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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « روش المان مرزي » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «روش المان مرزي» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مهدی نوروزی*، محمود پسندیده فرد
    در پژوهش حاضر، به منظور شبیه سازی جریان همراه با کاویتاسیون جزئی حول پرتابه های مختلف (سرتخت، سرکروی و سرمخروطی با زاویه مخروط 45درجه) به روش المان مرزی، یک کد سه بعدی تدوین شده است. بدین منظور، پس از تولید هندسه با استفاده از المان های چهارضلعی با چهار نقطه کنترل، با بهره گیری از بیان انتگرالی تئوری گرین، اجزای پتانسیلی چشمه و دوگان روی هر المان توزیع و به کمک یک الگوریتم تکراری، شبیه سازی انجام و با نتایج تجربی و عددی دیگر اعتبارسنجی شده است. با وجود هزینه محاسباتی پایین این روش، نتایج از دقت قابل قبول و سرعت همگرایی بالایی برخوردار است. ارائه روابط کلی برای مشخصات هندسی کاویتی ایجاد شده حول پرتابه ها (در محدود اعداد کاویتاسیون بین 075/0 تا 5/0) از جمله نتایج این پژوهش می باشد. بررسی نتایج حاکیست که این روش قابلیت مناسبی در پیش بینی خواص جریان کاویتاسیون در زوایای حمله غیرصفر (تا زاویه حمله 8 درجه) دارد که البته با افزایش زاویه حمله و فاصله از فرض پتانسیلی بودن جریان، نتایج هندسه کاویتی حداکثر %15 و ضرایب آیرودینامیکی حداکثر %12 با دیگر تحلیل های عددی اختلاف دارد. با توجه به سرعت همگرایی بالا و دقت قابل قبول، این روش برای طراحی اولیه و بهینه سازی پرتابه های زیرسطحی همراه با کاویتاسیون قابل استفاده است.
    کلید واژگان: کاویتاسیون جزئی, روش المان مرزی, پیشانی سرتخت, پیشانی سرکروی, پیشانی سرمخروطی}
    Mahdi Nouroozi *, Mahmoud Pasandideh-Fard
    In this paper, three-dimensional code has been developed to simulate the partial cavitating flow around projectiles with various heads (blunt, hemispherical, and conical) using the BEM. For this purpose, after generating the geometry using quadrilateral elements with four control points, using the integral expression of Green's theory, source and dipole have been distributed on elements, and using an iterative algorithm, simulation is done and results are compared with the available experimental data and other numerical results. Despite the low computational cost of this method, the results have a high accuracy and convergence rate. One of the main contributions of this work is to present a correlation between the properties of cavity around projectiles with different heads (in the limit of 0.075≤σ≤0.5). Also, Analysis of the results shows that the method has a suitable ability to predict the properties of cavitation flow at non-zero angles of attack (up to 8° angle of attack) in the shortest time. Of course, by increasing the angle of attack and getting away from the potential assumption, the results are associated with some errors (15% in geometrical characteristics and 12% in aerodynamic coefficients). Due to high convergence rate and acceptable accuracy, this method can be used for initial design and optimization of subsurface projectiles with cavitation.
    Keywords: Partial cavitation, Boundary Element Method, Blunt-head, Hemispherical-head, conical-head}
  • لیلا نجارزاده، بشیر موحدیان عطار*، مجتبی ازهری

    این مقاله به مروری بر انواع روش های حل انتگرال های داخل دامنه در روش المان های مرزی می پردازد. ظهور انتگرال های درون دامنه در فرمول بندی روش اجزای مرزی، عمدتا از جمله اینرسی در مسایل دینامیکی، نیروهای بدنه در مسایل استاتیکی و یا اثرات ناهمگنی ماده نشات می گیرد. در حل مسایل با استفاده از روش های المان های مرزی رویکردهای متعددی برای محاسبه انتگرال های مرزی و درون دامنه وجود دارد. انتخاب نوع روش انتگرال گیری تاثیر بسیار مهمی بر سرعت و دقت حل مسیله دارد. در این تحقیق، مروری جامعی از روش های محاسبه انتگرال های درون دامنه با دو نگرش مبتنی بر شبکه بندی دامنه و گسسته سازی منحصر به مرز، ارایه خواهد شد. با توجه به محبوبیت رویکردهای بدون نیاز به شبکه بندی دامنه، در این بررسی تمرکز بیشتری به ارایه فرمول بندی چنین روش هایی اختصاص یافته و دو روش متداول تقابل دوگانه و انتگرال گیری شعاعی به عنوان شیوه کارآمدتر و سریع تر از میان این روش ها شرح داده می شوند. در پایان نیز جزییات روش انتگرال گیری شعاعی اصلاح شده برای محاسبه انتگرال های درون دامنه های غیر محدب بیان خواهد شد.

    کلید واژگان: روش المان مرزی, انتگرال های درون دامنه, روش تقابلی دوگانه, روش انتگرال گیری شعاعی اصلاح شده}
    Leila Najarzadeh, Bashir Movahedian Attar *, Mojtaba Azhari

    In this article, a review of the evaluation methods of the domain integrals in the boundary element method will be presented. The emergence of domain integrals in the formulation of the boundary element method mainly originates from the inertia term in dynamic problems, body forces in static problems or the effects of material heterogeneity. There are several approaches to calculate boundary and domain integrals in boundary element methods. Choosing the type of integration method has a prominent effect on the accuracy of the numerical solution. In this research, a comprehensive review on the techniques of domain integrals computation will be presented based on two approaches, i.e. domain splitting, and converting the domain integrals to boundary ones. The review focuses primarily on the formulation of approaches without requiring domain splitting, because of their popularity. Among them, the dual reciprocity method and the radial integration method have been described as the most efficient. At the end, the details of the modified radial integration method for calculating the integrals within non-convex domains will be stated.

