به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

ایمان زحمتکش

  • عابدین هاشم زاده کلواری، ایمان زحمت کش*
    سرعت موج برشی یکی از پارامترهای مهم برای تعیین خواص مکانیکی و پتروفیزیکی در مخازن هیدروکربوری است. اندازه گیری موج برشی به کمک روش های آزمایشگاهی و بهره گیری از ابزار صوتی دوقطبی امکان پذیر است، با این حال، با توجه به هزینه بالای عملیات مغزه گیری و اخذ لاگ صوتی دوقطبی، داده های واقعی موج برشی تنها برای تعداد محدودی از چاه های یک میدان در دسترس می باشند. برای غلبه بر این محدودیت ها، روش های مختلف هوش مصنوعی به منظور تخمین پارامتر مذکور از طریق لاگ های معمول چاه به کار برده می شوند. در این مطالعه به تخمین سرعت موج برشی با استفاده از روش های یادگیری جمعی (ensemble learning) در مخزن آسماری میدان منصوری پرداخته شد. در این مطالعه، سرعت موج برشی با استفاده از روش های یادگیری جمعی مثل رای گیری (Voting)، برانبارش (Stacking) ، بسته بندی (Bagging) و تقویت (Boosting) در مخزن آسماری برآورد شد و نتایج با مدل های مرسوم مثل، رگرسیون خطی (LR)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، الگوریتم نزدیک ترین همسایه (KNN)، درخت تصمیم (DT)، شبکه عصبی (ANN) و روش های هیبریدی مثل ترکیب شبکه عصبی با الگوریتم ژنتیک (ANN-GA)، ازدحام ذرات (ANN-PSO) و سیستم های فازی (ANFIS) مقایسه شد. به منظور ارزیابی و اعتبارسنجی مدل ها از ضریب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا استفاده شد. مقایسه مدل های مرسوم و روش های هیبریدی با روش های یادگیری جمعی نشان داد که الگوریتم های جمعی عملکرد بهتری در تخمین موج برشی دارند. از بین روش های یادگیری جمعی نیز مدل کت بوست (Catboost) با میزان R2 برابر 0.983 و RMSE برابر با 0.058 بهترین عملکرد را نشان داد و قادر به تعیین موج برشی با دقت بالاست.
    کلید واژگان: یادگیری جمعی, مخزن آسماری, میدان نفتی منصوری, سرعت موج برشی, یادگیری ماشینی
    Abedin Hashemzade Kalvari, Iman Zahmatkesh *
    Shear wave velocity is one of the important parameters for determining mechanical and petrophysical properties in hydrocarbon reservoirs. Shear waves are usually obtained from dipole sonic imager (DSI) tools or core analysis in the laboratory. However, these methods as common sources for shear wave estimation are time-consuming and costly and thus can only provide information on shear wave in a few drilled wells. To overcome these limitations, different artificial intelligence methods are used to estimate the mentioned parameter through the conventional well logs. In this study, the shear wave velocity was estimated using ensemble learning methods in Asmari Reservoir in the Mansouri oilfield. In this study, shear wave velocity was estimated using ensemble learning methods such as voting, stacking, bagging, and boosting in the Asmari reservoir, and the results were compared with conventional models such as Linear regression (LR), support vector regression (SVR), nearest neighbor algorithm (KNN), decision tree (DT), neural network (ANN) and hybrid methods such as combining neural network with genetic algorithm (ANN-GA) ), particle swarm (ANN-PSO) and fuzzy systems (ANFIS). In order to evaluate and validate the models, correlation coefficient (R2) and root mean square error (RMSE) were used. A comparison of conventional models and hybrid methods with ensemble learning methods showed that ensemble algorithms perform better in shear wave estimation. Considering the testing phase, among the ensemble learning methods, the Catboost model has provided the lowest error (RMSE=0.058) and highest correlation coefficient (R=0.983) can determine shear wave with high accuracy.
    Keywords: Ensemble Learning, Asmari Reservoir, Mansouri Oil Field, Shear Wave Velocity, Machine Learning
  • خالد معروفی*، ایمان زحمت کش
    با رونق اکتشاف و توسعه منابع هیدروکربنی نامتعارف، تخمین دقیق فاکتورهای سنگ منشاء نظیر پتانسیل باقیمانده هیدروکربنی (S2) از طریق نگاره های چاه بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است. مانند ویژگی های مواد آلی، تغییرات سنگ شناسی در داخل یک توالی منشاء احتمالی نیز بر پاسخ نگاره های چاه موثرند. این امکان وجود دارد که تکنیک های هوش مصنوعی این پاسخ های نگاره ای ناشی از سنگ شناسی را بعنوان نشانه ای از تغییر در میزان و ویژگی های مواد آلی تفسیر نمایند، که این مهم موجبات کاهش کارایی آنها را مهیا می کند. در مطالعه حاضر، روشی جدید تحت عنوان روش مبتنی بر سنگ شناسی ارایه شده است که اساس آن بر مدل سازی رابطه بین نگاره ها و پارامتر S2 برای هر کدام از انواع سنگ شناسی از طریق سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی استوار است. کارایی روش پیشنهادی با روش های ANFIS و هیبریدی که فرآیند آموزش آنها با استفاده از داده های واجد سنگ شناسی مختلف انجام شده است، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش مبتنی بر سنگ شناسی در زمینه حذف اثرات نامطلوب تغییرات سنگ شناسی بر روند آموزش مدل ANFIS موفق بوده که حاصل آن، تخمین بسیار دقیقتر مقادیر S2 می باشد. ازمیان روش های معمول، ترکیب الگوریتم بهینه سازی ذرات با روش ANFIS کارایی بالاتری را نشان داد. لیکن، روش هیبریدی مذکور به اندازه روش مبتنی بر سنگ شناسی کارآمد نمی باشد. کاربردی بودن روش پیشنهادی با اجرای آن بر سازند پابده در یکی از چاه های جنوب غرب ایران تایید شد. در نهایت، پیشنهاد می شود از روش مبتنی بر سنگ شناسی جهت تخمین دیگر فاکتورهای ژیوشیمیایی و همچنین پارامترهای پتروفیزیکی از طریق نگاره های چاه، بهره گرفته شود.
    کلید واژگان: : روش مبتنی بر سنگ شناسی, سنگ منشاء, پتانسیل باقیمانده هیدروکربنی (S2), الگوریتم های فرامکاشفه ای, سیستم استنتاج عصبی - فازی تطبیقی
    Khaled Maroufi *, Iman Zahmatkesh
    With the booming exploration and development of unconventional hydrocarbon resources, the accurate estimation of source rock factors such as residual hydrocarbon potential (S2) from well logs has become increasingly important. Along with organic material properties, changes in lithology within an interval of possible source also induce well log responses. Artificial intelligence techniques may interpret these lithology-induced log responses as a signal for changes in the organic matter content and/or properties, resulting in decreasing their efficiency. In the present research, a new methodology called the litho-based method was proposed based on modeling the relationship between log data and S2 parameter for each type of lithology using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). The performance of the newly developed methodology was compared with those of the traditional ANFIS and hybrid methods for which the training process was carried out using a dataset including different lithologies. Results showed that the litho-based method successfully removed the adverse effects of lithological variations on the course of ANFIS training, resulting in estimating much more reliable S2 values. Among the traditional methods, utilizing particle swarm optimization (PSO) algorithm in conjunction with ANFIS showed higher performance. Nevertheless, the aforementioned hybrid approach is not as efficient as the litho-based method. The applicability of the proposed methodology was approved by applying it over Pabdeh source rocks for a well in SW Iran. Finally, it is recommended to use the litho-based method for estimating other geochemical factors as well as petrophysical parameters through log data.
    Keywords: Litho-based method, Source rock, Residual Hydrocarbon Potential (S2), Metaheuristic Algorithms, adaptive neuro fuzzy inference system
  • سید سینا ادیبی طوسی، حمیدرضا گشایشی*، ایمان زحمتکش، وحید نجاتی

    محدودیت دسترسی به منابع آب شیرین کمبود آب را به عنوان یک بحران مطرح کرده است. از این رو آب شیرین کن های خورشیدی امروزه مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی که دارای 28 پله به ارتفاع 30 میلی متر، عرض 110 میلی متر و طول 840 میلی متر می باشد، در این تحقیق طراحی، ساخته و استفاده شده است. به منظور افزایش نرخ تولید روزانه، دستگاه در 4 حالت مختلف 1) ساده، 2) همراه با ماده تغییر فاز دهنده (PCM)، 3) همراه با نانو ماده تغییر فاز دهنده (NPCM) ترکیبی، 4) همراه با NPCM ترکیبی تحت میدان مغناطیسی، آزمایش و بهینه سازی شده است. از ماده تغییر فازدهنده (پارافین) و نانو ماده تغییر فاز دهنده (اکسید گرافن + اکسید آهن) به صورت 50% ترکیبی به عنوان منبع ذخیره انرژی گرمایی به جهت ادامه شیرین سازی آب پس از غروب خورشید، استفاده شده است. پس از انجام آزمایشات، مشخص شد حالت چهارم آزمایش یعنی نانو ماده تغییر فاز دهنده هیبریدی تحت میدان مغناطیسی نسبت به حالت ساده 98 درصد افزایش نرخ تولید داشته است.

    کلید واژگان: آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, ماده تغییر فاز دهنده, نانو هیبریدی, میدان مغناطیسی, انرژی خورشیدی, انرژی تجدید پذیر
    S. S. Adibi Toosi, H. R. Goshayeshi *, I. Zahmatkesh, V. Nejati

    Limited access to fresh water sources has raised water shortage as a crisis. Therefore, solar desalinations have received special attention today. A stepped solar desalination device which has 28 steps with a height of 30 mm, a width of 110 mm and a length of 840 mm has been designed, built and used in this research. In order to increase the daily production rate, the device has been tested and optimized in 4 different modes: first mode) simple, second mode) with phase change material (PCM), third mode) with Hybrid Nano phase change material (NPCM), fourth mode) with Hybrid NPCM under magnetic field. The phase change material and Hybrid Nano phase change material have been used as a source of thermal energy storage to continue the desalination of water when the sun sets. After conducting the tests, it was found that the fourth mode of the test, i.e. the Hybrid Nano phase change material under the magnetic field, had a 98% increase in the production rate compared to the simple mode.

    Keywords: Stepped solar still, Phase change material, Hybrid Nano, Magnetic field, Solar energy, Renewable energy
  • آرش تیموری، وحید نجاتی*، ایمان زحمتکش، سید رضا صالح

    در این پژوهش جابجایی ترکیبی درون یک محفظه مربعی بسته مورد بررسی قرار گرفت. هندسه این محفظه به صورت چهار ضلعی با ابعاد یکسان که به صورت کج قرار گرفته است و دو ضلع بالا و پایین عایق می باشد و ضلع سمت چپ گرم و سمت راست سرد می باشد در نظر گرفته می شود. اثر تغییر زاویه دیواره محفظه در چند زاویه خاص (θ)، تغییرات نسبت حجمی نانو ذرات در اعداد رینولدز 10 و 100 و در اعداد ریچاردسون 0.1 و 1 در محدوده جریان آرام به صورت دو بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. سیال پایه آب و مخلوط نانو سیال همگن در نظر گرفته می شود. برای حل معادلات ناویراستوکس و انرژی گسسته و معادلات به صورت عددی حل شدند. معادلات گسسته سازی شده به کمک کد نویسی در نرم افزار فرترن حل شدند. نتایج به صورت توزیع عدد ناسلت، کانتور دما، کانتور جریان و بردار سرعت در حلات های مختلف ارایه گردیده است. نتایج نشان داد که با افزایش کسر حجمی نانو ذرات در سیال پایه، افزایش عدد رینولدز عدد بی بعد ناسلت افزایش می یابد. افزایش عدد ریچاردسون به خصوص در اعداد رینولدز بالا منجر به افزایش محسوس عدد ناسلت می شود. همچنین بیشترین میزان انتقال حرارت مربوط به زاویه 90 درجه می باشد.

    کلید واژگان: نانو سیال, کویتی, دیواره کج, دینامیک سیالات محاسباتی, انتقال حرارت جابجای ترکیبی
    A. Teimouri, V. Nejati *, I. Zahmatkesh, Seied R. Saleh

    In this research, the combined displacement inside a closed square enclosure was investigated. The geometry of this chamber is considered as a quadrilateral with the same dimensions, which is tilted and the upper and lower sides are insulated, and the left side is hot and the right side is cold. The effect of changing the angle of the chamber wall in some specific angles (θ), changes in the volume ratio of nanoparticles in Reynolds numbers 10 and 100 and in Richardson numbers 0.1 and 1 in the range of laminar flow are investigated in two dimensions. The base fluid is water and the nanofluid mixture is considered homogeneous. To solve Navirastox and discrete energy equations, the equations were solved numerically. Discretized equations were solved by coding in Fortran software. The results are presented in the form of Nusselt number distribution, temperature contour, flow contour and velocity vector in different solutions. The results showed that increasing the volume fraction of nanoparticles in the base fluid increases the Reynolds number and the dimensionless Nusselt number. An increase in the Richardson number, especially at high Reynolds numbers, leads to a noticeable increase in the Nusselt number. Also, the highest amount of heat transfer is related to the angle of 90 degrees.

    Keywords: Nanofluid, Cavity, tilted wall, Computational Fluid dynamics, Combined Heat Transfer
  • علیرضا علیزاده جاجرم، حمیدرضا گشایشی*، کاظم بشیرنژاد، ایمان زحمتکش

    در این پژوهش عملکرد یک لوله گرمایی نوسانی سه بعدی در زوایای مختلف استقرار از صفر تا 90 درجه با سیال عامل آب مقطر و نانوسیال به صورت تجربی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نانوسیال Fe3O4  با کسر جرمی 1/0 درصد تهیه و برای پایداری آن از سورفکتانت تترامتیل آمونیوم هیدرواکسید استفاده شد. ابتدا آزمایشات در شارهای گرمای ورودی مختلف (30 تا 300 وات) و نسبت های پرشدگی 50 و 60 درصد انجام و نسبت پرشدگی بهینه (50%) مشخص گردید. سپس با این مقدار، عملکرد حرارتی لوله گرمایی نوسانی در زوایای مختلف بدون حضور و همچنین با اعمال میدان مغناطیسی ارزیابی شد. نتایج آزمایشات نشان داد که نانوذرات Fe3O4 می توانند عملکرد گرمایی دستگاه را بهبود بخشند. همچنین  مشخص شد که نسبت پرشدگی بهینه برای این دستگاه 50 درصد می باشد. با افزایش شار گرمای ورودی، مقاومت گرمایی لوله گرمایی کاهش می یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد که زاویه شیب لوله گرمایی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد لوله گرمایی دارد. در حالت افقی عملکرد دستگاه اصلا مناسب نبود، اما با اعمال میدان مغناطیسی، دستگاه می تواند به کار خود ادامه دهد.

    کلید واژگان: لوله گرمایی نوسانی سه بعدی, نسبت پرشدگی, زاویه استقرار, نانوسیال مغناطیسی, میدان مغناطیسی, مقاومت گرمایی
    A. R. Alizadeh, H. R. Goshayeshi, K. Bashirnezhad, I. Zahmatkesh

    In this research, the performance of a three-dimensional oscillating heat pipe in different inclination angles from 0 to 90 degrees with distilled water and ferrofluid as operating fluid has been studied and compared experimentally. Fe3O4 ferrofluid was prepared with a mass fraction of 0.1% and tetramethyl ammonium hydroxide surfactant was used for its stability. First Experiments were performed at different input heat input fluxes (30 to 300 watts) and in filling ratios if 50 and 60%, and the optimal filling ratio (50%) was determined. Then with this value, the thermal performance of the oscillating heat pipe was evaluated at different angles without presence and also by applying a magnetic field. The experimental results showed that Fe3O4 nanoparticles could improve the thermal performance of the device. It was also found that the optimal filling ratio for this device is 50%. As the inlet heat flux increases, the thermal resistance of the OHP decreases. In addition, the results showed that the inclination angle of the heat pipe has a significant effect on the performance of the OHP. In horizontal mode, the device did not work at all, but by applying a magnetic field, the device can continue to operate.

    Keywords: 3-D oscillating heat pipe, filling ratio, inclination angle, ferrofluid, magnetic field, thermal resistance
  • سید علیرضا ناظم، ایمان زحمتکش*
    انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی ابدی و گسترده، چگالی پایینی دارد و شدت آن به طور پیوسته در حال تغییر است. عدم دسترسی به انرژی خورشیدی در شب و شکاف بین زمان تابش و مصرف آن، نقاط ضعف اصلی آن به شمار می روند. در کاربردهایی از قبیل آبگرم مصرفی (DHW)، مواد تغییر فاز دهنده (PCM)، با ظرفیت گرمایی بالا و دمای ثابت در طول فرآیند تغییر فاز می توانند این چالش مهم را برطرف سازند. با این وجود، کوچک بودن ضریب رسانش گرمای آب، عملکرد گردآورنده خورشیدی لوله خلا را کم می کند. البته با به کارگیری نانوسیالات می توان رسانش گرمای آب را به میزان چشمگیری افزایش داد. این مقاله به تحلیل عددی همرفت طبیعی نانوسیال در یک گردآورنده خورشیدی تحت خلا همراه با مواد تغییر فاز دهنده می پردازد. نانوذرات بررسی شده شامل اکسید مس، اکسید تیتانیوم، اکسید آهن، اکسید آلومینیوم و اکسید گرافن می باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که به ازای همه نانوذرات بررسی شده، با افزایش کسر حجمی نانوذرات، مقدار دمای خروجی از گردآورنده کاهش می یابد. مشخص می شود که بیشترین دما در هنگام استفاده از نانوذرات اکسید گرافن رخ می دهد.
    کلید واژگان: نانوسیال, مواد تغییر فاز دهنده, گردآورنده خورشیدی, لوله خلا, تحلیل عددی
    Seyed Alireza Nazem, Iman Zahmatkesh *
    As an eternal and widespread energy source, solar energy has a low density while its intensity is changing continuously. Unavailability of the solar energy in nights and the gap between the time of radiation and its consumption are concerned as the main drawbacks of this type of energy. In applications such as domestic hot water (DHW), phase change materials (PCMs) can successfully remove this shortcoming due to their high thermal capacity and constant temperature during the phase change process. However, thermal conductivity of water is relatively low which reduces the performance of vacuum tube solar collectors. This properties can be improved substantially with the utilization of nanofluids. This paper presents a numerical study on nanofluid natural convection in a vacuum tube solar collector with phase change materials. The studied nanoparticles include copper oxide, titanium oxide, iron oxide, aluminum oxide, and graphene oxide. The obtained results show that for all of the current nanoparticles, rise in the nanoparticles volume fraction is accompanied by a decrease in the exit temperature of the collector. It is found that the highest temperature belongs to the graphene oxide nanoparticles.
    Keywords: Nanofluid, Phase change material (PCM), Solar collector, Vacuum tube, numerical analysis
  • سید رسول سیدعلی، بهرام علیزاده*، ایمان زحمتکش، هاشم صراف دخت
    ارزیابی پتانسیل هیدروکربن زایی سنگ منشا به عنوان تابعی از کل محتوی کربن آلی و نوع کروژن از اهمیت بالایی در مطالعات اکتشافی نفت و گاز برخوردار است. هدف اصلی در این مطالعه، مقایسه عملکرد شبکه عصبی مصنوعی بر پایه روش آموزش پس انتشار (ANN-BP) و همچنین الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک (ANN-GA) و ازدحام ذرات (ANN-PSO) به منظور برآورد پارامترهای ژیوشیمیایی کل کربن آلی (TOC) و پتانسیل باقی مانده هیدروکربنی (S2) از طریق نمودارهای چاه‎ پیمایی است. بدین منظور، سازند پابده (پالیوسن الیگوسن) در میدان نفتی منصوری مورد مطالعه قرار گرفت. براساس نتایج برازش خطی برروی داده های آزمون، روش ANN-PSO امکان برآورد پارامترهای TOC و S2 حاصل از آنالیز راک ایول را به ترتیب با ضریب تعیین (R2) برابر با 8548/0 و 9089/0 فراهم آورده و عملکرد بهتری نسبت به روش های ANN-BP و ANN-GA به نمایش می گذارد. همچنین، برآورد پارامتر شاخص هیدروژن (HI) بر مبنای ارتباط میان مقادیر TOC و S2 به واسطه این روش با ضریب تعیین 6882/0 از دقت قابل قبولی برخودار بوده و تفکیک انواع کروژن با دقت طبقه بندی 74% را امکان پذیر می سازد. زون بندی ژیوشیمیایی سازند پابده بر مبنای غنی شدگی آلی و نوع کروژن با توجه به نتایج حاصل از روش ANN-PSO نشان دهنده سه بخش مجزا است، به طوری که بخش میانی (واحد شیل قهوه ای) با دارا بودن مقادیر قابل توجه کل محتوی کربن آلی و شاخص هیدروژن از پتانسیل هیدروکربن زایی بیشتری برخودار بوده و در صورت رسیدن به بلوغ حرارتی مناسب می تواند نقش قابل توجهی در شارژ تله های نفتی میدان ایفاء نماید. بنابراین، تعیین دقیق اختصاصات هیدروکربن زایی سازند پابده با به کارگیری مدل پیشنهادی ANN-PSO در این مطالعه، کاهش عدم قطعیت در مدل سازی سیستم نفتی و متعاقبا افزایش قابل توجه کارایی اکتشاف در میدان نفتی منصوری را به دنبال خواهد داشت.
    کلید واژگان: کل کربن آلی, نوع کروژن, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی ازدحام ذرات
    Seyed Rasoul Seyedali, Bahram Alizadeh *, Iman Zahmatkesh, Hashem Sarafdokht
    Assessment of petroleum generation potential of the source rock as a function of total organic carbon content and kerogen type is of great importance in oil and gas exploration studies. The main aim of this research is to compare the performance of artificial neural networks trained by back propagation algorithm (ANN-BP) and metaheuristic methods including genetic algorithm (ANN-GA) and particle swarm optimization (ANN-PSO) for prediction of total organic carbon (TOC) content and remaining petroleum potential (S2) from the wireline data. For this purpose, Pabdeh Formation (Paleocene-Oligocene) in Mansuri oilfield is studied. Based on the results of linear regression on the test data, ANN-PSO method provides more accurate predictions of Rock-Eval derived TOC and S2 parameters with correlation coefficient (R2) values of 0.8548 and 0.9089, respectively. In addition, hydrogen index (HI) is appropriately predicted based on the relationship between TOC and S2 values obtained from the ANN-PSO method with R2 value of 0.6882, from which different types of kerogen can be distinguished with classification accuracy of 74 percent. Geochemical zonation of Pabdeh Formation based on organic richness and kerogen type reveals three distinctive parts, among which the middle part (Brown Shale Unit, BSU) demonstrates the greater petroleum generation potential with having the significant values of total organic carbon and hydrogen index. Therefore, the BSU can play an important role in hydrocarbon charging of the oilfield traps if it attains proper level of thermal maturity. Accordingly, precise determination of petroleum generation characteristics of Pabdeh Formation using the ANN-PSO model proposed in this study will lead to a reduction in uncertainty associated with petroleum system modeling, and therefore will considerably increase the exploration efficiency in the Mansuri oilfield.
    Keywords: Total Organic Carbon, Kerogen type, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization
  • ایمان زحمتکش*
    در طراحی کانالهای هوا ابتدا یک سرعت مجاز برای هوا در شاخه اصلی در نظر می گیرند. سپس، بر اساس این سرعت و دبی در شاخه اصلی، قطر کانال و اتلاف هد در آن تعیین می شود. البته، برای کانالهای مستطیلی، ابعاد را با توجه محدودیت ارتفاع کانال مشخص می کنند. سپس، قطر کانال (یا ابعاد کانال مستطیلی) در شاخه های دیگر بر پایه دبی در هر شاخه و مقدار اتلاف هد شاخه اصلی به دست می آید. در پایان، هد فن بر پایه اتلاف هد در پراتلافترین شاخه تعیین می شود. بدیهی است که در صورت تغییر در شرایط، همه محاسبات باید تکرار شود. برای رفع این مشکل، در مقاله حاضر یک شیوه جایگزین از طریق برنامه نویسی در نرم افزار EES پیشنهاد می شود. در این روش، کافیست یک بار، شاخه ها به نرم افزار معرفی شوند. در ادامه، با تغییر شرایط، تنها لازم است برنامه دوباره اجرا شود. به منظور نمایش برتری این روش، از آن برای طراحی یک کانال نمونه استفاده می شود. در ادامه، یک تحلیل پارامتری برای تحلیل اثر ارتفاع کانال و سرعت در شاخه اصلی بر سطح ورق مصرفی انجام می شود. این تحلیل با استفاده از روش سطح پاسخ صورت می گیرد.
    کلید واژگان: کانال هوا, تعیین اندازه, فن, نرم افزار EES, روش سطح پاسخ
    Iman Zahmatkesh *
    In the design of air ductworks, a permissible velocity for air in the main branch is taken firstly. Then, according to this velocity and flow rate in the main branch, the diameter of the duct and the corresponding head loss are computed. Here, for the rectangular ducts, the dimensions are found taking into account the limitations in the height of the duct. Thereafter, the diameter of the duct (or the dimensions of the rectangular duct) are calculated in other branches according to the flow rate in each branch as well as the head loss in the main branch. Finally, the fan head is obtained based on the head loss in the branches having the highest losses. It is obvious that change in the conditions in accompanied with the repetition of the computations. To remove this shortcoming, in this work, an alternative method is proposed through coding in the EES software. In this method, the branches are input to the code once. Then, with any changes in the conditions, the code is required to be run once more. To demonstrate the suitability of this method, it is utilized here for the design of a typical ductwork. Thereafter, a parametric analysis is undertaken to examine the effects of the duct height as well as the velocity on the main branch on the area of the consumed plate. This analysis is based on the response surface method.
    Keywords: Air duct, Sizing, Fan, EES software, Response Surface Method
  • ابوذر محسنی پور*، بهمن سلیمانی، ایمان زحمت کش، ایمان ویسی

    استفاده از واحدهای جریانی هیدرولیکی به عنوان روشی جهت تعیین کیفیت مخزنی و همچنین استفاده در زون بندی مخازن هیدروکربوری نقش بسیار بالایی در توسعه مخازن دارد. قابل اعتماد ترین داده ها در بحث مطالعه مخزن، از مغزه بدست می آیند که با توجه به هزینه بالای مغزه گیری مقدار کمی از این داده ها در هر میدان وجود دارد، با این حال داده های حاصل از مغزه می توانند نقش تعیین کننده ای در مطالعه مخزن ایفا کنند. در مطالعه حاضر داده های تخلخل و تراوایی مغزه مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از روش شاخص منطقه ای جریان تعداد 6 واحد جریانی هیدرولیکی (HFU) شناسایی و بر اساس کیفیت مخزنی از همدیگر تفکیک شدند. سپس با استفاده از لاگ های پتروفیزیکی به روش شبکه عصبی خودسازمانده 6 رخساره الکتریکی تعیین شد. تطابق رخساره الکتریکی و واحدهای جریانی هیدرولیکی تعیین شده بیانگر تطابق خوب بین آنها و افزایش کیفیت مخزنی از واحد شماره 1 به سمت واحد شماره 6 بودند. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند به عنوان ورودی برای ساخت مدل های رخساره ای میدان در فرایند مدل سازی و تعیین مکان حفاری چاه های جدید مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: واحد جریانی, مخزن سروک, کیفیت مخزنی, گونه سنگی, مغزه
    Abouzar Mohsenipour *, Bahman Soleimani, Iman Zahmatkesh, Iman Veisi

    The use of hydraulic flow units as a method to determine the quality of the reservoir and also the use in the zoning of hydrocarbon reservoirs has a very high role in the development of reservoirs. The most reliable data in the discussion of reservoir study are obtained from the core, which due to the high cost of core retrieval, there is a small amount of this data in each field, however, the data from the core may Can play a decisive role in the study of the reservoir. In the present study, core porosity and permeability data were investigated and 6 hydraulic flow units (HFU) were identified using the regional flow index method, which were separated based on reservoir quality. Then 6 electrofacies were determined using petrophysical logs by self-organized method. The conformity of the electrofacies and the designated hydraulic flow units indicated a good convergence between them and an increase in reservoir quality from unit 1 to unit 6. The results of this study can be used as input for the construction of field facies models in the modeling process and locating new wells.

    Keywords: Flow unit, Sarvak reservoir, Reservoir quality, Rock type, core
  • ابوذر محسنی پور *، بهمن سلیمانی، ایمان زحمتکش، ایمان ویسی

    تراوایی از جمله مهمترین پارامترهای پتروفیزیکی است که نقشی اساسی را در بحث های تولید و توسعه میادین هیدروکربونی دارند. در این پژوهش ابتدا نمودار تشدید مغناطیسی هسته ای در مخزن آسماری مورد ارزیابی قرار گرفت و تراوایی با استفاده از دو روش مرسوم مدل سیال آزاد(Coates) و مدل شلمبرژه یا میانگین T2 (SDR) محاسبه شد. سپس با ساخت مدل ساده شبکه عصبی مصنوعی و همچنین ترکیب آن با الگوریتم های بهینه سازی رقابت استعماری (ANN-ICA) و ازدحام ذرات (ANN-PSO) تراوایی تخمین زده شد. در نهایت نتایج حاصل با مقایسه تراوایی COATES و تراوایی SDR تخمین زده شده نسبت به مقدار واقعی، مورد بررسی قرار گرفتند و دقت تخمین از نظر مجموع مربع خطا و ضریب همبستگی مقایسه شد. نتایج حاصل از این مطالعه، بیانگر افزایش دقت تخمین تراوایی با استفاده از ترکیب الگوریتم های بهینه سازی با شبکه عصبی مصنوعی بود. نتایج حاصل از این روش می تواند به عنوان روشی قدرتمند جهت بدست آوردن سایر پارامترهای پتروفیزیکی استفاده شود.

    کلید واژگان: تراوایی, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم رقابت استعماری, الگوریتم ازدحام ذرات, لاگ تشدید مغناطیس هسته ای, مخزن آسماری
    Abouzar Mohsenipour *, Bahman Soleimani, Iman Zahmatkesh, Iman veisi

    Permeability is one of the most important petrophysical parameters that play a key role in the discussion of production and development of hydrocarbon fields. In this study, first, the magnetic resonance log in Asmari reservoir was evaluated and permeability was calculated using two conventional methods, free fluid model (Coates) and Schlumberger model or mean T2 (SDR). Then, by constructing a simple model of artificial neural network and also combining it with Imperialist competition optimization (ANN-ICA) and particle swarm (ANN-PSO) algorithms, the permeability was estimated. Finally, the results were compared by comparing the estimated COATES permeability and SDR permeability with the actual value, and the estimation accuracy was compared in terms of total squared error and correlation coefficient. The results of this study showed an increase in the accuracy of permeability estimation using a combination of optimization algorithms with artificial neural network. The results of this method can be used as a powerful method to obtain other petrophysical parameters.

    Keywords: permeability, artificial neural network, Imperialist competition algorithm, particle swarm algorithm, nuclear magnetic resonance log, Asmari reservoir
  • مازیار اسمنی، کاظم بشیرنژاد*، پیمان باشی شهابی، ایمان زحمتکش
    برآورد تبخیر پتانسیل به صورت برخط می تواند در مدیریت منابع آبی پر کاربرد باشد. در این تحقیق استفاده از یک نرم افزار برای گوشی های هوشمند جهت برآورد تبخیر پتانسیل از سطوح آزاد آب و سطح زمین و همچنین، برآورد امکان کاهش تبخیر ناشی از نصب صفحات فتوولتاییک بر روی پهنه های آبی مد نظر می باشد. داده های مورد استفاده از پایگاه داده شبکه ابری NASA-POWER استخراج می شود و نرم افزار به صورت هوشمند نقطه انتخابی را نسبت به دو حالت خشکی یا پهنه آبی تشخیص داده و محاسبات مربوطه را انجام می دهد. رابطه پیشنهادی تحقیق برای برآورد تبخیر پتانسیل با در نظر گرفتن داده های میانگین ده ساله سد دوستی (سال های 2008 الی 2017) مورد بررسی قرار گرفت و میزان خطای آن و برخی روابط تجربی تبخیر پتانسیل و تبخیر از سطح آزاد آب با میزان تبخیر صورت گرفته از تشت تبخیر مستقر در محل تعیین گردید که نتایج نشان داد، این رابطه نسبت به تمامی روابط مورد بررسی دارای خطای کمتری است. به منظور ارزیابی کارایی رابطه پیشنهادی و داده های دریافتی از پایگاه NASA-POWER، مقدار تبخیر خروجی نرم افزار با مقادیر داده های تشت تبخیر در ایستگاه های سینوپتیک برای شش شهر مقایسه شده و صحت مقادیر خروجی نرم افزار، در بازه 8 الی 16 درصد برآورد گردید.
    کلید واژگان: برآورد تبخیر پتانسیل, نرم افزار هوشمند, کاهش تبخیر, مدیریت منابع آب, صفحات فتوولتائیک
    Maziar Asmani, Kazem Bashirnezhad *, Peyman Bashi Shahabi, Iman Zahmatkesh
    Online evaluation of potential evaporation can be useful in water resources management. In this research, the use of software for smartphones to estimate the potential evaporation from free water surface and ground surface and also to estimate the possibility of reducing evaporation due to the installation of photovoltaic panels on water bodies is considered. The data used is extracted from the NASA-POWER cloud network database and the software intelligently detects the selected point in relation to two states of dry area or water area and performs the relevant calculations. The proposed relation for the evaluation of potential evaporation was analyzed by considering 10 year average data of Doosti dam (2008–2017) and its error rate and some experimental relation of potential evaporation and evaporation from the free water surface with the rate of evaporation from the evaporation pan located at the site were determined. The results indicated that the proposed relation yielded a smaller error compared with all the other relations. In order to evaluate the efficiency of the proposed relation and the data extracted from the NASA POWER database, the evaluations done by the software were compared against the values from the evaporation pans in the synoptic stations in six cities. This revealed the validity of the software outputs to be within 8–16%.
    Keywords: Estimation of Potential Evaporation, Smart Software, Evaporation Reduction, water resources management, Photovoltaic Panels
  • ساعد بازخانه، ایمان زحمت کش*
    در مقاله حاضر، اختلاط در جریان الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با سه موقعیت مختلف مکانی به صورت عددی مطالعه و شبیه سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دایم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله ی غلظت گونه ها به روش عددی حجم محدود حل شده است.به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره ها باردار می باشد، شبیه سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است.نتایج عددی نشان می دهد که در حضور یک میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش چشم گیری می یابد، به طوری که راندمان اختلاط نهایی حداکثر به 3/93 درصد می رسد. البته این در حالی است که میدان مغناطیسی قبل از لایه دوگانه الکتریکی اعمال شده باشد.
    کلید واژگان: میدان مغناطیسی, محیط متخلخل, روش شبکه بولتزمن, مدل دارسی-برینکمن-فرچهیمر, روش تاگوچی
    Saed Bazkhane, Iman Zahmatkesh *
    In this study, heat transfer of nanofluid in a channel with an externally–applied magnetic field and a porous obstacle is simulated and discussed. To simulate the flow field inside the obstacle, the Darcy–Brinkman–Forchheimer model is implemented in the LBM method. Thereafter, effects of influencing parameters on the heat transfer rate are analyzed utilizing the experimental design method. The results show that the nanoparticles type has the greatest effect on the heat transfer with the contribution ratio of 62.79%. The second and the third parameters are the obstacle size and the Reynolds number, with the contribution ratios of 20.71% and 7.58%, respectively. The contribution ratios of the Hartmann number and the nanoparticles fraction are estimated about 3%. However, it is found that in this problem, the influences of the porosity, type, and the Darcy number of the obstacle on the mean Nusselt number are almost negligible.
    Keywords: Nanofluid, Magnetic field, porous media, LBM method, Darcy-Brinkman-Forchheimer model, Taguchi method
  • حسین نمدچیان، ایمان زحمتکش، سید محمودابوالحسن علوی*

    در این مقاله، انتقال حرارت جریان جابجایی اجباری نانوسیال در یک کانال حلقوی با موانع متخلخل بر روی دیواره های داخلی و خارجی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. نانوسیال با استفاده از مدل مخلوط دوفازی و جریان در ناحیه متخلخل بوسیله مدل دارسی-برینکمن-فرچهیمر شبیه سازی شده است. جریان سیال به صورت آرام، پایا، دوبعدی متقارن محوری و تراکم ناپذیر فرض می شود. همچنین محیط متخلخل یکنواخت و همگن بوده و خواص فیزیکی نانوسیال و محیط متخلخل ثابت فرض می شود. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل حل شده اند. اثر پارامترهایی نظیر عدد دارسی، ارتفاع و ضخامت مانع متخلخل، نسبت هدایت حرارتی ناحیه متخلخل به سیال و کسرحجمی نانوذرات بر روی میدان جریان و انتقال حرارت و افت فشار بررسی شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از موانع متخلخل در مسیر جریان منجر به تغییرات قابل ملاحظه ای در مشخصه های جریان و انتقال حرارت می شود. کاهش اعداد دارسی و رینولدز منجر به ایجاد گردابه در پشت موانع می شود که این گردابه ها تاثیر بسزایی بر روی انتقال حرارت دارند. با کاهش عدد دارسی انتقال حرارت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین افت فشار شدیدی را در جریان ایجاد خواهد کرد. افزایش نسبت هدایت حرارتی ماتریس جامد به سیال باعث افزایش ناسلت محلی دیواره در ناحیه موانع خواهد شد که این افزایش در نفوذپذیری های بالا قابل توجه تر خواهد بود. با افزایش ارتفاع موانع متخلخل ضخامت لایه مرزی کاهش پیدا کرده و انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت, نانوسیال, مخلوط دوفازی, مانع متخلخل, مدل دارسی-برینکمن-فرچهیمر
    Hosein Namadchian, Iman Zahmatkesh, Seyed Mahmood Abulhasan Alavi *

    In this paper, the heat transfer of the forced convection of nanofluid in a annular porous channel on internal and external walls is numerically investigated. The nanofluid is simulated using the dual phase and flow model in the porous region by the Darcy-Brinkman-Forcheimer model. The fluid flow is considered as two-dimensional, laminar, steady, axi-symmetric axial and incompressible. The porous medium is uniform and homogeneous, and the physical properties of the nanofluid and the porous medium are assumed constant. The governing equations have been solved using the finite volume method and SIMPLE algorithm. The effect of parameters such as Darcy number, porosity barrier height and thickness, thermal conductivity of porous region to fluid and volume fraction of nanoparticles on flow field, heat transfer and pressure drop have been investigated. The results show that the use of porous barriers in the flow path leads to significant changes in the characteristics of flow and heat transfer. Reducing the Darcy and Reynolds numbers leads to the formation of a vortex behind the barriers that have a significant impact on heat transfer. By reducing the Darcy number, the heat transfer increases significantly. It will also cause a severe pressure drop in the flow. Increasing the thermal conductivity ratio of the solid-liquid matrix will increase the local Nasslet number of the wall in the area of the barrier, which will be more significant in the high permeability. Increasing the height of the porous barriers reducing the thickness of the boundary layer and increasing the heat transfer.

    Keywords: Heat Transfer, Nanofluid, Two-Phase Mixture Model, Porous Barrier, Darcy-Brinkman-Forcheimer Model
  • ایمان زحمت کش*، ابوذر محسنی پور، امین امرائی

    پارامترهای ژیومکانیکی و پتروفیزیکی مخزن همانند سرعت موج برشی، تخلخل و تراوایی از جمله پارامترهای مهمی هستند که در شبیه سازی مخازن هیدروکربوری و استراتژی های اکتشافی نقش موثری ایفا می کنند. اخیرا روش های هوش مصنوعی به منظور پیش بینی این پارامترها با استفاده از داده های چاه پیمایی به کاربرده شده اند. بااین حال پیش بینی ویژگی های مخازن ناهمگن همواره با دشوارهای بسیاری همراه است و به سختی پاسخ مناسبی به دست آمده است. در این مطالعه تلاش شده است تا پارامترهای مخزنی سرعت موج برشی، تخلخل و تراوایی با استفاده از روش نوین ترکیب شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO-ANN)، در مخزن هتروژن آسماری میدان منصوری تخمین زده شود. سپس عملکرد این مدل ترکیبی با روش های کلاسیک و مرسوم شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و سیستم تطبیقی استنتاج نروفازی (ANFIS) و همچنین روش ترکیب شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک (GA-ANN) مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده عملکرد بسیار مناسب روش ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات در تخمین پارامترهای مخزنی است. بنابراین می توان از مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات به عنوان یک روش قدرتمند در تخمین سایر پارامترهای مخزنی به خصوص در مواقعی که دقت بالای پیش بینی لازم باشد استفاده نمود.

    کلید واژگان: الگوریتم ازدحام ذرات, مدل الگوریتم ازدحام ذرات-شبکه عصبی (PSO-ANN), پارامترهای مخزنی, تراوایی
    Iman Zahmatkesh *, Abouzar Mohsenipour, Amin Amraei

    The geomechanical and petrophysical parameters of the reservoir such as shear wave velocity, porosity and permeability are regarded as the most important elements in estimating reserves, reservoir simulation, and overall field exploitation strategies. Recently, several methods of artificial intelligence techniques have been used to predict this parameter by using well log data. However, predicting the characteristics of heterogeneous reservoirs always has been facing many problems and an appropriate response is rarely achieved. In this paper, a new methodology is presented for reservoir parameters (shear wave velocity, porosity and permeability) estimation by combining artificial neural network and Particle Swarm optimization (PSO) in Asmari formation of mansuri oilfield. Performance of proposed hybrid scheme was evaluated by comparing the results with the Neural Network and Nero-Fuzzy methods as well as hybrid genetic algorithm–neural network strategy (GA–NN). Comparison of the results shows that PSO-ANN outperforms all the other methods and it can be considered as a powerful tool for reservoir parameters estimation, especially in cases where a precise estimation criterion is crucial.

    Keywords: hybrid particle swarm optimization –neural network strategy (PSO–ANN), Reservoir parameters, Permeability, Particle Swarm Optimization
  • امیر حسین شریفی، ایمان زحمت کش، فاطمه با محرم

    Rapid development in nanotechnology has produced several aspects for the nanotechnologists to look into. Nanofluid is one of the incredible outcomes of such advancement. They are best known for their remarkable change to enhanced heat transfer abilities. Viscosity is an important flow property of fluids that needs the same attention due to its very crucial impact on heat transfer. In the present work, viscosity of TiO2 nanofluids in saltwater are experimentally investigated to determine their applicability in different temperatures and volume fractions. All measurements have been done over a range of 20–60°C for nanoparticle volumetric concentration of 0.05–0.8%. It was observed that the viscosity of the nanofluid increases with the increasing concentration of TiO2 in the nanofluid. Usually, typical used carrier fluids are water, organic liquids (ethylene glycol, oil, biological liquids, etc.), and polymer solutions and investigation of the nanofluid properties in salt-water as base fluid has been largely overlooked. This has been motivated us by the use of salt-water in this study.  

    کلید واژگان: Nanofluid, Viscosity, TiO2, Salt-water, Volume fraction
  • ادریس ترشیزی، ایمان زحمتکش*
    این مقاله به بررسی تزریق جت های دوگانه مورب نانوسیال در کانالی با جریان متقاطع آب می پردازد. در این راستا، اثر پارامترهای مختلف هندسی و فیزیکی شامل سرعت، فاصله و زاویه جت ها و همچنین، کسرحجمی نانوذرات در آنها مورد مطالعه قرار می گیرد. برای تجزیه و تحلیل مساله حاضر، مدل دوفازی اولری-اولری به خدمت گرفته می شود. این رویکرد با حل مجموعه معادلات مجزا برای سیال پایه و نانوذرات، امکان پیش بینی رفتار هر یک از فازها را به طور جداگانه در میدان جریان فراهم می کند. صحت شبیه سازی های حاضر با مقایسه نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی موجود به اثبات می رسد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که جایگزینی جت یگانه با جت های دوگانه، تبادل حرارت از سطح هدف را افزایش داده و توزیع آن را در طول صفحه یکنواخت تر می کند. علاوه بر این، مشخص می شود که افزایش در سرعت و فاصله جت ها بهبود انتقال حرارت را در پی دارد. با این وجود، تاثیر کسرحجمی نانوذرات موجود در نانوسیال تزریقی بر نرخ انتقال حرارت از سطح هدف به شدت به میزان نفوذ نانوذرات در جریان متقاطع آب وابسته است. کنکاش در نتایج حاکی از آن است که زاویه تزریق جت های دوگانه نقش پر رنگی در میزان نفوذ نانوذرات و چگونگی توزیع آنها در میدان جریان داشته و با تنظیم آنها می توان تبادل حرارت از سطح هدف را بهبود بخشید.
    کلید واژگان: تزریق نانوسیال, رویکرد اولری-اولری, جت های دوگانه, جت مورب, جریان متقاطع
    Edris Torshizi, Iman Zahmatkesh*
    This paper deals with the injection of twin oblique nanofluid jets into a channel with water cross-flow. In this regard, the effects of different geometric and physical parameters including the velocity, distance, and angles of the jets as well as the nanoparticles volume fraction therein are studied. The Eulerian-Eulerian two-phase model is employed to analyze the present problem. By solving separate equation sets for water and the nanoparticles, this approach provides the possibility of behavior prediction for each of the phases inside the flow field, separately. The accuracy of the current simulations is confirmed by comparing the obtained results with available experimental data. The results show that replacement of a single jet with twin jets increases the heat exchange from the target surface and makes its distribution more uniform along the surface. In addition, it is found that rise in the velocity and distance of the jets leads to heat transfer improvement. However, the effect of the nanoparticles volume fraction in the injected nanofluid on the heat transfer rate of the target surface is strongly dependent to the nanoparticles penetration into the water cross-flow. Closer scrutiny of the results reveals that the injection angles of the twin jets play an important role in the nanoparticles penetration as well as their distribution pattern inside the flow field and thereby, by adjusting these angles, the heat exchange from the target surface can be improved.
  • ادریس ترشیزی، ایمان زحمت کش
    این مقاله به بررسی تبادل حرارت در برخورد جت نانوسیالات می پردازد. هدف، مقایسه مدل های تکفازی و دوفازی در تحلیل جریان نانوسیالات و هم چنین مطالعه رفتار سیال پایه و نانوذرات به طور مجزا در مدل دوفازی اولری-اولری می باشد. برای این منظور، برخورد جت نانوسیال آب/Al2O3 در حالت های مختلف با مدل های تکفازی، مخلوط دوفازی و دوفازی اولری-اولری شبیه سازی شده و نتایج به دستآمده مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. برای حل معادلات حاکم در هر سه مدل از روش حجممحدود استفاده می شود. صحت شبیه سازی های انجام شده با مقایسه نتایج به دستآمده با نتایج موجود به اثبات می رسد. نتایج نشان می دهند که در کلیه رویکردها، افزایش عدد رینولدز و بالارفتن کسر حجمی نانوذرات، بهبود تبادل حرارت را در پی دارد. در محاسبات انجام شده، مدلهای دوفازی انتقال حرارت بیشتری را نسبت به مدل تکفازی پیش بینی می کنند. مقایسه دقیق رویکردهای دوفازی نیز بیانگر انتقال حرارت بیشتر مدل اولری-اولری نسبت به مدل مخلوط می باشد. با این وجود، مشخص می شود که با افزایش عدد رینولدز و کاهش کسر حجمی نانوذرات، نتایج این دو روش به هم نزدیک تر می شوند. درنهایت، مدل اولری-اولری نشان می دهد که توزیع دما در سیال پایه و نانوذرات یکسان است اما توزیع سرعت ها با یکدیگر متفاوت می باشند.
    کلید واژگان: نانوسیال, برخورد جت, مدل تک فازی, مدل مخلوط دوفازی, مدل اولری, اولری, شبیه سازی عددی
    Edris Torshizi, Iman Zahmatkesh
    This paper deals with heat transfer in jet impingement of nanofluids. Attention is focused to compare single-phase and two-phase nanofluid models and to study separate behaviors of the base fluid and the nanoparticles through the Eulerian-Eulerian two-phase model. For this purpose, jet impingement of Al2O3/water nanofluid in different conditions is simulated adopting the single-phase, two-phase mixture and Eulerian-Eulerian models and the corresponding results are discussed. For the solution of the governing equations of the three models, the control-volume approach is used. The accuracy of the current simulations is demonstrated by comparing the obtained results with those of open literature. The results indicate that in all of the approaches, increase in the Reynolds number as well as nanoparticle fraction leads to heat transfer improvement. During the current computations, the two-phase models predict higher heat transfer as compared to the single-phase model. Closer scrutiny of the two-phase approaches indicates that heat transfer of the Eulerian-Eulerian model is higher than the mixture model. However, it is found that with increase in the Reynolds number and decrease in the nanoparticle fraction, results of the two approaches become closer. Finally, the Eulerian-Eulerian model demonstrates that temperature distribution in the base fluid and the nanoparticles are similar but the corresponding velocity distributions are distinct.
    Keywords: Nanofluid, Jet impingement, Single, phase model, Two, phase mixture model, Eulerian, Eulerian model, Numerical simulation
  • ادریس ترشیزی، ایمان زحمتکش*
    این مقاله به بررسی جریان آب در یک گام پسرو تحت دمش نانوسیالات مختلف می پردازد. هدف، ارزیابی تاثیر دمش نانوسیال بر میزان انتقال حرارت می باشد. برای این منظور از مدل دوفازی اولری-اولری استفاده می شود. صحت شبیه سازی های انجام شده با مقایسه نتایج به دست آمده و نتایج موجود به اثبات می رسد. نتایج نشان می دهند که افزایش دمش نانوسیال و بالارفتن کسرحجمی نانوذرات در آن، بهبود تبادل حرارت از سطوح مختلف کانال را در پی دارد. از مقایسه نتایج نانوسیالات مختلف می توان دریافت که حداکثر میزان انتقال حرارت از دیوار پایینی هنگامی ایجاد می شود که نانوسیال دمیده شده حاوی نانوذراتی با بالاترین ضریب هدایت حرارتی باشد. با این وجود، مشخص می شود که بیشترین تبادل حرارت از دیوار بالایی مربوط به دمش نانوسیالی است که نانوذرات آن بالاترین میزان نفوذ را به جریان داخل کانال دارند. علاوه بر این، مشاهده می شود که تفاوت در نتایج نانوسیالات مختلف با افزایش دمش نانوسیال و بالارفتن کسرحجمی نانوذرات در آن آشکارتر می شود. درنهایت، مدل اولری-اولری نشان می دهد که در میان نیروهای میان فازی، اثر نیروی جرم مجازی و نیروی متقابل ذرات ناچیز بوده به گونه ای که می توان از حضور آنها چشمپوشی کرد.
    کلید واژگان: نانوسیال, جریان دوفازی, مدل اولری, اولری, گام پسرو, دمش
    Edris Torshizi, Iman Zahmatkesh*
    This paper deals with water flow in a backward-facing step with blowing of different nanofluids. The objective is to evaluate the effect of nanofluid blowing on the heat transfer rate. For this purpose, the Eulerian-Eulerian two-phase model is employed. The accuracy of the current simulations is demonstrated by comparing the obtained results with those of open literature. The results show that increasing the nanofluid blowing as well as nanoparticles fraction therein improve heat exchange from different surfaces of the channel. Comparing the results of different nanofluids leads one to conclude that the bottom wall heat transfer attains its maximum value when the blowed nanofluid contains nanoparticles with the highest thermal conductivity. However, it is found that maximum heat transfer in the top wall is achieved during blowing of a nanofluid with the highest nanoparticle penetration into the channel flow. Moreover, it is observed that discrepancies appearing between the results of different nanofluids become more remarkable as one increases the nanofluid blowing or nanoparticles fraction therein. Finally, the Eulerian-Eulerian model demonstrates that among the interphase forces, the effects of virtual mass and particle-particle interaction forces are negligible in such a way that they can be ignored.
    Keywords: Nanofluid, Two, phase flow, Eulerian, Eulerian model, Backward, facing step, Blowing
  • قاسم عقلی*، بهمن سلیمانی، عباس چرچی، ایمان زحمتکش
    در مطالعه مخازن نفتی که تولید در آنها تابع سیستم شکستگی است، آنالیز شکستگی ها به ویژه درمراحل تولید و توسعه میدان هیدرورکربی بسیار مهم و ضروری است. هدف از این تحقیق، تعیین روشی سریع برای تشخیص زون های شکسته با استفاده از نمودارهای پتروفیزیکی به عنوان داده ای ارزان که در همه چاه ها وجود دارند و تعیین میزان تاثیر این شکستگی ها بر تخلخل و تراوایی مخزن آسماری میدان نفتی بالارود می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که گرچه عوامل بسیاری از جمله لیتولوژی و سیالات مخزنی بر روی نمودار های پتروفیزیکی تاثیر می گذارند، اما با کمی تصحیح بر روی نمودارها و استفاده از روش های ریاضی از جمله مشتق گیری می توان زون های شکسته را بر روی نمودار های پتروفیزیکی مشخص نمود، که تطابق خوبی را با نتایج حاصل از نمودارهای تصویرگر و نمودار انحراف سرعت نشان می دهند. همچنین نتایج نشان می دهد که زون های با تمرکز بالای شکستگی را می توان به راحتی بر روی نمودارهای پتروفیزیکی در سطح اول مشتق گیری مشخص نمود. مشتق گیری از هر نمودار به وسیله تابعی که برای آن نمودار تعریف می شود صورت می گیرد. باید توجه نمود که داشتن اطلاعات از تکتونیک و زمین شناسی میدان کمک زیادی بر تشخیص زون های شکسته می نماید. تولید در مخزن آسماری این میدان، تلفیقی از شکستگی ها و ماتریکس سنگ است. در این مخزن شکستگی ها و زون های متخلخل تاثیر فراوانی بر خصوصیات سنگ مخزن داشته اند. نتایج این تحقیق همچنین نشان می دهد که برای شناسایی زون های شکسته در میادین قدیمی که نمودارهای تصویرگر وجود ندارند می توان از نمودارهای پتروفیزیکی استفاده کرد، همان طور که در مطالعات پتروفیزیکی، شش نمودار PEF،اDT،اGR،اNPHI،اRHOBا و CAL بیشترین کاربرد را دارند. در تشخیص زون های شکسته همین شش نمودار بهترین ابزارها می باشند، که براساس نحوه واکنشی که در مقابل شکستگی ها از خود نشان می دهند و انجام تصحیح بر روی این نمودارها می توان زون های شکسته را شناسایی نمود.
    کلید واژگان: شکستگی, مشتق گیری, نمودارهای پتروفیزیکی, نمودارهای تصویرگر, نمودار انحراف سرعت
    Bahman Soleimani, Abbas Charchi, Iman Zahmatkesh, Ghasem Aghli*
    To study of petroleum reservoirs which their productions are function of their fractured system, fractures assessment is necessary and important in oil production optimization and field development. The purpose of this research is recognition of a quick method for identification of fractured zones using petrophysical logs which are handy in all wells, and their effects on porosity and permeability of Asmari reservoir of Balarood oil field. The result shows that although some factors such as lithology and reservoir fluids effects on petrophysical logs, requiring minor corrections to logs by means of mathematical methods such as derivation can be used to determine fractured zones on logs, which show great consistency with image logs and velocity deviation log. Results show that zones of abundant bearing fractures can be easily recognized on first stage of derivation on petrophysical logs. Derivation process of any log is defined as a function for that log. Tectonic information and geological prospective of oil field will have an apparent contribution in identification of fractured zones. In addition, fractures and porous zones have had effective impact on the reservoir rock properties. The results indicated that the production in the Asmari reservoir of this field is a combination of fractures and rock matrix and fracture analysis can be done by using petrophysical logs in old drilled wells without image logs as well. As six logs RHOB, NPHI, GR, DT, PEF, CAL have vital role in petrophysical studies, these six tools are the best logs to diagnosis of fractured zones due to their responses against the fracture along with doing some corrections in these logs.
    Keywords: Differentiate method, Fracture, Image logs, Petrophysical Logs, Velocity Deviation Log
  • ایمان زحمت کش، قاسم عقلی*، روح انگیز محمدیان
    شکستگی ها به دلیل تاثیر بر پارامترهای مخزنی مانند تخلخل و تراوایی، یکی از مهمترین پارامترها در مخازن شکسته هستند. شکستگی ها تنها با استفاده از مغزه و نمودارهای تصویرگر به صورت مستقیم مطالعه می شوند. به دلیل محدودیت های استفاده ازمغزه، نمودارهای تصویرگر بهترین ابزارها می باشند. هدف این مقاله بررسی سیستماتیک شکستگی های مخزن آسماری میدان نفتی مارون به عنوان یکی از بزرگترین مخازن نفتی جهان است. در این مطالعه، از نمودارهای تصویرگر برای تفسیر شکستگی ها و هتروژنی مخزن استفاده شد و در نهایت نتایج حاصل با سایر روش های تکمیلی مانند نمودار انحراف سرعت، لایه آزمایی مکرر چاه، هرزروی گل و نقشه های هم شیب مقایسه شدند. به طور کلی نمودارهای تصویرگر حجم زیادی از اطلاعات با قدرت تفکیک بالا را ذخیره می کنند که این مهم به مفسران کمک شایانی می کند. نتایج این تحقیق تمرکز بالای شکستگی ها را در زون های 1، 20 و 30 نشان می دهد که انطباق بالایی با نتایج نمودار انحراف سرعت و هرزروی گل حفاری دارد. نمودارهای تصویرگر میانگین شیب لایه بندی را از 20 درجه در یال شمالی تا 30 درجه در یال جنوبی با امتداد 270 درجه از شمال نشان می دهد. به طور کلی شکستگی های این میدان از نوع مرتبط با چین می باشند که به سه دسته طولی، عرضی و مورب تقسیم می شوند که نوع طولی غالب، و بیشتر شکستگی های باز را شامل می شود. در این مطالعه، داده های چاه آزمایی مکرر برای بررسی ارتباط بین لایه ها و شکستگی ها استفاده شدند. نتایج حاصله بیشترین ارتباط بین لایه ها را را در قسمت شرقی میدان نشان می دهد که دلیل آن تمرکز بالای شکستگی ها در این قسمت میدان است.
    کلید واژگان: مخزن آسماری, متدهای تکمیلی, تحلیل شکستگی, نمودارهای تصویرگر, میدان مارون
    Iman Zahmatkesh, Ghasem Aghli*, Ruhangiz Mohammadian
    Fractures are considered as one of the important structures in fractured reservoirs due to their effect on fluid currents and reservoir parameters such as porosity and permeability. Fracture parameters can only be directly calculated with core and image logs. Cores have serious limitations, so image logs are the best method. The aim of this study is the systematic fractures analysis of the Asmari Formation in the Marun field as one of the giant oilfields in world. The main objectives of image logs were evaluating structural dip, characterizing natural fractures and field structure heterogeneity, and finally correlating the results with complimentary methods such as Velocity Deviation Log (VDL), Repeat Formation Test (RFT), mud lost data, and isodip map in the carbonate Asmari Formation. Generally, electric and ultrasonic imaging tools record vast amounts of high-resolution data. This enables geoscientists to describe in detail the structural fracture networks. The results indicate that the highest fracture density is in the zones 1, 20, and 30 of the Asmari reservoir that show high correlation with VDL and mud lost data. Image logs also show a range of bedding dips from 20˚ in the northern limb to 30˚ in the southern limb with strikes ranging from 10˚ to 270˚N. Regarding the general pattern of fractures, it is evident that they are related to the folding and are classified mainly as longitudinal, transverse, and oblique. The longitudinal pattern is dominant and often forms open fractures. They are characterized by N50W-S50E and mainly observed in the upper Asmari zones. Moreover, to find the vertical relation of the layer and fractures, RFT data were used. The findings revealed the presence of a vertical relation in the upper horizons of the reservoir, especially in the eastern section due to the high fracture density.
    Keywords: Asmari Reservoir, Complimentary Methods, Fracture Analysis, Image Logs, Marun Oilfield
  • ایمان زحمت کش*، بهمن سلیمانی، علی غیبشاوی، حسین شیخ زاده
    یکی از اجزای مهم در سرشت نمایی مخزن تهیه نقشه ای از توزیع خصوصیات و ناهمگنی های مخزنی است.در مخازن کربناته ناهمگن، به دلیل پیچیدگی و ناهمگنی بالا توزیع تخلخل و تراوایی متغیر و نامشخص است. بر همین اساس استفاده از روش های جدید به منظور درک بهتر این مخازن الزامی است. از میان این روش ها تعیین و استفاده از رخساره های الکتریکی(رخساره لاگ) امروزه یکی از مهمترین ترین روش ها در مباحث تولید از مخازن هیدروکربنی و توسعه میادین می باشد. به همین دلیل در این مطالعه، با استفاده از روش شبکه عصبی خودسازمان ده (SOM) رخساره های الکتریکی سازند آسماری در یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران تعیین گردید. این رخساره های لاگ از نظر کیفیت مخزن به ترتیب از خیلی خوب تا ضعیف به صورت، رخساره های لاگ 1و 5 با بهترین کیفیت مخزنی، رخساره های 2و 6 با کیفیت مخزنی خوب، رخساره 3 باکیفیت مخزنی متوسط و رخساره های 4و7 با کیفیت مخزنی بد یا بدون کیفیت مخزنی مرتبه بندی گردید.جهت ارزیابی رخساره های الکتریکی و ارتباط دادن فابریک سنگ های کربناته و ماسه سنگی با توزیع اندازه فضاهای خالی و خصوصیات پتروفیزیکی رخساره های الکتریکی، مطالعات پتروگرافی در چند حلقه چاه صورت پذیرفت. به طور کلی رخساره های الکتریکی تعیین شده در این مطالعه با داده های پتروگرافی ارتباط بسیار خوبی نشان داد، در نتیجه با توجه به انطباق خوب نتایج مدل بهینه شده در این مطالعه با واقعیت، رخساره های الکتریکی در حکم جانشین برای رخساره رسوبی ساخته و به تمام چاه های میدان تعمیم داده شد.
    کلید واژگان: رخساره الکتریکی, رخساره رسوبی, خوشه سازی, کیفیت مخزن
  • ایمان زحمتکش
    این مقاله به تحلیل تولید آنتروپی نانوسیالات در همرفت طبیعی در محفظه های متخلخل مستطیل شکل می پردازد. هدف، تعیین شرایط بهینه از نظر قوانین اول و دوم ترمودینامیک می باشد. برای این منظور، معادلات بقای جرم، اندازه حرکت و انرژی نانوسیال به شیوه عددی حل می شوند. سپس، نرخ تولید آنتروپی محاسبه شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. محاسبات برای نانوذرات مس، اکسیدآلومینیم و اکسیدتیتانیوم در سیال پایه آب انجام شده و نتایج با هم مقایسه می شوند. علاوه بر این، تاثیر کسرحجمی نانوذرات، عدد رایلی، نسبت منظری محفظه، تبادل تابش و اثرات غیردارسی بر انتقال گرما و تولید آنتروپی در محفظه بررسی می شود. کنکاش در نتایج ارائه شده نشان می دهد که حضور تبادل تابش و اثرات غیردارسی نقش مهمی در انتقال گرما و تولید آنتروپی در محفظه دارند. در میان نانوسیالات مطالعه شده، بیشترین انتقال گرما و تولید آنتروپی در نانوسیال آب-مس رخ می دهد.
    کلید واژگان: نانوسیال, تولید آنتروپی, همرفت طبیعی, محیط متخلخل
    Iman Zahmatkesh
    Entropy generation of nanofluids during natural convection in rectangular porous enclosures is analyzed in this paper. The objective is to find optimum circumstances from the standpoints of the First Law and the Second Law of thermodynamics. For this purpose، the mass، momentum، and energy conservation equations are solved numerically. Thereafter، the generation of entropy is calculated and discussed. Computations are undertaken for Cu، Al2O3، and TiO2 nanoparticles in a base fluid of water and the corresponding results are compared. Moreover، the influences of volume fraction of the nanoparticles، Rayleigh number، enclosure aspect ratio، radiation exchange، and non-Darcy effects on heat transfer and entropy generation in the porous enclosure are analyzed. Inspection of the presented results demonstrates that radiation exchange and non-Darcy effects possess prominent consequences on heat transfer and entropy generation inside the enclosure. Among the current nanofluids، the highest heat transfer and entropy generation appears in the Cu-water nanofluid.
    Keywords: Nanofluid, Entropy generation, Natural convection, Porous medium
  • ایمان زحمت کش، محمد مقیمان
    در این مقاله اثر اندازه قطره سوخت مایع بر فرآیند تشکیل دوده در یک محفظه احتراق مغشوش سوخت مایع به روش عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مدلسازی جریان دو فازی واکنش دهنده، ترکیب روش های اولری- لاگرانژی به خدمت گرفته می شود. معادلات حاکم بر فاز گاز با استفاده از روش تکرار نیمه ضمنی مبتنی بر حجم کنترل و معادلات دیفرانسیلی زمانمند اندازه های مختلف قطرات سوخت مایع با انتگرالگیری در گامهای زمانی که بر پایه زمان پیمایش قطرات در حجمهای کنترل به دست می آید، حل می شوند. شبیه سازی تشکیل دوده با استفاده از یک مدل دو مرحله ای و آهنگ احتراق آن بر پایه مدل اضمحلال گردابه ها محاسبه می گردد. مدلهای ریاضی اغتشاش، احتراق و تابش به منظور در نظر گرفتن اثر این فرآیند ها استفاده می شوند. نتایج به دست آمده، تاثیر قابل توجه اندازه قطر سوخت مایع بر انتشار دوده از شعله های اسپری مغشوش را در مقادیر مختلف نسبت هم ارزی، دمای هوای ورودی و دمای دیواره محفظه احتراق، نشان می دهد. نتایج به دست آمده همچنین نشان می دهد که کاهش اندازه قطره سوخت موجب کاهش قابل توجه انتشار دوده از شعله های اسپری مغشوش می گردد.
سامانه نویسندگان
  • دکتر ایمان زحمتکش
    دکتر ایمان زحمتکش

اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال