فهرست مطالب
نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
سال بیست و دوم شماره 1 (پاییز و زمستان 1389)
- تاریخ انتشار: 1389/10/11
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1با ایجاد شرایط تشابه بین دو ساختار، میتوان با صرف وقت و هزینه ی کم تر، رفتار ساختارهای بزرگتر را از روی رفتار ساختارهای مشابه کوچکتر پیش بینی نمود. در ایجاد تشابه دو روش اصلی، آنالیز ابعادی و استفاده ی مستقیم از روابط حاکمه وجود دارد، این روش ها غالبا در نواحی الاستیک به کار میروند. در این تحقیق از هر دو روش فوق و در نواحی غیر الاستیک استفاده شده است. اعتبار این روش ها در طی بررسی تشابه در کمانش پس از ضربه ی صفحات کامپوزیتی نشان داده شده است. برای دستیابی به این هدف از روش المان محدود به صورت مدل سازی تخریب پیش رونده کمک گرفته شده است. برای ایجاد تشابه در پدیده ی کمانش پس از ضربه، ابتدا شرایط تشابه در فرایند ضربه اعمال شده است تا در پی آن، صفحات پس از ضربه، رفتار مشابهای در کمانش داشته باشند؛ لذا تشابه در دو مرحله و به صورت پیاپی اعمال شده است. ایجاد تشابه در یک پدیده به عنوان پیش زمینه ای برای ایجاد تشابه در پدیده ای دیگر، اولین باری است که انجام می گیرد. این شیوه ی شبیه سازی، تشابه پیاپی نامیده شده است. در این تحقیق، هدف بررسی امکان و میزان دقت این شیوه است. نتایج، گویای امکان ایجاد چنین تشابهی با میزان کمی خطا می باشد.
-
صفحه 17در این مقاله، ابتدا به منظور شناخت کافی از الگوی جریان درون کانال ها و اطراف پره های ضربه ای یک توربین فراصوت، تحلیل عددی به صورت دوبعدی و سه بعدی صورت گرفته است. سپس در راستای بهینه سازی عملکرد توربین، تاثیر تیز کردن لبه ی پره ها در این توربین مطالعه شده است. با بررسی های اولیه، نویسندگان دریافتند که با اصلاح هندسی پره های این توربین، می توان عملکرد آن را بهبود بخشید. نتایج عددی و تجربی به دست آمده از این کار، نشان می دهد که تیز کردن لبه های حمله و فرار پره ها باعث اصلاح الگوی جریان و بهبود زمینه ی شوک های ایجاد شده در فضای بین خروجی نازل و ورودی روتور و فضای داخل کانال های پره ها می گردد. این توربین ها در سامانه ی توربوپمپ موتورهای ماهواره بر استفاده می شود. توربین های مورد استفاده در این سامانه ها بدون خنک کاری بوده و جریان عبوری از آن ها تراکم پذیر، فراصوت، با آشفتگی بالاو میدان جریان پیچیده می باشد. جریان های آشفته دارای میدان های نوسانی سرعت متفاوتی هستند. شبیه سازی مستقیم نوسانات کوچک با فرکانس بالا، در محاسبات عملی مهندسی بسیار پرهزینه می باشد. در کارهای عددی، مدل سازی صحیح و انتخاب مدل آشفتگی مناسب این جریان ها در رسیدن به جواب های دقیق در مدت زمان مناسب حائز اهمیت بوده و مورد توجه پژوهشگران می باشد. دو مدل آشفتگی پیشنهادی در نرم افزار FLUENT، یعنی مدل های و برای تحلیل عددی این گونه توربوماشین ها، مورد توجه قرار گرفته و با استفاده از این دو مدل، شبیه سازی عددی صورت گرفته است. هدف از به کارگیری دو مدل در این تحلیل، بررسی نتایج حاصله در جهت انتخاب مناسبترین مدل در تحلیل عددی این نوع توربین برای استفاده در کارهای آتی می باشد. اندازه گیری های دقیق از خواص متوسط و نوسانی از میدان سرعت، در لایه های مرزی با انجام یافته و نتایج محاسبات با نتایج موجود از آزمایش های عملکردی مورد مقایسه واقع شده است.
-
صفحه 43هدف اصلی این مقاله، تحلیل یک نیم فضا با رفتار هم سان (ایزوتروپ) جانبی است که تحت اثر صفحه ی صلب دایره ای با تغییرمکان دلخواه روی سطح نیم فضا قرار دارد. بدین منظور، ابتدا با مجزاسازی معادلات تعادل با استفاده از توابع پتانسیل هو- نواکی- لخنیسکی، معادلات به دست آمده با استفاده از سری فوریه و تبدیل هنکل در دستگاه مختصات استوانه ای برای بار با توزیع رینگی با امتداد دلخواه حل شده و تغییرمکان ها و تنش های محیط به عنوان توابع گرین تغییرمکان و تنش به دست می آیند. پس از آن با اعمال نیرو با توزیع حلقوی و با دامنه ی مجهول در حلقه های متفاوت، تغییرمکان زیر بار تعیین می شود. بسته به این که هدف تعیین تنش ها تحت اثر تغییرمکان قائم، افقی و یا چرخشی صلب باشد، شرایط هر یک به تغییرمکان نیم فضا در تماس با صفحه ی صلب اعمال شده و دامنه ی نیرو با توزیع حلقوی در حلقه های متفاوت تعیین می شود. نشان داده می شود که نتایج به دست آمده برای حالت ساده ی محیط هم سان بر نتایج موجود منطبق می باشد. به منظور نشان دادن اثر ناهم سانی بر تحلیل ها، نتایج برای چند نوع ماده ی هم سان جانبی با ناهم سانی متفاوت ارائه شده و مقایسه می شوند.
-
صفحه 59از یاتاقان های گازی در صنایع مختلف، بویژه پزشکی و هوا فضا، به طور گسترده ای استفاده می شود. به علت تراکم پذیر بودن روان کار(گاز) تحلیل این نوع یاتاقان ها کار آسانی نمی باشد؛ از این رو در کار حاضر، از روش شبکه های عصبی مصنوعی جهت بررسی عملکرد یاتاقان های گازی مدور و غیر مدور دو لب (Lobe)، سه لب و چهار لب استفاده شده است. به این منظور، میزان پایداری، اتلاف انرژی، ظرفیت تحمل بار و مقدار زاویه ی مشخصه ی یاتاقان های مذکور، تحت تاثیر پارامترهای ابعاد، نسبت خارج از مرکزی و عدد تراکم پذیری یاتاقان، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده در این مطالعه، با نتایج گزارش شده ی قبلی که از روش اجزا محدود به دست آمده اند، مطابقت خوبی داشته و در عین حال، حجم محاسبات نیزکاهش یافته است. نتایج، حاکی از کارایی بالای شبکه های عصبی مصنوعی در طراحی و تحلیل مسائل مربوط به یاتاقان ها که روابط حاکم بر آن ها پیچیده و غیرخطی است، می باشد. ضمنا نتایج حاصل از بررسی عملکرد انواع یاتاقان های غیر مدور، می تواند راهنمای خوبی برای انتخاب یاتاقان بهینه برای کاربردهای خاص باشد.
-
صفحه 77در این مقاله، عملکرد توربین بادی ساونیوس بررسی شده و با یک شبیه سازی عددی به وسیله ی نرم افزار FloEFD دو نوع مختلف توربین بادی محور قائم با روتور ساونیوس متداول و روتور ساونیوس پیشرفته، با یکدیگر مقایسه شده و نشان داده می شود که ضریب گشتاور استاتیکی روتور ساونیوس پیشرفته در حدود 11 درصد از روتور ساونیوس متداول بیشتر است. هم چنین تغییرات ضریب توان توربین ساونیوس پیشرفته نصب شده و در دست بهره برداری در منطقه ی مشکین دشت شهرستان کرج مورد بررسی قرار گرفته و راه کارهایی برای بهبود عملکرد این توربین ارائه شده است.
-
صفحه 95درک صحیح از جریان های داخل سیلندر در طول فرآیند کارکرد موتور، نقش مؤثری را در بهینه کردن طراحی موتور به منظور بهبود عملکرد، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی موتور ایفا می نماید. در سال های اخیر، مدل های آشفتگی مختلف به منظور پیش بینی جریان های آشفته، گسترش چشم گیری یافته است. در این تحقیق، تاثیر مدل های آشفتگی در شبیه سازی جریان داخل محفظه ی احتراق از لحظه ی بسته شدن سوپاپ ورودی تا لحظه ی باز شدن سوپاپ خروجی، مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ی نتایج شبیه سازی شده با نتایج تجربی، اختلاف قابل ملاحظه ای را برای مدل های مختلف آشفتگی نشان می دهد. نتایج این شبیه سازی، پیش بینی توسط مدل RSM را بهتر از مدل های دیگر نشان می دهد.
-
صفحه 117در دهه های اخیر، نوع جدیدی از مواد کامپوزیت که در واقع پیشرفته ترین نوع آن ها نیز می باشد، در دنیا معرفی شده است که با عنوان مصالح FG شناخته می شوند. در این مصالح، مدول الاستیسیته به صورت یک تابع پیوسته در سراسر دامنه ی مساله تغییر می کند. با توجه به این که روش اجزای محدود در حل این دسته از مسایل دارای نقاط ضعف مشخصی می باشد، لذا در این پژوهش به روش مدل سازی و تحلیل سازه های ساخته شده با این مصالح با روش ایزوژئومتریک پرداخته و برخی از نقاط ضعف روش اجزای محدود نیز بدین وسیله برطرف شده است. از مزایای روش ایزوژئومتریک نسبت به روش اجزای محدود، می توان به حذف مرحله ی شبکه بندی مساله و کاهش چشم گیر تعداد مجهولات و ابعاد دستگاه معادلات حاصله نام برد. در انتها نیز با حل مثال، دقت و توانمندی این روش، نشان داده شده است.
-
Page 1In establishing of similarity conditions, dimensional analysis and direct use of governing equations are two existing major methods. These methods are frequently used in elastic domains. In this study, both methods are applied in inelastic domains. Their applicability is illustrated through the study of buckling response of impacted composite plates by using the progressive damage modeling technique. In order to establish the similarity conditions between impacted plates under buckling loading, similitude theory is applied in two following stages. First similarity condition is established for impacted plates. Then the similarity condition between impacted plates under buckling loading is established. For development of similarity conditions in impact loading, dimensional analysis is used while in buckling loading governing equations are applied directly. This method is called “Sequential Similitude”. In the next stage, progressive damage modeling was conducted on scaled down models to verify the accuracy of predicted results from similitude equations. Results show the validity of this procedure for simulation with acceptable errors in predicted results.
-
Page 17The present study numerically assesses two and three dimensionally, of the flow pattern inside channels and around impulse blades of a supersonic turbine. Also the effects of edge-sharpening on the aerodynamics of blades have been of concern. Primary studies show that with geometric modification of blades, optimization of the efficiency of turbine is possible. The numerical and experimental results suggest that edge-sharpening modifies flow pattern and improves shock field on the area between nozzle and. Supersonic turbines do not need cooling system and their flow is of compressible, supersonic, highly turbulent and complex flow field type. Turbulence flows may have different oscillating velocity fields. Since these oscillations may be very small and haveing a high frequency, their direct simulation will be too costly in regard to practical engineering computations. In numerical studies, correct simulation and the proper turbulence model selection for these flows are very important in obtaining reliable results in reasonable amount of time. The Two turbulence models, and, have been widely used for the numerical analysis of these turbo machines. The present study also aimed to comparatively assess the two models to determine which one is superior for the simulations of impulse turbines. Accurate measurements of the mean characteristics and oscillating of the velocity field have been carried out in boundary layers with. The results of the computations have been compared to those of the experimental analysis.
-
Page 43The main goal for this research is to analyze a transversely isotropic half-space under the effect of a circular rigid disc attached on the surface of the domain. To do so, the potential method is used to uncouple the Navier’s equilibrium partial differential equations. Utilizing Hu-Nowakii-Lekhnitskii potential functions and both Fourier series and Hankel transform, the displacements and stresses Green’s functions are determined for a surface ring load in a cylindrical coordinate system attached to the domain. Then, the effect of circular rigid disc is seen by applying some ring loads of unknown amplitudes, depends on the direction of displacement of the disc, which may be vertical, horizontal or rocking displacement. The amplitudes of the different ring loads are determined by satisfying the displacement boundary conditions. It is shown that the results are identical to the existing ones for the isotropic case. To assess the effect of anisotropy, the results are numerically evaluated for different transversely isotropic materials and compared.
-
Page 59Gas lubricated bearings are of tremendous use especially in the biomedical and aerospace industries. Analytical treatment of gas lubrication is tedious due to high nonlinearity of the pressure equation as the consequence of lubricant compressibility. Howevere, in this paper a feed-forward neural network approach is employed to investigate the performance of circular as well as two, three and four-lobe noncircular gas lubricated bearings. The performance parameters considered are stability margins, power loss, bearing load capacity and attitude angle for various values of bearing aspect ratio, eccentricity and compressibility numbers. The results of the neural network analyses are compared with those obtained from the finite element model. It is observed that results are in good agreement. It is believed that the neural network model can easily compete with the available theoretical model in predicting the solution of lubrication problems in respect to its simplicity, as well as its capability of producting accurate results with lesser computer time.
-
Page 77In this paper the performance of a Savonius wind turbine has been studied both experimentally and theoretically using the FloEFD software. Two different types of vertical axis Savonius rotor, namely, conventional and advanced rotors, have been compared. It is shown that the coefficient of static moment for an advanced Savonius rotor is about 11% more than that for a conventional one. A study has also been conducted to investigate the variation of the power coefficient for the advanced Savonius rotor installed in MERC and recommendations have been presented to enhance its performance
-
Page 95Good understanding of In-Cylinder Fluid Flow during the operation process has effective role in the engine design. To aid the best operation, fuel consumption and environment pollution must be decreased. In recent years, various turbulence models are widely developed and used to predict the flow turbulence. In this paper, the effect of turbulence models in simulation of In-Cylinder fluid flow in a combustion chamber has been investigated from the Inlet Valve Closing (IVC) to Exhaust Valve Opening (EVO). Comparison of the present simulation with the experimental data shows a considerable difference for various models. The results of simulation show that the Reynolds Stress Turbulence Model is better than the other turbulence models.
-
Page 117The Functionally Graded Materials (FGM) have been introduced in the last few decades. In these materials the modulus of elasticity can vary as a continuous function throughout the domain of the problem. Due to some weaknesses of the Finite Element Method (FEM) in dealing with these problems, a slightly different version of the recently developed Isogeometric Analysis (IA) method is employed to overcome some of the deficiencies of the FEM. Amongst the benefits of the proposed method, elimination of the burden of mesh generation and a considerable reduction in the size of unknowns and consequently the number of the resulted equations can be named. Finally, the accuracy and robustness of the method is illustrated by a couple of examples.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.