-
در تعیین ظرفیت ذخیره سازی انرژی مواد، «تاخیر زمانی» و «عامل کاهیدگی» پارامترهای بسیار مهمی هستند. در این تحقیق، تاخیر زمانی و عامل کاهیدگی برای دیوارها در شرایط اقلیمی شهر تهران، به طور تحلیلی مطالعه شده است.
برخلاف تحقیقات قبلی که اساسا بر روش های عددی متمرکز بوده، در تحقیق حاضر روشی تحلیلی با کاربرد تابع گرین برای حل معادله ی گرمای گذرا با شرایط مرزی جابه جایی)نوع سوم(وابسته به زمان مربوط به تعیین عامل کاهیدگی و تاخیر زمانی، ارائه شده است. اثر پارامترهای مختلف نظیر ضخامت و ضریب انتقال گرمای محیط داخل و خارج و نیز اثر لایه ی عایق گرمایی در دیواره های ساندویچی معمول بر تاخیر زمانی و عامل کاهیدگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق را می توان در طراحی کاراتر ساختمان های غیرفعال خورشیدی و طراحی بهینه ی دیوارها و سایر زمینه های مرتبط در کشور، که سبب کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش آلودگی محیط زیست می شود، به کار برد.کلید واژگان: تاخیر زمانی, عامل کاهیدگی, شرایط اقلیمی تهران, کاهش مصرف انرژیAlthough the direct heat gain method is simple and inexpensive, it suffers from large temperature swings, besides strong directional daylight. In addition, the direct heat gain method can be affected very quickly by outside emperature fluctuations, which results in an indoor bed comfort level. For thermal storage buildings, walls and floors are used as heat storage elements, and stored energy in the walls and floors during the day period can be used for heating during the night. Time lag and decrement factors are very important characteristics for determining the heat storage capabilities of materials. Evaluation of the time lag and decrement factor provides a measure of the developed indoor thermal comfort conditions and, from an energy point of view, the possibility of reducing energy load demands. In the present study, time lags and decrement factors for different building materials utilized in Iran have been investigated analytically. Unlike previous studies, which mainly focused on numerical methods, in this research, the transient heat conduction equation is solved analytically using a Green function under time-dependent convection boundary conditions. According to the climate of Tehran, periodic boundary conditions are applied to the outer surface of the wall for modeling outdoor temperature variations over 24 hours. The effects of different parameters, such as wall thickness and both inner and outer heat transfer coefficients, as well as the effect of thermal insulation layers in sandwich walls, on the time lag and decrement factor, are investigated. The results indicate that the thickness and type of material have a significant effect on the time lag and decrement factor. The results of the present study are applicable for designing more effective passive solar buildings, optimizing the design of walls and other related areas, resulting in a reduction of energy consumption and environmental pollution through diminishing pollutants such as
Keywords: Time lag, decrement factor, climate of Tehran, reduction of energy consumption -
در این مقاله یک حل دقیق فرم بسته برای ارتعاشات آزاد خارج صفحه ای ورق های ضخیم مستطیلی همگن و ایزوتروپیک چندلایه با شرایط مرزی مفصل ساده بر مبنای تئوری الاستیسیته سه بعدی خطی ارائه شده است. از تعدادی میدان جابه جایی برای حل معادلات استفاده شده است. میدان های جابه جایی درنظر گرفته شده طوری می باشند که شرایط مرزی مفصل ساده را بر روی پایه های ورق برقرار می کنند. در ادامه حل، با جایگذاری میدان های جابه جایی فرض شده در معادلات الاستیسیته سه بعدی حرکت و ساده سازی نتایج تعدادی معادله دیفرانسیل معمولی به دست می آید. با حل تحلیلی معادلات دیفرانسیل به دست آمده و برقراری شرایط مرزی بر روی صفحات بالا و پایین ورق و صفحات بین لایه ها فرکانس های طبیعی مربوط به مدهای خارج صفحه ای به دست می آیند. برای بررسی صحت، دقت و توانایی روش حاضر تعدادی نتیجه عددی برای ورق های مربعی و مستطیلی تک لایه و دولایه ارائه شده است که با نتایج موجود در مقالات و نتایج به دست آمده از حل سه بعدی اجزاء محدود مقایسه شده اند.
کلید واژگان: حل دقیق فرم بسته, تئوری الاستیسیته سه بعدی خطی, فرکانس طبیعی, مدهای خارج صفحه ایIn this paper، an exact closed-form solution is presented for out-of-plane free vibration of thick homogeneous and isotropic multilayered rectangular plates with simply supported boundary conditions based on the linear three-dimensional elasticity theory. The solution procedure is on the basis of using of some proposed displacement fields. Proposed displacement fields satisfied simply supported boundary conditions on the edges of the plate. On the continuation of the solution، by replacing the proposed displacement fields into the three-dimensional elasticity equations of motion and simplifying the results some independent ordinary differential equations are obtained. The natural frequencies are extracted by satisfying the boundary conditions on the surfaces of the plate and surfaces between the layers. In order to establish the accuracy and stability of the proposed solution، several numerical results for one layered and two layered square and rectangular plates are presented and compared with corresponding results in the literatures and obtained results of 3-D finite element method.Keywords: exact closed, form solution, linear three, dimensional elasticity theory, natural frequency, out, of, plane modes -
در این مقاله یک حل سه بعدی با فرمول بندی ترکیبی لایه گون جهت ورق های کامپوزیت لایه ای با هندسه و شرایط مرزی دلخواه ارائه شده است. در این مطالعه میدان های جابه جایی و تنش خارج از صفحه به صورت مجموع یک سری توابع با ضرایب مجهول در نظر گرفته می شوند. شرایط مرزی و پیوستگی جابه جایی ها و تنش های بین لایه ای در مرز لایه های دقیقا ارضا می شوند. معادلات تعادل و سازگاری، با استفاده از اصل تغییرات ریزنر اعمال می شوند. نتایج نشان می دهند که فرمول بندی ترکیبی نسبت به فرمول بندی جابه جایی دارای همگرایی سریع تری است و تنش های بین لایه ای را با دقت بهتری ارائه می کند.
کلید واژگان: ورق های کامپوزیت چندلایه ای, اصل تغییرات ریزنر, فرمول بندی ترکیبی لایه گون, تنش های بین لایه ای, شرایط مرزیIn this paper, a three-dimensional solution with mixed layerwise formulation is presented for multi-layer composite plates with arbitrary geometry and boundary conditions. In this study, the displacement field the out-of plane stresses are considered as a sum of a series of functions with unknown coefficients. The boundary conditions and the continuity of the displacement field and the traction stresses between the layers are exactly satisfied. Equilibrium and compatibility equations are also applied using the Reissner's variational principle. The results show that the mixed formulation has faster convergence than displacement based formulation, and provides more accurate values of interlaminar stresses.
Keywords: Multi-Layer Composite Plates, Reissner's Variational Principle, Layerwise Mixed Formulation, Interlaminar Stresses, Boundary Conditions -
در نوشتار حاضر، روش تحلیلی ساده و موثر براساس تابع پتانسیل جابه جایی به منظور حل مسایل استاتیکی سه بعدی پوسته ی استوانه یی ضخیم و چندلایه با مصالح کشسان خطی ایزوتروپ جانبی ارایه شده است. شرایط مرزی انتهایی پوسته از نوع تکیه گاه ساده انتخاب شده و پوسته تحت بارگذاری شعاعی متقارن محوری در سطوح داخلی و خارجی خود قرار گرفته است. معادلات کشسانی سه بعدی به کمک تابع پتانسیل تغییرمکان ساده سازی شده و معادله ی دیفرانسیل جزیی مرتبه ی چهار بر حسب تابع پتانسیل را به وجود آورده اند. معادله ی حاکم به دست آمده به کمک روش جداسازی متغیرها و با ارضاء دقیق شرایط مرزی در دو انتها، تنش در سطوح داخلی و خارجی استوانه و نیز پیوستگی تنش و جابه جایی در فصل مشترک لایه ها حل و پس از تعیین تابع پتانسیل، کلیه ی تنش ها و جابه جایی ها در هر نقطه از استوانه قابل محاسبه است. مقایسه ی نتایج با دیگر نتایج تحلیلی موجود، توافق بسیار خوب نتایج برای نسبت های ابعادی مختلف را نشان داده است. سپس تحلیل پارامتری صورت پذیرفته و اثر جنس، ضخامت و تعداد لایه ها بررسی شده است.