    Keywords: Boundary elements method, Domain integrals, Dual reciprocity method, Modified radial integration method}
  • محمدهادی معتقد، مرتضی بهبهانی*، مازیار چنگیزیان
    در تحقیق حاضر یک روش المان مرزی چندقطبی سریع تک‏سطحی اصلاح شده (MSLFMM) برای حل مسایل انتقال حرارت هدایتی با مقیاس بزرگ ارایه شده است. این روش با کاربرد تقریب دوردست (FFA) در روش چندقطبی سریع تک‏سطحی متداول (SLFMM) حاصل شده است. از این تقریب جهت محاسبه ضرایب تاثیر المان‏های دور از هم درون سلول‏های همسایه و همچنین تعیین گشتاور المان‏های درون سلول‏های دور استفاده شده است. انجام این دو مهم نه‏تنها از دشواری روابط محاسباتی و پیچیدگی در برنامه‏نویسی کم می‏نماید، بلکه بر کاهش زمان محاسباتی تاثیر چشمگیری دارد. چندین مثال برای ارزیابی روش پیشنهادی در نظر گرفته شده است. زمان محاسباتی روش پیشنهادی در مقایسه با روش المان مرزی متداول (CBEM)، روش چندقطبی سریع تک‏سطحی متداول و روش چندقطبی سریع چندسطحی (MLFMM) نشان داده شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت حل این روش بسیار بالاتر از روش تک‏سطحی متداول بوده و با توجه به سادگی کاربرد آن قابل مقایسه با روش چندسطحی است. در نهایت برای بررسی توانایی روش پیشنهادی جهت حل مسایل پیچیده، انتقال حرارت هدایت دایم درون یک بدنه موتور شبیه‎سازی شده است. مقایسه میان نتایج روش حاضر و نتایج روش حجم محدود (نرم‏افزار فلوینت) بیانگر انطباق مناسب با خطای کمتر از 1/5 درصد است.
    کلید واژگان: روش المان مرزی, روش چندقطبی سریع, تقریب دوردست, انتقال حرارت هدایت, مقیاس بزرگ}
    Mohammadhadi Motaghed, Morteza Behbahani-Nejad *, Maziar Changizian
    A Modified Single-Level Fast Multipole Method (MSLFMM) for large-scale heat conduction problems is presented. This method is obtained by embedding the far-field approximation (FFA) within the traditional single-level fast multipole method (SLFMM). The FFA is used to compute the influence coefficients of the far elements within adjacent cells, and also to determine the moments of the elements within far cells. This approximation not only reduces the difficulty of procedures and programming, but also causes a significant decrease in the CPU time. Several problems are considered to verify and evaluate the proposed method. The computational cost of the MSLFMM is demonstrated by comparing the Conventional Boundary Element Method (CBEM), the SLFMM, and the Multi-Level Fast Multipole Method (MLFMM). It is shown that the MSLFMM is much faster than the SLFMM, and comparable with the MLFMM due to its ease of use. Finally, to check the ability of the proposed method in modeling a complicated problem, steady-state heat conduction in an engine block is solved. The numerical results show a good agreement with those obtained by a Finite Volume Method (FVM), and its difference is less than 1.5%.
    Keywords: boundary element method, Fast Multipole Method, Far-Field Approximation, Heat Conduction, Large-Scale}
  • مریم بابایی دوکی، حمید پرهیزکار*، سجاد قاسملوی

    محاسبه بارهای صوتی ناشی از برخورد جریان خروجی موتور حامل های فضایی به سکوی پرتاب، یکی از چالش های اساسی در صنعت فضایی است. میزان صدای جریان موتور و بازتاب صدا از روی سکو و تاثیر آن بر روی محموله، به پارامترهای آشفتگی جریان، گردابه های ایجاد شده، هندسه نازل و هندسه سکوی پرتاب وابسته است. هدف از پژوهش حاضر، محاسبه صدای جریان مافوق صوت موتور به همراه بازتاب صدا از روی سطح منحرف کننده جریان در زیر موتور با روش ترکیبی المان مرزی و دینامیک سیالات محاسباتی است. برای این کار، صدای حاصل از جت مافوق صوت خروجی از نازل موتور یک حامل فضایی مورد مطالعه گرفته است. برای مشاهده تاثیر بازتاب امواج صوت از سکوی پرتاب، نتایج در دو حالت (با در نظر گرفتن منحرف کننده جت و بدون درنظر گرفتن آن) مقایسه شده است. شبیه سازی عددی بصورت سه بعدی، ناپایا، تراکم پذیر و آشفته انجام شده است و از روش المان مرزی به عنوان یک روش کارآمد برای محاسبه انتشار و بازتاب امواج صوتی استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که میزان نویز تولید شده با در نظر گرفتن بازتاب صوت از روی منحرف کننده، به طور قابل توجهی افزایش می یابد. مقدار نویز تولید شده پرتابه با در نظر گرفتن منحرف کننده جت، 8 تا 10 دسی بل بیشتر از نویز تولید شده پرتابه بدون درنظر گرفتن منحرف کننده است. همچنین نتایج نشان می دهند که حضور منحرف کننده جت سبب یکنواختی بیشتر امواج صوتی بر روی پرتابه می شود.

    کلید واژگان: نویز آیروآکوستیک, جت برخوردی, روش المان مرزی, بازتاب, منحرف کننده جت}
    Maryam Babaei Dooki, Hamid Parhizkar *, Sajjad Ghasemlooy

    Calculating acoustic loads due to the flow field produced by the outlet flow of launch vehicles impinging on the launch pad is one of the main challenges in the space industry. The sound level of outlet flow from the engine and reflection of produced acoustic waves from the launch pad and their effect on payloads depends on the turbulence parameters, created vortices, nozzle geometry, and launch pad geometry. The present paper aims to calculate the sound level generated by supersonic flow at the outlet of the launch vehicle engine besides the sound reflection from the flow deflector below the engine using a hybrid computational fluid dynamics/ boundary element method. For this purpose, the sound produced by the nozzle outlet flow in the supersonic engine of a launch vehicle is studied. In order to observe the effect of the reflection of acoustic waves from the launch pad, results are compared between two cases (with a flow deflector and without it). Numerical simulation is performed for the three-dimensional viscous compressible turbulent flow, and the boundary element method is used to compute the propagation and reflection of acoustic waves. Obtained results indicate that the generated noise level impressively increases when considering acoustic wave reflection from the deflector. The noise level generated by the projectile engine in the presence of a jet flow deflector is higher by about 8-10 dB than in the absence of a deflector. Also, results show that the acoustic waves over the projectile become more uniform by using a deflector.

    Keywords: Aeroacoustic Noise, Impinging Jet, Boundary Element Method, Reflection, Jet Deflector}
  • علی اکبر ملتانی شاهرخت، محمود پسندیده فرد*، محمدجواد مغربی

    اجسام زیرسطحی در کاربردهای صنعتی دارای سطوح کنترل مختلفی برای پایداری، مانورپذیری، هدایت و کنترل می باشند. این سطوح کنترل، مشخصات هیدرودینامیکی جسم، شامل نیروهای مقاومت و شکل موج ایجاد شده ناشی از حرکت جسم، نزدیک سطح آزاد را تحت تاثیر قرار می دهند. در این مقاله، اثر یک سطح کنترل عمودی روی مشخصات هیدرودینامیکی یک جسم زیرسطحی، در نزدیکی سطح آزاد با استفاده از روش المان مرزی بررسی شده است.نتایج شامل مشخصات موج سطح آزاد، ضریب فشار و مقاومت موجی در بازه اعداد فرود 0.1 تا 0.5 و برای عمق های غوطه وری بی بعد 1.25، 2.25، 3.5 و 4.5 برای مدل ساده و مدل با سطح کنترل محاسبه شده اند. مقایسه نتایج روش المان مرزی و تجربی، اختلاف کمتر از 3 درصدی نتایج برای حداکثر طول موج سطح آزاد و 17 درصدی برای مقاومت موجی را نشان می دهد. نتایج پیش بینی شده نشان می دهد که سطح کنترل موجب افزایش حدود 13درصدی حداکثر ارتفاع موج سطح آزاد و 16 درصدی مقاومت موجی می گردد. این افزایش، بواسطه برهم کنش بین مدل و سطح کنترل و همچنین نسبت مستقیم مقاومت موجی با ارتفاع موج سطح آزاد می باشد.

