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 « صفحه ای » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «صفحه ای» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • محمد سعادت بخش*، صادق صادق زاده

    سطوح فوق آب گریز به عنوان روشی اساسی جهت کاهش پسای اصطکاکی اجسام غوطه ور در آب مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ارزیابی دقیق و پیش بینی مقدار کاهش پسای ناشی از به کارگیری این سطوح نیازمند اندازه گیری های هزینه بر، شبیه سازی های عددی و یا توسعه مدل ها و روابط قابل اعتماد می باشد. در این مقاله یک مدل برای محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و کاهش پسای سطوح تخت فوق آب گریز ارائه می شود. از داده های پیشین مربوط به ضریب اصطکاک پوسته ای سطوح تخت با شرایط مرزی عدم لغزش استفاده شده و مدلی ارائه می شود که به کمک آن بتوان کاهش پسای اصطکاکی و ضریب اصطکاک پوسته ای این سطوح را پس از اعمال پوشش های فوق آب گریز محاسبه نمود. با استفاده از شبیه سازی عددی، نتایج مدل با نتایج شبیه سازی جریان سیال روی صفحه تخت در سرعت های مختلف مقایسه شده و اعتبار مدل تایید شده است. نتایج مدل و شبیه سازی نشان دهنده آن است که در سرعت های ورودی 1، 5 و 25 متر بر ثانیه و طول لغزش 50 میکرون، کاهش پسای اصطکاکی به ترتیب 15، 41 و 77 درصد انتظار می رود. همچنین، با افزایش عدد رینولدز جریان، کاهش اصطکاک پوسته ای افزایش می یابد. مدل توسعه داده شده برای سطوح تخت اعتبارسنجی شده و توانایی آن در محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و نیروی پسای این سطوح به دقت مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال برای بررسی اعتبار مدل برای سطوح با انحنا و طول لغزش متغیر، تحقیقات بیشتری نیاز می باشد.

    کلید واژگان: صفحه تخت, کاهش پسا, ضریب اصطکاک پوسته ای, فوق آب گریز, طول لغزش}
    Mohammad Saadatbakhsh*, Sadegh Sadeghzadeh

    Superhydrophobic surfaces have gained significant attention as a promising approach for drag reduction of submerged objects. Accurate evaluation and prediction of drag reduction induced by these surfaces require expensive experimental measurements, numerical simulations, or the development of reliable models and correlations. In this paper, a model is proposed for calculating the skin friction coefficient and drag reduction of superhydrophobic flat surfaces. Utilizing previous data on the skin friction coefficient of flat surfaces under no-slip boundary conditions, a model is developed to estimate the skin friction reduction and skin friction coefficient of these surfaces after applying superhydrophobic coatings. The validity of the model is verified by comparing its results with those of computational fluid dynamics (CFD) simulations of flow over a flat plate at different velocities. The results of the model and simulations indicate that for inlet velocities of 1, 5, and 25 m/s and a slip length of 50 μm, drag reductions of 15%, 41%, and 77%, respectively, are expected. Additionally, the skin friction reduction increases with increasing flow Reynolds number. The developed model is validated for flat surfaces and its ability to accurately estimate the skin friction coefficient and drag force of these surfaces is thoroughly examined. However, further investigations are required to assess the model's validity for curved surfaces and variable slip lengths.

    Keywords: Flat Plate, Drag Reduction, Skin Friction Coefficient, Superhydrophobic, Slip Length}
  • امیر امینی، عبدالله فانی ثانی، ایثار دشتی گوهری، محمدصادق برنجکوب، سعید اصغری*

    دفع حرارت اتلافی تجهیزات موجود در زیر سیستم کنترل حرارت ماهواره ها به دلیل محدودیت های موجود در فضا (عدم وجود انتقال حرارت جابجایی، محدودیت توان الکتریکی، سبکی و قابلیت اطمینان بالا) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. صفحه های رادیاتور غالبا وظیفه جمع آوری این حرارت های اتلافی و دفع آن را به فضای سرد به عهده دارند. صفحه های رادیاتور در طیف گسترده ای از ماهواره ها، از جمله ماهواره های علمی، ماهواره های مخابراتی و ماهواره های سنجش از دور، استفاده می شوند. در ماهواره های علمی، رادیاتورها برای دفع حرارت تولید شده توسط ابزارهای علمی مانند دوربین ها و طیف سنج ها استفاده می شوند. در ماهواره های مخابراتی و سنجش از دور ، رادیاتورها به ترتیب برای دفع حرارت تولید شده توسط تقویت کننده های توان و حسگرها و پردازنده ها استفاده می شوند. سبکی، راندمان و قابلیت اطمینان بالا بالای این تجهیز از مزایای استفاده از آن بوده و چالش اصلی استفاده از آن سطح کافی برای دفع حرارت و یکنواختی دمای صفحه رویی هنگام تابش حرارت اتلافی به  محیط سرد (فضا) است. استفاده از لوله های حرارتی در ساختار سازه صفحه رادیاتور این یکنواختی را مهیا می سازد. رادیاتور مجهز به لوله حرارتی شامل یک صفحه ساندویچی است که در آن شبکه ای از لوله های حرارتی قرار گرفته است. افزایش تعداد لوله های حرارتی آن، گرادیان دما در سطح رادیاتور را کاهش و وزن رادیاتور را افزایش می دهد. با توجه به اهمیت سبکی تجهیزات در سامانه های فضایی، بهینه سازی تعداد لوله ها و نحوه چیدمان هندسی آنها در رادیاتور باید به گونه ای باشد که حداکثر یکنواختی دما در سطح و حداقلی وزن رادیاتور تامین گردد. هدف از پژوهش حاضر، بهینه سازی عملکرد یک رادیاتور مجهز به لوله حرارتی(حداکثر یکنواختی دما در سطح) برای دستیابی به حداکثر بازده با لحاظ محدودیت وزنی و ابعادی اعمالی از طرف طراح سیستم می باشد. ابتدا یک مدل ریاضی با حل عددی توسعه یافته و به کمک آن اثر پارامترهای طراحی شامل ضخامت رویه و هسته، فواصل بین لوله های حرارتی، جرم و سطح رادیاتور در راندمان صفحه رادیاتور  به طور جامع بررسی شده است.. با استفاده از مدل ارائه شده و ملزومات کارفرما برای یک صفحه رادیاتور، فواصل بهینه لوله های حرارتی بدست آمده و یک صفحه رادیاتور ساخته شده است. نتایج به دست آمده از آزمون رادیاتور ساخته شده با راندمان پیش بینی شده از مدل مقایسه گردید تا صحه سنجی مدل انجام گیرد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش، راندمان رادیاتور ساخته شده 89% در دمای ریشه 39 درجه سانتی گراد به دست آمد. مقدار خطای این راندمان با راندمان محاسبه شده از تئوری در حدود 3 درصد است.

    کلید واژگان: انتقال حرارت, فضایی, صفحه رادیاتور, لوله حرارتی, بهینه سازی}
    Amir Amini, Abdollah Fani Sani, Isar Dashti Gohari, Mohammad Sadegh Berenjkoub, Saeed Asghari*

    Waste heat dissipation from spacecraft subsystems is crucial due to spatial limitations (no convective heat transfer, limited electrical power, lightweight, and high reliability). Radiators are often responsible for collecting and dissipating this waste heat into cold space. Panel radiators are widely used in various satellites, including scientific, communication, and remote sensing satellites. In scientific satellites, panel radiators are used to dissipate heat generated by scientific instruments such as cameras and spectrometers. In communication satellites, panel radiators are used to dissipate heat generated by power amplifiers. In remote sensing satellites, panel radiators are used to dissipate heat generated by sensors and processors. High efficiency, light weight, and high reliability are the advantages of using this equipment. The main challenge in using it is to provide sufficient heat dissipation area and uniformity of the surface temperature when radiating waste heat to the cold environment (space). The use of heat pipes in the panel radiator structure provides this uniformity. A heat pipe radiator consists of a sandwich panel with an embedded network of heat pipes. Increasing the number of heat pipes reduces the temperature gradient across the radiator surface but increases the radiator weight. Due to the importance of equipment lightness in space systems, optimization of the number of pipes and their geometric arrangement in the radiator should be such that maximum temperature uniformity on the surface and minimum radiator weight are achieved. The objective of this research is to optimize the performance of a radiator (maximum temperature uniformity on the surface) to achieve minimum weight while considering the weight and size constraints imposed by the system designer as requirements. Initially, a mathematical model is developed and solved numerically, and the effect of design parameters on the performance of a panel radiator, including face and core thickness, spacing between heat pipes, mass, and surface area, is comprehensively investigated. Based on the simulation results, considering the weight limitations and existing face and core thicknesses, the maximum allowable spacing between heat pipes is calculated to achieve maximum efficiency of the panel radiator. A network of heat pipes with this characteristic was produced and used in the panel sandwich. The results obtained from testing the manufactured panel radiator were compared with the design efficiency to validate the model. Based on the experimental results, an efficiency of 89% was obtained at a root temperature of 39°C. The error of this efficiency with the efficiency calculated from the theory is about 3%.

    Keywords: Heat Transfer, Space, Panel Radiator, Heat Pipe, Optimization}
  • سید علی ظهیری پور*
    به منظور افزایش دقت فرایند ترازیابی اولیه سیستم های ناوبری اینرسی با صفحه پایدار، روشی از طریق کنترل فیدبک حالت در مود پرواز ارایه شده است. در روش ارایه شده، کنترل کننده فیدبک حالت، با استفاده از زوایای انحراف صفحه پایدار و خطای سنسورها که به کمک فیلتر کالمن استخراج می شود، طراحی شده است. برای انجام این کار، ضمن بررسی وضعیت مشاهده پذیری سیستم، با اضافه کردن مانورهای پروازی مناسب و بیان معادلات انتشار خطای ناوبری، به فرم یک سیستم تکه ای ثابت با زمان، امکان تخمین زوایا و خطاهای سنسورها در فاز ترازیابی میسر شده و زمینه برای طراحی فیدبک حالت فراهم شده است. سپس با در نظر گرفتن معادلات حرکت صفحه پایدار و استفاده از اصل جداپذیری طراحی رویتگر و کنترل-کننده، یک کنترل کننده فیدبک حالت طراحی شده است. در انتها، نتایج شبیه سازی روش پیشنهادی، بیانگر افزایش دقت فرایند ترازیابی و به تبع آن افزایش دقت ناوبری، نسبت به روش متداول فیدبک خروجی است.
    کلید واژگان: ترازیابی اولیه, سیستم های ناوبری, صفحه پایدار, تخمین, فیدبک حالت}
    Seyed Ali Zahiripour *
    A method for increasing the accuracy of the initial alignment process of inertial navigation systems with a stable platform is presented through state feedback control in flight mode. In the presented method, the state feedback controller is designed by using the stable plate deviation angles and the sensor error which is extracted with the help of Kalman filter. To do this, while checking the observability of the system, by adding suitable flight maneuvers and expressing the equations of propagation of navigation error, in the form of a fixed piece system with time, it is possible to estimate the angles and errors of the sensors in the align phase. The groundwork is provided for the design of state feedback. Then, taking into account the stable platform motion equations and using the principle of separation of observer and controller design, a state feedback controller is designed. In the end, the simulation results of the proposed method show an increase in the accuracy of the alignment process and, consequently, an increase in the accuracy of the navigation, compared to the conventional output feedback method.
    Keywords: Initial alignment, Navigation Systems, Stable Platform, Estimation, State Feedback}
  • صادق حسینی، محمدمهدی برزگری*، پویا پیرعلی، جعفر اسکندری جم

    در این پژوهش، به بررسی عددی رفتار خمشی صفحات ساندویچی کامپوزیتی با هسته مشبک جهت دستیابی به ساختار کامپوزیت با صلبیت خمشی بالا جهت استفاده در صفحات انتهایی پیل سوختی پلیمری پرداخته شده است. بدین منظور، استحکام خمشی صفحات ساندویچی کامپوزیتی با هسته مشبک بر اساس نوع مواد و استانداردهای مربوطه از طریق شبیه سازی عددی مورد ارزیابی قرار گرفت. شبیه سازی عددی در نرم افزار آباکوس و با استفاده از روش اجزای محدود انجام شده و صحت شبیه سازی با مقایسه میان نتایج عددی و نتایج تجربی پژوهش های پیشین مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا، تاثیر زوایای مختلف الیاف در رویه ها برای سه زاویه الیاف (90-45-0)، (45-90-0) و (45-90-0) و نیز سه هندسه مختلف مربعی، مثلثی و لوزی هسته مشبک برای مواد C/Sic و E-Glass Epoxy بر رفتار خمشی صفحات ساندویچی کامپوزیتی تحلیل گردید. نتایج عددی حاکی از آن است که در شرایط یکسان مواد C/Sic در آزمون تنش سه نقطه ای عملکرد بهتری را دارا می باشد. همچنین، تنش بیشینه در لحظه شکست برای مقاطع مستطیلی و لوزی و زاویه الیاف (0-45-90) تقریبا 25 درصد از زاویه الیاف (0-90-45) و (45-90-0) بیشتر می باشد، در حالی که تاثیر زاویه الیاف برای هندسه مثلثی بسیار ناچیز بوده است. علاوه بر این، هسته مثلثی شکل در تمامی نمونه ها دارای ظرفیت بار بحرانی، مقاومت خمشی و جذب انرژی بالاتری (حداقل 4/1 تا 6 برابر) نسبت به دو نمونه دیگر می باشد.

    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری, ساندویچ پانل کامپوزیت مشبک, صفحه انتهایی, استحکام خمشی, روش اجزای محدود}
    Sadegh Hoseini, MohammadMahdi Barzegari *, Pouya Pirali, Jafar Eskandarijam

    Endplates are one of the most important components of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell that must apply uniform contact pressure distribution on the membrane electrode assembly (MEA). For this reason, these plates must have good bending rigidity. In this research, the bending behavior of composite sandwich plates has been investigated numerically in order to achieve a composite structure with high bending stiffness for use in the endplates of PEM fuel cells. For this purpose, the bending strength of composite sandwich panels with grid core was evaluated based on the type of material and relevant standards through numerical simulation. Numerical simulation has been performed in Abaqus software using finite element method. The effect of different angles of fibers in and three different geometries of square, triangular and diamond grid core for C/Sic and E-Glass Epoxy materials on the bending behavior of composite sandwich panels were analyzed. The obtained results indicate the better performance of C/Sic materials in the stress test, as well as the more suitable bending behavior of triangular mesh geometry with fiber angles (0-45-90).

    Keywords: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Composite Sandwich Panel, Endplate, Bending strength, finite element method}
  • سجاد داوری، حدیثه کریمایی*

    در این پژوهش ابتدا طراحی و شبیه‏سازی انژکتور کاپیلاری تک و سپس طراحی و شبیه‎سازی صفحه انژکتور دایروی سه سوراخه یک میکرورانشگر تک‎مولفه ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام گرفت. به منظور شبیه‏سازی انژکتور و صفحه انژکتور روش حجم سیال (VOF) بکار گرفته شد و آشفتگی جریان هم با استفاده از مدل k-ε شبیه‏سازی شد. با بررسی نتایج، مشخص گردید انژکتور و صفحه انژکتور طراحی شده توانایی تامین دبی جرمی مورد نظر میکرورانشگر را در اختلاف فشار معین طراحی دارند. از این رو ابعاد نهایی برای ساخت و استفاده در رانشگر تک مولفه ای هیدرازینی 10 نیوتنی انتخاب شدند. در نسخه قبلی این تراستر 10 نیوتنی، از انژکتور جریان پیچشی با پاشش چتری توخالی استفاده شده بود. اما در طرح جدید با انژکتور کاپیلاری به دلیل چتر کوچک و توپر انژکتور، طراح محفظه کاتالیستی قادر است تا ابعاد محفظه را به اندازه چشمگیری کاهش دهد که هم حجم کاتالیست مصرفی گران‎قیمت ایریدیوم کاهش می‏‎یابد و هم بالتبع ابعاد و وزن تراستر کاهش می‎یابد.

    کلید واژگان: انژکتور کاپیلاری, صفحه انژکتور, رانشگر تک مولفه ای, رانشگر هیدرازینی, کم پیشران}
    Hadiseh Karimaei

    In this research, design and simulation of a single capillary injector and three-hole circular injector plate of a 10N Hydrazine monopropellant thruster were performed. Ansys Fluent software was used to simulate the injector and injector plate . Volume of fluid (VOF) method was used to simulate such a flow and turbulence was simulated by k-e model. The characteristics of the injector and injector plate including mass flow rate and average velocity in the injector nozzle were calculated by changing the inlet pressure. The results showed that the injector and the injector plate have the ability to supply the desired mass flow rate of the monopropellant thruster at a known design pressure. In fact the capillary injector has replaced swirl injector with hollow cone spray used in the previous version of this thruster. The dimension of the chamber was significantly reduced by using the capillary injector, which reduces both the volume of the expensive iridium catalyst and weight of the thruster.

    Keywords: Capillary injector, injector plate, Monopropellant thruster, Hydrazine thrusters, Low thrust}
  • شهرام طالبی*، نازیلا ماکولاتی
    امروزه از انتقال حرارت جوشش استخری در بسیاری از تجهیزات صنعتی و کاربردهای مهندسی استفاده می شود. انتقال حرارت جوشش استخری در مقایسه با انتقال حرارت تکفازی، به دلیل استفاده از ظرفیت گرمای نهان تبخیر مایعات، ظرفیت انتقال حرارت بیشتری دارند. ازاین رو در این مقاله به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری روی صفحه عمودی صاف و شیاردار مثلثی و دایره ای با استفاده از شبیه سازی های عددی پرداخته شده است. در مطالعات انجام شده اثر افزودن دو نوع شیار مثلثی و دو نوع شیار دایره ای با ابعاد متفاوت و نیز چهار دمای سطح گرمایش مختلف بررسی شده است. به منظور مدل سازی جریان دوفازی در این مقاله از روش حجم سیال استفاده و معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. نتایج به دست آمده نشان داده است که اضافه کردن شیارهای مثلثی و دایره ای روی سطح گرمایش منجر به افزایش متوسط شار حرارتی خواهد شد. در حالت سطح شیاردار مثلثی، مقدار شار حرارتی متوسط وارد شده به مایع آب بین 128% تا 177% افزایش پیدا کرده است. با ایجاد شیار دایره ای، در نهایت مقدار شار حرارتی متوسط به مقدار 69% تا 105% افزایش داشته است. همچنین مقدار بخار آب نیز در حالت سطح شیاردار مثلثی 160% تا 340% و در حالت سطح شیاردار دایره ای بین 101% تا 155% افزایش داشته است.
    کلید واژگان: جوشش استخری, صفحه عمودی, شیار مثلثی, شیار دایره ای, روش حجم سیال}
    Shahram Talebi *, Nazila Makulati
    Today, pool boiling heat transfer is used in many industrial equipments and engineering applications. Pool boiling heat transfer compared to single-phase heat transfer has a higher heat transfer capacity due to the use of latent heat evaporation of liquids. Therefore, in this study, the pool boiling heat transfer on a flat vertical plate and plate with triangular and circular grooves have been investigated using numerical simulations. In studies, the effect of adding two types of triangular grooves, two types of circular grooves with different dimensions and four heating surface temperatures has been investigated. In order to simulate the two-phase flow in this study, the volume of fluid method was used and the governing equations were solved using the finite volume method. The obtained results showed that adding triangular and circular grooves on the heating surface will increase the average heat flux. In the triangular grooved surface case, the average heat flux which entered to liquid increased between 128% to 177%. By using circular groove, the average heat flux aguments about 69% to 105%. Also, the water vapor value in the triangular grooved surface case incresead between 160% to 340% and in the circular grooved surface case rises between 101% to 155%.
    Keywords: Pool boiling, Vertical Plate, Triangular Groove, Circular Groove, Volume of Fluid Method}
  • مصطفی لیوانی*، محمدحسین حبیبی، محمد مسکینی

    در این پژوهش اثر متخلخل بودن ماده هدفمند بر روی رفتار ارتعاشات آزاد صفحه ساندویچی با رویه های پیزوالکتریک و هسته هدفمند مورد مطالعه قرار می گیرد. یک تابع تغییرشکل برشی هایپربولیک جدید در این پژوهش ارایه شده است. خواص مواد هدفمند با توزیع توان تابع تغییرات خواص در راستای ضخامت تغییر می کند. ساختار مواد متخلخل دارای حفره و منفذ هستند. از این رو در این پژوهش، یک مدل متخلخل خطی و دو مدل متخلخل غیرخطی در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از روش ناویر برای شرایط مرزی ساده حل گردید. اثرات پارامترهای مهم هندسی و مکانیکی شامل نسبت ضخامت به طول، نسبت طول به عرض، نسبت ضخامت هسته هدفمند به لایه پیزوالکتریک و اثر پتانسیل الکتریکی بر روی پاسخ فرکانس طبیعی ورق ساندویچی با هسته هدفمند متخلخل و رویه های پیزوالکتریک بررسی شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج تحلیلی به دست آمده در این پژوهش با نتایج ارایه شده در مقالات مقایسه شده است و در این مقایسه تطابق خوبی حاصل گردید که نشان از صحیح بودن تیوری جدید، روند استخراج و حل معادلات است.

    کلید واژگان: صفحه ساندویچی, ماده متخلخل, ارتعاشات آزاد, مواد پیزوالکتریک}
    Mostafa Livani *, MohammadHossein Habibi, Mohammad Meskini

    In this study, the effect of FG porous on the free vibration behavior of sandwich plate with piezoelectric face sheets and FG core is studied. A new hyperbolic shear deformation function is presented in this paper. The properties of the FG core varied along the thickness according to power law. The properties of the FG material change with the power distribution as a function of the changes in properties along the thickness. The structure of porous materials has cavities and pores. Therefore, in this research, a linear porous model and two types of nonlinear porous models are considered for the property change function. The governing differential equations are derived using the Hamilton principle. The obtained equations were solved using the Navier method for simple boundary conditions. The effects of important geometric and mechanical parameters including thickness to length ratio, length to width ratio, ratio of FG core thickness to piezoelectric face sheets and the effect of electrical potential on the natural frequency response of porous FG sandwich and piezoelectric face sheets have been investigated. To verification, the analytical results obtained in this study are compared with the results presented in the literature, and in this comparison, a good agreement was obtained, which shows the correctness theory, deriving and solving equations.

    Keywords: Sandwich plate, Porous material, Free vibration, piezoelectric material}
  • بهناز پارساجو، مصطفی رحیمی، محمد وجدی*

    در تحقیق حاضر به بررسی افزایش انتقال گرمای همرفتی از یک صفحه مسطح که در آن یک تیغه نازک با سرعت معینی در مجاورت صفحه در حال دوران است پرداخته شده است. برای انجام این پژوهش عددی از روش حجم محدود با تعریف مش لغزنده و مرز رابط به منظور لحاظ نمودن حرکت دورانی تیغه در درون دامنه ی محاسباتی استفاده شده است. معادلات بقای جرم، اندازه حرکت و انرژی به صورت دوبعدی و گذرا برای جریان هوا با خصوصیات فیزیکی ثابت توسط نرم افزار Fluent حل شده و جزییات میدان های جریان و دما ایجاد شده در قسمت بالای صفحه استخراج شده است. عدد رینولدز دورانی تیغه در محدوده 5460 - 1365 تغییر داده شده و پارامتر بی بعد فاصله قایم انتهای تیغه از صفحه به طول تیغه(d/D)  در محدوده 420/0 - 105/0 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشانگر بهبود انتقال گرما با افزایش سرعت دورانی تیغه مخصوصا در سمت مقابل تیغه بوده در حالی که تاثیر پارامتر d/D تنها در ناحیه محدودی از مرکز صفحه محسوس بوده و با افزایش آن عدد ناسلت محلی در آن ناحیه اندکی کاهش یافته است.

    کلید واژگان: افزایش انتقال حرارت, روش فعال, تیغه دورانی, صفحه مسطح, شبیه سازی عددی, روش حجم محدود}
    B. Parsajou, M. Rahimi, M. Vajdi*

    Heat transfer enhancement from a flat plate in which a thin blade is rotating at a certain speed in the vicinity of the plate has been investigated in the present study. For this numerical study, the finite volume method was used in which the rotation of the blade was simulated by the definition of sliding mesh and interface boundary within the computational domain. The equations of mass, momentum, and energy were solved in two-dimensional and transient form for airflow with constant physical properties using Fluent commercial software and the details of the flow and thermal fields were obtained at the top of the plate. The rotational Reynolds number of the blade has been changed in the range of 1360-5460 and the dimensionless parameter of blade-end-to-plate distance to the blade length (d/D) was ranged from 0.105 to 0.420. The results indicated that heat transfer from the plate is improved by increasing the rotational speed of the blade, especially on the front side of the rotating blade, while the effect of the d/D was effective only over a limited area of the plate central section

    Keywords: Heat transfer enhancement, active method, rotating blade, flat plate, Numerical simulation}
  • سعید اسکندری، رامین ذاکری*، علی سررشته داری

    در این پژوهش، نحوه شبیه سازی جریان گاز رقیق بر روی یک صفحه تخت و محاسبه خواص آیرودینامیکی توسط نرم افزار شبیه سازی مستقیم مونت کارلو یا دی اس ام سی - اپن فوم بررسی شده است. یکی از روش های کارآمد در شبیه سازی جریان گاز رقیق در شرایط بسیار غیرتعادلی، روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو یا دی اس ام سی می باشد که گاز به صورت ذره در نظر گرفته می شود. در این بررسی با استفاده از نرم افزار دی اس ام سی- اپن فوم نتایج حاصل از یک صفحه تخت در زاویه حمله صفر استخراج شده، با نتایج موجود اعتبارسنجی نموده که میزان خطا کمتر از 15 درصد می باشد. در ادامه به عنوان نوآوری این پژوهش، به بررسی جریان بر روی صفحه عمودی و محاسبه نیروهای آیرودینامیکی و همچنین اثر زوایای مختلف صفحه تخت بر روی پنل ماهواره پرداخته شده است. نشان داده شده است که ضریب درگ در حالت صفحه عمودی 10 برابر صفحه تخت می باشد. روش و نرم افزار معرفی شده در این پژوهش روشی قدرتمند در شبیه سازی های مختلف در شرایط گاز رقیق است.

    کلید واژگان: شبیه سازی مستقیم مونت کارلو, نرم افزار دی اس ام سی-اپن فوم, گاز رقیق, صفحه تخت, خواص آیرودینامیکی}
    SAIED ESKANDARI, Ramin Zakeri *, Ali Sarreshtedari

    In this research, the method of simulating the rarefied gas flow on a flat plate and calculating aerodynamic properties have been investigated using direct simulation Monte Carlo or DSMC-Open Foam Software. One of the most efficient methods for simulating rarefied gas flow in nonequilibrium conditions is the direct simulation Monte Carlo or DSMC simulation method, in which the gas is considered as a particle. In this study, using DSMC-OpenFoam software, the results obtained from a flat plate at zero angle of attack are validated with the available results, with the accuracy of less than 15% error.  In the following as an innovation, the flow on the vertical plane and the calculation of aerodynamic forces as well as the effect of different angles of the flat plane on the satellite panel are investigated. It has been shown that the drag coefficient in the vertical plane mode is 10 times that of the horizon flat plane. The method and software introduced in this research is a powerful method for various simulations of drag on satellites under rarefied gas condition. ‌‌

    Keywords: Direct Simulation Monte Carlo, DSMC Software-Open Foam, RAREFIED GAS, Flat plate, AERODYNAMIC PROPERTIES}
  • عباس افشاری*، علی اکبر دهقان، احمدرضا ایوبی، حیات الله اداوی
    مطالعه نوفه لبه فرار لایه مرزی آشفته، موضوعی بنیادی در طراحی و تولید وسایل پرنده با حداقل نوفه است. در طول دهه های گذشته، روش های غیرفعال مختلفی برای کاهش نوفه لبه فرار پیشنهاد شده و جدیدترین راهبرد، استفاده از فینلت های کاهش دهنده نوفه است. در مطالعه حاضر، به منظور بررسی نحوه تاثیر فینلت های کاهش دهنده نوفه بر میدان جریان آشفته در محدوده لبه فرار مدل، یک صفحه تخت مجهز به سنسورهای اندازه گیری فشار ناپایای سطح، طراحی و ساخته شده است. سپس با نصب مجموعه ای از فینلت ها با فواصل عرضی مختلف روی صفحه تخت، اثرات حضور آن ها روی میدان جریان در پایین دست فینلت ها به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که رفتار جریان در پایین دست فینلت ها، به شدت وابسته به فاصله عرضی بین فینلت هاست. در حالی که استفاده از فینلت های درشت، منجر به کاهش سرعت متوسط، شدت آشفتگی و محتویات انرژی ساختارهای آشفته فرکانس پایین در نقاط نزدیک به سطح مدل در پایین دست فینلت ها می گردد، رفتار جریان در پایین-دست فینلت های ریز تا حدودی مشابه جریان در پایین دست پله رو به عقب است. برای فینلت های ریز، محتویات انرژی ساختارهای آشفته جریان در نواحی نزدیک به سطح در تمامی محدوده فرکانسی، کاهش قابل توجهی یافته است. نتایج همبستگی متقابل و تابع همدوسی بین نوسانات فشار سطح و میدان سرعت نیز نشان داد که در حالی که مهمترین مکانیزم موثر بر نوسانات فشار سطح برای فینلت های درشت، جریان کم مومنتوم خروجی از بین فینلت هاست، برای فینلت های ریز، ساختارهای گردابه ای تشکیل شده بواسطه جدایش جریان سهم موثری بر نوسانات فشار سطح در پایین دست فینلت ها دارد.
    کلید واژگان: نوفه, صفحه تخت, لایه مرزی آشفته, فینلت}
    Abbas Afshari *, Aliakbar Dehghan, Ahmadreza Ayoobi, Hayat Adavi
    The study of turbulent boundary layer trailing-edge noise is a fundamental issue in design and production of flying vehicles with minimum noise. Over the past decades, to reduce trailing-edge noise, various passive methods have been proposed, and the most recent strategy is the use of noise-reducing finlets. In the present study, to investigate the effect of noise reduction finlets on the turbulent flow field in the vicinity of the model trailing edge, a flat-plate model equipped with unsteady surface pressure transducers has been designed and built. Then, by installing a set of finlets with different lateral spacing on it, their effects on the flow field downstream of the finlets have been experimentally studied. Results show that the flow behavior downstream of the finlets is strongly affected by the spacing between the finlets. While the use of coarse finlets leads to a reduction in the mean velocity, turbulence intensity, and energy contents of low-frequency turbulent structures in the near-wall regions downstream of finlets, the flow behavior downstream of fine finlets are somewhat similar to the flow behind a backward-step. For fine finlets, the energy contents of turbulent structures in the near-wall regions are significantly reduced over the whole frequency range. he results of cross-correlation and coherence between surface pressure fluctuations and velocity field also showed that while the most important mechanism affecting surface pressure fluctuations for the coarse finlets is the exit low-momentum flow, for the fine finlets, vortical structures formed by flow separation have the most impact.
    Keywords: Noise, Flat-plate, Turbulent boundary layer, finlets}
  • اسماعیل لکزیان*، مازیار حکمت شعار
    در این تحقیق، انتروپی تولیدی توسط یک نانو سیال در جریان لایه مرزی دو بعدی و دایمی، روی صفحه تخت متخلخل عمودی، به همراه میدان مغناطیسی بررسی شد. معادلات حاکم به روش تشابهی به معادلات دیفرانسیل معمولی غیر خطی تبدیل و با روش رانج کوتا حل گردید. در این تحقیق به بررسی تاثیر متغیرهای شناوری، مغناطیس، درصد حجمی نانو سیال، به صورت مجزا بر روی سرعت، دما و انتروپی تولیدی بی بعد پرداخته شد. نتایج نشان داد که در انتروپی تولیدی، با افزایش متغیر تشابهی، پروفیل دمایی و قدر مطلق گرادیان دمایی کاهش پیدا می کند، درنتیجه انتروپی گرمایی تولیدی بی بعد کاهش یافته و به سمت صفر میل می کند و بعد از مقدار مشخصی لایه مرزی گرمایی ناپدید شده و فقط انتروپی ناشی از اتلافات اصطکاک و مغناطیس تولید می شود. بررسی ها نشان داد با افزایش غلظت نانو ذرات، سرعت سیال در حدود 30 درصد کاهش می یابد و باعث افزایش حدودا 40 درصدی در پروفیل دمایی سیال می شود و همچنین با افزایش میزان مغناطیس، سرعت نانو سیال حدود 15 درصد کاهش و پروفیل دمایی سیال حدود 10 درصد کاهش می یابد.
    کلید واژگان: حل تشابهی, صفحه متخلخل, تحلیل آنتروپی, بلازیوس, نانوسیال, نقطه سکون}
    Esmaeil Lakzian *, Maziyar Hekmatshoar
    In this research, the entropy generation by steady two-dimensional boundary layer flow of a hybrid nanofluid on a porous vertical flat plate with the magnetic field is studied. The governing equations by using of similarity solution transformed to nonlinear ordinary differential equations and also effect of buoyancy, magnetic, the volume fraction of nanofluid are investigated particularly on speed, temperature, and dimensionless entropy generation. The results showed that in entropy generation with an increase of similarity parameter, the thermal profile and absolute value of thermal gradient are decreased and therefore dimensional thermal entropy generation is decreased and trends to zero and after a certain amount thermal boundary layer is disappeared and just the entropy of fraction loss and magnetic field are produced. Also, the investigation shows with increasing density of nano particles, the speed of nanofluid decreases by about 30 percent and increases the thermal profile about 40 percent. The results also show with increase the magnetics, the speed of nanofluid decreases about 15 percent and decreases thermal profile about 10 percent.
    Keywords: Similarity solution, Porous plate, Entropy analysis, Blasius, Nanofluid, Stagnation point}
  • محمد فرمانی*، علی اکبر دهقان، میلاد ذبیحی نژاد
    در این پژوهش، اثر فینلت های مستطیل شکل بر نویز لبه فرار یک صفحه تخت در جریان لایه مرزی آشفته تراکم ناپذیر با عدد ماخ 06/0 به صورت عددی مطالعه شده است. فینلت ها در بالادست لبه فرار صفحه تخت و با دو فاصله عرضی 5/1 و 9/0 میلیمتر مدل شده اند. برای شبیه سازی عددی جریان لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت از رهیافت شبیه سازی گردابه بزرگ با مدل آشفته ساز جریان ورودی لاند در کد متن باز اوپنفوم استفاده شده است. ابزار کاوشگر برای داده برداری از میدان فشار و سرعت استفاده شده است. کاربرد فینلت ها سبب افزایش چگالی طیفی نوسانات فشار در بازه فرکانسی پایین تا میانی و کاهش آن در فرکانس های بالا در موقعیت های بین و پایین دست فینلت ها شده است. همچنین طول مشخصه عرضی نوسانات فشار افزایش و سرعت جابجایی ساختارهای گردابه ای در محدوده لبه فرار صفحه تخت کاهش یافته و کاهش فاصله عرضی فینلت ها سبب تشدید اثر آن ها شده است. فینلت ها سبب کاهش سرعت متوسط و افزایش شدت آشفتگی در محدوده پایین دست جریان شده و کاهش فاصله عرضی فینلت ها سبب تشکیل یک لایه برشی قویتر بر روی آن ها و گسترش محدوده پناهگاه برشی در پایین دست فینلت ها شده است. با توجه به نتایج پیش بینی نویز دوردست با آنالوژی کرل، فینلت ها با فاصله عرضی 5/1 میلیمتر سبب کاهش اندک نویز تا حدود 3/0 دسی بل و فینلت های با فاصله عرضی 9/0 میلیمتر سبب افزایش نویز تا حدود 1 دسی بل در محدوده لبه فرار صفحه تخت شده است.
    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, فینلت, نویز لبه فرار, لایه مرزی آشفته, صفحه تخت}
    Mohammad Farmani *, Aliakbar Dehghan, Milad Zabihinezhad
    In this study, the effect of rectangular finlets on the trailing edge noise of a flat plate in an incompressible turbulent boundary layer with Mach number 0.06 has been studied numerically. The finlets are modeled upstream of the trailing edge of the flat plate with two spanwise spacing of 1.5 and 0.9 mm. Large eddy simulation (LES) approach with Lund inflow generation model in open source code of OpenFOAM has been used to simulate the turbulent boundary layer flow. Probe utility has been used for pressure and velocity data acquisitions. The finlets have increased the PSD of pressure fluctuations in the low to mid frequencies and decreased it at high frequencies between and downstream of the finlets. Also, the spanwise length scale of the pressure fluctuations increases but the eddy convection velocity is reduced and their effects has intensified by the reduction of the spanwise spacing. The mean velocity decreases but the turbulence intensity increases downstream of the finlets. The reduction of the spanwise spacing of the finlets results in the formation of a stronger shear layer and the extension of the shear sheltering area downstream of the finlets. According to the results of the far-field noise prediction with Curle analogy, finlets with the spacing of 1.5 mm have slightly reduced the noise about 0.3dB but the finlets with the spacing of 0.9 mm have increased the trailing edge noise of the flat plate, about 1dB.
    Keywords: Simulation, Finlet, Trailing edge noise, Turbulent boundary layer, Flat plate}
  • سعید رخشا، مهران رجبی زرگرآبادی*، سیف الله سعدالدین

    هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر نوسانی کردن جت ورودی بر میزان انتقال حرارت جت برخوردی در فاصله های کم از سطح مقعر می باشد. به این منظور شبیه سازی سه بعدی جریان و انتقال حرارات جت نوسانی سینوسی در فواصل جت تا سطح برخورد 0/5 تا 4 برابر قطر جت و برای اعداد رینولدز 7000 و 14000 به انجام رسید. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی تطابق مناسبی، با نتایج آزمایشگاهی جت پایا دارد. نتابج نشان می دهد اثر نوسانی کردن جریان با تابع سینوسی در فاصله های کم بین جت و صفحه مقعر کاهش می یابد. به طوری که در فاصله 4 برابری قطر جت از سطح برخورد، نوسانی کردن جت سینوسی منجر به افزایش 10درصدی ناسلت متوسط سطح گردید در حالی که این مقدار برای فاصله 0/5 برابری قطر جت، برابر 5 درصد می باشد. بررسی اثر نوسان بر عدد ناسلت نشان داد که با نوسانی کردن جریان با جت نوسانی سینوسی، ابتدا ناسلت کاهش می یابد، و سپس با افزایش فرکانس نوسان جت ورودی، عدد ناسلت افزایش می یابد. با مشاهده نتایج، می توان دریافت که با افزایش فاصله بین سطح و جت ورودی، عدد ناسلت به صورت محسوسی کاهش می یابد. این میزان کاهش، در جریان نوسانی در مقایسه با جت پایا کمتر است.

    کلید واژگان: جت برخوردی, جت نوسانی سینوسی, صفحه مقعر, انتقال حرارت, عددناسلت}
    Saeed Rakhsha, Mehran Rajabi Zargarabadi *, Seyfolah Saedodin

    The main purpose of this study is to investigate the effect of the pulsating of the inlet jet on the heat transfer rate short distances of the nozzle from the concave surface. For this purpose, three-dimensional simulation of flow and heat transfer of sinusoidal pulsed jets on the concave surface has been performed at distances of 0.5 times of nozzle diameter to 4 and for Reynolds numbers of 7000 and 14000. The results of the numerical simulation are in good agreement with the experimental results of the steady jet. The result shows that the effect of pulsating the flow with the sine function decreases at short distances between the jet and the concave surface. So that at a distance of 4 times of nozzle diameter, pulsating jet led to a 10% increase in the average Nu, while this value is equal to 5% for a distance of 0.5 times of nozzle diameter. It can be found that pulsating the flow decreases Nu at low frequencies, and then with increasing the frequency of the pulsed jet, the Nu number increases. Furthermore, with increasing the distance between the surface and the inlet jet, the Nu number decreases significantly. This rate of reduction is lower in comparison to the steady jet.

    Keywords: Sinusoidal Pulsed Jets, Concave Surface, Impinging Jet, Heat Transfer, Nu Number}
  • سید اسماعیل رضوی، توحید ادیبی*

    در این مقاله یک مبدل گرمایی صفحه‏ای با جریان ناهمسو در شرایط کاری مختلف بررسی شده است. 4حالت مختلف در جریان‏های لایه‏ای و آشفته با صفحه میانی صلب و الاستیک در اعداد رینولدز مختلف مطالعه شده و تاثیر الاستیک کردن صفحه جداکننده روی انتقال گرما و کارایی مبدل بررسی شده است. پروفیل سرعت سینوسی در ورودی کانال سرد به کار رفته است. نتایج این پژوهش نشان داد که الاستیک کردن صفحه میانی در هر 2جریان لایه‏ای و آشفته باعث بهبود انتقال گرما در مبدل گرمایی می‏شود. همچنین نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک متوسط در مبدل گرمایی با صفحه میانی الاستیک از ضریب اصطکاک متوسط نسبت به مبدل گرمایی با صفحه میانی صلب بیشتر است. با تعریف کارایی و درنظرگرفتن هر 2عامل افزایش انتقال گرما و افزایش افت فشار، حالت هایی که کارایی کل مبدل گرمایی با صفحه الاستیک بیشتر از یک بود، تعیین شد. نتایج نشان داد که در اکثر مواقع این کارایی برای مبدل گرمایی با صفحه الاستیک بیشتر از یک است. نتایج نشان داد که حداکثر کارایی 2/5 است که در عدد رینولدز 3000 مشاهده شد و حداقل کارایی 9/0  است که در عدد رینولدز 200 اتفاق می افتد.

    کلید واژگان: مبدل گرما, صفحه الاستیک, عدد نوسلت, سرعت سینوسی, عدد رینولدز}
    Seyed Esmael Razavi, Tohid Adibi *

    In this work, a plate heat exchanger with an inconsistent flow is investigated in different working conditions. Four different models in laminar and turbulent flows with rigid and elastic plates at different Reynolds numbers have been studied, and the effect of the separator plate elasticity on the heat transfer rate and the efficiency of the heat exchanger has been investigated. A sinusoidal profile is used at the entrance to the cold passage. The results of this study showed that the elasticity of the intermediate plate in both laminar and turbulent flow has raised the heat transfer rate. Of course, in cases where the middle plane was elastic, the friction coefficient increased relative to the rigid plate. The efficiency of the heat exchanger is defined and is obtained for the heat exchanger to consider both heat transfer rate and pressure drop. Results showed that in most cases, the efficiency of the heat exchanger with elastic separator is more than one. The results showed that the maximum efficiency is 5.2 which was observed in Re=3000 and the minimum efficiency is 0.9 which occurs in Re=200.

    Keywords: Heat exchanger, Elastic plate, Nusselt Number, sinusoid velocity, Reynolds Number}
  • مسعود جوادی*، وحید خلفی

    در کار حاضر قابلیت اطمینان آستانه وقوع فلاتر صفحه چندلایه کامپوزیتی با توجه به عدم قطعیت در متغیرهایی شامل مدل الاستیک، ضریب پواسون، چگالی، ضخامت صفحه و طول صفحه بررسی شده است. صفحه موردنظر از چندلایه کامپوزیتی متقارن تحت شرایط مرزی مختلف است که در رژیم پروازی مافوق صوت موردبررسی قرارگرفته است. به منظور شبیه سازی رفتار حاکم بر صفحه چندلایه کامپوزیتی از نظریه کلاسیک ورق استفاده می شود؛ و اثر نیروهای آیرودینامیکی ‏توسط تیوری پیستون مرتبه اول مدل سازی شده است. به منظور گسسته سازی و تحلیل معادلات آیروالاستیک حاکم بر صفحه از روش عددی دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته استفاده شده است. معادلات حاکم بعد از گسسته سازی، با استفاده از محاسبه و تحلیل مقادیر ویژه حل شده و آستانه وقوع پدیده فلاتر برای صفحه چندلایه کامپوزیتی به دست آمده است؛ به منظور بررسی قابلیت اطمینان، توزیع متغیرهای تصادفی به صورت توزیع نرمال استفاده شده است. درنهایت برای به دست آوردن قابلیت اطمینان آستانه وقوع فلاتر صفحه از روش شبیه سازی مونت کارلو برای پنج شرط مرزی مختلف استفاده شده است. با توجه به نتایج ارایه شده، مقدار قابلیت اطمینان آستانه وقوع فلاتر صفحه کامپوزیتی برای شرط مرزی تمام لولا بیشتر از سایر شرایط مرزی و شرط مرزی تمام گیردار کمتر از سایر شرایط مرزی خواهد بود. همچنین با توجه به بررسی های صورت گرفته در مورد وضعیت زاویه ‏الیاف صفحه کامپوزیتی، می توان نتیجه گرفت‏ با افزایش زاویه الیاف صفحه کامپوزیتی قابلیت اطمینان آستانه وقوع فلاتر افزایش می یابد.

    کلید واژگان: صفحه کامپوزیتی, قابلیت اطمینان, مونت کارلو, فلاتر, روش دیفرانسیل مربعی}
    Masoud Javadi *, Vahid Khalafi

    Composite materials are widely used in modern aerospace flight vehicles, especially because of their high specific strength and lightweight than other materials. Since the study of reliability and uncertainty of composite material design variables in aeroelasticity has received less attention, in the present work the reliability of the laminated composite plate due to uncertainty in variables including elastic model, Poisson coefficient, density, thickness, and length is examined. The composite laminated plate is symmetric with different boundary conditions subjected to supersonic airflow. The classical plate theory and the first-order piston theory are utilized to derive the equation of motion. The differential quadrature method has been used to discretize and analyze the aeroelastic equations. The governing equations after discretization are solved by calculating and analyzing eigenvalues and the occurrence of the flutter phenomenon for the laminated composite plate is obtained. To examine the reliability, the distribution of random variables as a normal distribution has been used. Finally, the Monte Carlo simulation method was used for five different boundary conditions to obtain the reliability of the plate flat threshold. According to the presented results, the reliability value of the composite plate flutter threshold for the full hinge boundary condition (SSSS) will be higher than other boundary conditions and the all-bound boundary condition (CCCC) will be lower than other boundary conditions. Also, according to the studies on the condition of the fiber angle of the composite plate, it can be concluded that increasing the angle of the fiber of the composite plate increases the reliability of the occurrence of the filter threshold.

    Keywords: Laminated Composite Plates, Reliability, Flutter, Monte-Carlo Simulation, Differential Quadrature Method}
  • محمدوحید خلیلی، مهدی آخوندی زاده*

    در کار حاضر، خیز عرضی یک صفحه که روی بستر مواد دانه ای قرار دارد تحت تاثیر نیروی ناشی از برخورد گلوله محاسبه و اندازه گیری شده است. نیروی ضربه یک نیروی کوتاه مدت و شدت بالا است که برای تحلیل های مهندسی بصورت نیروی سینوسی تابع زمان در نظر گرفته می شود و در اینجا با رابطه ای نسبت به زمان و موقعیت بیان می شود که محل برخورد را نیز داشته باشد. معادلات حرکت صفحه با روش انرژی همیلتون استخراج می گردند و تنش ها و کرنش ها براساس نظریه برشی مرتبه یک در معادلات، مورد استفاده قرار می-گیرد و پاسخ حرکت عرضی صفحه استخراج می گردد. علاوه بر روش تحلیلی، دستگاه آزمایشگاهی برای ثبت داده ها ساخته شده و آزمایش های برخورد و اندازه گیری خیز انجام می شود. پارامترهای قابل تغییر در این دستگاه آزمایشگاهی جنس صفحه، ضخامت، اندازه گلوله، سرعت برخورد گلوله، ضخامت خاک و محل برخورد گلوله به صفحه می باشند. نتایج داده برداری آزمایشگاهی جهت اعتبار سنجی روش تحلیلی استفاده می شوند. مقایسه بین نتایج آزمایشگاهی و مدل نظری نشان می دهد که با روش تحلیلی، می توان خیز صفحه را در اثر نیروی برخورد با دقت قابل قبول تعیین کرد.

    کلید واژگان: صفحه تخت, بستر الاستیک, خیز عرضی, برخورد گلوله, روش تحلیلی, روش آزمایشگاهی}
    MohamadVahid Khalili, Mahdi Akhondizadeh *

    The aim of the present work is to determine the transverse deflection of a plate on the granular material under the impact of a ball. Through the analytical solution, the granular bed is equivalent to the elastic bed. The granular materials behave elastically by with a damping reaction under the impact loading. There are suggestions by literatures for introducing these elastic and damping effects which are used in the present work. The impact force is an intensive short duration force which is considered as a function of time and impact position. The equations of motion are derived by Hamilton's principle and the stress and strain relations are written by the first order shear theory and the vibration response of the plate is derived. Moreover, an experimental apparatus is designed to measure the plate deflection. Experimental parameters include the plate type and thickness, ball speed, impact position and granular thickness. The experimental data are used to validate the theoretical evaluations. The comparison of the evaluated and measured data shows that the theoretical model is acceptably gives the plate deflection.

    Keywords: Flat plate, Elastic bed.Transverse deflection, Ball impact, Analytical solution, Experimental procedure}
  • علیرضا شاطرزاده*، محمد جعفری، سجاد مهدوی
    بهینه سازی در طراحی و نگهداری بسیاری از سیستم های مهندسی، اقتصادی و حتی اجتماعی به منظور حداقل کردن هزینه لازم و یا حداکثر کردن سود کاربرد دارد. در تحلیل کمانش صفحات کامپوزیت هیبریدی حاوی گشودگی، هندسه گشودگی، زاویه الیاف، نسبت اندازه گشودگی به اندازه صفحه، نرمینگی گوشه های گشودگی و زاویه چرخش گشودگی از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر کمانش هستند. از این رو در این تحقیق سعی شده تا با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای بهینه جهت دستیابی به حداکثر مقدار دمای بحرانی کمانش صفحات کامپوزیت هیبریدی حاوی گشودگی های چندضلعی در شرایط مرزی مختلف و آرایش متفاوت لایه ها، که تحت افزایش دمای یکنواخت هستند، معرفی شود. گشودگی های مورد نظر در این مطالعه، دایره، پنج ضلعی و شش ضلعی می باشد. روش حل به کار رفته در تحلیل این تحقیق، اجزای محدود مبتنی بر روش انرژی می باشد. هم چنین تیوری به کار رفته در مطالعه حاضر، تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول می باشد. نتایج ارایه شده در این باره نشان می دهد که با انتخاب شکل مناسب گشودگی و انتخاب بهینه پارامترهای موثر بر کمانش می توان مقاومت صفحه را در برابر کمانش حرارتی افزایش داد. هم چنین مشخص شد که آرایش لایه ها و شرایط مرزی، تاثیر قابل توجهی بر دمای بحرانی کمانش یک صفحه کامپوزیت هیبریدی حاوی گشودگی دارند.
    کلید واژگان: کمانش حرارتی, روش اجزای محدود, بهینه سازی, الگوریتم ژنتیک, صفحه کامپوزیت}
    Alireza Shaterzadeh *, Mohammad Jafari, Sajad Mahdavi
    Optimization in the design and maintenance of many engineering systems, economic and even social has been used to minimize the cost or maximize profits. In the buckling analysis the hybrid composite plates with cutout, the effective parameters on buckling are the cutout geometry, fiber angle, cutout size to plate size ratio, bluntness of cutout corners, and rotation angle of cutout. Therefore, in this study, using genetic algorithm method an attempt has been made to introduce the optimum parameters to achieve the Maximum amount of critical buckling temperature of hybrid composite plate with polygonal cutouts in different boundary conditions and stacking sequences, which are subject to uniform temperature rise. The cutout in this study are circular, pentagonal, and hexagonal. The solving method used to analyze this study is the finite element based on the energy method. Also, the theory used in this paper is the first-order shear deformation theory. The results presented in this case show that by choosing the appropriate shape of cutout and the Optimal selection of parameters affecting buckling, the plate's resistance to thermal buckling can be increased. It was also found that stacking sequences and boundary conditions have a significant effect on the critical buckling temperature of a hybrid composite plate with cutout.
    Keywords: Thermal buckling, finite element method, optimization, genetic algorithm, composite plate}
  • محمد قسمتی، محمدرضا عاروان*، عبدالرضا کاشانی نیا

    در این مقاله الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت یک سامانه ی اینرسی صفحه پایدار طراحی شده و در قالب دو قضیه بیان و اثبات شده است. الگوریتم های ناوبری متداول از تخمین نرخ های موقعیت برای ساخت فرامین سرعت زاویه ای اعمالی به ژیروسکوپ ها استفاده می کنند، این کار نه تنها منبع اولیه ای برای خطای موقعیت بوده بلکه پیاده سازی فرامین را پیچیده می کند. مزیت اصلی الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت این است که فرامین سرعت زاویه ای، مستقل از موقعیت سامانه ی ناوبری و متناسب با انتگرال شتاب ها بوده و بدین ترتیب خطاهای ناشی از تخمین نرخ طول و عرض جغرافیایی به صفحه پایدار اعمال نشده و باعث خارج شدن آن از تراز و ایجاد خطا نمی شود. در این مقاله، مدل سازی سامانه ی صفحه پایدار، نحوه ی ترازسازی صفحه و شرایط اولیه ی ورود به فاز ناوبری ارایه شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم ناوبری ارایه شده، نتایج این الگوریتم با نتایج الگوریتم ناوبری سمت-رها به ازای چهار سناریوی مختلف مقایسه شده است. همچنین عملکرد الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت در آزمون های عملی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن ارایه شده است.

    کلید واژگان: الگوریتم ناوبری, سامانه ی اینرسی, صفحه پایدار, ترازسازی صفحه}
    Mohammad Ghesmati, MohammadReza Arvan *

    This paper deals with designing the navigation scheme of a gimballed inertial system. This design is introduced and proved in the form of two theorems. Most of the gimballed navigation schemes proposed in the literature have the drawback of estimating position rates for alignment commands. Not only the estimating position rates are the basic source of the position errors, but also, they make the alignment commands and their implementation more complicated. The major advantage of the proposed design is that it eliminates the errors resulting from the estimation of the longitude and latitude rates because the angular velocity commands of gyroscopes are proportional to accelerations’ integrals and independent of the system position. In this paper, the stabilized platform is modelled, the platform alignment procedure is determined, and the initial conditions of the navigation phase are calculated. The results of the navigation scheme are compared with the wander-azimuth scheme in four scenarios and the performance of the position-independent navigation scheme is evaluated in practical tests and its results are presented.

    Keywords: navigation scheme, gimballed inertial system, alignment, stabilized platform}
  • محمد کارکن*، سلیمان قوهستانی، فرزاد شهابیان مقدم

    در این پژوهش اثر عدم قطعیت ضریب کشسانی صفحه بر پاسخ ارتعاش آزاد و کمانش آن مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور، ضریب کشسانی صفحه به صورت متغیر تصادفی با توزیع نرمال الگوسازی می شود. همچنین، تابع خودهمبستگی فاصله ای برای میدان تصادفی به کار می رود. در این شیوه، میزان همبستگی به فاصله وابسته می گردد. به گونه ای که با دور شدن نقاط از هم، میزان همبستگی نیز کاهش می یابد. سپس، با بهره جویی از راهکار توانمند اجزای محدود و به کارگیری شبیه سازی مونت کارلو، رابطه های اجزای محدود تصادفی استخراج می گردد. برای این منظور یک جزء چهار گرهی کیرشهف با دوازده درجه آزادی به کار می رود. برای تحلیل نیز، متغیر تصادفی 5000 بار شبیه سازی می گردد. در پایان، با انجام آزمون های عددی، اثر عدم قطعیت ضریب کشسانی بر روی بسامدهای طبیعی و بارهای کمانشی صفحه مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج این آزمون ها نشان می دهد که تغییر ضریب کشسانی صفحه تاثیر متفاوتی بر روی پاسخ ارتعاشی و کمانش صفحه دارد؛ به گونه ای که ضریب تغییرات پاسخ ارتعاش آزاد حدود نصف ضریب تغییرات بار کمانشی صفحه است. همچنین، آزمون های عددی آشکار می سازند که ضریب تغییرات بار کمانشی فشاری با کمانش برشی برابر هستند.

    کلید واژگان: اجزای محدود تصادفی, صفحه خمشی, کمانش, ارتعاش آزاد, شبیه سازی مونت کارلو}
    mohammad karkon*, Soleyman Ghoohestani, Farzad Shahabyan Moghaddam

    This study aims to investigate the influence of the plate uncertainty elastic modulus on free vibration response and buckling behavior. To this purpose, elastic modulus of plate is modeled as a random variable with a normal distribution. Spatial autocorrelation function is used for random fields. In this method, the correlation is dependent on the distance, as the points be far away from each other, the correlation is also reduced. Then, applying the powerful finite element method stochastic finite element relations were calculated using Monte Carlo simulation. To this purpose, a four-node Kirchhoff’s element was used with twelve degrees of freedom. For the analysis, random variable is simulated 5,000 times. At last, by numerical tests, the effects of uncertainty on elastic modulus are investigated on the natural frequencies and buckling loads of plate. The results of these tests show that the effect of uncertainty in elastic modulus of the plate has a different effect on the response of vibration and buckling of plate. So that these changes have low effect on free vibration responses of plate. But buckling loads are highly dependent on the elasticity coefficient.

    Keywords: Stochastic Finite Element, Plate Bending, Buckling, Free Vibration, Monte-Carlo Simulation}
  • بهمن اسدی*، علی اصغر فروغی فر
    در این مقاله، روش ترکیبی صید و ردیابی جبهه برای شبیه سازی جریان دو فاز، حرکت حباب درون سیال ساکن استفاده شده است. این روش، برخوردی نو در صید مرزهای سیال روی شبکه ثابت اویلری و استفاده از مفهوم تک میدانی می باشد. روش حاضر برمبنای نوشتن یک دسته معادلات حاکم برای کل  ناحیه محاسباتی و برخورد با فازهای مختلف، مشابه یک سیال (میدان) با خواص فیزیکی متفاوت پایه گذاری شده است. در معادلات حاکم جملات مرزی به صورت جملات چشمه مناسب به معادلات اضافه می شود. معادلات ناویر- استوکس گذرا با استفاده از روش احجام محدود روی شبکه ای ثابت و با سازمان  برای کل میدان و شبکه بی سازمان المان محدود در مرزهای بین دو فاز حل شده و مرز بین دو فاز (جبهه) توسط نقاط علامت گذاری شده متصل به هم به طور صریح ردیابی می شوند. از برنامه رایانه ای نوشته شده برای شبیه سازی عددی حرکت حباب در یک مایع لزج در شرایط گرانش متفاوت به ویژه شرایط حدی گرانش صفر استفاده شده است. تغییر کشش سطحی ناشی از گرادیان انحنای حباب (مویینگی سیالی) در نقاط مختلف باعث شروع حرکت حتی با عدم وجود نیروی شناوری در گرانش صفر می باشد. شناخت این حرکت در بررسی مسایل دینامیک حباب, به ویژه در جوشش استخری هسته ای در گرانش صفر حائز اهمیت است. در این راستا، نتایج شبیه سازی بدست آمده و برای شرایط متفاوت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و نقش مویینگی سیالی به عنوان عامل حرکت حباب در غیاب نیروی شناوری در نتایج بدست آمده بررسی شده است. نتایج شبیه سازی روی صفحه مورب نشان می دهد که رفتار حباب با توجه به یک زاویه بحرانی از حالت لغزشی روی دیوار به حالت جداشدن از دیوار و در نهایت با افزایش زاویه حالت خیز نوسانی خواهد داشت که همخوانی با نتایج تجربی را دارا می باشد.
    کلید واژگان: صفحه مورب, صید و ردیابی جبهه, دینامیک حباب, گرانش کم}
    B. Asadi *, A. A. Foroughifar
    In this paper, the hybrid front tracing method is used to simulate the rising of a single bubble in a quiescent liquid. This method is a new approach to capture of fluid interfaces in the constant grid and using a one field concept. A one field approximation is used, where one set of governing equations are only solved in the entire domain and different phases are treated as one fluid with variable physical properties. The interfacial effects are accounted for by adding appropriate source terms to the governing equations. The related unsteady incompressible full Naiver-Stokes equations were solved using a conventional finite volume method with a structured staggered grid. The interface was tracked explicitly in to connected marker points via hybrid front capturing and tracking method. A computer program was developed for numerical simulation of bubble movement in a viscous liquid in different gravity conditions, especially zero gravity conditions have been used. In addition to general studies of microgravity effects, the initiation of hydrodynamic Marangoni convection solely due to the variations of interface curvature (surface tension force) and thus generation of shearing forces at the interfaces was also studied. Recognizing this movement in the study of bubble dynamics problems, especially in the nucleate pool boiling in zero gravity is important. In this regard, the simulation results were obtained for different conditions and the role of the hydrodynamic Marangoni convection on bubble movement in the absence of buoyancy force was investigated in the obtained results. The simulation results on the inclined plate show that bubble behavior in according to a critical angle from sliding on the wall to departure from wall and finally fluctuate departure have a good agreement with experimental results.
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