کلید واژگان: تابع پتانسیل جابه جایی, حل تحلیلی, مصالح ایزوتروپ جانبی, پوسته ی استوانه یی چندلایهThis work considers an effective analytical method based on Displacement Potential Function (DPF) for solving 3-D thick and multi-layered transversely isotropic linearly elastic cylindrical shells (non-homogeneous in radial direction) with simply-supported end boundary conditions. Axisymmetric radial loads are applied on the inner and outer faces of the cylindrical shell. Three-dimensional elasticity equations are simplified using displacement potential function result in one single linear partial differential equation of fourth order as governing differential equation in term of displacement potential function. The governing equation is solved via the separation of variable method with exact satisfaction of two end boundary conditions including stress and displacement boundary conditions, stresses on the inner and outer surfaces of the shell, and the continuity conditions of the displacement and tractions on the interfacial surfaces of the multi-layered cylindrical shell. After determining displacement potential function, all other functions such as stresses and displacements can be obtained at each point of the examined shell. Comparison of the results with existing analytical results show excellent agreement at different thickness ratios and aspect ratios of the shells. Some practical problems are solved for one-layered and three-layered cylindrical shells. For this purpose, three types of materials are defined for a one-layered cylindrical shell such as composite material (Graphite epoxy), metallic substance (e.g. Zinc), and isotropic material (Aluminum). Also two combinations of materials are considered for three-layered cylindrical shell so that the inner and outer layers of the shell are made of transversely isotropic material (Graphite epoxy), while the middle layer of the isotropic material is made of aluminum and foam. The values of the non-dimensional functions containing stress and displacement components are calculated for these problems to demonstrate the effect of thickness ratio and anisotropy of the shell on the distribution of the stresses and displacements.
Keywords: displacement potential function, Analytical solution, Transversely isotropic material, Multi-layered cylindrical shell -
توزیع دما در بافت پوست در اثر تابش نور لیزر به همراه انتقال حرارت جابه جایی روی سطح پوست، بررسی می گردد.پی شبینی زمان سوختگی درجه اول و دوم با استفاده از تخمین آسیب حرارتی به بافت بدست می آید. از معادله انتقال حرارت زیستی با مدل تاخیر فاز دوگانه، که یک مدل غیر فوریه است، استفاده می شود. تابش لیزر روی بافت به صورت به شدت جذب شونده در نظر گرفته شده و تاثیر تاخیر فاز بر روی توزیع دما و عمق نفوذ جبهه ی موج حرارتی با در نظر گرفتن ضرایب انتقال حرارت جابه جایی متفاوت، بررسی شده است. با استفاده از تبدیل لاپلاس به همراه روش گسسته سازی و استفاده از شرایط مرزی، یک دستگاه معادله جبری در حوزه ی لاپلاس به دست آمده و با استفاده از لاپلاس معکوس عددی حل شده است. نتایج نشان می دهد که تابش لیزر به شدت جذب شونده، پارامتری تعیین کننده در مدت زمان سوختگی در بافت پوست می باشد. همچنین افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی، تاثیر چشمگیری بر نتایج دارد، به گونه-ای که با در نظر گرفتن جابه جایی طبیعی روی سطح، زمان های سوختگی درجه اول و درجه دوم، حداقل 02 / 0 ثانیه به تعویق می افتد.کلید واژگان: بافت پوست, انتقال حرارت جابجایی, آسیب حرارتی, مدل تاخیر فاز دوگانه, لاپلاس معکوس عددیThe temperature distribution in the laser-irradiated biological tissue is investigated considering heat convection. The first- and the second-degree burn times are predicted using estimation of thermal damage. A non-Fourier equation of bio-heat transfer based on dual phase lag model is employed. The transport behavior of laser light in the tissue is regarded as highly absorbed and effects of the phase lag times on thermal response and thermal damage are explored considering different heat convection coefficients. The Laplace transform with discretization technique and also using boundary conditions, a set of algebraic equations in Laplace domain is generated which are solved by numerical Laplace inverse transform. The results show that the highly absorbed laser light in the tissue plays an important role in the burned skin time. Also, convective heat transfer boundary condition on the surface provides different results, even by considering the natural convection on the surface, and the first- and the second-degree burns are postponed at least 0.02 second.Keywords: Skin tissue, Convection heat transfer, Thermal damage, Dual phase lag model, Numerical inverse Laplace transform
-
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال چهارم شماره 1 (تابستان 1390)، صص 63 -75در این مقاله تحلیل استاتیکی استوانه هایی از جنس مواد هدفمند ارتوتروپیک با طول کوتاه به روش بدون المان بررسی شده است. در این روش، توابع شکل حداقل مربعات متحرک برای تقریب میدان جابه جایی در فرم ضعیف معادله تعادل استفاده شده و برای اعمال شرایط مرزی اساسی توابع تبدیل به کار رفته است. در این شبیه سازی از یک مدل متقارن محوری استفاده شده است که خواص مکانیکی آن در راستای شعاع، متناسب با تغییرات کسر حجمی مواد تشکیل دهنده، تغییر می کند. در این مقاله اثرات طول و ضخامت استوانه، توان کسر حجمی توزیع مواد، نوع چیدمان مواد و همچنین اعمال شرایط مرزی اساسی بر توزیع تنش و میدان جابه جایی این استوانه ها بررسی شده است. به منظور اعتبارسنجی، نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش اجزا محدود و همچنین نتایج سایر محققان، مقایسه و مطابقت بسیار خوبی مشاهده شد. همچنین مشخص شد که روش بدون المان نتایج دقیق تر و هموارتری نسبت به روش اجزا محدود دارد. میدان تنش استوانه های هدفمند ارتوتروپیک نیز با نتایج استوانه های ارتوتروپیک همگن چند لایه تایید شده با انتخاب توان کسر حجمی مناسب نیز، می توان طراحی مناسب و بهینه ای روی این استوانه ها داشت.کلید واژگان: مواد هدفمند ارتوتروپیک, روش بدون المان, تحلیل استاتیکی, متقارن محوریIn this paper static analysis of orthotropic functionally graded material (FGM) cylinders with finite length was carried out by a mesh-free method. MLS shape functions are used for approximation of displacement field in the weak form of equilibrium equation and essential boundary conditions are imposed by transformation method. In this simulation, an ax symmetric model is used. Mechanical properties of cylinders were assumed to be variable in the radial direction as a function of volume fraction. In this analysis, effects of the cylinder thickness and length, volume fraction exponent, type of materials layout and essential boundary conditions on displacement fields and stress distribution for orthotropic cylinders are investigated. The results of the proposed method for isotropic FGM cylinders were compared with corresponding results obtained from FEM and previous published works and a very good agreement are seen between them. Also by comparing the stress distributions of orthotropic FGM cylinders and corresponding results of homogeneous multilayered orthotropic cylinders were confirmed.Keywords: FGM, Mesh, Free, Orthotropic Cylinder, Static Analysis, Transformation function
-
در این مقاله به تحلیل رفتار بعد از کمانش ورقهای مدور سوراخدار تحت بارگذاری یکنواخت شعاعی در داخل و خارج سوراخ، با استفاده از روش ریلی- ریتز پرداخته شده است. روند کار به این صورت است که ابتدا به فرمولبندی مسئله با استفاده ازنظریه تغییر شکلهای بزرگ ون– کارمن می پردازیم؛ سپس با یک نگاشت مناسب، هندسه را در دستگاه مختصات طبیعی بیان می کنیم سپس به توسعه میدانهای جابه جایی در دستگاه مختصات طبیعی، با به کارگیری توابع شکل طبقاتی، هرمیتی و لاگرانژی به ترتیب در درونیابی میدان جابه جایی خارج و داخل سطح ورق، می پردازیم و نهایتا به ارائه یک میدان جابه جایی هوکین مناسب برای کنترل رفتار بعد از کمانش صفحات مدور، پرداخته می شود. پیوستگی در مقادیر تنش و کرنشها، تعداد درجات آزادی کم برای حل مسئله، اعمال شرایط مرزی آسان ازجمله محاسن این روش است.
This paper is intended to analyse the post buckling behavior of annular plate under the effects of symmetric uniform loading using Rayleigh-Ritz method. This is done first by formulating the problem in large defection using Von-Karman nonlinear theory. The geometry in natural coordinate system using the correct and useful mapping and the development of displacement fields in natural coordinate system using Hierarchic, Hermitian and Lagrange shape functions respectively in interpolation of out-of-plane and in-plane displacement field of plates are also considered. Finally, we deal with thepresentation of a proper Hookian displacement field for controlling post buckling behavior of circular plates. To solve the problems, this methid enjoys a number of advantages including continuity in stress and strain, few numbers of degree of freedom and application of bounder easy conditions., -
در مقاله حاضر معادله هدایت گرمای هذلولوی در یک جسم کروی که سطح خارجی آن تحت تاثیر منبع گرمایی لیزر تابع زمان و خنک کاری جابه جایی- تشعشعی ترکیبی قرار دارد، با استفاده از روش تبدیل لاپلاس حل شده است. برای به کارگیری این روش، شرط مرزی غیرخطی با کمک بسط سری تیلور خطی شده است. از روش تقریب مجموع ریمان نیز برای به دست آوردن معکوس تبدیل لاپلاس استفاده شده است. توزیع دما برای مقادیر مختلف زمان آسایش، مدت پالس، نسبت جابه جایی- هدایت و نسبت تشعشع به هدایت مورد بررسی قرار گرفته و حل معادلات فوریه و هذلولوی با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج این روش با نتایج حل تحلیلی موجود با شرایط مرزی ساده تر تایید شده است.
کلید واژگان: هدایت گرمای هذلولوی, روش تبدیل لاپلاس, شرط مرزی غیرخطی, کرهSolution of Hyperbolic Heat Conduction Equation in Spherical Media with Nonlinear Boundary ConditionIn this paper hyperbolic heat conduction equation in spherical media with its outer surface subjected to time dependent laser heat source and combined convective-radiative cooling is solved using Laplace transform method. In order to perform this method، the nonlinear boundary condition is linearized by Taylor’s series expansion. The Riemann-sum approximation method is used to obtain the inverse of Laplace transform. The temperature distribution is studied for different values of thermal relaxation time، pulse duration، convection-conduction and radiation-conduction parameters and the solutions of hyperbolic and Fourier equations are also compared. The results of the present method is verified by being compared with available analytical solution results under a simpler boundary condition.Keywords: Hyperbolic Heat Conduction, Laplace Transform Method, Nonlinear Boundary Condition, Sphere -
در این مقاله با استفاده از نظریه ی میرسکی- هرمان مرتبه اول و با در نظر گرفتن اثر کرنش عمودی عرضی ، معادلات حاکم بر استوانه های جدار ضخیم ساخته شده از مواد FGM تحت بارگذاری حرارتی گذرا استخراج شده و جابه جایی و تنش برای استوانه ای دوسرگیردار به صورت تحلیلی به دست آمده است. معادلات با استفاده از اصل کار مجازی و روش جداسازی متغیرها حل شده است. شرایط مرزی دمایی با درنظر گرفتن انتقال حرارت جابه جایی به مسئله اعمال شده اند. در مطالعه ی حاضر اثر زمان بر توزیع تنش و جابه جایی بررسی شده و نمودارهای مربوط با حل عددی مقایسه شده است
کلید واژگان: استوانه ی جدار ضخیم, مواد متغیر تابعی (FGM), انتقال حرارت گذرا, تئوری میرسکی هرمان مرتبه اول, اصل کار مجازیIn this article, analytical formulation of axisymmetric FGM thick-walled cylinders with power varying of mechanical and thermal properties under transient heating using first order shear deformation theory is presented. Equilibrium equations are derived from virtual work principles and energy method. Also, the transient heat transfer equation is solved by separation of variables, generalized Bessel function, and Eigenfunction method. General thermal boundary condition involving conduction and convection without heat source is considered. At the end the results of the analytical solution are compared with the finite element method, for this aim cylinder is modeled in Abaqus. The effects of time varying on stress and displacement distribution has been studied in this paper. according to results increasing time lead to increase the stress and displacement, by the way after a moment the stress and displacement are time-independent and they become constant. the boundary condition of two ends and thermal boundary condition play a significant role in results.
Keywords: Thick-walled cylinder, Functionally graded materials, Transient heat transfer, First order Mirsky-Herman theory, Virtual work principle -
در این تحقیق با ترکیب یک المان خمشی و یک المان غشایی، المان چهار گره ای جدیدی به منظور تحلیل اجزای محدود لایه ای ورق های کامپوزیت ارایه شده است. بخش غشایی المان، یک المان جدید چهارضلعی نامتقارن با درجات آزادی اضافی می باشد که در آن از دو میدان جابه جایی متفاوت به عنوان تابع معیار و تابع تقریب استفاده شده است. تابع معیار استفاده شده، تابعی جدید از جنس جابه جایی است که در آن درجات آزادی اضافی با استفاده از درون یابی در طول ضلع المان محاسبه شده است. تابع تقریب المان یک میدان تنش می باشد که از حل تحلیلی تابع تنش ایری محاسبه می شود. بخش خمشی المان ارایه شده، یک المان ورق ناسازگار می باشد که در آن جابه جایی المان با استفاده از مودهای تغییر شکل مرتبه سوم و میدان پیچشی المان با استفاده از ماتریس ژاکوبین مرتبه اول محاسبه شده است. نتایج عددی بدست آمده از حل مسایل استاندارد عددی نشان می دهد؛ المان معرفی شده قادر به تحلیل ورق های کامپوزیت با هندسه و شرایط مرزی مختلف می باشد. مقدار حداکثر خطای این المان در حل مسایل عددی برررسی شده 5/1 درصد است.کلید واژگان: ورق های کامپوزیت, تحلیل عددی, اجزای محدود لایه ای, المان غشاییThis study presents a new quadrilateral element for layered finite element analysis of laminated composite plates which is obtained through assemblage of membrane and plate bending elements. The membrane component is a new unsymmetric quadrilateral element with drilling degrees of freedom, in which two different types of displacement fields are used as the test and trial functions. The test function is a new kind of displacement field with drilling degrees of freedom obtained by using interpolation along the element edges. The trial function is a stress field computed through analytical solutions of Airy stress function. The bending component of lroposed element is a non-conforming plate element that its displacement is computed using third-order deformation modes and the rotational field of element is defined by using first-order Jacobean matrix. The results of numerical benchmark problems show that the the proposed element is capable for analysis of laminated composite plates with varius geometry and boundary. The maximum error of the proposed element among the considered numerical problems is only 1.5 percent.Keywords: Laminated composite plates, Numerical Analysis, Layered finite element method, Membrane element
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر