فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هوایی
سال دهم شماره 1 (بهار 1387)

  • تاریخ انتشار: 1387/04/04
  • تعداد عناوین: 8
|
  • اندازه گیری زمان احتراق ابر ذرات میکرونی آلومینیوم
    مهدی بیدآبادی، محمد صدیقی، حمیدرضا گرکانی نژاد صفحه 1
    در این تحقیق، روشی تجربی برای محاسبه و مشخص کردن زمان احتراق ابر ذرات 18 میکرونی آلومینیوم (به کمک روش بستر سیالی شده) صورت پذیرفته است. آزمایشها با ذرات 18 میکرونی آلومینیوم و برای غلظتی در محدوده 95 تا ((gr/m3 650، نسبت تعادلی در بازه (1/2>φ>3/0) و با مخلوط گازی (25% اکسیژن و 75% نیتروژن) صورت گرفته است. ملاحظه گردید، زمان احتراق با افزایش غلظت، کاهش یافته و در محدوده غنی (1<φ) تقریبا مستقل از غلظت ذرات بوده اما در ناحیه رقیق به شدت وابسته به غلظت ذرات می باشد. همچنین با استفاده از نتایج آزمایشهای قبلی همین گروه تحقیقاتی اثر تغییر درصد اکسیژن در مخلوط گازی و اثر تغییر قطر مورد بررسی قرار گرفته و مشخص شد زمان احتراق با قطر ذره نسبت مستقیم داشته و یا به عبارت بهتر با افزایش قطر ذره زمان احتراق افزایش می یابد. همچنین ملاحظه گردید که افزایش درصد اکسیژن در گاز بستر کاهش زمان احتراق را در پی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: احتراق ابر ذرات، زمان احتراق، احتراق آلومینیوم، ضخامت شعله
  • بهینه سازی چند موضوعی پوسته های استوانه ای با تقویت کننده های محیطی و طولی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک
    مرتضی باقری صفحه 9
    در این مقاله روش الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی چند موضوعی پوسته های استوانه ای تقویت شده با تقویت کننده های محیطی (رینگ) و طولی (استرینگر) (به کار گرفته شد) و مقادیر حداکثر بارهای کمانش شعاعی و محوری به عنوان تابع هدف در نظر گرفته می شود. در حل تحلیلی از روش ریتز استفاده و اثر تقویت کننده ها به صورت المان های مجزا در نظر گرفته می شود. برای نشان دادن اثر بهینه سازی، چند مثال برای پوسته تقویت شده با شرایط مرزی تکیه گاه ساده حل شده است. اثر ضرایب وزنی تابع هدف و مرز مقادیر حداقل و حداکثر متغیر های طراحی بر حل بهینه بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهند که بهینه سازی بشدت تحت تاثیر مقادیر ضرایب وزنی تابع هدف می باشد. همچنین با انتخاب مناسب پارامترهای هندسی تقویت کننده ها و چگونگی توزیع آنها در طول پوسته افزایش قابل توجهی در بار کمانش شعاعی و محوری می توان دست یافت.
    کلیدواژگان: پوسته استوانه ای تقویت شده، کمانش، فرکانس طبیعی، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک
  • جوشکاری و لحیم کاری سخت خطوط لوله فشار قوی
    حسین فرقدانی، پرونین ن.س صفحه 19
    در این تحقیق به جوشکاری و لحیم کاری سخت مجموعه ای فولادی که در فشار هیدرولیک 218 اتمسفر کار می کند پرداخته شده است. اتصالات این مجموعه به کمک پروسه جوشکاری تیگ انجام می شد. به علت مشکلاتی که این روش داشت تصمیم گرفته شد این پروسه با لحیم کاری سخت جایگزین گردد. در روش لحیم کاری سخت پارامترهای زیادی در کیفیت اتصال تاثیر دارند که از جمله آنها به سیکل حرارتی و روانساز مناسب می توان اشاره کرد. با توجه به آزمایشهای انجام شده دمای oC780 برای لحیم کاری انتخاب گردید. سیکل های حرارتی مناسب به دست آمده جهت این فرآیند شامل موارد زیر می باشد: 1- گرم کردن کوره تا دمای oC780، قرار دادن مجموعه در کوره به مدت 30 دقیقه در دمای oC780، خاموش کردن کوره و بعد از خاموش کردن کوره مجموعه همراه کوره خنک می شود. 2- قرار دادن مجموعه داخل کوره، گرم شدن همزمان آن با کوره تا دمای oC780، خاموش کردن کوره و بعد از خاموش کردن کوره مجموعه همراه کوره خنک می شود. در سیکلهای حرارتی از روانساز های متعددی استفاده شده و تاثیر آنها نیز بر کیفیت اتصالات بررسی گردیده است.
    کلیدواژگان: لحیم کاری سخت، فلز واسطه پایه نقره، روانساز، سیکل حرارتی
  • بررسی مودهای آکوستیکی در محفظه های احتراق ناپایدار
    نوذر اکبری، ناصر سراج مهدیزاده، رضا ابراهیمی، رضا پاکتچیان صفحه 29
    نظریه احتراق پیش مخلوط با نسبت سوخت به هوای کم در توربینهای گازی طی سالهای اخیر به عنوان روشی برای دستیابی به استانداردهای زیست محیطی درباره پخش NOx بطور گسترده پذیرفته شده است. با این حال سیستمهای پیش مخلوط با نسبت سوخت به هوای کم برای تحریک ناپایداری احتراق بسیارمستعد هستند. مکانیزمهای ناپایداری احتراق بطورگسترده در گذشته مخصوصا در راکتها، مشعلهای صنعتی، محفظه های احتراق موتورهای رم جت (موتورهای جت بدون کمپرسور) و محفظه های احتراقی پالسی مورد بررسی واقع شده اند. اما در رابطه با توربینهای گازی مدرن کارهای بخصوصی انجام داده نشده است. لذا در این مقاله سعی بر این است که مودهای نوسانات آکوستیکی در هنگام ناپایداری احتراق را بصورت تجربی در اینگونه موتورها، مورد بررسی قرار داده و با مقادیر تئوری بدست آورده شده، مقایسه کند. برای این منظور در ابتدا یک محفظه احتراق پیش مخلوط جهت مصرف آزمایشگاهی، طراحی و ساخته شد و سپس آزمایشهای مورد نظر با این محفظه احتراق انجام گرفت. آزمایشهای انجام گرفته شده، ابتدا شامل انجام بررسی آماری عملکرد محفظه احتراق در شرایط پایدار و ناپایدار و مقایسه دو حالت عملکردی در این سیستم احتراقی می باشد. سپس نتایج بدست آمده از آزمایشهای تجربی در رابطه با فرکانس مودهای نوسانی با مقادیر تئوری بدست آورده شده، مورد مقایسه قرار گرفته که نتایج بدست آمده رضایت بخش بوده است.
    کلیدواژگان: ناپایداری احتراق، موتورهای توربین گازی، محفظه های پیش مخلوط، ترمو آکوستیک
  • بررسی عدم قطعیت در مطالعه تجربی کاهش پسای اصطکاکی توسط گرمایش سطح در لایه مرزی توربولانس
    رضا خاکی، مسعود برومند صفحه 37
    کاهش پسای اصطکاکی در اجسام تقارن محوری با استفاده از گرمایش سطح در محدوده توربولانس بصورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت تست تونل باد، مدلی با تقارن محوری به شکل تقریبی بدنه هواپیما به طول 5/0 متر و ضریب لاغری ساخته شده که ابتدائی و انتهائی آن از یک منحنی بیضی شکل و مابقی از سطح صاف تشکیل شده است. با استفاده از آزمایش تونل باد و با تغییر در دمای بخشهای مختلف می توان سطح بهینه گرمایش را بدست آورد. به منظور تعیین سطح بهینه گرمایش، بخش میانی و صاف مدل به پنج قسمت مساوی تقسیم شده و اثر تغییر دما در سه بخش ابتدائی و همچنین، تغییر تعداد سطوح گرم شونده، بررسی شده است. همچنین در صورت ثابت بودن میزان انتقال حرارت و با تغییر دما در سطوح مختلف، سطح گرمایش بهینه در داخل لایه مرزی توربولانس تعیین شده است. برای حصول اطمینان به جواب های آزمایش از روش بررسی عدم قطعیت آزمایش استفاده شده است. از آزمایشهای انجام شده می توان نتیجه گرفت، در حالتی که سطح نزدیکتر به دماغه که 11 درصد از سطح کل مدل را تشکیل می دهد، تا دمای oC100 گرم شده، نیروی پسای حاصل از تست تجربی در اعداد رینولدز 6+E84/0 و 6+E014/1 به ترتیب 24 و 13 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: کاهش پسا، پسای اصطکاکی، گرمایش لایه مرزی، تست تونل باد، آنالیز عدم قطعیت
  • محاسبه برخی ضرایب آیرودینامیکی گلوله توپ از طریق حل جریان چرخشی، مغشوش و نامتقارن گذرنده از روی آن
    مهدی بیدآبادی، مجید حسنی صفحه 51
    محاسبه برخی مشخصه های ایرودینامیکی از جمله ضریب درگ، ماگنوس و ضریب ممان پیچینگ برای هندسه گلوله M-107 از خانواده گلوله های 155 میلیمتری با حداکثر مقدار چرخش870 رادیان بر ثانیه، در گستره عدد ماخی بین 8/0 و 7/1 در شرایط جریان چرخشی، مغشوش و کاملا سه بعدی با به کارگیری نرم افزار فلوئنت هدف عمده و اصلی این مقاله است. به منظور استفاده از مقادیر تجربی موجود در جهت اعتباربخشی به نتایج حل عددی روی مدل اصلی، ضرایب فوق الذکر روی چند مدل آزمایشی متناسب با شرایط مختلف مساله مورد محاسبه قرار گرفته و نتایج حاصله با تست های تونل باد مقایسه شده است. اثر وجود شکاف ناشی از مکانیزم انفصال طراحی شده روی گلوله منفصله بر روی ویژگی های ایرودینامیکی و مقادیر ضرایب ذکرشده بالا در ادامه مورد بررسی قرار گرفته و نتایج برای هندسه شکاف دار با حالت عدم وجود شکاف مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: درگ، ماگنوس، ممان پیچینگ
  • محدودیتهای شبکه عصبی جهت کاربرد در به روز رسانی
    صفحه 65
    اگرچه امتیاز اساسی در استفاده از شبکه عصبی برای به روز رسانی مدل اجزاء محدود به رفع شکل تطابق مدها و پایداری در برابر نویز باز می گردد، ولی بایستی به این پرسش پاسخ داده شود که استفاده از آن با داشتن تنها امتیاز یاد شده ارزشمند است یا خیر؟ مهمترین مشکل در استفاده از این ابزار حرف زمان محاسباتی زیاد می باشد که این زمان شامل تولید الگوهای آموزشی و آموزش شبکه عصبی است. در این مقاله توانایی شبکه عصبی برای به روز رسانی از طریق انجام آزمایش مودال مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده استفاده از این روش تنها برای مدل هایی با تعداد پارامتر های کم به روز رسانی نظیر مسائل کلاسیک و شناسایی خواص اتصال مناسب است.
    کلیدواژگان: به روز رسانی، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک، آنالیز مولفه های اصلی
  • تخمین یک ضریب مجهول در یک مساله معکوس
    صفحه 79
    در این مقاله کاربرد روش مزدوج گرادیان در حل مساله الحاقی مربوط به تخمین یک ضریب مجهول در یک مساله مقدار مرزی مرتبه دوم مورد بحث قرار می گیرد. در روش مورد بحث نیازی به داشتن شکل تابع مجهول نیست. درستی جواب مساله معکوس به طریق داده های دقیق و نادقیق مشابه مورد تحلیل و آزمایش قرار می گیرد. روش عددی بحث شده در این مقاله برای به دست آوردن یک ضریب مجهول در دو مثال به کار برده می شود و درستی روش تایید می شود.
    کلیدواژگان: مساله معکوس، روش مزدوج گرادیان، معادله الحاقی، مساله مقدار مرزی
|
  • Combustion Time in Aluminum Dust Clouds
    Page 1
    An experimental investigation has been conducted to determine combustion time of 18 microns aluminum particles-laden aerosols using fluidized bed apparatus. The aerosol compositions consisted of 18-micron aluminums particle with (25%O2 & 75% N2) in various dust concentration. The dust concentration، c، was varied from 95 to 650 g/m3 (0. 3<φ<2. 1). Measured combustion times of Al particles / gas mixture were found to be independent of dust concentration in fuel rich zone (1<φ) with a small decreasing. Increasing of dust concentration in lean zone causes decreasing combustion time. Combustion time decreases in comparison of combustion with air. Combustion time was found with t = δ/Sb equation. Where δ: flame thickness and Sb: burning velocity. Flame thickness was found from quenching distance and burning velocity was found from flame velocity.
  • Multi Objective Optimization of Orthogonal Stiffened Cylindrical Shells Using Genetic Algorithm
    Page 9
    The genetic algorithm (GA) method is applied for multi-objective optimization of orthogonally stiffened cylindrical shells for maximizing the axial and radial general buckling loads. The real coding scheme is used for representing solution string. In analytical solution، Ritz method is applied and stiffeners are treated as discrete elements. Some examples of simply supported cylindrical shell are given to demonstrate the optimality of the solution. The effects of objectives weighting coefficients and bounding values of design variables on optimum solution are considered. Results show that optimal solution can vary with weighting coefficients، significantly. Also، significant axial and radial buckling loads increments can be achieved by selecting suitable stiffeners parameters and their distributions.
  • Welding and Brazing of High Pressure Pipelines
    Page 19
    Brazing is an ancient art. This paper is about of brazing of a high pressure pipeline that is working in 218 Atm hydraulic pressures. Ideal brazing process depends on proper selection of many important parameters such as type of filler metal، type of atmosphere (flux)، thermal cycle، type of heating process and …. Using a proper flux and thermal cycle to promote the brazing process is researched in this paper. Proper brazing temperature that was selected is 780ºC and proper thermal cycles that were used are 1- warming the furnace to 780ºC and putting the component in it for 30 Min and shut down the furnace. The component be cooled with furnace. 2- putting the component in furnace and turn it on. The component be warmed with furnace to 780ºC and shut down the furnace. The component be cooled with furnace. Three type of fluxes that can be used accordance with standards. And effect of them were investigated in brazing processes.
  • Investigation of Acoustical Mode in Instable Combustor
    Page 29
    Premixed combustion is widely used for simulation of combustion chambers of gas turbines، utilized for low NOx emission applications. However، this category of gas turbines is susceptible to combustion instability. Combustion instability has already been studied for industrial burners، ram jets، and pulse jets. But، in regard to modern gas turbines، there are limited works، which are performed recently. Therefore، the maim aim of this investigation is focused on Thermo-acoustic instability modes in gas turbine combustion chambers. Both analytical and experimental methods are applied for this study. For this purpose، an experimental combustion chamber is design and fabricated and various experiments are planned and performed in order to achieve the behavior of combustion chamber during stable and unstable conditions. Moreover، analytical method is applied، and a computer code is written and elaborated for this purpose. Instability frequencies are derived experimentally and analytically and the results are compared with each other. Accordingly، good agreements are observed between the results. In addition histograms، spectral diagrams and wave forms of thermo-acoustic code instability is achieved experimentally.
  • Uncertainty Analysis in Experimental Investigation of Drag Reduction by Heating the Surface under a Turbulent Boundary Layer
    Page 37
    A new technique to reduce the drag of either a new or existing aircraft configuration is investigated. Heating the surface under a turbulent boundary layer reduces the turbulent skin friction. Friction drag reduction in axisymmetric bodies is investigated experimentally، applying heat to the surface in the turbulent boundary layer. For wind tunnel test، an axisymmetric model، like an airplane body، with a length of 0. 5 m and taper ratio of 10 is manufactured for which، quarter length of its tip and end has elliptical form and the rest is flat. By wind tunnel testing، and heating various segments of a model to some specified temperatures; it will be possible to define an optimized area for drag reduction due to some specific heat supply. Therefore optimization of the heating area is performed by dividing the flat section of the model to five equal segments. The effects of temperature variation in the three first segments and changing the number of heated segments are investigated. for analyse the experimental results uncertainty analysis is performed. Experimental results show that heating 11% of the body surface in first segment to at Reynolds number of 0. 84E+6 and 1. 01E+6، causes 24 and 13 percent reduction in drag force، respectively.
  • Calculation of Shell Aerodynamic Coefficients with Rotational, Turbulent and Unsymmetrical Flow Solving
    Page 51
    A number of aerodynamic characteristics such as the drag، magnus and pitching moment coefficients for the configuration of a 155 projectile (M-107 with maximum rotation rate of 870 radiant per second) is calculated by solving rotational، turbulent and full 3D flow in this paper. Calculation of above-mentioned coefficients is performed on several test cases according to different conditions of the main problem. Aerodynamic effect of a gap that is a consequent of designed disjoining mechanisms on the coefficient values for the disjoined projectile is also brought under consideration.
  • Neural Network Limitations on the Model Updating Application
    S. Astaraki, A. Nouri Page 65
    The primary benefits from finite element model updating with neural networks are to avoid the common problem of coordinate incompleteness and robustness in the presence of noise. If, however, this is the only benefit, then it would be questionable whether or not the use of neural network for model updating would be worth the effort. For model updating application, the actual cost of the neural network is time. This requires the time for creating the training pairs and the training of the neural network. In this study, the ability of neural network for model updating is determined by two experimental modal testing. As a result of present paper, neural network is only suitable for models with small number of updated parameters such as classical model or joint identification problems.
  • Approximation of an Unknown Coefficient in an Inverse Problem
    G. R. Karamali, M. Garshasbi Page 79
    This paper deals with the use of conjugate gradient method in conjunction with an adjoint problem formulation for the approximation of an unknown coefficient in a boundary value problem (BVP) of second-order. In the present approach, there is not required a priori assumption regarding the functional form of the unknown. The accuracy of the inverse analysis is examined by exact and inexact simulated data. The numerical results show that a good approximation on unknown coefficient can be obtained for two test problem considered in this paper.