rasool maroofiazar
-
سکوهای نفتی فراساحلی نقش مهمی در صنعت استخراج نفت و انرژی دارند، به همین دلیل کنترل ارتعاشات این سازه ها و افزایش طول عمر مفید آن ها از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مطالعه پاسخ دینامیکی سکوی نفتی فراساحلی تحت اثر بار موج با دوره بازگشت 100 ساله بررسی شده است. برای کاهش پاسخ دینامیکی عرشه سکوی نفتی، میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال خود توان (SP-SATMD) استفاده گردیده و نسبت جرمی آن بصورت پیش فرض 3 درصد در نظر گرفته شده است. انرژی میراگر سیال مغناطیسی (MR) موجود در میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال از ارتعاش میراگر جرمی و از طریق یک سیستم استحصال انرژی تامین می شود. این سیستم شامل ژنراتور جریان مستقیم DC ، رک و پینیون است. رک و پینیون حرکت خطی میراگر جرمی را به حرکت زاویه ای تبدیل کرده و آن را برای تولید انرژی الکتریکی به ژنراتور DC اعمال می کنند. همچنین خود سیستم استحصال انرژی می تواند بعنوان یک میراگر الکترومغناطیس (EM) و الگوریتم کنترلی تناسبی در تعیین میرایی سیال مغناطیسی عمل کند. نتایج بیانگر این است که حداکثر جابجایی و شتاب عرشه سکوی نفتی در حالت کنترل نیمه فعال خود توان به ترتیب 15 و 24/16 درصد نسبت به حالت کنترل نشده کاهش یافته است.
کلید واژگان: سکوی نفتی, میراگر جرمی نیمه فعال خود توان, میراگر سیال مغناطیسی, بار موج, ژنراتور DCOffshore jacket platforms play an important role in the oil and energy industry, so controlling the vibrations of these structures and increasing their useful life is of great importance. In this study, the dynamic response of the offshore jacket platform under the effect of wave load with a return period of 100 years has been investigated. To reduce the dynamic response of the oil rig deck, a self-powered semi-active mass damper (SP-SATMD) was used and its mass ratio was set at 3% by default. The magneto-rheological damper (MR) energy in a semi-active tuned mass damper is supplied by the vibration of the tuned mass damper through an energy extraction system. This system includes DC direct current generator, rack and pinion. The rack and pinion convert the linear motion of the mass damper into an angular motion and apply it to a DC generator to generate electrical energy. The energy extraction system itself can also act as an electromagnetic damper (EM) and a proportional control algorithm in determining the damping of the magneto-rheological damper. The results show that the maximum displacement and acceleration of the offshore jacket platform deck in its semi-active control mode decreased by 15 and 16.24%, respectively, compared to the uncontrolled mode.
Keywords: Jacket Platform, Self-Powered Semi-Active Mass Damper, Magneto-Rheological Damper, Wave Load, DC Generator -
در این مطالعه روشی برای برداشت انرژی از گرمای اتلافی پیشنهاد شده است. در سیستم پیشنهادی، یک آهنربا روی مایع در ظرف سیم پیچی شده شناور شده و سیستم روی منبع حرارت قرار گرفته است. با جوشش مایع و طبق قانون القای فارادی، با حرکت آهنربا در داخل ظرف، ولتاژ در سیم پیچ القا شده است. دمای مازاد، ابعاد ظرف، ارتفاع مایع در ظرف و شکل و قطر قاب به عنوان پارامترهای موثر انتخاب شده است. تاثیر این پارامترها بر ولتاژ قله به دره و جذر میانگین مربعات ولتاژ به صورت تجربی بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که حداکثر انرژی در مقادیر بالاتر دمای مازاد، ارتفاع مایع، دور سیم پیچ و قطر قاب با شکل قاب کروی برداشت می شود. بیشترین مقادیر اندازه گیری شده به ترتیب 532 میلی ولت و95/65 میلی ولت برای Vpp و Vrms بود. در بخش دوم این تحقیق از روش عددی برای شبیه سازی و تحلیل سیستم پیشنهادی استفاده شده است. تاثیر پارامترهای مختلف بر ویژگی های سطح مشترک بررسی شده است. نتایج نشان داد که روند تغییرات پارامترهای سطح مشترک (شامل فشار و ارتفاع آن) با داده های تجربی همخوانی دارد. بنابراین می توان از این روش برای طراحی و پیش بینی عملکرد دستگاه برداشت انرژی استفاده نمود.
کلید واژگان: برداشت انرژی, جوشش, قانون القاء فارادی, آهنربا, سیم پیچIn this study, a method has been proposed for energy harvesting from waste heat. A magnet was floated on the liquid in the coiled container and the system was placed on the heat source. By pool boiling of the liquid and according to Faraday's induction law, the voltage was induced in the coil by the movement of the magnet. Excess temperature, dimensions of the container, liquid height in the container, and the frame shape and diameter have been selected as effective parameters. Effects of these parameters on peak-to-peak voltage and root mean square voltage have been investigated experimentally. Obtained results showed that the maximum energy was harvested at higher values of excess temperature, liquid height, coil turn, and frame diameter with a spherical frame shape. The highest measured parameters were 532 mV and 95.65 mV for Vpp and Vrms, respectively. In the second part, the numerical method is used to simulate the proposed system. The effect of various parameters on interface characteristics has been investigated. The results showed that the trend of changes in the interface parameters, including its pressure and height, were consistent with experimental data. Therefore, this method can be used to design and predict the performance of the energy harvester.
Keywords: Energy Harvesting, Boiling, Faraday's Induction Law, Magnet, Coil -
بهبود رفتار ساختمان ها و کاهش پاسخ آن ها در برابر بارهای جانبی دینامیکی همواره یکی از اهداف مهندسین سازه می باشد. یکی از توسعه یافته ترین روش های کاهش پاسخ سازه ها تحت ارتعاشات استفاده از سیستم های کنترل غیرفعال است. میراگر مایع تنظیم شده (TLD) یکی از ابزارهای پرکاربرد سیستم های کنترلی غیرفعال می باشد. در این پژوهش عملکرد میراگر مایع تنظیم شده تحت 14 رکورد زلزله حوزه دور و حوزه نزدیک در نرم افزار انسیس مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی عملکرد میراگر مایع تنظیم شده در کاهش پاسخ های جابجایی، شتاب و سرعت ساختمان معیار مورد بررسی، چهار پارامتر طول مخزن، ارتفاع آب، نسبت آب و نسبت جرم (مجموعا در 27 طراحی متفاوت براساس روابط به فرم بسته موجود در ادبیات فنی) مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده مخزن مکعبی با نسبت آب 375/0 و نسبت جرم 5 درصد تحت رکورد حوزه نزدیک و نسبت آب 125/0 و نسبت جرم 5 درصد تحت رکورد حوزه دور در مقایسه با سایر حالت ها عملکرد بهتری داشته است. به صورت کلی هرچه نسبت جرم بیشتر باشد عملکرد میراگر در کلیه شاخص های مورد بررسی و در بین حالت های در نظر گرفته شده بهتر بوده است و همچنین کاهش پاسخ ها در شتاب بهتر از سرعت و در سرعت بهتر از جابجایی می باشد.کلید واژگان: کنترل غیر فعال, میراگر مایع تنظیم شده, تحلیل پارامتری, زلزله حوزه دور و نزدیک, انسیسOne of the aims of structural engineers is to improve the behavior of structures and reducing their responses under dynamic lateral loads. The structural control systems are advanced techniques to reduce the structural responses against vibration, and Tuned Liquid Damper (TLD) is a well-established tool for the control of structures. In this study, the effect and behavior of TLD under 7 far-field earthquakes and 7 near-field earthquakes was investigated in ANSYS software. To assess the performance of TLD on the control of structural responses including displacement, acceleration, and velocity, the effect of four different design parameters i.e., tank length, water height, water ratio, and mass ratio (with 27 different designed alternatives based on closed-form relationships proposed in the literature) were studied. The results showed that when the water ratio and the mass ratio of the cubical container are equal to 0.375 and 5 percent respectively, The TLD had the best performance under near-fault records. Also, the designed TLD with a 5 percent mass ratio and 0.125 water ratio outperforms other designed alternatives under far-fault records. In general, and among the considered alternatives, the performance of the damper with a higher mass ratio improves all studied performance criteria. Also, the well-designed TLD could reduce the acceleration better than velocity, and velocity better than displacement.Keywords: Passive control, tuned liquid damper, parametric analysis, Far, Near-Field Earthquakes, Ansys
-
یکی از موضوعات با اهمیت در حوزه مهندسی ایجاد یک فضای آرام و حس امنیت برای ساکنین ساختمان ها به ویژه سازه های بلندمرتبه در برابر نیروی زلزله و باد می باشد، به همین منظور استفاده از سیستم های کنترلی جهت کاهش ارتعاش سازه در برابر بارهای دینامیکی مورد توجه قرار گرفته است. میراگر مایع تنظیم شده یک ابزار پرکاربرد و مقرون به صرفه برای کنترل ارتعاشات سازه تحت بارهای جانبی دینامیکی می باشد. در این پژوهش سازه بلندمرتبه استاندارد CAARC تحت تحریک های زلزله حوزه دور و نزدیک و پروفیل بادی با سرعت 100 متر بر ثانیه در نرم افزار ANSYS بررسی شده است. تونل باد شبیه سازی شد و اندرکنش باد و سازه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور کاهش پاسخ های سازه بلندمرتبه تحت رکوردهای زلزله حوزه دور (السنترو 1940 و هاچینو 1968)، رکوردهای زلزله حوزه نزدیک (نورثریج 1994 و کوبه 1995) و نیروی باد از یک میراگر مایع تنظیم شده با مخزن مکعبی استفاده شد. پاسخ های سازه از قبیل جابجایی، سرعت، شتاب، فشار وارده به سازه و خطوط جریان باد بر روی دیواره های سازه مورد تحلیل و آنالیز قرار گرفته است و همچنین، رفتار آیرودینامیک و آیروالاستیک سازه در برابر نیروی باد بررسی شده است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها نشان می دهد که میراگر مایع تنظیم شده می تواند جابجایی سازه را به طور میانگین تحت رکوردهای حوزه دور تا 16 درصد، رکوردهای حوزه نزدیک 5/0 درصد و تحت نیروی باد تا 13 درصد کاهش دهد.
کلید واژگان: میراگر مایع تنظیم شده, تونل باد, سازه استاندارد CAARC, زمین لرزه, ANSYSOne of the important issues in civil engineering is creating a calm place and a sense of security for the residents of high-rise structures against the force of earthquakes and wind. Therefore, the use of control systems has been considered under dynamic loads. Tuned Liquid Damper is Affordable and useful device for controlling the vibrations of structure under dynamic lateral loads. In this study, the standard high-rise structure has been modeled in ANSYS software under earthquakes (far and near-field) and wind profile with a speed of 100 meters per second. The wind tunnel has been simulated and the interaction between wind and structure has been investigated. In order to reduce the responses of high-rise structures under far-field records (Elcentro 1940 and Hachinohe 1968) and near-field records (Northridge 1994 and Kobe 1995) and wind force, a TLD with a cube tank was used. The responses of the structure such as displacement, velocity, acceleration, pressure over to the structure and wind streamline over the walls of the structure have been analyzed and also, the aerodynamic and aeroelastic behavior of the high-rise structure against wind has been investigated. Averagely, the simulation results show that the Tuned Liquid Damper could reduce the maximum displacement of the structure to 16% under far-field records, 0.5% under near-field records and 13% under wind force.
Keywords: Tuned Liquid Damper, Wind Tunnel, CAARC Standard Structure, Far, Near-Field Earthquakes, ANSYS -
در این مطالعه روشی برای برداشت انرژی از اسلاشینگ مایعات پیشنهاد شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر کارایی آن بررسی شده است. در بخش اول، ولتاژ و توان القایی بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. بدین منظور آهنربایی روی مایع موجود در ظرف سیم پیچی شده شناور گردیده و سیستم مورد بررسی روی یک میز لرزه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد ولتاژ القایی با افزایش فرکانس افزایش یافته و در فرکانس طبیعی مجموعه سازه و مخزن به بیشترین مقدار خود می رسد. همچنین با افزایش قدرت آهنربا و افزایش ارتفاع سیال درون ظرف، ولتاژ القایی افزایش یافته است. بیشترین ولتاژ القایی و توان برداشت شده در این مطالعه به ترتیب mV 850 و µW 400 ثبت شده است. برای بررسی کارایی روش پیشنهادی، سیستم مورد نظر روی یک ماشین صفحه تراش نصب شده و ولتاژ القایی و توان برداشت شده اندازه گیری گردیده است. در بخش دوم، از روش عددی برای شبیه سازی و تحلیل سیستم پیشنهادی استفاده گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند روند تغییرات پارامترهای مربوط به مرز مشترک از جمله فشار و ارتفاع آن، منطبق بر داده های تجربی بوده و بنابراین می توان از این روش جهت طراحی و پیش بینی عملکرد برداشت کننده انرژی استفاده نمود.
کلید واژگان: برداشت انرژی, القاء فارادی, اسلاشینگ, سیم پیچ, مدل حجم سیالIn this study, a method for energy harvesting from sloshing of fluids has been proposed. In the first part, voltage and electrical power are measured experimentally. A magnet is floated on the liquid in the coiled container and the system is placed on a shaker table. According to Faraday's law of induction, the movement of the magnet inside the container induces voltage in the coil. The results show that the induced voltage increases with increasing frequency and reaches its maximum value at the natural frequency of the structure and container and decreases again. Also, the inductive voltage has increased with increasing both magnet strength and height of the liquid inside the container. The highest inductive voltage and power output in this study were 850mV and 400µW, respectively. To evaluate the efficiency of the proposed method, the system was installed on a shaper machine and the induced voltage and electrical power were measured. Also, the numerical method is used to simulate and analyze the proposed system. The results show that variations of interface parameters including its pressure, are consistent with experimental data and therefore this method can be used to design and predict the performance of the energy harvester.
Keywords: Energy Harvesting, Sloshing, Faraday’S Induction Law, Coil, Volume Of Fluid Method -
Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME, Volume:19 Issue: 2, Sep 2018, PP 116 -126In the present work, the critical heat flux measurements were performed for the subcooled flow boiling of pure water and magnetic nanofluids (i.e., water + 0.01 and 0.1 vol.% Fe 3O4) in a vertical tube. The effect of applying an external magnetic field on the CHF variation was studied experimentally as well. The obtained results indicated that the subcooled flow boiling CHF in the vertical tube is increased by using the nanofluid as the working fluid, especially in lower volume concentration of nanoparticles. The nanoparticles deposition on the tube inner surface and consequently improvement of the surface characteristics such as nucleation site density, wettability and re-wetting properties could be mentioned as the main reasons of this incident. Moreover, it was seen that applying the magnetic field leads to the additional enhancement in the CHF of ferrofluids. It could be clarified as the attraction of the nanoparticles into the magnets and increasing the surface wettability resulted in the CHF enhancement.Keywords: Subcooled Flow Boiling, Vertical tube, Magnetic Field, Ferrofluid, Critical Heat Flux
- 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.