبیه سازی می کنیم. در این شبیه سازی میزان حرارت مبادله شده بین هوا و تک تک مبدل های حرارتی برج به همراه توزیع دمای آب خروجی از آنها برآورد شده است. بررسی نتایج حاصل، توافق خوبی را با نتایج عددی دیگران و همچنین در مورد دلتاها با نتایج تجربی محدود موجود نشان می دهند. با استفاده از نتایج حاصل از این شبیه سازی، به دلایل اصلی کاهش راندمان برج، در اثر وزش باد می توان پی برد.

در مقاله حاضر تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای مرکب لایه ای با استفاده از روش لایه مجزا ارایه می گردد. بر اساس تئوری لایه مجزای ردی و در نظر گرفتن تغییرات مرتبه اول تا سوم برای تغییر مکان محوری و ثابت فرض کردن تغییر مکان عرضی در ضخامت تیر، میدان تغییر مکان بر حسب تغییر مکانهای تعمیم یافته عرضی بیان می گردد. ماتریس ها تعمیم یافته جرم و سختی برای مقطع تیر بدست می آیند. با استفاده از روش اجزا محدود و در نظر گرفتن توابع شکل لاگرانژی مرتبه اول تا سوم و هرمیتی مرتبه سوم برای تغییر مکانهای محوری تعمیم یافته و تغییر مکان عرضی، مدل ریاضی مساله تهیه می گردد. با استفاده از روش تکراری زیر فضا، فرکانسها و شکلهای ارتعاشی پایه به دست می آیند. نتایج به دست آمده با نتایج موجود در مراجع مقایسه شده است. نتایج جدیدی نیز برای تیرهای کامپوزیت ضخیم ارایه گردیده است.

ستون های جذب گاز که با استفاده از فیلم مایع کار می کنند امروزه دارای نقش مهمی در صنایع می باشند. در این مقاله مطالعه عددی جهت حل معدلات انتقال مومنتم و جرم برای فیلم مایع از سیستم جریان فیلم مایع و گاز که در داخل لوله به شکل جریان حلقوی در حرکتند صورت پذیرفته است. در این سیستم جریان فیلم مایع به صورت مغشوش و موجی می باشد. جهت بررسی اغتشاشات فیلم مایع از مدل k-? استاندارد و همچنین جهت بررسی امواج در فیلم مایع از تاثیرات ضریب اصطکاک برای سطوح موجی که توسط هنرتی و هنستوک ارایه شده؛ استفاده گردیده است. مقایسه نتایج به دست آمده از مطالعه عددی انجام شده با نتایج تجربی ارایه شده برای جذب گاز CO2 در آب نیز صورت گرفته است.

تحلیل عددی فرآیندهای احتراق و انتقال حرارت درون محیط متخلخل و مقایسه نتایج حاصله با نتایج تحلیل شعله آزاد پیش آمیخته موضوع این تحقیق است. برای این منظور از کد PREMIX جهت تحلیل عددی شعله پیش آمیخته آرام استفاده شده است و با تغییراتی در این کد از آن برای مدلسازی مشعل متخلخل استفاده شده است. مکانیزم احتراق کامل GRI3.0 برای احتراق مخلوط متان و هوا با نسبت اختلاط استوکیومتریک به کار گرفته شده است. دمای یک نقطه در طول محور ثابت در نظر گرفته شده است و سرعت سوختن هر دو نوع شعله بر مبنای آن محاسبه گردیده است. سرعت سوختن در مشعل متخلخل حدود 101 سانتیمتر بر ثانیه در مقایسه با سرعت سوختن حدود 37 cm/s شعله آزاد در حرکت استوکیومتریک بدست آمده است. نتایج بدست آمده از کسر مولی آلاینده CO که تطابق خوبی نیز با نتایج تجربی نشان می دهد، و همچنین آلاینده NO که به دلیل برخی محدودیت ها در مدلسازی عددی تفاوتی با نتایج تجربی دارد، به ترتیب برابر %1 و 266 ppm در مشعل متخلخل بدست آمده اند. در خصوص شعله آرام با همان شرط مرزی و مکانیزم احتراقی یکسان، کسر مولی CO برابر %0.8، و کسر مولی 213 ppm NOبدست آمده است. همچنین توان حرارتی شعله مشعل متخلخل برابر 3143 kw/m2 و در شعله آزاد 1153 kw/m2 محاسبه گردیده است.

در این مقاله، شبیه سازی و مطالعه تجربی حرکت یک خودروی خودگردان سه چرخه برای پیروی مسیر بر اساس مدل دینامیکی خودرو ارایه می گردد. خودروی مورد آزمایش با یک چرخ جلو (فرمان گیر و محرک) و دو چرخ عقب، بهمراه یک کامپیوتر، دو موتور DC، یک ترانسفورماتور و دو حسگر زاویه (encoder) برای بازخوانی زاویه فرمان و سرعت زاویه ای چرخ جلو مثال بسیار خوبی برای یک خودروی خودگردان می باشد. برای کنترل خودرو از روش شناخته شده ولی کمتر مورد استفاده قرار گرفته پسخور خطی ساز تطبیقی استفاده شده است. مزیت این روش در اینست که در صوزت عدم تخمین درست پارامترهای سینماتیکی، دینامیکی و الکتریکی سیستم و بدلیل تخمین بهنگام (on-line) پارامترهای سیستم، عملکرد کنترل همچنان در حد مطلوب می تواند باقی بماند. در انتها نتایج شبیه سازی کنترل مدل دینامیکی خودرو با استفاده از روش پسخور خطی - ساز تطبیقی بهمراه نتایج تجربی آمده اند. نزدیکی نتایج بدست آمده نشان می دهد که تخمین پارامترهای سیستم که در شبیه سازی به صورت off-line و در مطالعه تجربی بصورت on-line انجام می شوند بگونه ای است که خطای پیروی مسیر در حد محدودی باقی مانده است.