    کلید واژگان: روش المان مرزی, سطح آزاد, مشخصات موج, مقاومت موجی, سطح کنترل}
    A. A. Moltani Shahrakht, M. Pasandideh Fard *, M. J. Maghrebi

    Underwater vehicles in industrial applications, have various control surfaces for stability, maneuverability, gudance and control. These control surfaces affect the body hydrodynamic characteristics, including the resistance forces and the form of the generated wave due to the motion of the vehicle near the free surface. In this paper the effect of a vertical control surface on the hydrodynamic characteristics of an underwater vehicle near free surface is studied using Boundary Element Method.Results, including characteristics of free surface wave, pressure coefficient and wave resistance are calculated for Froude numbers in the range of 0.1-0.5 and non dimensional submergence depths of 1.25, 2.25, 3.5 & 4.5 for the bare model and model with control surface. Comparing BEM and experimental results shows the discrepancy of less than 3% for maximum free surface wave height and 17% for wave resistance. Predicted results indicates that control surface causes an increase of about 13% in maximum free surface wave height and 16% in wave resistance. This increment is due to the interaction of the main body with control surface and also direct relation of wave resistance with free surface wave height.

    Keywords: Boundary Element Method, Free Surface, Wave Characteristics, Wave Resistance, control surface}
  • علی جعفریان*، سید محمدرضا علوی طباطبایی، سعید شاخصی
    در مقاله حاضر ماتریس جرم افزوده کشتی هوایی با استفاده از روش المان مرزی تعیین شده است. گسسته سازی معادلات حاکم بر روی شبکه مثلثی بر روی سطح جسم انجام شده است. شبکه محاسباتی بر روی سطح جسم با استفاده از نرم افزار گمبیت ایجاد شده و به صورت ورودی در کد المان مرزی نوشته شده به زبان فرترن به کار گرفته شده است. ابتدا به منظور صحه سنجی کد المان مرزی، ماتریس جرم افزوده برای هندسه های متداول مانند کره و بیضی گون با نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک 2 و 85/3 انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی المان مرزی کاملا با مقادیر به دست آمده از حل تحلیلی تطابق دارند. سپس ماتریس جرم افزوده برای بدنه کشتی هوایی با دو پروفیل NPL و GNVR که از پرکاربردترین پروفیل ها در بدنه کشتی های هوایی است محاسبه شده است. در نهایت هندسه کامل کشتی هوایی به همراه مجموعه دم و سبد، با استفاده از دو پروفیل مختلف بدنه شبکه بندی شده است و ماتریس جرم افزوده برای کشتی هوایی در دو حالت به دست آمده است.
    کلید واژگان: کشتی هوایی, روش المان مرزی, جرم افزوده}
    Ali Jafarian *, Sayed Mohammadreza Alavi Tabatabaei, Saeed Shakhesi
    In this paper the boundary element method is used to calculate the added mass matrix of an airship. Here, the governing equations are desecrated on the triangular computational cells on the surface of the airship geometry. The computational grid cells are generated on the surface of the body using the Gambit software and inserted to the BEM Fortran code. First, in order to validate the numerical code, the added mass of a sphere and ellipsoid with two different fineness ratio (a/b=2, 3.85) is obtained and the results are compared with the analytical results. The BEM results are in a very good agreement with the analytical results. Then the BEM code is used to calculate the envelope added mass matrix with NPL and GNVR body profile which are two common body profiles in airships. Finally, the simulation is conducted for the whole airship with fins and gondola and the added mass matrix is obtained for two envelope profiles.
    Keywords: Airship, Boundary Element Method, Added Mass}
  • یوسف ملاپور، اسماعیل پورسعیدی*

    در این پژوهش به بررسی توزیع تنش در حفره های خوردگی روی پره ی کمپرسور توربین گازی به روش المان مرزی پرداخته می شود. در این راستا ابتدا نمونه ی خمش دو نقطه ای از جنس پره ی کمپرسور توربین گازی ساخته شده و به کمک آزمون پتانسیو استاتیک تحت پتانسیل mVSCE 350 در محلول 5/3 درصد وزنی سدیم کلرید قرار می گیرد تا نمونه در محل خمش بیشینه دچار خوردگی حفره ای شود. سپس عمق حفره های رشد یافته با استفاده از دستگاه ادی کارنت محاسبه می شود. با شبیه سازی نمونه ی تحت خوردگی حفره ای در نرم افزار کامسول و تطابق نتایج آن با نتایج دستگاه ادی کارنت مشخص شد که شبیه سازی تا حد زیادی می تواند جایگزین تست آزمایشگاهی شود. برای محاسبه ی توزیع تنش کششی در مقطع عرضی نمونه ی تحت خوردگی حفره ای، گسسته سازی معادله ی لاپلاس حاکم بر نمونه انجام شد. با حل معادلات گسسته سازی شده و مقایسه ی آن ها با نتایج نرم افزار کامسول نتایج یکسانی بدست آمد. با توجه به نتایج، حفره تمایل دارد به صورت سطحی رشد کند. این یعنی رشد سطحی حفره از رشد آن در جهت عمق بیشتر است. دلیل این امر این است که در نزدیکی سطح نمونه، تنش کششی و پتانسیل الکتریکی زیاد است و همچنین واکنش های شیمیایی و خوردگی در نواحی نزدیک به سطح حفره بیشتر است.

    کلید واژگان: خوردگی حفره ای, آلیاژ CUSTOM 450, توزیع تنش, روش المان مرزی, پره کمپرسور}
    Yousef Mollapour, Esmaeil Poursaeidi*

    The aim of this paper is to investigate the growth of pitting corrosion in CUSTOM 450 stainless steel and to obtain strain values in growing pits at the maximum bending region. In this regard, a two-point bending specimen was made and subjected to a potentiostatic test under the potential of 350 mVSCE in the 3.5 wt% sodium chloride solution. Then, the depth of the grown pits is calculated using Eddy Current device. By simulating a sample under the pitting corrosion in COMSOL Multiphysics software and matching its results with the results of the Eddy Current device, it was found that the simulation can largely replace the laboratory test. To calculate the tensile stress distribution in the cross section of the sample under pitting corrosion, the Laplace equation governing the sample was discretized. The same results were obtained by solving the discrete equations and comparing them with the results of COMSOL Multiphysics software. According to the results, the pit tends to grow superficially. This means that the surface growth of the pit is greater than its growth in the direction of depth. This is due to the fact that near the sample surface, tensile stress and electrical potential are high, as well as chemical reactions and corrosion in areas near to the pit surface.

    Keywords: Pitting Corrosion, CUSTOM 450 Alloy, Stress Distribution, Boundary Element Method, Vompressor Blade}
  • اسدالله شاکر، محمود خداداد *، حسین اشرفی
    این پژوهش، به حل معادله دیفرانسیلی حاکم بر انتقال حرارت در یک ماده غیرهمگن مدرج تابعی، با استفاده از روش المان مرزی می پردازد. برای این نوع مسائل، تابع گرین یا همان حل بنیادین که برای ارائه حل المان مرزی یک مسئله لازم است، به جز در موارد محدود، شناخته شده و در دسترس نیست. در این مقاله، تابع هدایت حرارتی صفحه مدرج به صورت یک تابع درجه دوم از یک راستا، فرض می شود. با به کارگیری یک متغیر کمکی و تبدیل متغیر، معادله دیفرانسیلی حاکم به معادله ای دارای حل بنیادین شناخته شده تبدیل می شود و لذا می توان مسئله انتقال حرارت در این نوع ماده مدرج تابعی دوبعدی را با روش المان مرزی حل کرد، در صورتیکه بطور معمولی و با روش های رایج این کار امکان پذیر نیست. براساس رویکرد معرفی شده، یک کد کامپیوتری در محیط متلب نوشته شده است که صحه گذاری آن با حل مثال های مختلف و متنوع و مقایسه و بررسی نتایج آنها، صورت گرفته است.
    کلید واژگان: انتقال حرارت هدایتی, روش المان مرزی, مواد مدرج تابعی, تابع درجه دوم}
    A. Shaker, M. Khodadad *, H. Ashrafi
    In this research, the governing differential equation of heat conduction problem in a non-homogenous, functionally graded material (FGM) is solved using the boundary elements method (BEM). Except for some limited cases, there is not known Green function or fundamental singular solution for this kind of problems, which is necessary to have the boundary elements analysis. In this paper, the thermal conductivity of the functionally graded plate is considered as a quadratic function of one direction and then an auxiliary variable is introduced into the governing differential equation in order to simplify the problem to a kind with known fundamental singular solution and therefore, heat transfer is solved in a 2D functionally graded material by simple boundary elements method which is not possible by common methods. Based on the proposed approach, a computer code is developed using the MATLAB. The validity of this developed code is verified by solving and analyzing a number of heat transfer problems.
    Keywords: Heat Conduction, Boundary Element Method, Functionally Graded Material, Quadratic Function}
  • عرفان کدیور *، عاطفه علیزاده
    در این مقاله تاثیر میدان مغناطیسی بر شکل هندسی گلبولهای قرمز خون بهروش عددی و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. گلبولهای قرمز بهصورت قطراتی تغییر شکلپذیر (ذرات نرم) که در پلاسمای خون در حال شارش هستند، در نظر گرفته شدهاند. با استفاده از روش المان مرزی، معادلات شارش گلبول قرمز در کانال میکروسیال تخت، با بهکارگیری مولفه عمودی تنش بهعنوان شرایط مرزی درسطح ذرات بهروش عددی حل شدهاند. نتایج عددی نشان میدهد که گلبول قرمز در جهت میدان مغناطیسی کشیده می شود و شکل نهایی آن نتیجهای از تعادل بین انرژی سطحی و انرژی مغناطیسی در سطح گلبول قرمز است.
    کلید واژگان: گلبول های قرمز, مایکروسیالات, روش المان مرزی}
    E. Kadivar *, A. Alizadeh
    In this study, we numerically and theoretically investigated the effect of magnetic field on shape of red cells. The two phase model was used for the dynamics of red cells. We considered red cells as deformable drops flowing through a flat microfluidic channel. We employed boundary element method (BEM) to numerically solve the two-dimensional Darcy equation by applying magnetic normal stress as a boundary condition at the interface of red cells and blood plasma. Our numerical and theoretical results indicate that red cells elongate in direction of magnetic fields. The final stable shape is a result of the balance between the surface energy and the magnetic energy of the drop. Our numerical and theoretical results are in good agreements with the experimental results.
    Keywords: Red Cells, Microfluidic, Boundary Element Method Words}
  • قاسم حیدری نژاد، امیر یوسفی
    با توسعه روزافزون رایانه ها استفاده از روش های عددی برای حل مسائل مهندسی کاربرد بسیاری یافته است. از جمله ی این روش ها می توان به روش هایی همچون تفاضل محدود، المان محدود، حجم محدود، روش المان مرزی و... اشاره نمود. در این پژوهش از روش المان مرزی برای شبیه سازی عددی استفاده شده است. تفاوت روش المان مرزی با روش هایی همچون روش المان محدود در ریاضیات حاکم بر مساله است. در این روش ابتدا از معادله دیفرانسیلی حاکم بر مساله یک بار انتگرال گرفته می شود. این انتگرال گیری منجر به کاهش یک بعد از ابعاد مساله می گردد و سپس اقدام به شبیه سازی می شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از یک تغییر متغیر معادله ناویر استوکس به معادله ناویر در الاستواستاتیک تبدیل می گردد. سپس از روش های پیشنهادی برای مساله الاستواستاتیک، برای حل جریان سیال لزج استفاده می شود. در واقع تفاوت اصلی میان این شیوه و سایر شیوه های پیشنهادی در روش المان مرزی در پاسخ بنیادینی است که در این شیوه از آن استفاده شده است. در واقع در این پژوهش، برخلاف پژوهش های پیشین، از پاسخ بنیادین معادله ناویر استفاده شده است. در پایان با استفاده از ریاضیات حاکم بر مساله یک برنامه کامپیوتری برای حل جریان سیال لزج نوشته شد. این برنامه برای دو هندسه متفاوت داخل حفره و پشت پله اعمال گردید، که به ترتیب تا اعداد رینولدز 600 و 100 موفق به دست یابی به پاسخ های همگرا شدیم.
    کلید واژگان: روش المان مرزی, جریان سیال لزج, معادله ناویر استوکس, حفره, الاستواستاتیک}
    Ghassem Heidarinejad, Amir Yousefi
    With the development of computers, the application of numerical methods in solving engineering problems has increased considerably. Methods such as Finite Element Method, Finite Volume Method and Finite Difference Method can be mentioned as some. In this research a Boundary Element Method is applied for numerical simulation. The main difference among the Boundary Element method and other numerical methods is the governing mathematics. At first In this method the governing equation is integrated. This leads to a decrease in the dimensions of the problem and then the simulation is performed. In this research, by a change of variable, the Navier Stokes equation is transformed to Navier equation in Elastostatics at first. Subsequently the methods proposed for solving the problems in Elastostatics is utilized to solve the viscous fluid flow. In fact, the applied fundamental solution is the main difference among the proposed method and other Boundary Element Methods. In the proposed method, in contrast to previously proposed methods, the fundamental solution of the Navier equation is utilized for simulation. At last, by considering the governing mathematics a computer code is developed for viscous flow simulation. The code is applied to two different geometries, a lid-driven-cavity and a backward facing step. Convergent solutions is achieved up to Reynolsds numbers equal with 600 and 100 respectively.
  • داوود میرزایی*، علی جعفریان، محمدعلی بدری، احمدرضا زمانی
    در پژوهش حاضر ضرایب جرم افزوده یک وسیله زیرآبی با استفاده از روش المان مرزی محاسبه شده است. جریان سیال با استفاده از روش المان مرزی بر روی شبکه ی مثلثی توسط نرم افزار GAMBIT تولید و سپس در کد المان مرزی حل می شوند و پس از آن ضرایب ماتریس جرم افزوده محاسبه گردیده اند. به منظور صحت سنجی کد، ضرایب جرم افزوده ی کره و بیضیگون با نسبت منظری مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل برای کره و بیضیگون با نتایج تحلیلی مقایسه و نشان داده شده است که حل المان مرزی از دقت بسیار مناسبی برخوردار می باشد. پس از آن هندسه ی وسیله زیرآبی سابوف جهت نشان دادن کاربرد عملی و راهبردی پژوهش حاضر، شبیه سازی شده است. نتایج ضرایب جرم افزوده ی محاسبه شده با استفاده از روش المان مرزی با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. نتایج حاصل تطابق بسیار مناسبی با نتایج تجربی برای سابوف را نشان می دهد. قابل ذکر است که در روش المان مرزی از اثرات لزجت، اغتشاش و گردابه ها صرف نظر شده و معادلات اویلر و لاپلاس برای حل جریان مورد استفاده قرار گرفته است.
    کلید واژگان: جرم افزوده, وسیله زیر آبی, روش المان مرزی}
    A. Jafarian, D. Mirzaei *, M. A. Badri, A. R. Zamani
    In this paper, added mass coefficients of an underwater vehicle were calculate using boundary element method. Fluid flow was solve using boundary element method on triangular meshes created by GAMBIT. For verification purposes, added mass coefficient of typical ellipsoid and sphere in various aspect ratios were considerd. The results for typical ellipsoid and sphere were compared with analytical results. As an applicable research, Suboff submarine was investigated. Added mass coefficients of Suboff submarine which was determine by boundary element method was compare with experimental results then. The results show good consistency in comparison with experimental one.
    Keywords: Added Mass, Underwater Vehicle, Boundary Element Method}
  • احسان یاری، حسن قاسمی*
    با توجه به اینکه الگوریتم طراحی پروانه نیمه مغروق تحت تاثیر پارامترهای هندسی و فیزیکی زیادی مرتبط است؛ لذا نیاز به ارائه روش مناسب و ابزار محاسباتی است که با در نظر گرفتن اثر تغییر کلیه پارامترها، به تحلیل جریان بر روی پروانه بپردازد. هدف اصلی از مطالعه حاضر توسعه روش المان مرزی بر پایه پتانسیل جهت تحلیل پروانه نیمه مغروق در حالت ناپایا، تحت شرایط آب آزاد می باشد. به کمک مفهوم مشتق مادی و با استفاده از شرط مرزی سینماتیکی؛ قابلیت بررسی رشد، توسعه و تغییرات ضخامت ناحیه هوادهی-کاویتاسیونی در هر دو راستای کورد و شعاعی پره بصورت ناپایا در محدوده گسترده ای از ضرایب پیشروی سرعت ایجاد شده است. بر اساس نتایج استخراج شده، در ضرایب پیشروی سرعت بالا انطباق بسیار خوبی بین مقادیر بدست آمده از شبیه سازی عددی در مقایسه با داده های تجربی و مشاهدات هوادهی وجود دارد. با کاهش ضریب پیشروی سرعت از میزان این انطباق کاسته می شود. در ضرایب پیشروی پایین (J<0.4) به علت ریزش شدید گردابه ای (طبق نتایج تجربی) نوسان لبه فرار سطح هوادهی بر روی سطح دنباله پروانه تاثیرگذار بوده و سبب ایجاد ناپایداری می گردد. اما در ضرایب پیشروی بالا(J>0.4) انطباق ضرایب هیدرودینامیکی نیرو-ممان و بازدهی پروانه در مقایسه با نتایج تجربی مطلوب بوده و در محدوده دقت مناسبی می-باشد.
    کلید واژگان: پروانه نیمه مغروق, روش المان مرزی, شکل هوادهی}
    Hassan Ghasemi *
    Since the design algorithm of partially submerged propeller (PSP) is under the influence of the various geometrical and physical parameters; so a new convenient method and numerical tools is required to flow analysis on propeller and consider the effect of all parameters simultaneously. The aim of this study is the development of boundary element method (BEM) based on potential for PSP analysis under open water condition. Using the concept of material derivative and kinematic boundary condition, a BEM algorithm has been developed to analyze the growth, development and change in thickness of ventilation-cavitation regimes in both chord and radial directions on wide range of advance velocity coefficients. Based on the obtained results, in the high advance coefficients there are very good conformity between the values obtained from the numerical simulation compared with experimental data and observations. This adaptation is reduced by reducing the value of advance coefficient. For the low advance coefficients ((J0.4), hydrodynamic coefficients obtained from numerical results and efficiency of propeller compared with experimental measurements are desirable.
    Keywords: Partially submerged propeller, Boundary element method, Ventilation pattern}
  • محمدرضا قضاوی، افشین تبیانیان
    در این مقاله به بررسی و تحلیل موج صوتی منتشر شده از یک پوسته مخروطی ناقص که در اثر یک موج صوتی برخوردی تحریک می شود، پرداخته شده است. فضای بیرونی پوسته در معرض سیال هوا قرار دارد و فضای داخلی پوسته نیز خلاء در نظر گرفته می شود. ابتدا معادلات پوسته مخروطی بر اساس تئوری دانل و استفاده از اصل همیلتون استخراج می گردد. سپس روابط موج صوتی برخوردی، و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته استخراج می گردد. روابط مربوط به موج صوتی برخوردی با استفاده از حل هارمونیک معادله موج تخت که از بینهایت می آید، استخراج می گردد و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته نیز با استفاده از معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی از فشار سطح پوسته و جابجایی آن می باشد، استخراج می گردد. در نهایت معادلات سیستم کوپل سازه-آکوستیک با ترکیب معادلات دینامیکی سازه و معادلات مربوط به موج صوتی استخراج می گردد. فشار موج صوتی در معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی غیر صریح از جابجایی سطح پوسته می باشد، با استفاده از روش المان بندی مرزی سطح پوسته بر حسب جابجایی نقاط المان بیان می_گردد. سپس با استفاده از ترکیب روش ریلی-ریتز و المان مرزی، معادلات کوپل سازه آکوستیک حل شده و فشار صوتی در روی سطح پوسته و فضای خارج آن بدست می آید.
    کلید واژگان: ارتعاشات پوسته مخروطی, معادله انتگرالی موج صوتی هلمهولتز, روش المان مرزی, روش ریلی, ریتز}
    Mohammad Reza Ghazavi, Afshin Tebyanian
    This paper presents an study and analysis of acoustic wave scattered and radiated from a truncated conical shell excited by an time-harmonic constant amplitude acoustic wave arriving from infinity by specified angle of incidence. The shell immersed in unbounded air and inner face has in-vacuo condition. Donnel-mushtari theory of shell displacement field proposed to investigate the kinetic and potential energy of shell and Hamilton principal is employed to extract the shell dynamic equation. Incident sound wave is considered as plane wave which is an incoming wave solution of reduced homogenous wave equation. The Helmholtz integral equation is use to model the scattered and radiated sound by shell. Boundary element method (BEM) is employed to relate the surface nodal pressure to nodal displacement. Then by combination of BEM and Rayleigh-Ritz method, the coupled structural-acoustic problem is solved and the sound pressure in any point of medium and shell surface is obtained. The final result has been compared with Finite Element – Boundary Element (FE-BE) method and result shows that the analytical result is in good agreement with the numerical FE-BE method. Also the bahaivor of medium fluid is studied by considering air and water as two case of fluid medium
    Keywords: Conical shell vibration, Acoustic Helmholtz integral eqation, Boundary element method, Rayleigh, Ritz method}
  • رضا شمسی، حسن قاسمی*
    سیستم های رانش پاددار یکی از آخرین نوآوری ها در زمینه سیستم های رانش دریایی می باشند. تحلیل هیدرودینامیکی این سیستم پیچیده تر از سیستم های رانش معمولی پروانه و سکان است. روش های عددی مختلفی در تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار استفاده گردیده است. محدوده این روش ها شامل روش های پتانسیل کامل تا روش های کاملا ویسکوز می باشد. رویکرد ما در این مقاله استفاده از روش های ترکیبی است. هدف اصلی این تحقیق توسعه یک روش عددی ترکیبی بر مبنای روش های پتانسیل و ویسکوز به منظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستم های رانش پاددار است. در این روش ترکیبی پیشنهادی پتانسیل و ویسکوز، جریان حول اجزای چرخشی (پروانه) بوسیله یک کد پتانسیل توسعه داده شده به روش المان مرزی شبیه سازی شده است. سپس از یک حل گر ویسکوز بر مبنای حل عددی معادلات متوسط گیری شده ناویر- استوکس برای تحلیل جریان حول اجزای غیر چرخشی (پاد و استرات) استفاده می شود. در این بخش اثر پروانه به وسیله یک توزیع پراکنده نیرو معادل بیان می گردد که به صورت نیروهای حجمی به سمت راست معادله مومنتوم اضافه می گردد. در این حالت دو سیکل انتقال برای کوپل نتایج بین دو حل گر پتانسیل و ویسکوز وجود دارد. در مرحله نخست دقت این روش ترکیبی با تحلیل هیدرودینامیکی یک پروانه به تنهایی مورد بررسی و معتبرسازی گردید. در ادامه کل سیستم رانش پاددار در جریان مستقیم با استفاده از روش پیشنهادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله شامل ضرایب تراست و گشتاور پروانه و نیروی کل سیستم رانش می باشد. در ادامه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است و دقت این روش ترکیبی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: روش ترکیبی, روش المان مرزی, روش معادلات متوسط گیری شده ناویر, استوکس, سیستم رانش پاددار}
    Reza Shamsi, Hassan Ghassemi *
    Podded drive systems are one the recent innovation in marine propulsion systems. Hydrodynamic analysis of this system is more complicated than conventional propeller-rudder systems. The different numerical methods have been used in the hydrodynamic analysis of podded drive systems. The range of these methods is from the potential method or potential/viscous approach to pure viscous methods. In this paper, we applied coupled approach in this regard. The main purpose of this research is developing a BEM/RANS coupled method for numerical simulation of podded drives. In the proposed Potential/Viscous coupled method, the flow around rotating part (propeller) is simulated by a BEM code. Then fixed parts (pod and strut) are modelled by a RANS solver. In RANS solver, the propeller can be substituted by a set of equivalent forces which called body force and added in the right hand of momentum equation. Two cycles are available for coupling the result between potential and viscous method. The coupled method is first studied and validated with a single propeller. Afterward, the propulsive performance of the podded drive systems is studied. The results include the propeller thrust coefficient, the propeller torque coefficient, and the axial force coefficient. The results obtained by coupled method are compared to and verified by the experimental data.
    Keywords: Coupled Method, BEM Method, RANS Method, Podded drive System}
  • محمد غفاری، محمود پسندیده فرد*، محمود تباکی
    در این مقاله جریان همراه با کاویتاسیون برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور سوراخدار و بدون سوراخ با استفاده از روش های حجم کنترل و المان مرزی شبیه سازی شده است. در روش عددی از رویکرد جریان تعادلی همگن استفاده شد، همچنین از مدل زوارت برای تکمیل دستگاه معادلات و مدلسازی انتقال جرم بهره گرفته شده است. در روش المان مرزی با توزیع دوگان روی سطح جسم و کاویتی و توزیع چشمه روی سطح کاویتی شرایط برای استفاده از تئوری گرین در حل جریان های پتانسیل فراهم گشت، همچنین جهت اضافه کردن اثرات سوراخ تعدادی چشمه برروی سطح کاویتاتور قرار داده شد. اعتبارسنجی نتایج برای هر دو روش به وسیله روابط تحلیلی و داده های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. به طور کلی نتایج این کار تحقیقاتی در دو بخش ارائه می گردد. در قسمت اول خواص هیدرودینامیک کاویتاتور سوراخدار همچون ابعاد کاویتی، نیروی های هیدرودینامیکی، رفتار جریان و... با استفاده روش های مبتنی بر حل معادلات ناویر استوکس مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس در بخش بعد از روش المان مرزی برای تحلیل جریان کاویتاسیونی همراه با کاویتاتور سوراخدار برروی هندسه های کاربردی در ابعاد واقعی استفاده می شود. از مهمترین نتایج این پژوهش می توان به کاهش ابعاد کاویتی و همچنین افزایش نیروی وارد بر پرتابه در حین استفاده از کاویتاتور سوراخدار اشاره کرد. همچنین روابطی نیز برای حداکثر طول و قطر کاویتی تشکیل شده برروی هندسه استوانه سرتخت نسبت به عدد کاویتاسیون و قطر سوراخ ارائه شده است.
    کلید واژگان: روش عددی, روش المان مرزی, کاویتاتور سوراخدار, پرتابه}
    Mohammad Ghaffari, Mahmood Pasandideh Fard*, Mahmood Tabaki
    In this article, cavitation flow around axisymmetric projectiles with ringed and non-ringed cavitator has been investigated using control volume and boundary element methods. In the numerical method, the homogeneous equilibrium approach as well as the zwart model, for modeling the mass transfer and forming the system of equation, have been used. In the boundary element approach with dipole distribution on the body and cavity surfaces and source distribution on the cavity surface, the right conditions were set for using the Green's theorem in solving the potential flow. Moreover, some source components were imposed on the cavitator surface in order to add the hole effects. The validation procedure for both methods has been done by analytical and experimental data. In general, the results of this research are presented in two parts. In the first part, hydrodynamic properties of ringed cavitator such as cavity dimensions, intended forces, flow behavior and etc are analysed deploying the numerical methods based on Navier Stokes equations. In the second part, the boundary element method has been used for the analysis of the cavitation flow around practical geometries with ringed cavitator. The most important finding of this study is reduction of the cavity dimensions and also an increase in the force on the projectile during the use of annular cavitator. In addition, as a result of this study, two equations for maximum length and maximum diameter of the formed cavity on the cylindrical body in relation to the cavitation number and hole diameter have been provided.
    Keywords: Numerical method, Boundary Element Method, Ringed Cavitator, Projectile}
  • سینا افخمی، محمود پسندیده فرد، مهدی نوروزی
    یکی از مهمترین مسائل هیدرودینامیک کاربردی بررسی هیدروفویل متحرک در نزدیکی سطح آزاد است. در این مقاله به شبیه سازی جریان حول هیدروفویل در نزدیکی سطح آزاد به روش المان مرزی پرداخته شده است. برای شبیه سازی با استفاده از روش المان مرزی، از یک روش تکرار مبتنی بر تئوری گرین استفاده شده است. برای این منظور مسئله به دو قسمت هیدروفویل و سطح آزاد تقسیم شده و اثرات هریک بر دیگری محاسبه می شود و پتانسیل اختلالی روی سطح آزاد و هیدروفویل بدست می آید. سپس به کمک یک الگوریتم تکرار مقادیر پتانسیل ها در هر مرحله اصلاح می شوند تا جواب ها به مقادیر واقعی همگرا شوند. سپس به وسیله این پتانسیل ها توزیع فشار روی هیدروفویل همچنین منحنی موج روی سطح آزاد بدست می آید. پس از اعتبارسنجی این روش به بررسی عوامل مختلف روی عملکرد هیدروفویل از قبیل ضخامت و انحنای هیدروفویل، عدد فرود، زاویه حمله و ارتفاع از سطح آزاد و همچنین سهم نیرو های برا و پسای حاصل از امواج پرداخته شده است. مشاهده می شود که نتایج روش المان مرزی با وجود فرض سیال ایده آل، با تقریب خوبی، عملکرد جریان را پیش بینی می کند.
    کلید واژگان: تئوری گرین, اثر سطح آزاد, روش المان مرزی, هیدروفویل دوبعدی}
    S. Afkhami, M. Pasandideh, Fard, M. Norozi
    One of the most important issues of applied Hydrodynamics is Analysis of Moving hydrofoil near the free surface. In this paper attention is being paid to the analysis of hydrofoil near the free surface. For this simulation, an iterative method based on Green’s theorem is employed, and the problem is divided to hydrofoil and free surface and the effects on each other is calculated, and then perturbation potential on hydrofoil and free surface are acquired. Next, the values of these potentials are modified with an iterative algorithm until the results converge to real values. Then by having these potentials, Pressure distribution on hydrofoil surface and curve wave on free surface are obtained. Having validated this method, various factors on the hydrofoil performance such as thickness, camber, angle of attack, the Froud number, distance from the free surface, and distance from depth are surveyed. It can be observed that the results of boundary element method with good approximation predict the flow performance. However, the existence of an ideal fluid is assumed.
    Keywords: Green's Theorem, Surface Effect, Boundary Elements Method, Two Dimension Hydrofoil}
  • جواد جعفری، محمود پسندیده فرد *، مازیار چنگیزیان
    در این مقاله مدل سازی جریان پایای کاویتاسیون گسترده با استفاده از مدل غیرخطی پاره ای روش المان مرزی بررسی شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراین قدرت چشمه و دوقطبی روی سطح هر المان و در هر مرحله ثابت می باشد. با توجه به استفاده از مدل غیرخطی پاره ای یا فرض ارتفاع کم کاویتی تمامی شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال شده و هیچگونه محاسباتی بر روی سطح کاویتی انجام نمی گیرد. در این مدل عدد کاویتاسیون مقداری معلوم بوده و طول کاویتی در هر مرحله محاسبه می شود. چنانچه به مرحله ای رسیدیم که مقادیر بدست آمده در دو مرحله ی پیاپی تغییر ناچیزی داشته باشد طول نهایی کاویتی بدست آمده و ادامه حل متوقف می شود. بر پایه این روش، بطور ویژه دو شرط کوتای مورینو و فشاری تکرار شونده بر روی بال با مقطع ناکا 16006 به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. شرط کوتای فشاری تکرار شونده در مقایسه با شرط کوتای مورینو دارای هزینه محاسباتی بالاتری بوده اما از طرفی دارای دقت بالاتری جهت برقراری شرط کوتا می باشد. نشان داده شده است که در مدل سازی جریان کاویتاسیون گسترده مدل کوتای مورینو شرط عدم اختلاف فشار در لبه ی فرار را نمی تواند برقرار کند و می بایست از شرط کوتای تکرار شونده استفاده شود. با توجه به اینکه مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده می باشد مقایسه نتایج نشان می دهد این روش دارای دقت بسیار خوبی در پیش بینی رفتار جریان همراه با کاویتاسیون با توجه به هزینه محاسباتی بسیار کم دارا می باشد.
    کلید واژگان: کاویتاسیون گسترده, شرط کوتا, روش المان مرزی, بال}
    Javad Jafari, Mahmood Pasandide Fard*, Maziar Changizian
    In this paper simulation of steady super cavitation phenomenon Çhas been considered by using partial non-linear model of Boundary Element Method(BEM).The grid mesh used is fixed and the strength of dipole and source are constant on each element. With the assumption of a partial non-linear model the cavity condition is applied on the body with the assumption that cavity height is low. Thus there is not any calculation on the cavity surface, but it is restricted to only the panels on the body surface. Cavitation number is known at first and the cavity length is determined in every iteration. When the lengths obtained in two successive iterations are very close to each other it assumed to be the answer. Based on this method two Kutta conditions including Morino condition and Iterative Pressure Kutta Condition(IPKC) are studied to satisfy the wake surface condition. The application is a wing with NACA16006 section. Iterative pressure Kutta condition compared to Morino condition needs higher computational costs, but on the other hand leads to more accurate results. It has been shown that the simulation of the flow with super cavitation over wing leads to a pressure difference at the trailing edge of each strip if we use Morino’s Kutta condition. While if Iterative Pressure Kutta Condition is usedthe results are satisfactory. Comparing the results show that this method leads to very accurate predictions for the behavior of flows with cavitation, while significantly lower computational cost is required if we use the simple cavity closure condition.
    Keywords: Super cavity, Kutta condition, Boundary Element Method(BEM), Wing}
  • روح الله طالبی توتی، اکبر اشراقی، منصور ترابی، محمدرضا غیبی
    عوامل مختلفی مانند جنس، ارتفاع، ضخامت، ملاحظات نصب و شکل راس دیواره ها بر بازدهی دیواره های صوتی در کاهش نویز فرودگاه تاثیر دارند. هدف از این مقاله، بهبود تاثیر شکل راس دیواره ها بر میزان کاهش نویز اطراف فرودگاه و یافتن بهبود یافته ترین شکل راس دیواره می باشد. برای بررسی کارایی دیواره صوتی، از روش المان مرزی استفاده شده است. بدین صورت که با استفاده از نرم افزارهای مدل سازی، دیواره های صوتی با اندازه ها و ابعاد مختلف در آن ها طراحی گردیده و پس از مش بندی آن ها، ازروش المان محدود، برای تحلیل ارتعاشی مدل ها استفاده شده است. با استفاده از تحلیل ارتعاشی انجام شده، فرکانس های طبیعی و شکل مودهای سازه دیواره به دست می-آید. سپس با مدل کردن منبع نویز و گیرنده های صوتی میزان افت جاگذاری آن ها محاسبه گردیده است. به دلیل اینکه تعداد حالات راس دیواره Y شکل بسیار متنوع بوده و بررسی تمام حالات چه از لحاظ زمان و چه از لحاظ هزینه به صرفه نمی باشد از روش طراحی آزمایشات تاگوچی جهت تقلیل حالات موجود استفاده شده است. سپس رابطه حاکم بر نتایج آزمون های گرفته شده با درصد خوبی به کمک شبکه عصبی تشخیص داده شده و در نهایت از الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی و به دست آوردن ایده آل-ترین شکل راس استفاده شده است.
    کلید واژگان: دیواره های صوتی, روش المان مرزی, افت جاگذاری, شبکه عصبی, الگوریتم ژنتیک}
    Rouhollah Talebitooti, Akbar Eshraghi, Mansour Torabi, Mohammad Reza Gheibi
    The different factors such as material, height, thickness, installation status, and geometry of the wall's head can influence on the efficiency of the sound walls to decrease the noise pollution of theairports. This paper is presented to improve the effective geometry of the wall's head as well as finding the best wall's head to maximize the noise reduction in an airport. To investigate the performance of the sound wall, the boundary element method is used. Then, in order to modeling the sound walls with different dimensions and sizes, PATRAN software is utilized. In the next step, the models are meshed and finite element method is used to analyze the vibrations of the models. Consequently, the natural frequencies and the mode shapes of sound's walls are predicted and finally the insertion loss via modeling of sources of noise and sound receivers are calculated. The design method of Taguchi experiments is applied to decrease the total numbers of the different models of Y shape geometries. Lastly,the governing equations with approximately fitted over the test cases are determined by neural network. Finally, the genetic algorithm is used to obtain the ideal head's wall.
    Keywords: Sound's walls, boundary element method, insertion loss, neural network, Genetic algorithm}
  • محمود پسندیده فرد، محمد پسندیده فرد، ایمان رشیدی طرقی

    هدف از این تحقیق به دست آوردن شکل یک حفره ساز بهینه است به گونه یی که در سرعت مشخص پرتابه، ضریب پسای کلی وارد به پرتابه کمینه باشد. برای رسیدن به این هدف از روش المان مرزی و شبیه سازی عددی استفاده شده است. تعداد زیادی حفره ساز توسط یک رابطه ی سهموی با سه متغیر هندسی تولید شده و به وسیله ی برنامه ی المان مرزی حل می شود. با توجه به معیار انتخاب حفره ساز بهینه که ضریب پسای کل کمینه است بهترین حفره ساز انتخاب شده است. برای اطمینان از نتایج، چندین حفره ساز که کم ترین ضریب پسای کل را داشته اند به کمک شبیه سازی عددی حل شده اند و در نهایت به کمک این دو روش حفره ساز بهینه انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد که در همه اعداد حفره سازی، حفره ساز بهینه آنی است که در کم ترین ضریب پسای کل، حفره یی تولید کند که بخش مخروطی پرتابه را احاطه کند.

    کلید واژگان: حفره سازی جزئی, روش المان مرزی, بهینه, حفره ساز, پرتابه}
    M. PASSANDIDEH-FARD, M. RASHIDI

    High speed submerged bodies, such as projectiles, are subjected to cavitation phenomena which often take place when velocity increases to an extent where pressure reduces to vapor pressure and, consequently, liquid changes into vapor. This phenomenon is often undesirable but sometimes it is useful because of the drag reduction, due to the lower viscosity of the vapor phase relative to that of the liquid. Thus, the formation of cavitation in submerged bodies is of interest as a drag reduction technique, and therefore, has attracted many researchers to study its characteristics. When the cavity covers the entire solid body, the phenomenon is called supercavitation. However, if the cavity length is smaller than that of the body, i.e., the cavity closes on the body, partial cavitation occurs. Partial cavitation may also occur during flight, when the maneuvering of a vehicle is necessary. In this paper, the partially cavitating flow over an axisymmetric projectile was studied in order to obtain the optimum cavitator. The procedure used for this purpose was based on the minimization of the total drag coefficient at a given cavitation number. The boundary element method (BEM), along with CFD simulations, was employed in obtaining the optimum cavitator. Using a parabolic relation with three geometric variables, a large number of cavitators for a certain projectile were created and the BEM method was used to solve the potential fluid flow. Next, the optimum cavitator was selected based on the goal function of the minimum total drag coefficient. To examine the optimization results, several cavitators with a total drag coefficient close to that of the optimum cavitator were simulated using a CFD program (Fluent V6.3). Finally, the optimum cavitator was selected, based on both BEM and CFD results. The simulations showed that for a given projectile at all cavitation numbers, the cavitator that generates a cavity covering the entire conical section of the body with a minimum drag coefficient is optimum. It was found that increasing the cavitation number causes the optimum cavitator to approach the disk cavitator.

    Keywords: Partial cavitation, boundary element method, optimum, cavitator, projectile}
  • عارف یدالهی، روح الله طالبی توتی، محمدحسن شجاعی فرد
    در این مقاله، بهبود افت انتقال (TL) برای مافلر هایی با هندسه ساده با استفاده از پنل های میکرومتخلخل (MPP) مورد مطالعه قرار گرفته است. افت انتقال به دست آمده، از روش عددی المان مرزی به کمک نرم افزار SYSNOISE با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی دیگر محققین مقایسه شده است. از انواع مختلف مافلر، از نقطه نظر شکل و هندسه کاربردی، جهت نمایش اثر واقعی این جاذب های تشدید کننده در محفظه انبساط استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که کاربرد این جاذب ها افت انتقال را در فرکانس های خاصی افزایش خواهد داد، البته با این شرط که پارامتر های آن به درستی انتخاب شود. همچنین اثر انعکاسی ایجاد شده توسط هندسه مافلر ها بسیار مهم تر از اثر اتلافی ایجاد شده توسط پنل های میکرومتخلخل می باشد به طوری که اثر اتلافی این جاذب ها در مقابل اثر انفعالی رزونانس قابل چشم پوشی است. در نهایت، مدل سازی پنل های میکرومتخلخل که در نرم افزار های عددی امری ناممکن بود، در این مقاله راهکاری مناسب به کمک روش امپدانس معادل، جهت مدل سازی این قبیل مافلر ها در نرم افزار المان مرزی SYSNOISE ارائه شده است.
    کلید واژگان: افت انتقال, پنل های میکرومتخلخل, روش المان مرزی, امپدانس معادل}
    Mohammad Hasan Shojaeifard, Dr. Rooholah Talebitooti, Dr. Aref Yadollahi
    In this paper, Improve of transmission loss (TL) for simple geometry mufflers using micro-perforated panels (MPP) is studied. The TLs given by numerical method using SYSNOISE are compared with experimental and analytical results of other researchers. Different configurations have been used so as to detect the real effect of resonator absorbers based on micro-perforated panels in the expansion chambers. It is shown that applying these absorbers can effectively enhance the TL in desired frequencies if their parameters are well chosen. In addition, the reactive effects of the geometry are of high importance in compare with dissipative ones. However, their dissipative effects are negligible when they act at a reactive effect resonance. Finally, numerical modeling of micro-perforated panel in numerical software that it was impossible, in this paper a suitable solution using the equivalent impedance method for modeling in boundary element software, SYSNOISE, is presented.
    Keywords: Transmission Loss, Micro, Perforated Panels, Boundary Elements Methods, Impedance}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال