فهرست مطالب

نشریه روش های عددی در مهندسی
سال بیست و نهم شماره 2 (زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/12/12
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زهرا عارفی نیا، علی اصغر اروجی صفحه 1
    در این مقاله، ابتدا به بررسی تاثیر آرایشهای مختلف گیت بر اثرات کانال کوچک ترانزیستور اثرمیدانی نانوتیوب کربن با سورس ودرین آلاییده، با حل خودسازگار معادله سه بعدی پواسون و معادله شرودینگر با شرایط مرزی باز در چارچوب تابع گرین ناترازمند، پرداخته شده است. نتایج نشان می دهند که ساختار دو گیتی دارای نوسانات زیرآستانه شبه ایده آل و کاهش سد القایی درین قابل قبولی، حتی برای اکسید گیت نسبتا ضخیم (5 نانومتر) است. سپس مشخصات الکتریکی ترانزیستور اثر میدانی نانوتیوب کربن دوگیتی (DG-CNTFET) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزایش قطر نانوتیوب و چگالی نانوتیوبها در DG-CNTFET جریان حالت روشن را افزایش می دهد. همچنین جریان حالت خاموش DG-CNTFET با افزایش ولتاژ درین افزایش می یابد. به علاوه در مورد ولتاژهای گیت منفی، در ولتاژ درین زیاد نیاز به ولتاژ گیت منفی بزرگتری داریم تا افزایش جریان درین ناشی از تونل زنی باند به باند، مشهود باشد و در ولتاژ درین کم حالتهای تشدیدی ظاهر خواهد شد.
  • سیدکمیل هاشمی، مرتضی مدح خوان، عبدالرضا سروقدمقدم صفحه 11
    سیستم پانلهای بزرگ به سازه هایی اطلاق می شود که در آن از دیوارهای باربر پیش ساخته در ابعاد بزرگ به عنوان سیستم اصلی در تحمل بارهای وارده استفاده شده است. استفاده از سیستم پانلهای بزرگ پیش ساخته بتنی به دلیل کیفیت بهتر اجرا و کاهش زمان ساخت، گزینه اقتصادی مناسبی برای ساختمانهای عمومی چند طبقه است. مهمترین بخش برای نیل به این اهداف، تحلیل نزدیک به واقعیت سازه با در نظر گرفتن مشخصات دقیق آن است. امروزه بخش عمده ای از طراحی لرزه ای ساختمانها بر اساس روش استاتیکی معادل و محاسبه نیروی زلزله طراحی از طیف خطی زلزله با اعمال ضریب کاهشی به نام ضریب رفتار سازه که عملکرد غیرالاستیک سازه را در بردارد، صورت می گیرد. بنابر این تعیین ضریب رفتار (R) ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق به کمک نرم افزار Perform 3D مدلهایی از پانلهای بزرگ پیش ساخته در تعداد دهانه ها و طبقات مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. از آنجا که رفتار لرزه ای این نوع ساختمانها شدیدا به رفتار اتصالات افقی و قائم مابین پانلها بستگی دارد، فرضیات مناسب برای مدلسازی این اتصالات بر مبنای نتایج تحقیقات آزمایشگاهی انجام گرفته است. برای تعیین ضریب رفتار، از تحلیل استاتیکی غیرخطی (Push-over) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند استفاده از ضرایب رفتار ارایه شده توسط آیین نامه های موجود در جهت اطمینان است.
  • سید محمد ابطحی، نادر فتحیان پور، حمید هاشم الحسینی صفحه 33
    اهمیت روز افزون استفاده از روش مگنتوتلوریک به دلیل دارا بودن عمق تجسس بیشتر برای مقاصد اکتشافی نفتی و زمین گرمایی و با توجه به پیچیدگی های زمین شناسی که اغلب برای تفسیر داده های مگنتوتلوریک مشاهده می شوند، انجام مدلسازی پیشرو با صحت بالا با قابلیت پوشش بهتر برای مدلهای زمین شناختی پیچیده ضرورت پیدا می کند. الگوریتم جدیدی که در تحقیق حاضر معرفی شده است قادر است با استفاده از روش عمومی تفاضلات محدود به صورت هم مبدا روابط حاکم بر میدانهای الکترومغناطیسی و شرایط مرزی اعمال شونده را به طور همزمان ارضا کند. با تقسیم نیم فضای هوا و زمین به بلوکهای مجزا، معادلات الکترومغناطیسی برای تشکیل یک معادله ماتریسی خطی گسسته سازی می شوند که به نوبه خود برای به دست آوردن مقادیر مجهول میدانهای الکتریکی و مغناطیسی به روش تکرار حل می شود. به دلیل وابستگی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی حاکم بر مسئله به فرکانس و محدودیت در اندازه بلوکها در مدل، مشکلاتی نظیر نوسان در پاسخهای نهایی مسئله بروز می کند. همچنین مانند روش گسسته سازی ناهم مبدا، مشکل تکینگی کاذب باعث واگرایی در حل مسئله به روش های تکرار می شود. برای کنترل و رفع این مشکلات بهینه سازی تظریف مش اثر نوسان در پاسخهای نهایی را به حداقل می رساند. همچنین با تغییر در شکل گسسته سازی و تغییر در شکل روابط مورد استفاده در روش هم مبدا، اثر تکینگی کاذب به طور مؤثر حذف می شود.
  • محسن اصفهانیان، احسان کبیری، سعید ضیایی راد صفحه 47
    هدف از این مقاله، بررسی استاندارد اروپایی واژگونی (Rollover - ECE.66) روی اتوبوس O457 است. اعمال آزمون واژگونی روی سازه مورد نظر به صورت شبیه سازی رایانه ای انجام گرفته است. با توجه به اندازه بزرگ سازه تحلیل شده و عدم دسترسی به ابررایانه ها، به استناد خود آیین نامه واژگونی از روش معادل آزمون اصلی یعنی شبیه سازی آزمون واژگونی روی مقطع-بدنه استفاده شده است. به دلیل عدم امکان آزمون عملی، نتایج حاصل از شبیه سازی به صورت کیفی با نتایج تجربی مربوط به کارهای مشابه مقایسه می گردد. در پایان شبیه سازی مشاهده می شود که عمده تغییرشکلهای ایجادشده در محل اتصال ستونها با سقف و شاسی بوده و خود سقف و شاسی تغییرشکلهای کمی پیدا کرده اند. تغییرشکلهای ایجادشده در سازه، از حد مجاز تعیین شده در استاندارد بیشتر بوده و اتوبوس تحلیل شده شرایط آزمون واژگونی را ارضا نمی کند، لذا پیشنهاداتی برای افزایش استحکام سازه ارائه شده و با توجه به امکانات موجود در کارگاه های ساخت، به اصلاح سازه مورد نظر پرداخته شده است.
  • عباس نصرآزادانی، محمد رضایی علم، محمدسعید سعیدی، محسن ثقفیان صفحه 67
    در این مقاله، با هدف بهینه سازی جریان و افزایش مقدار دبی خروجی، به بررسی اثر سطح مقطع روتور در میکروپمپهای جریان لزج با استفاده از روش برهم نهادن شبکه ها پرداخته شده است. ساختار اصلی میکروپمپ جریان لزج، از یک کانال مستطیلی و یک روتور با سطح مقطع دایره ای تشکیل شده که در آن، روتور به صورت خارج از مرکز و عمود بر محور کانال دوران می کند. در این مقاله، به بررسی اثر ارتفاع کانال، خارج از مرکزی روتور و اختلاف فشار دو سر کانال بر روی متوسط سرعت در خروجی میکروکانال، در حضور روتورهایی با سطح مقطعهای دایره ای، مربعی، مستطیلی و بیضوی پرداخته شده است. معادلات جریان، به صورت دوبعدی و تراکم ناپذیر و بر مبنای روش حجم محدود حل می شوند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با تغییر ارتفاع کانال، بیشترین مقدار سرعت متوسط خروجی، در کانالی با ارتفاع 1.5 برابر قطر روتور به دست می آید. این در حالی است که با افزایش میزان خارج از مرکزی و همچنین سرعت دوران روتور، بر میزان واقعی متوسط سرعت خروجی میکروپمپ افزوده می شود. نتایج حاصل، از تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود برخوردار است.
  • محمود نوروزی، محمدحسن کیهانی، محمدرضا حیرانی نوبری، فرهاد طالبی صفحه 85
    در این مقاله انتقال گرمای توسعه یافته سیال ویسکوالاستیک در کانال خمیده دارای مقطع مربعی بررسی شده است. همچنین از معادله متشکله کریمینال-اریکسون-فیلبی به عنوان مدل ویسکوالاستیک استفاده شده و انتقال گرمای جریان در حالتهای شار ثابت و دما ثابت مطالعه شده است. در اینجا از روش تفاضل محدود برای گسسته سازی معادلات حاکم استفاده شده است. همچنین شبکه محاسباتی از نوع شبکه جابه جا شده بوده و روش علامت گذاری و سلول برای تخصیص پارامترهای جریان به این شبکه به کار رفته است. در اینجا برای نخستین بار اثر کار میدان تنش سیال ویسکوالاستیک و عدد برینکمن این جریان بر انتقال گرمای جابه جایی در کانالهای خمیده بررسی شده است. از جمله نتایج قابل توجه این مقاله آن است که اثر متضاد اختلاف تنشهای نرمال اول و دوم سیال ویسکوالاستیک بر شدت جریانهای ثانویه و انتقال گرما به اثبات رسیده است.
  • مهران کدخدایان، احمد عرفانی مقدم صفحه 103
    در این مقاله شرایط بهینه بارگذاری در فرایند هیدروفرمینگ T شکل بررسی می شود. بعد از طراحی مسیرهای بارگذاری با استفاده از روش طرح آزمایشها، تاثیر هر مسیر بارگذاری بر روی قابلیت شکل پذیری لوله با استفاده از روش اجزا محدود بر اساس معیارهای مناسب محاسبه می شود. در ادامه روابط ریاضی مناسب میان معیارهای شکل پذیری و پارامترهای بارگذاری با استفاده از تحلیل رگرسیون تعیین می شوند و تاثیر پارامترهای بارگذاری بر روی تغییر شکل لوله با انجام تحلیل واریانس ارزیابی می گردد. با اعمال مدلهای ریاضی مناسب در الگوریتم تبرید تدریجی، مقادیر بهینه برای متغیرهای بارگذاری تعیین و مسیرهای بارگذاری بهینه برای تولید اتصالات T شکل طراحی می شوند. با مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج آزمایشگاهی، کارایی روش ارزیابی می شود.
|
  • Z. Arefinia, A. A. Orouji Page 1
    In this paper, the short channel effects of different gate configurations and geometry parameters of carbon nanotube (CNT) field-effect transistors with doped source and drain extensions are investigated. The simulation is based on the self-consistent solution of the three-dimensional Poisson equation and Schrödinger equation with open boundary conditions,within the nonequilibrium Green’s function formalism. Simulation results show that double gate structure offers quasi-ideal subthreshold slope and drain induced barrier lowering even for the rather thick oxide (5nm). Then, the investigation of electrical characteristics of double gate carbon nanotube field-effect transistor (DG-CNTFET) shows that as the CNT normalized density or CNT diameter increases, the current in the on-state increases as well. Also, the off-state current in DG-CNTFET decreases with increasing drain voltage. Furthermore, in the negative gate voltages, for a large drain voltage, increasing in drain current due to band to band tunneling requires a larger negative gate voltage, and for low drain voltage, resonant states appear.
  • S. K. Hashemi, M. Madhkhan, A. Sarvghadmoghadam Page 11
    The term “large panels” refers to structures that use large precast panels as their main horizontal load resistance system. Precast concrete large panels are most economical to use because of their higher quality and the reduced construction time associated with them. The most important requirement for their construction is the structural analysis of their true behaviorin the structure. Nowadays, the most important part of seismic design of structures is carried out based on equivalent static method and calculation of seismic forces based on the linear spectrum of an earthquake using a structural reduction factor. The determination of the reduction factor seems necessary in structural seismic design given its utmost significance. In this research, many kinds of precast structures with different stories and bays are considered. The seismic behaviour of such structures is strongly dependent upon the characteristics of both horizontal and vertical connections between panels. A variety of assumptions have been made in this study drawing upon experimental research in which the static pushover analysis has been used. The results show that the reduction factors based on existing codes are conservative.
  • S. M. Abtahi, N. Fathianpour, H. Hashamalhosseini Page 33
    Due to the need for greater depth of investigation in petroleum and geothermal exploration and the complexity of the associated geological models often involved in any interpretation of magnetotelluric data, it would be inevitable to employ a more robust and effective 3-D forward modeling engine capable of incorporating complex geological models. The newlydeveloped algorithm presented in this paper uses the conventional finite difference technique of numerical methods but in a nonstaggeredscheme which enables solving the governing electromagnetic fields with the imposed boundary conditionssimultaneously. Through dividing the air and earth half space into discrete blocky model the governing magnetotelluric equationsare discretized to form a linear matrix equation which in turn is solved for the unknown magnetic and electric fields iteratively.Because of the frequency dependency of governing magnetic and electric fields and the finite size of the discretized model a number of problems such as oscillating phenomena in the final forward response in the course of solving such boundary value problems are observed. Also it happens that due to the conventional staggered scheme of forming discretized linear equations, a pseudo singularity appears which makes the iterative solvers to diverge. In order to address and remedy for these problems we have introduced an optimum mesh refining scheme to resolve the response oscillation problem. Also through using non staggered formalism which changes the shape of the final discretized matrix equation, it is shown that the pseudo singularity effect could be removed effectively.
  • M. Esfahanian, E. Kabiri, S. Ziaei-Rad Page 47
    The present paper is to examine European rollover standard (ECE66) on O457 bus, using computer simulation method. Due to the huge size of the analyzed structure and unavailability of supercomputers and also according to the rollover regulation, the equivalent method, i.e., body section rollover test is selected. Also, because of impossibility of real test, the simulation results have been qualitatively compared with the existing experimental results. The extracted results show that deformation occurs mainly in the pillar-to-floor and pillar-to-roof joints, while the roof and chassis have small deformations. As the deformations in the body were greater than the standard level and the bus failed the test, suggestions were made to increase the body strength. The suggestions are based on the available capabilities and limitations of the production process.
  • A. Nasr Azadani, M. Rezaei-Alam Saidi, M. Saghafian Page 67
    In this paper, the effect of rotor cross-section geometry in viscous micropumps is studied for optimizing the flow and maximizing the exit flow rate using the Overset Grid method. The main construction of viscous micropumps consists of a rectangular channel and a rotor with circular cross-section which rotates eccentrically and perpendicular to the channel axis. In this paper, the effects of channel height, rotor eccentricity and channel pressure difference on the average velocity at the outlet of microchannel in the presence of circular, square, rectangular and elliptic rotor cross-sections are investigated. The flow equations are solved two-dimensionally, using incompressible finite volume method. The obtained results show that the maximum value of the exit average velocity is obtained at a microchannel of 1.5 times of the rotor diameter. However, increasing the rotor eccentricity and the angular velocity of the rotor causes the exit velocity magnitude in the micropump to increase. The obtained results show very good agreement with existing experimental and numerical results.