فهرست مطالب

مهندسی مکانیک مدرس - سال دوازدهم شماره 1 (بهار 1391)

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال دوازدهم شماره 1 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/02/25
  • تعداد عناوین: 12
|
  • امین حدیدی، محمدرضا انصاری * صفحه 1

    در مقاله حاضر، رفتار یک حباب در سیال لزج دی الکتریک تحت اثر میدان مغناطیسی یکنواخت در جریان دوفازی با استفاده از روش Level Set به صورت دوبعدی مدل سازی شده است. جریان دوفازی حبابی آرام و همگن فرض شده و تغییرشکل حباب بر اثر نیروی غوطه وری و نیز نیروی مغناطیسی ناشی از میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برای حل مساله یک کد کامپیوتری نوشته شده که شامل بخش های حل میدان جریان، مرز مشترک دوفاز و میدان مغناطیسی می باشد. در این تحقیق، شبیه سازی عددی میدان جریان دوفازی و حل میدان سرعت از طریق روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم SIMPLEصورت گرفته است. استفاده از این الگوریتم امکان محاسبه پارامتر مهم فشار را میسر می سازد که در تحقیقات قبلی به دلیل پیچیدگی جریان دوفازی حذف شده است. برای حل معادله ی میدان مغناطیسی نیز از روش تفاضل محدود استفاده شده است. تعقیب سطح مشترک بین دو فاز در هر لحظه نیز با استفاده از الگوریتم Level Set صورت می گیرد. نتایج تحقیق حاضر با داده های تجربی و نتایج عددی محققین قبلی توافق خوبی دارد. نتایج نشان می دهد که میدان مغناطیسی می تواند شکل، اندازه، سرعت و محل تشکیل حباب را تحت تاثیر قرار داده و کنترل کند.

    کلیدواژگان: میدان مغناطیسی یکنواخت، حباب، جریان دوفازی، تراوایی مغناطیسی، سیالات دی الکتریک
  • محمدحسین پل، غلامحسین لیاقت، فرشید حاجی عراز صفحه 11
    در این مقاله، تاثیر نانورس Closite 30B بر روی رفتار بالستیکی و خواص مکانیکی کامپوزیتهای لایه ای الیاف شیشه/اپوکسی با بافت دوبعدی بطور تجربی مورد بررسی قرار می گیرند. نانوکامپوزیتها دارای 12 لایه الیاف شیشه با بافت دوبعدی با دانسیته gr/m2 200 و با کسر حجمی الیاف 60% بوده و با روش VRTM ساخته شده است. سیستم رزین نیز از یک دیکلیسیدیل اتربیسفنول نوع A (DGEBA) با نام تجاری ایپون 828 به عنوان پایه اپوکسی و یک پلیاکسیپروپیلن دیامین با وزن مولکولی gr/mol 400 با نام تجاری جف امین دی 400 به عنوان سفت کننده ساخته شده است. نانورس Closite 30B درون سیستم اپوکسی با درصد وزنی نسبت به مجموعه رزین (اپوکسی- نانورس) 0%، 1%، 2%، 3%، 5% و 7% پخش می گردد. علاوه بر آزمایشات بالستیکی بر روی نمونه های آزمایش کشش نیز انجام شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که در سرعتهای نزدیک حد بالستیک، بیشترین افزایش در مقدار جذب انرژی به مقدار 5/4% مربوط به افزودن wt% 5 می باشد.در حالی که با افزایش سرعت برخورد، جهت افزایش توانایی جذب انرژی ممکن است احتیاج به درصدهای وزنی بالاتری از نانورس در حدود wt% 7 می باشد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیتهای پلیمری، خواص بالستیکی، خواص مکانیکی، نانورس
  • محسن نظری، علیرضا صالحی، مجتبی خاکسار صفحه 21
    در این پژوهش، ابتدا مرور کاملی از نحوه مدلسازی و محاسبه ضریب نفوذپذیری در مواد متخلخل ارائه شده و سپس ضریب نفوذپذیری یک ماده متخلخل با هندسه مربعی به صورت تحلیلی و عددی محاسبه شده است. هندسه انتخابی جهت مدل سازی محیط متخلخل، دارای مقطع مربعی است که محور الیاف های آنها، به صورت عمودی نسبت به جریان قرار گرفته اند. جهت مدل سازی محیط، ازمفهوم سلول واحد استفاده شده و با ایجاد آن و تکرار این الگو در راستای جریان، محیط مورد بحث حاصل شده است. معادلات حاکم بر جریان، پس از ساده سازی های مناسب، به صورت تحلیلی حل شده است و تابع صریحی برای ضریب نفوذپذیری محیط، بر حسب نسبت تخلخل، بدست آمده است. به علت نبود داده های آزمایشگاهی، مسئله نفوذپذیری به صورت عددی نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین با استفاده از آنالیز مقیاس نتایج حاصل از حل عددی، از دو طریق مورد بحث قرار گرفته است. بررسی های صورت گرفته گویای انطباق مناسب نتایج، به خصوص در میزان تخلخل های بالا می باشد.
    کلیدواژگان: نفوذ پذیری، نسبت تخلخل، آنالیز مقیاسی، حل تحلیلی، حل عددی
  • مسعود نیکنام، حسین احمدی دانش آشتیانی، امین حججی نجف آبادی، امید نعمت الهی صفحه 33
    در مراحل اولیه پروژه های طراحی از پایه شبکه مبدل های گرمایی، تخمین قیمت مبدل های گرمایی جهت طراحی بهینه شبکه با استفاده از فناوری پینچ بسیار حائز اهمیت است. همچنین پیش بینی قیمت خالص یک مبدل گرمایی با استفاده از روابط برآورد هزینه، امری کارآمد و مفید است. در این پژوهش، روابط برآورد قیمت خالص مبدل های گرمایی و شبکه مبدل های گرمایی برای مبدل های گرمایی لوله و پوسته و مبدل های گرمایی قاب و صفحه به دست آمده است. این روابط به صورت تابعی از سطح انتقال حرارت و با استفاده از قیمت های موجود در بازارایران ارایه شده است. روابط پیشنهادی برای مبدل های گرمایی لوله و پوسته در محدوده بیشینه فشار کارکرد بین 2/1 تا 41بار ودر دو جنس مختلف کربن استیل و استیل ضد زنگ316می باشد. همچنین روابط مبدل های گرمایی قاب و صفحه نیز در دو ناحیه جریان سرد ورودی کمتر از 30 متر مکعب و بین 30 تا 50 متر مکعب با جنس استیل ضد زنگ 316به دست آمده است. همچنین میزان خطای روابط پیشنهادی نیز بررسی شده است.
    کلیدواژگان: روابط برآورد قیمت، فناوری پینچ، مبدل های گرمایی لوله و پوسته، مبدل های گرمایی قاب و صفحه
  • محمدرضا انصاری، عبدالحسین دارمی زاده صفحه 41
    در این پژوهش، برای نخستین مرتبه روش حل عددی گودونوف و حلگر ریمان HLLC برای مدل دو سیالی پنج معادله ای هیپربولیک توسعه داده و بدین منظور کدنویسی به صورت دوبعدی انجام شد. تا کنون در تحقیقات به عمل آمده دو مشکل عمده شامل رفتار غیر یکنوا سرعت صوت مخلوط دوفازی در فصل مشترک و دوم عدم توانایی گذر موج ضربه ای از فصل مشترک برای این مدل ذکر شده است. در این پژوهش با انتخاب سرعت صوت مناسب برای مخلوط دوفازی و گسسته سازی مناسب جمله ناپایستار این دو مشکل مرتفع شد. سپس اثرات متقابل برخورد موج ضربه ای با یک قطره و همچنین با دو قطره با قطرهای مختلف شبیه سازی و مطالعه شد. در اثر اصابت موج ضربه ای با ماخ های 47/1 و 6 به قطره فصل مشترک پیچیده ای ایجاد شده و نواحی پر فشار و همچنین کم فشار کاویتاسیون پدیدار می شوند. نتایج حاصله با نتایج تجربی در دسترس و کارهای مشابه دیگران که با روش ها و مدلهای دیگر عددی انجام شده اند همخوانی خوبی دارد. نتایج بدست آمده بیانگر دقت بالای کد عددی در تسخیر ناپایداری ها و فصل مشترک دو فاز و گذر موج ضربه ای از آن است.
    کلیدواژگان: جریانهای دوفازی، تراکم پذیر، موج شاک، قطره، روش عددی گودونوف، فصل مشترک
  • علی طاهری فر، حسن سالاریه، آریا الستی صفحه 50
    در این مقاله طراحی مسیر سینماتیکی نوع خاصی از بازوهای ابر افزونه بررسی شده است. در این بازو با کاهش تعداد عملگرهای کابلی و اضافه کردن سیستم قفل در هر لینک، وزن و تعداد عملگرهای آن تا حد زیادی کاهش پیدا کرده است. در این پژوهش از روش بهینه سازی تکاملی پرواز پرندگان در طراحی مسیر استفاده شده است و تمامی قیود سینماتیکی نظیر محدوده حرکتی مفاصل و قیود مربوط به سیستم قفل بازو در نظر گرفته شده اند. در بخش اول، جهت کاهش ارتعاشات و مصرف انرژی و افزایش دقت حرکت، مسیر با مشخصه کمترین تعداد سوئیچ، به روش بهینه سازی یافت شده است. برای صحه گذاری بر نتایج بدست آمده چند آزمایش مختلف طراحی و بررسی شده است و براساس آن عملکرد مناسب روش پیشنهاد شده نشان داده شده است. دربخش دوم، طراحی مسیر با هدف کمینه نمودن زمان بر اساس تئوری بنگ-بنگ ارائه شده است. در این بخش سینماتیک معکوس بازو در نقطه هدف به گونه ای حل شده است که مجموع تغییر طول پایه های لینک ها حداقل شوند. در این قسمت نتایج بدست آمده از روش پرواز پرندگان با نتایج روش شبیه سازی انجماد طبیعی مقایسه شده است تا صحت پاسخ های حاصل شده تائید و عملکرد صحیح آن روشن گردد.
    کلیدواژگان: طراحی مسیر، بهینه سازی، بازوهای افزونه، الگوریتم پرواز پرندگان
  • موسی رضایی، وحید عرب ملکی صفحه 66
    در مقاله حاضر تاثیر ترک بر رفتار ارتعاشی و سرعت بحرانی سیال در لوله های جدار ضخیم ترک دار مورد بررسی قرار گرفته است. ترک در لوله به صورت کاهش سفتی موضعی مدل شده است که دو قسمت سالم را در محل ترک به یکدیگر متصل می سازد. روش انرژی پاریس در محاسبه انعطاف پذیری باریکه ترک دار برای محاسبه انعطاف پذیری موضعی در لوله ترک دار تعمیم داده شده است. ضمن صحه سنجی مدل ارائه شده با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن، از مدل مزبور در تحلیل ارتعاشی لوله جدار ضخیم ترک دار حامل سیال استفاده شده است. برای حل معادله حاکم بر سیستم، روش تحلیلی جدیدی ارائه و با اعمال شرایط مرزی و بین مرزی، معادله فرکانسی استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که جریان سیال باعث افت فرکانس های طبیعی لوله ترک دار حامل سیال می شود و در سرعت بحرانی سیال، فرکانس طبیعی اول برابر صفر شده و سیستم ناپایدار می شود. همچنین وجود ترک باعث کاهش سرعت بحرانی و فرکانس های طبیعی لوله ترک دار می شود. صحت مدل ارائه شده با استفاده از نتایج تجربی موجود در ادبیات فن به اثبات رسیده است.
    کلیدواژگان: آنالیز ارتعاشی، لوله ترک دار، جریان سیال، سرعت بحرانی
  • سوران حسنی فرد، میر محمد اتفاق صفحه 77
    در این مقاله، عمر خستگی اتصالات جوش مقاومتی نقطه ای از نوع کششی-برشی که در آنها از چهار عدد نقطه جوش با آرایش های مختلف استفاده شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، سه نوع اتصال طولی (چهار عدد نقطه جوش در یک ردیف در راستای خط بارگذاری اتصال)، عرضی (چهار عدد نقطه جوش در یک ردیف عمود بر راستای خط بارگذاری) و لوزی شکل (چهار عدد نقطه جوش به صورت لوزی و متقارن نسبت به خط بارگذاری) انتخاب شدند. تخمین عمر خستگی اتصالات نقطه جوش با استفاده از منحنی تنش-عمر نمونه های هموار مربوط به جنس مورد نظر و مقادیر کاهش مقاومت خستگی انجام شد. نتایج بدست آمده از تحلیل عددی با داده های آزمون تجربی خستگی مقایسه شده و تطابق خوبی حاصل گردیده است. همچنین تست آنالیز مودال قبل و بعد از اعمال بارگذاری سیکلیک روی اتصالات مورد نظر انجام گرفته و مقادیر درصد کاهش فرکانس طبیعی به منظور تحقیق در مورد عمر خستگی و زمان شکل گیری ترک خستگی در اتصالات مورد نظر، بدست آمده است.
    کلیدواژگان: جوش مقاومتی نقطه ای، عمر خستگی، آنالیز مودال، روش عمر، کرنش
  • فرزانه ویسی، ابراهیم حاجی دولو صفحه 85
    مدل سازی اجزا سیکل تبرید تراکمی بخار با استفاده از منحنی های مشخصه آن ها در حالت پایدار ارائه شده و سپس شبیه سازی کل سیکل انجام شده است. با استفاده از شبیه سازی، پیش بینی مشخصه های سیستم مانند نرخ دفع حرارت در کندانسور، کار کمپرسور، اثر تبرید و ضریب عملکرد در شرایط محیطی متفاوت انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی بدست آمده از بررسی آزمایشگاهی یک دستگاه کولر گازی دو تکه مقایسه شده و مشخص گردید که مدل ارائه شده می تواند با دقت خوبی عملکرد سیستم را پیش بینی نماید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش یک درجه دمای محیط ضریب عملکرد سیکل 3.5% کاهش می یابد و با افزایش 10% رطوبت نسبی محیط ضریب عملکرد به طور متوسط 6.5% افزایش می یابد. افزایش 10% در دبی حجمی هوای عبوری از روی کندانسور، سبب افزایش 3.2% در ضریب عملکرد سیکل می شود. همچنین تاثیر افزایش سطح کندانسور بر میزان حرارت دفع شده در کندانسور بررسی گردید و مشخص شد با افزایش سطح کندانسور تا حد معینی، دفع حرارت از آن محسوس بوده اما با افزایش بیشتر آن، تغییر چندانی در افزایش حرارت دفع شده در کندانسور مشاهده نمی شود.
    کلیدواژگان: سیکل تبرید تراکمی، مدل سازی، شبیه سازی، کولر گازی دو تکه، ضریب عملکرد
  • مجید محمدی مقدم، محمدرضا ارباب تفتی، شهرام شهریاری، سیدعلی اصغر حسینی صفحه 98
    هدف از این مقاله کالیبراسیون یک ربات پنج درجه آزادیMitsubishi با استفاده از روش حلقه بسته می باشد. در این روش اطلاعات زوایای ربات برای کالیبراسیون استفاده خواهد شد. در روش حلقه بسته بایستی بتوان با محدود نمودن کارگیر ربات در نقطه مشخصی مفاصل آنرا به حرکت در آورد، اما با توجه به اینکه ربات درجات آزادی محدودی دارد نمی توان کارگیر آنرا مستقیما به زمین وصل کرد تا حلقه بسته ای تشکیل شود و زوایای آن آزادانه بحرکت درآیند. به همین علت از میله ای که دارای دو مفصل کروی در دو انتهای آن است استفاده می شود. مشکل اصلی در این روش حذف زوایایی است که نمی توان آنها را مستقیما«اندازه گرفت. در واقع در کالیبراسیون حلقه بسته بایستی زوایایی را که نمی توان بطور مستقیم اندازه گرفت را بر حسب زوایایی که می توان اندازه گرفت محاسبه کرد و یا آنها را حذف نمود. در این مقاله از یک روشی ابداعی استفاده می شود که به راحتی بتوان زوایایی را که نمی توان اندازه گرفت را حذف کرد.
    کلیدواژگان: کالیبراسیون، سینماتیک حلقه بسته، ربات صنعتی
  • سید آرش سید شمس طالقانی، عبدالله شادآرام *، مسعود میرزایی صفحه 106

    - این مقاله به مطالعه اثرات سیکل کاری عملگرهای پلاسمایی بر بهبود توزیع فشار در سطح بالایی یک ایرفویل NLF0414 می پردازد. سه عملگر پلاسمایی از نوع تخلیه سد دی الکتریکی در سمت مکش ایرفویل و در موقعیتهای مختلف نصب شده اند تا در زوایای حمله بعد از واماندگی، سبب بهبود فشار حول ایرفویل شوند. داده برداری تجربی توسط تونل باد و حفره های فشار در Re_c=7/5×〖10〗^5 انجام شده است. هدف اصلی این آزمایشات این است که بتوانیم سیکلهای کاری موثرتر در فرکانسهای تحریک مختلف را برای زوایای حمله مختلف شناسایی نماییم. نتایج نشان می دهد که عملگرهای پلاسمایی در تحریکهای غیردائمی با فرکانس تحریک کم روی سیکلهای کاری پایین کارایی بهتری دارند. در حالی که در فرکانسهای تحریک بالاتر، سیکلهای کاری پایین کارایی خود را از دست می دهند.

    کلیدواژگان: عملگر پلاسمایی، فرکانس تحریک، سیکل کاری، کنترل فعال جریان، ایرفویل
  • مهدی صدیق، مهدی معرفت، مسعود میرزایی صفحه 115
    مطالعه کمیت های الکتروشیمیایی پیل سوختی ارتباط تنگاتنگی با تغییرات دما و غلظت مواد اولیه در ناحیه کاتالیست دارد. این کمیت ها خود وابسته به پدیده های انتقال جرم و انتقال حرارت در ناحیه های دیگر پیل است. در این مقاله از روش بولتزمن شبکه ای به عنوان مدلی میکرو-مقیاس که در مسائلی همچون پیل سوختی از قابلیت های محاسباتی مطلوبی برخوردار می باشد، استفاده شده است تا جریان سیالات و انتقال حرارت در مقطعی دو بعدی از کانال، صفحه دو قطبی، لایه انتشار گاز و کاتالیست سمت کاتد یک پیل سوختی از نوع غشای تبادل پروتون شبیه سازی شده و مشخصه های الکتروشیمیایی در کاتالیست کاتد تجزیه و تحلیل گردد. با ارائه روشی برای تخمین تغییرات غلظت ها در طول کانال، آرایش کانال از نوع مارشکل در نظر گرفته شده است. نتایج نشان دهنده نقش اساسی صفحه دوقطبی در توزیع کمیت ها در ناحیه کاتالیست است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی غشای تبادل پروتون، جریان سیالات، انتقال حرارت، مشخصه های الکتروشیمیایی، روش بولتزمن شبکه ای
|
  • Amin Hadidi, Mohammadreza Ansari Page 1

    In this study, a single bubble behavior in dielectric viscous fluid under the uniform magnetic field has been simulated numerically by using a level set method in two-phase bubbly flow. The two-phase bubbly flow considered to be laminar and homogenous. Deformation of the bubble was considered due to buoyancy and magnetic forces induced from the external applied magnetic field. A computer code was developed to solve the problem with flow field, interface of two-phases, and the magnetic field. The Finite Volume method was applied using SIMPLE algorithm to differentiate the governing equations. Using this algorithm enables us to calculate the pressure parameter which was eliminated by previous researchers due to complexity of the two-phase flow. The Finite Difference method was used to solve the magnetic field equation. The results outlined in the present study well agree with the existing experimental data and numerical results. The results show that the magnetic field affects and controls the shape, size, velocity and location of the bubble.

  • Mohammad Pol Page 11
    In this paper, the influence of nanoclay Closite 30B on ballistic impact behavior of 2D woven E- Glass/Epoxy laminated composite has been investigated experimentally. The glass/epoxy/nanoclay laminate nanocomposites have 12 layers and 60% fiber volume fraction is manufactured by VRTM method. Fibers have a plain weave configuration with density of 200gr/m2, while The epoxy resin system is made of a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA), Epon 828, as the epoxy prepolymer and a polyoxypropylene diamine with average molecular weight of 400 gr/mol, Jeffamine D-400, as the curing agent. The nanoclay Closite 30B is dispersed into the epoxy system in a 0%, 1%, 2%, 3%, 5% and 7% ratio in weight with respect to the matrix. Morphological studies using XRD revealed that nanostructures are mostly in intercalated form rather than exfoliated form. In additional to tensile test, ballistic impact test is carried out on the samples by flat-ended projectile with 14gr mass and 9.77mm diameter in 130m/s, 142m/s and 155m/s velocities. The results have shown that not only the mechanical properties, but also ballistic impact resistance can be improved with adding nanoclay.
  • Mohsen Nazari Page 21
    In this paper, the normal flow permeability of an ordered fibrous structure, with square cross section is determined analytically. Porous structure is represented by a “unit cell” which is assumed to be repeated throughout the media. The selected unit cell is the space between four cylinders with square cross section. The analytical solution leads to a closed form equation for normal permeability of porous media including the geometrical parameters. Due to lack of experimental and analytical data for fluid flow through square cross section structures, a numerical study is also done and the obtained results are compared with the analytical solution. Moreover, a suitable scale analysis approach is employed to estimate the permeability of the fibrous structure. The presented method can predict the permeability of fibrous media, especially at high porosity. The present solution is successfully compared with the existing model in the literature over a wide range of porosity.
  • Masoud Niknam, Hossein Ahmadi Danesh Ashtiani Page 33
    In the initial steps of grass-root projects, heat exchangers cost estimation for proper decision making regarding network optimization design through pinch technology is very important. It is necessary to forecast the cost of a heat exchanger through cost estimation equations. In this article, the cost estimation equations of heat exchanger and the heat exchangers network for shell and tube heat exchangers and plate and frame heat exchangers are obtained. These equations are the function of heat transfer area by available prices in Iran. The proposed relations for Shell and tube heat exchangers are in the maximum operating pressure region of shell and tube side between 1.2–41 bars and made of two types of material: carbon steel and stainless steel 316. Furthermore, plate and frame heat exchangers relations in two regions of the inlet cold flow lower than 30 cubic meters and between 30 to 50 cubic meters are obtained. These plate and frame heat exchangers are made of stainless steel 316. Moreover, here the error of the proposed equations is studied.
  • Mohamadreza Ansari, Abdolhossen Daramizadeh Page 41
    In this article, for the first time the numerical solution of Godunov method with HLLC Riemann solver is extended for a hyperbolic five equations two-fluid model. The flow field is considered for two-space dimensional case. So far, two main difficulties include non-monotonic behavior of mixture sound relation and inability of shock transition from interface was mentioned during working with this model. In this research these difficulties were overcome by selecting an appropriate mixture sound relation and appropriate discretization of non-conservative term. The mutual effect of shock wave impact with a droplet and two droplets with different diameters were simulated and studied. During the shock wave impact with 1.47 and 6 Mach with the droplet, a complicated shape of interface was formed with high pressure zone and low pressure zone of cavitations. The results obtained from the present attempt were compared with the experimental and related similar results of that obtained by the other numerical methods and models. The comparison of the results was good. It was also concluded that the numerical method used in the present work has enough accuracy with high capability in capturing two-phase flow interfacial instability and shock wave impact transmission from the droplet.
  • Hassan Salarieh Page 50
    In this paper, the kinematic path planning of a special hyper-redundant manipulator with lockable joints is studied. In this manipulator the extra cables are replaced by a locking system to reduce weight of the structure and the number of actuators. In this research, the particle swarm optimization is used for path planning. In addition, the kinematic constraints such as joint limits are considered. In the first part of this paper, the minimum switch path planning is solved. This kind of path planning will decrease the vibration and energy consumption and increase the accuracy of manipulator. To validate the result, an innovative test is designed. According to the test results, the performance of the proposed method is shown. In the second part of the paper, the minimum time trajectory planning is studied based on the bang-bang theory. The inverse kinematic of manipulator is calculated such that the sum of legs length changes is decreased. Finally, the result of trajectory planning obtained from particle swarm optimization are compared to simulated annealing optimization results to confirm the performance and correctness of results.
  • Mousa Rezaee, Vahid Arab Maleki Page 66
    In this paper, the effect of the crack on the vibration behavior of a thick-walled cracked pipe conveying fluid is investigated. The presence of a crack on the pipe introduces considerable local flexibility at the crack location. This flexibility is modeled by the fracture mechanics approach. The accuracy of the model is validated through the experimental data reported in the literature. Then, by using the mentioned model, the vibration analysis of the cracked pipe conveying fluid has been accomplished. Moreover, in order to solve the equation governing the vibration of the cracked pipe conveying fluid, a new analytical technique based on the power series method is proposed. Then, by applying the boundary conditions and the compatibility conditions at the crack location, the frequency equation is obtained. The results are presented by appropriate curves showing the variation of the natural frequency of the cracked pipe conveying fluid in terms of the crack depth and the fluid flow velocity. Also, the results show that for a cracked pipe with a given depth and location for the crack, by increasing the fluid flow velocity, the natural frequencies of the pipe decrease. Also, as the fluid velocity approaches to a certain value, the fundamental natural frequency approaches zero and instability occurs.
  • Soran Hasani Fard, Mir Mohammad Etefagh Page 77
    In this paper, fatigue lives of tensile-shear multi-spot welded joints with four spot per specimen with different arrangements have been investigated. For this purpose, three types of joints with axial, transverse and almond-shaped have been selected. The prediction of fatigue life of spot welded joints has been carried out based on the available S-N curve of smooth specimens and the values of fatigue strength reduction factors. The experimental results and numerical predictions were compared and it was observed a good agreement between experimental and numerical ones. In addition, the Experimental Modal Analysis (EMA) was applied on the specimens before and after different fatigue loadings. Then percent of the identified natural frequencies decreasing was investigated and its correlation with crack initiation and total fatigue life of spot welded joints was studied.
  • Ebrahim Hajidavalloo Page 85
    Component of vapor-compression refrigeration cycle was modeled at steady state condition. Then, modeling and simulation of the whole cycle was performed to predict system parameters such as compressor work, cooling effect and coefficient of performance (COP) in various ambient conditions. The simulation results were compared with experimental results obtained from an experimental investigation on a split-type air conditioner. It was found that the experimental and simulation results are in good agreement and the model can predict the performance of the cycle successfully. Average difference between experimental and simulation results for prediction of COP was 4.5%. Simulation results show that for each 1℃ increase in ambient temperature, COP reduces 3.5%, and for 10% increase in ambient relative humidity, COP increases about 6.5%. Also, by increasing the air volumetric flow rate of condenser about 10%, COP increases about 5%. Effect of increasing the condenser area on its heat rejection rate was studied and it was found that increasing the condenser area, increases the heat rejection rate substantially only in a limited range and after that it does not change.
  • Majid Mohammadi Moghadam Page 98
    This paper presents the closed-form calibration procedure of a 5-Dof Mitsubishi robot. In this method only the joint angle information is required. But due to the limitation of the robot degrees of freedom it is not possible to attach the end-effector of the robot directly to the ground; however, we can use a bar with two ball end joints for this purpose. By doing this, the robot can move freely in space. The most limiting factor of the closed-loop calibration of robot is that we cannot measure the non-moving joints, and we have to use other joint to estimate the motion of these joints. A novel approach to estimate the non-moving degrees of freedom are presented in the paper that can be extended to other robots. Experimental results validate the proposed method and the deviation of the joint parameters compared with the nominal values of the robot parameters delivered in the catalogue is very limited and are in an acceptable ranges.
  • Seyyed Arash Seyyed Shams Taleghani, Abdollah Shadaram Page 106

    This paper deals with the effects of duty cycle on improvement of pressure distribution over a NLF0414 airfoil using the plasma actuators. Three Dielectric barrier discharges as the plasma actuators are flush mounted on the airfoil surface in different positions to improve pressure distribution at post-stall angles of attack. The experiments were performed in wind tunnel with pressure tabs measurements at Re_c=7.5×〖10〗^5. The main objective of these experiments is to find the most effective duty cycles for different excitation frequencies and different angles of attack. Results show that the plasma actuators in unsteady excitations are more effective in lower duty cycles on low excitation frequencies but the lower duty cycles lose their effectiveness on higher excitation frequencies.

  • Mehdi Seddiq, Mehdi Maerefat, Masoud Mirzaei Page 115
    There is a full connection between the electrochemical quantities of a fuel cell and the curves of the temperature and primary materials at the catalyst region. These quantities are strongly linked to the mass and heat transfer phenomena in the other regions. In the present paper, the lattice-Bolzmann method, as a microscale model with good computational capabilities in the problems such as the fuel cell, has been utilized to simulate the fluids flow and heat transfer in a two-dimensional cross section of a proton exchange membrane fuel cell including the channel, bipolar plate, gas diffusion layer and catalyst of the cathode and the electrochemical characteristics in the catalyst layer have been analyzed. By representing a method for estimation of the changes in the concentration along the channel, the serpentine arrangement has been modeled. The results reveal the essential role of the bipolar plate on the quantities at the catalyst layer.