-
نانو تیوب کربن خواص چشم گیری دارد و تحقیقات زیادی در مورد کاربرد آن در تقویت مواد مختلف از جمله مواد ساختمانی انجام شده و اثر مثبت نانوتیوب ها مشاهده شده است. استفاده از روش های تجربی برای تعیین خواص کامپوزیت های تقویت شده با نانوتیوب کربن، نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی گران و روش های پیچیده است؛ بنابراین در این پژوهش با استفاده از روش های تحلیلی، رابطه ای برای تعیین مقاومت فشاری کامپوزیت سیمان تقویت شده با نانوتیوب کربن به دست می آید. برای سادگی محاسبات، فرض شده است که نانوتیوب ها ایزوتروپ بوده و در ابتدا داخل کامپوزیت به صورت تک جهته و همگن چیده شده است. حجم پایه معرف به عنوان المان نماینده از این نانوکامپوزیت انتخاب شده و به روش مکانیک محیط پیوسته، تحلیل می شود. با این تحلیل، مقاومت فشاری کامپوزیت سیمان تقویت شده با چیدمان منظم الیاف محاسبه می شود. در موارد عملی، نتایج این تحلیل برای یک کامپوزیت سیمانی دارای چیدمان تصادفی نانوتیوب کربن تعمیم داده شده و رابطه تحلیلی به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت سیمان, نانوتیوب کربن, مقاومت فشاری, حجم پایه معرف, توزیع تصادفی الیافFor extraordinary properties of carbon nanotube (CNT), a lot of research has been done about its application to reinforce different materials such as electronic and building materials, and good effects of CNT have been observed. Experimental approach for determining the properties of composites containing fibers, especially carbon nanotubes, needs using of complex experimental methods and expensive laboratorial equipments. Theoretical approach can lower the cost of predicting properties of these composites. So, in this paper, an analytical relation is presented by continuum mechanics method to predict the compressive strength of cement composite reinforced with carbon nanotube. For simplicity of computations, carbon nanotubes were assumed to be isotropicand firstly oriented unidirectionally and uniformly in the cement composite. Representative Elementary Volume(REV), as anindicatorelement of this nanocompositeis, was chosen and analyzed by continuum mechanics method. A fiber embedded in a cylinder of cement with certain radius is named REV. The strains under loads were calculated and the stresses were obtained by Hook’s law. Then, for prediction failure of composite, von Mises’ yield criterion was applied and by that, the compressive strength of cement composite reinforced with unidirectionally oriented carbon nanotubes was obtained. For real cases, the results of this analysis should be generalized to cement composites reinforced with random orientation of nanotubes, since there is no control on the distribution of fibers in the laboratory and they are oriented randomly in composites, although researchers are studying on production of CNT/cement composites with arbitrary orientation of fibers.To apply the random orientation effect, Cox’s method was used. For this purpose, the fiber's distribution function f () was assumed and it was observed that the random orientation of fibers reduces the effect of fiber reinforcing with respect to unidirectional orientation. Therefore, an orientation factor 1 was used considering random orientation in comparison with unidirectional orientation. As a suggestion, this factor can be experimentally obtained too. Experimental method was used to determine the orientation factor of fibers incomposites and good results were obtained. Then the presented analytical relationship was compared with experimental data. Matches and differences between the analytical method and the experimental data were studied and the suggestions were presented to lower the differences between the analytical and experimental methods. The effect of some parameters such as compressive strength of cement and the amount of carbon nanotubes added on the compressive strength of CNT/cement composite were obtained too. Accordingly that an ideal nanocomposite with regard to economical considerations can be obtained. -
تپه بازگیر یکی از محوطه های باستانی مهم در شناخت دوره مفرغ پایانی در حوزه شمال شرق ایران به حساب می آید. از این مکان باستانی، مجموعه ای فلزی به تعداد 759 قلم با وزن تقریبی بیش از دو تن از جنس مس پایه از دوره مفرغ و در بستر باستان شناختی شناسایی شد که از نظر شکل و حجم در نوع خود ویژه است. این مجموعه در سال 1379ه.ش. به صورت اتفاقی کشف شد و در سال 1389 با مجوز پژوهشکده باستان شناسی پژوهشگاه میراث فرهنگی و گردشگری مورد کاوش نجات بخشی قرار گرفت. این مجموعه در زمان خود به صورت هدفمند در زیر یک کف مسکونی دوره مفرغ پایانی و در بستر خاک بکر جاسازی شده بود. آثار به دست آمده در شکل و کارکرد دارای تنوع بوده و شامل ابزار: کشاورزی، خانگی، رزمی و تشریفاتی و یا اشیای شان زا هستند. هر یک از گونه ها در بستر برجا در کنار یک دیگر قرار داشته و دارای چیدمان منظم بودند. در این میان، سه عدد سپر شناسایی شد که کنار یک دیگر و زیر تغارهایی با لوله ناودانی شکل، در حدفاصل اشیای دیگر با کارکرد خانگی، رزمی و تشریفاتی و روی خنجرها، تبرتیشه ها، دوشاخ ها و میله سنگی جای داشتند. سپرها از نظر شکل تا حدودی مشابه یک دیگرند و تفاوت اندکی در تعداد مزغل و تسمه دارند. تاکنون این نوع سپرها از دیگر محوطه های باستانی هم زمان و پس از آن گزارش نشده است. براساس مطالعات انجام شده، این سپرها تاکنون کهن ترین سپرهای مکشوف از ایران به حساب می آیند. با کمک آزمایش های XRD و XRF و به منظور شناسایی، تجزیه و تحلیل عناصر و آنالیز شیمیایی برروی یکی از سپرها و سایر اشیای مجموعه مشخص شد که جنس آلیاژ آن مس پایه بوده و به روش ریخته گری و سپس چکش کاری سرد ساخته شده است.
کلید واژگان: سپر, مس پایه, دوره مفرغ پایانی, تپه بازگیر, جلگه گرگانTappeh Bazgir is one of the most important archaeological sites of the Late Bronze Age in northeastern Iran. At this site, a hoard of 759 Bronze Age copper-alloy objects with an approximate weight of more than two tons was excavated. This find is unique in terms of volume and the extraordinary finds it contained. This archaeological hoard was discovered by chance in 2001, and in 2010 a rescue excavation was carried out at the findspot. This hoard had been buried in the virgin soil and deliberately concealed under a residential floor in the Late Bronze Age. The objects recovered served different purposes; they include agricultural and household implements, tools, ceremonial objects and a variety of weapons. The artifacts were all located next to each other in a pit and had been arranged in a regular manner. There were also three shields among these objects. They had been placed next to each other under basins with gutter-shaped pipes and on top of daggers, hatchets, axes, two-pronged forks, and stone rods. These weapons had evidently been positioned at close to the domestic objects. The shields are of strikingly similar shapes, but they differ slightly in the number of openings and bars. Up to now, no similar shields have been found at any other archaeological site. These shields seem to be the oldest shields excavated in Iran. XRD and XRF analyses revealed that one of the shields and other objects of the hoard were made of cast copper-alloy, and they were subjected to cold forging/hammering later.
Keywords: Shield, Copper-alloy, Late Bronze Period, Tappeh Bazgir, Gorgan Plain -
زمینه و هدف
افزایش روزافزون جمعیت و احداث ساختمان های بلند، وجود آلاینده های محیطی در شهرها را چند برابرکرده است. از طرفی افراد برای رفع نیازهای زیستی خود بیش از گذشته از محیط های باز شهری استفاده می کنند. دراین راستا عوامل مختلفی همچون چیدمان ساختمان ها و وجود جریان های مستمر باد می تواند نقش قابل توجهی در پراکنش ذرات آلاینده داشته باشد. مطالعه حاضر در این زمینه و با هدف تعیین تاثیر چیدمان ساختمان های بلند مسکونی بر چگونگی پراکنش ذرات آلاینده، با شناخت جریان هوای شهر تهران انجام گرفته است
روش بررسیدراین پژوهش با استفاده از روش های توصیفی-تحلیلی و مقایسه ای با به کارگیری تکنیک شبیه سازی با استفاده از نرم افزار ENVI-met به بررسی و تحلیل رفتارباد پیرامون بناو پراکنش آلاینده ها پرداخته شده است. روش گردآوری اطلاعات ازطریق مطالعات کتابخانه ای و برداشت میدانی صورت گرفته است.
یافته هانتایج با توجه به مدلسازی انجام شده برای دونوع چیدمان متفاوت بلوک شهری انتخاب شده (مجتمع مسکونی سبحان قیطریه تهران) با فرم ساختمانی یکسان، یکی وضع کنونی و دیگری مدل پیشنهادی با چیدمان منظم، نشان می دهد که تغییر چیدمان بلوک های مسکونی بر جریان هوای طبیعی و سرعت باد بین بلوک ها اثرگذار بوده و مکان یابی نادرست و غیراصولی ساختمان های بلند باعث تغییر الگوی طبیعی وزش باد و درنتیجه موجب بروز اثرات ثانویه ناشی از رکود یا تشدید جریان باد شده ولذا بر پراکنش ذرات معلق آلاینده موثر است.
بحث و نتیجه گیریدراین پژوهش نتایج حاصل از دومدل چیدمان ساختمان ها در نرم افزار و خروجی های مربوط به شدت وزش باد و میزان ماندآلاینده CO، نشان می دهدکه مدل وضع موجود نسبت به مدل چیدمان پیشنهادی بلوک ها، باتوجه به سرعت باد بالاتر و یکنواخت درکل سایت و نیز ایجاد گردش مناسب جریان هوا در بین بلوک ها که باعث پراکنش آلودگی و مانع ماند ذرات معلق آلاینده می شود، مناسبتر است.
کلید واژگان: چیدمان ساختمان های مسکونی, پراکنش ذرات معلق آلاینده, جریان هوای طبیعی, Envi-metBackground and ObjectiveIncreasing population and construction of tall buildings have multiplied the presence of environmental pollutants in cities. On the other hand, people use open urban environments more than before to meet their living needs. In this regard, various factors such as the layout of buildings and the presence of continuous wind currents can play a significant role in the distribution of pollutant particles. The present study was conducted to determine the effect of the layout of high-rise residential buildings on the distribution of pollutant particles by recognizing the air flow in Tehran.
MethodIn this research, using descriptive-analytical and comparative methods, using simulation technique using ENVI-met software, wind behavior around the distribution of pollutants has been investigated and analyzed. The method of data collection has been done through library studies and field survey.
FindingsAccording to the modeling of the two different types of layout of selected urban block (Sobhan residential complex in Gheytariyeh district, Tehran)with similar building form–one as the existing situation and the other as the proposed model with orderly layout, the findings demonstrate that the layout alternation of residential blocks affects the natural airflow and wind speed between blocks and an improper and non-methodical locating of high-rise buildings causes a change in natural wind pattern and consequently, leads to secondary effects resulted from intensification or stagnation of wind and thus, influences the dispersion of pollutant particles.
Discussion and ConclusionIn this research, the obtained results from the two models of buildings layout in the software and the output related to the intensity of wind and the retention level of CO show that the existing situation model is more desirable compared to the proposed layout due to more unified and higher wind speed throughout the site and also proper air circulation between blocks which causes the dispersion of pollution and prevents the retention of pollutant particles.
Keywords: Layout of Residential Buildings, Dispersion of Pollutant Particles, Natural Airflow, Envi-Met -
لوله های جدار نازک سوراخ دار به عنوان یک گزینه جذب انرژی مناسب، همواره مورد توجه محققان بوده است. در این پژوهش، قابلیت جذب انرژی لوله های جدار نازک سوراخ دار با الگوی نامنظم با لوله های جدار نازک بدون سوراخ و سوراخ دار منظم مقایسه شده است. در همین راستا، از لوله های جدار نازک استوانه های از جنس آلیاژ آلومینیوم 6061 تحت بارگذاری محوری استفاده شده است. در ابتدا فرآیند با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود مدل سازی و صحت نتایج عددی با استفاده از نتایج تجربی تایید شد. سپس با استفاده از آرایه متعامد L16 تاگوچی، تاثیر پارامترهای هندسی بر روی نسبت انرژی به وزن لوله های جدار نازک سوراخ دار با الگوی نامنظم بررسی شد. در ادامه، با استفاده از تحلیل سیگنال به نویز، چیدمان بهینه به منظور دستیابی به بیشینه نسبت انرژی به وزن حاصل شد. در پایان، آزمایش های تجربی بر روی لوله با چیدمان بهینه، لوله بدون سوراخ و لوله سوراخ دار منظم انجام شد. با مقایسه قابلیت جذب انرژی لوله های مختلف مشخص شد که با چیدمان بهینه، نسبت انرژی به وزن نسبت به لوله های بدون سوراخ و سوراخ دار منظم به ترتیب در حدود 19 و 26% افزایش می یابد. همچنین با استفاده از الگوی پیشنهادی جدید، نسبت نیروی اولیه به نیروی متوسط نسبت به نمونه های بدون سوراخ و سوراخ دار منظم به ترتیب در حدود 17 و 19% کاهش می یابد.کلید واژگان: لوله های جدار نازک, نیروی لهیدگی, نسبت انرژی به وزن, شبیه سازی اجزای محدودPerforated thin-walled tubes have always been the focus of researchers as an appropriate energy absorption alternative. In this research, the energy absorption capability of perforated thin-walled tubes with irregular pattern has been compared with thin-walled tubes without holes and regular holes. In this regard, cylindrical thin-walled tubes made of aluminum alloy 6061 have been used under axial loading. At first, the process was modeled using the finite element simulation, and the accuracy of the numerical results was verified using the experimental results. Then, using Taguchi's L16 orthogonal array, the effect of geometrical parameters on the energy-to-weight ratio of the perforated thin-walled tubes with irregular pattern was investigated. Afterward, the optimal arrangement was obtained to achieve the maximum energy-to-weight ratio using the signal-to-noise analysis. Finally, experimental tests were carried out on the tube with the optimal arrangement, the tube without holes and the tube with regular holes. By comparing the energy absorption ability of various tubes, it was found that with the optimal arrangement, the energy-to-weight ratio increases by 19 and 26%, respectively, compared to the non-perforated and regular perforated tubes. Also, using the new proposed pattern, the initial force to average force is reduced by 17 and 19%, respectively, compared to the non-perforated and regular perforated samples.Keywords: Thin-walled Tubes, Crushing Force, Energy to Weight Ratio, Finite element simulation
-
در این مقاله، اثرات چیدمان خطوط مهار بر روی پاسخ دینامیکی سکوی اسپار خرپایی در مقیاس واقعی در موج منظم و نامنظم به صورت عددی و در حوزه زمان با استفاده از تئوری تفرق مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از یک سکوی اسپار خرپایی که اخیرا در ساحل مالزی در میدان نفتی Kikeh در نزدیکی Saba نصب شده است استفاده شد. . در ابتدا، کد Aqwaبکارگرفته شده در این مطالعه برای حرکات سه درجه آزادی سکو، با نتایج آزمایشگاهی موجود همین سکو معتبر گردید. سپس نتایج با کد DATspar که بر اساس تئوری موریسون کار می کند مقایسه شد. نتایج نشان داد که برای اوپراتور دامنه پاسخ حرکات، کد آکوا با در نظر گرفتن تفرق تطابق بهتری نسبت به کد DATspar نسبت به آزمایشگاهی دارد. مفهوم این تطابق بهتر اینست که حذف تقرق در مدلسازی این سکوها باعث جوابهای غیر واقعی می گردد و مدلسازی انجام شده در این تحقیق دقیقتر از کارهای قبلی است. پس از اطمینان از صحت و دقت نتایج، حرکات سکو در سه درجه آزادی سرج، هیو و پیچ در سه چیدمان مختلف از یک مهار چهارتایی شامل زوایای خطوط مهار 0، 22. 5 و 45 درجه نسبت به موج بررسی شد. نتایج نشان داد که اثرات چیدمان های مختلف مهار بر روی دامنه حرکات سکو در موج منظم، در پریودهای کوچک ناچیز و در پریودهای بزرگتر قابل ملاحظه است. بطور کلی، دامنه حرکات با افزایش زاویه مهار نسبت به موج منظم افزایش می یابد. مطالعه حرکات سکو در موج نامنظم نشان داد که با افزایش زاویه مهار از 0 تا 22. 5 درجه و سپس از 22. 5 تا 45 درجه، ابتدا دامنه متوسط حرکات کاهش و سپس افزایش می یابد و کمترین دامنه متوسط حرکات در زاویه 22. 5 درجه رخ می دهد.کلید واژگان: سکوی اسپار خرپایی, چیدمان خطوط مهار, پاسخ دینامیکی, تحلیل در حوزه زمان, تئوی تفرق, روش عددیIn this paper, the effects of mooring lines configurations on the dynamic response on truss spar of Kikeh oil field off the coast of Malaysia near the Saba, was investigated. At first, the Aqwa code results were validated. Its results was then compared with Morison equation based DATspar code The RAO results showed that Aqwa software considering diffraction theory gives better results than DATspar code. It means that neglecting the diffraction phenomena leads to unrealistic results and modeling performed in this study is more accurate than previous work. The platform movements in three degrees of freedom in three different layouts of a four-line mooring, including the angles of 0, 22.5 and 45 degrees, respect to wave direction was investigated. The results showed that the effects of mooring configurations on the motions in regular waves in small and large amplitudes are insignificant and considerable respectively. Generally, by increasing the mooring line angle, the response amplitude is increased. For irregular waves, by increasing the mooring line angle from 0 to 22.5 and then from 22.5 to 45 relative to wave, the mean response amplitude of spar initially decreases and then increases. Nevertheless the minimum response amplitude occurs in 22.5 degrees.Keywords: Truss spar platform, Mooring line configuration, Dynamic response, Time domain analysis, Diffraction theory, Numerical method
-
امروزه روش میخ کوبی از روش های رایج پایدارسازی گودها است که طراحی آن مبتنی بر ارائه چیدمان میخ ها در عمق دیواره است. چیدمان میخ معمولا به روش آزمون و خطا و از میان چیدمان های مختلفی که معیار ضریب اطمینان مجاز پایداری و تغییرشکل مجاز را ارضا می کند انتخاب می شود. با توجه به این که طول میخ ها از بالا به پایین دیواره نزولی است، در این پژوهش با معرفی یک چیدمان خطی منظم، پارامترهای L (طول میخ پایه) و a (شیب انتهای محدوده تسلیح) برای تعریف چیدمان معرفی شده و تاثیر چیدمان بر تغییرات ضریب اطمینان و تغییر شکل دیواره بررسی شده است. همچنین با تعریف پارامتر تراکم میخ در سطح دیواره (Dn) در هر چیدمان تاثیر آن بر رفتار دیواره بررسی شده است. نتایج حاصل حاکی از آن است که با افزایش L و a مقدار ضریب اطمینان پایداری افزایش یافته و تغییر شکل تاج گود کاهش می یابد. هم چنین مشخص شد که هم مقدار ضریب اطمینان و هم مقدار تغییرشکل دیواره مستقل از پارامترهای چیدمان، متناسب و متناظر با مقدار پارامتر کلیدی تراکم میخ است. هم چنین با افزایش تراکم میخ، ضریب اطمینان پایداری افزایش و مقدار تغییر شکل کاهش می یابد و لیکن این تغییرات با افزایش تراکم میخ از یک مقدار حدی که به تراکم میخ موثر موسوم است، متوقف می شود. با بررسی مود تغییر شکل دیوار در چیدمان های مختلف مشخص شد که در a های کوچک بیشینه تغییرشکل دیواره در بالای آن و مود تغییر شکل واژگونی است و با افزایش a و زیادشدن طول مهاری میخ های بالایی، بیشینه تغییر شکل دیوار به اعماق میانی منتقل شده و مود تغییر شکل دیوار به شکم دادگی تغییر می یابد.کلید واژگان: میخ کوبی خاک, چیدمان میخ, تراکم میخ, تغییرشکل مجاز, ضریب اطمینان مجازExtended Abstract (Paper pages 201-224) Introduction Soil nails are traditionally designed with uniform length and equal spacing to stabilize slopes which do not meet safety requirements. However, nails with uniform layout in a slope may not be the optimal design if the construction cost is taken into account. The optimal layouts lead to a minimum usage of nails and satisfies the allowable factor of safety and wall deformation. In this study a decreasing trend of nails length along the wall height was considered to investigate the stability and the performance of the wall in different nail patterns. Then nail density was introduced as an important factor on the overall stability and deformation of the wall. It can be beneficial in the preliminary estimation of the required nail length at the beginning of a project. Findings of this study are helpful for effective design of soilnailed slopes. Materials and Methods The finite element analyses were conducted to investigate the effects of nails pattern on the overall stability and deformation of soilnailed walls. Slope/W software was used to obtain the Factor of safety and Plaxis 2D was used to calculate the deformation of the soil nail walls. Soil hardening model was used to simulate the behavior of soil. In this study, various walls with different specifications were modeled and analyzed. As an example, a 10 m deep soil nail wall with C=10 kN/m2, ?=25 deg, Eoed=20000 kN/m2 is discussed here to monitor the trends (C represents cohesion, ? is the angle of friction and Eoed is the modulus of elasticity of the soil). As it is shown in Figure 1, by considering the decreasing trend of nail length along the wall height, an ordered arrangement (pattern) is introduced by presenting L as the base nail length and as the inclination of stabilized zone border then, the effect of nail arrangement on the safety factor and deformation of nailed wall is investigated. The nails were installed with an angle of 15 degrees relative to the horizon. According to FHWA a minimum value of 1.35 is considered for the factor of safety. Circular failure surfaces are assumed and the tensile and pullout resistance of the nails crossing the failure surfaces are considered as the governing stabilizing forces. Results and discussion In this study, soil nails pattern effects on the performance and the stability of the soil nail wall are investigated. In Figure 2 variation of safety factors caused by different soil nails arrangements is illustrated. Generally three separated trends are observed in each curve. It demonstrates that at lower values of with small bond length, the factor of safety is constant. As increases the bond length behind the slip surface becomes longer and the safety factor is increases gradually. Eventually it reaches a point that the nails are long enough that increasing the nails length is not influential in the stability of the wall. Hence, nails at different elevations of a slope have different contribution to the overall stability of soilnailed slopes. Wall deformations need to be controlled by the allowable deformation level in designing the soil nailed wall especially when buildings or other underground facilities exist near the excavation. One of the most important parameters on soil nailed wall deformations is the arrangement of nail lengths. Figure 3 shows the effect of nail arrangements on the wall horizontal deflection. In general, as and L increase, horizontal deflection of the wall decreases. The rate of this reduction is higher in lower base length. As it is illustrated in Figure 3, by increasing the length of the nails, the deflection is decreased till no significant reduction is observed. As it is shown the arrangement and the layout of the nails are influential on the stability and deformation of the soil nailed walls. However, it is important to identify an optimal layout in a way that with optimum nail length, allowable stability is reached and the wall deformation stay in an allowable range. Nail density is defined as the ratio of the required nail length per the unit area of the wall surface and defined as below: D_n=(∑_(i=1)^n▒L_i )/A (1) where Li is nail length of each row and A is the stabilization area. Hence, estimating the nail density can be beneficial for the engineers to have a preliminary estimation of the costs of the project at beginning of the project. Figure 4 indicates that the nail density governs the wall deformation. As it is seen, for different layouts with the same nail density, the resulted deflections are so close. Hence, it can be concluded that nail density is a key factor in determination of the wall deflection. It is also illustrated that, as the nail density increases, the reduction rate of the deflection is decreased. Effective nail density is defined as a threshold point that increasing the nail density is no longer effective on deformations. As it is demonstrated in Figure 5, different layouts with a similar nail density have close values of safety factors. In walls with higher nail density increasing the nail length is fruitless and at lower nail density nails are not effective. So Optimum designation should be somewhere at the middle part with an allowable factor of safety. In the middle part the variation of factors of safety is more tangible. Horizontal deflection profile During the construction process the wall tends to move outward. Figure 6 illustrates the effect of soil nails arrangements on the deformation of a 10 m deep wall for a constant base length. As it is shown, by increasing the horizontal deflection at the top of the wall decreases in a way that at higher values, the wall deformation mode changes from overturning mode to bulging mode. Conclusion In this paper the effects of soil nail arrangement on the stability and performance of the wall was investigated. An ordered arrangement of the nails was introduced and the effect of various nail lengths at different elevations of the wall was discussed. Major findings concluded from this research are summarized as follows: Nail density was defined as a key parameter and the findings demonstrate that nail density plays an important role in controlling the stability and the performance of the soil nail walls, in a way that patterns with the same nail densities but different arrangements, result in the almost similar factors of safety and deformations. Therefore based on the allowable factor of safety and deformation, nail density can be concluded and the nail arrangement which meets the standards, is selected. Threshold nail density is defined as a value of nail density which no significant reduction of deflection happens afterward. Uniform distribution of the nails and lower values of generates the maximum deflection at the top of the wall. As increases, the bond length in the upper parts of the wall controls the deformation. In that case, the deflection value is bounded and the maximum deflection occurs at the middle depth of the wall. Therefore the mode of deformation changes from overturning mode to bulging mode. As a result, in the projects which their adjacent structures are of high importance, it is recommended to use more nail.
-
در این مقاله به شبیه سازی عددی سه بعدی جریان آرام دایم سیال نیوتنی موازی یک مجموعه لوله با چیدمان های منظم مثلثی (زاویه 30 درجه)، مربعی (زاویه 45 درجه) و شش وجهی (زاویه 60 درجه) که بصورت نامحدود بوده و دیواره ای پیرامون آن ها وجود ندارد، پرداخته شده است. معادلات جریان سیال با استفاده از روش سیمپل و تقریب بالادست مرتبه دوم، توسط نرم افزار فلوینت حل شده اند. روند حل به این صورت است که ابتدا یک توزیع سرعت یکنواخت بر روی مجموعه لوله ها در قسمت ورودی آن ها در نظر گرفته شده و با حرکت سیال در جهت موازی لوله ها، جریان به حالت توسعه یافته می رسد. طول وروری هیدرودینامیکی، افت فشار، ضریب اصطکاک و توزیع سرعت برحسب نسبت فاصله مراکز لوله ها به قطر لوله ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که طول ورودی هیدرودینامیکی در کلیه چیدمان ها، کمتر از طول ورودی جریان داخل یک لوله دایره ای شکل معمولی با قطر هیدرولیکی معادل می باشد و نسبت این طول به قطر هیدرولیکی معادل، با افزایش فاصله بین لوله ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش تراکم لوله ها یا به عبارتی کاهش فاصله لوله ها، افت فشار در چیدمان 30 درجه بیشتر از حالت های 45 و 60 درجه می باشد.
کلید واژگان: جریان موازی, افت فشار, قطر هیدرولیکی, آرایش لوله ها, جریان در حال توسعهin this article, three-dimensional numerical simulation of the steady flow of a Newtonian fluid parallel to a tube assembly with regular triangular arrangements, square and hexagon, which are infinite and there are no walls around them, have been discussed. Fluid flow equations have been solved using SIMPLE method and second-order upwind approximation by Fluent software. The solution process is that first, a uniform velocity distribution is considered on the inlet face around of tubes, and with the movement of the fluid in the parallel direction of the tubes, the flow reaches the developed state. Hydrodynamic inlet length, pressure drop, friction coefficient factor and velocity distribution were investigated according to the ratio of the distance between the centers of the tubes on the diameter. To ensure the accuracy of the simulation performance, the results of the developed part of this research have been compared with the results of valid references. The results show that the length of the hydrodynamic inlet in all arrangements is less than the length of the flow inlet inside a normal circular tube with an equivalent hydraulic diameter and the ratio of this length to the equivalent hydraulic diameter decreases with the increase of the distance between the tubes. Also, by increasing the compactivity of the tubes, or in other words, reducing the distance between the tubes, the pressure drops in the 30-degree arrangement is higher than in the 45 and 60-degree situations.
Keywords: Parallel flow, Pressure drop, Hydraulic diameter, Tube arrangement, Compacity of tube -
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 53 (تابستان 1403)، صص 107 -116
پرش هیدرولیکی یک نوع جریان متغیر سریع می باشد که در محیط آزاد اتفاق می افتد که دارای کاربردها و ویژگی های مختلف می باشد. وقوع پدیده پرش هیدرولیکی در کانال های روباز باعث کاهش سطح انرژی و تبدیل جریان فوق بحرانی به زیر بحرانی می گردد. تعبیه موانع با هندسه های مختلف بر مسیر جریان تاثیر مهمی بر عمق ثانویه پرش، کاهش طول پرش هیدرولیکی و افزایش افت انرژی جریان در طی پرش دارد. از طرفی دیگر کانال مرکب به دلیل داشتن شرایط هیدرولیکی و هندسی متفاوت در بخش های کانال اصلی و سیلابدشت، از انواع دیگر مقاطع شباهت بیشتری به کانال های موجود در طبیعت دارد. در این پژوهش به بررسی پرش هیدرولیکی در مقاطع مرکب با چیدمان زبری منظم در شرایط هندسی و هیدرولیکی مختلف در Flow-3D پرداخته شده است. در این تحقیق عرض و عمق کانال اصلی ثابت و عرض سیلابدشت ها در دو مقدار 18 سانتی متر و 75 سانتی متر متغییر است. شبیه سازی ها در چهار نسبت عمق ، سه نسبت ارتفاع زبری و سه سرعت مختلف انجام شده است. زبری ها به صورت مکعب های کوچک که بطور منظم کف کانال تعبیه شده اند، قرار دارند. طبق نتایج حاصل از شبیه سازی ها حضور زبری ها باعث کاهش عمق ثانویه پرش نسبت به حالت بدون زبری شده است. به طوری که در عرض سیلابدشت 18 سانتی متر و نسبت عمقی 3.0، نسبت ارتفاع زبری 2 و سرعت 5.3 متر بر ثانیه به طور میانگین عمق ثانویه به مقدار 64.5 درصد نسبت به کانال بدون زبری کاهش می یابد. ولی افزایش عرض سیلابدشت باعث کاهش عمق ثانویه پرش در حدود 26.26 درصد شد. کمترین مقدار نسبت عمق ثانویه به اولیه پرش را در عمق نسبی 7.0 و نسبت ارتفاع زبری 2 قابل مشاهده است. همچنین ملاحظه شد که با افزایش نسبت ارتفاع زبری ها طول پرش در نسبت های کوچک عمقی بطور چشمگیری کاهش می یابد. طول پرش در کمترین مقدار نسبت ارتفاع زبری، عرض سیلابدشت 18 سانتی متر، سرعت 5.3 متر بر ثانیه و نسبت عمقی 3.0 حدود 98.10 درصد کاهش و در بیشترین مقدار نسبت ارتفاع زبری، سرعت 5 متر بر ثانیه و نسبت عمقی 3.0 حدود 37.47 درصد کاهش می یابد. همچنین با افزایش عرض سیلابدشت در یک نسبت ارتفاع زبری ثابت طول پرش کاهش می یابد.
کلید واژگان: بررسی عددی, مقاطع مرکب مستطیلی, کف زبر, چیدمان منظم, نرم افزار Flow-3DHydraulic jump is one of the important phenomena in hydraulic science and it is classified among fast variable flows. This phenomenon enables the consumption of excess water energy downstream of hydraulic structures such as overflows, rapids, and valves. In general, hydraulic jump has a characteristic in which the excess kinetic energy of the flow is lost. This important feature is used as an energy absorber downstream of overflows, valves, rapids, etc. Due to the importance of hydraulic jump in the last seventy years, it has been widely studied and comprehensive information has been published. The aim of these studies was to better understand the jumping mechanism and create relationships to predict its characteristics such as the length of the jump, the depth of the required footing, the amount of energy consumption, the distribution of the flow velocity, pressure fluctuations and the profile of the water level during the jump. Accurate estimation of these characteristics has helped to design more economical and safer energy consuming structures.
MethodIn this research, the hydraulic jump in the compound channel with floor roughness has been investigated using Flow 3D software. In this simulation, the composite cross-section is rectangular-rectangular with a length of 12 m, which consists of two sections, the main channel and the floodplain. The depth and width of the main channel are considered constant. The simulations are performed in two width ratios (wr), four relative depths (Dr) and three different roughness height ratios (nr). All simulations are performed at three different speeds. The arrangement of floor roughness is regular. The roughness of the floor is in the form of small cubes, which are located at a distance of 1 meter from the beginning of the channel. The depth and width of the roughness of the bottom of the main channel and flood plains are 6 cm. The height of the roughness of the bottom of the main channel is considered to be 3 cm, but the height of the roughness of the flood plains is 3, 6 and 9 cm according to the defined proportions. The distance between each roughness on the bottom of the main channel is 3 cm and the distance between each roughness on the bottom of the flood plains is 2 cm. The distance between each roughness group is 0.15 meters. Boundary conditions were applied on 6 cubic faces of the solution grid. The boundary conditions used in the simulation are such that the upstream boundary is in the form of flow velocity, the downstream boundary is in the form of outlet, the ymin side wall boundary is in the form of a wall (right floodplain), the ymax side wall boundary is in the form of a wall (left floodplain). the border of the side wall of the main channel was chosen symmetrically, the border at the bottom of the main channel and floodplains was chosen as a wall, and the border at the water level was chosen symmetrically.
ResultsAccording to the results of the simulations, the presence of roughness has reduced the secondary depth of the jump compared to the case without roughness. So that in Silabdasht width of 18 cm and depth ratio of 0.3, roughness height ratio of 2 and speed of 3.5 m/s, the average secondary depth is reduced by 5.64% compared to the channel without roughness. But the increase in the width of the floodplain caused a decrease in the secondary depth of the jump by about 26.26%. The lowest value of the secondary to primary depth ratio of the jump can be seen in the relative depth of 0.7 and the roughness height ratio of 2. It was also observed that with the increase in the ratio of the height of the roughness, the length of the jump decreases significantly in small depth ratios. The length of the jump is reduced by about 10.98% in the lowest value of the roughness height ratio, the width of the flood plain is 18 cm, the speed is 5.3 m/s and the depth ratio is 0.3, and it is reduced by about 47.37% in the highest value of the roughness height ratio, the speed is 5 m/s and the depth ratio is 0.3 find Also, with the increase in the width of the floodplain, the jump length decreases in a constant roughness height ratio.
Keywords: Numerical Investigation, Rectangular Compound Channels, Rough Floor, Regular Arrangement, Flow-3D Software -
امروزه یکی از روش های رایج پایدار سازی گودها روش میخکوبی می باشد که طراحی آن مبتنی بر ارائه چیدمان نیلها در عمق دیواره می باشد. چیدمان نیل معمولا به روش آزمون و خطا و از میان چیدمانهای مختلفی که معیار ضریب اطمینان مجاز پایداری و تغییرشکل مجاز را ارضا می نماید انتخاب می شود. با توجه به اینکه طول نیلها از بالا به پایین دیواره نزولی می باشد، در این پژوهش با معرفی یک چیدمان خطی منظم، پارامتر های L (طول میخ پایه) و (شیب انتهای محدوده تسلیح) جهت تعریف چیدمان معرفی گردیده و تاثیر چیدمان بر تغییرات ضریب اطمینان و تغییر شکل دیواره مطالعه گردیده است. همچنین با تعریف پارامتر تراکم نیل در سطح دیواره (Dn) در هر چیدمان تاثیر آن بر رفتار دیواره مطالعه گردیده است. نتایج حاصله حاکی از آنست که با افزایش L و مقدار ضریب اطمینان پایداری افزایش یافته و تغییر شکل تاج گود کاهش می یابد. همچنین مشخص گردید که هم مقدار ضریب اطمینان و هم مقدار تغییرشکل دیواره مستقل از پارامتر های چیدمان، متناسب و متناظر با مقدار پارامتر کلیدی تراکم نیل می باشد. همچنین مشخص گردید که با افزایش تراکم نیل، ضریب اطمینان پایداری افزایش و مقدار تغییر شکل کاهش می یابد و لیکن این تغییرات با افزایش تراکم نیل از یک مقدار حدی که به تراکم نیل موثر موسوم است، متوقف می گردد. با بررسی مود تغییر شکل دیوار در چیدمانهای مختلف مشخص گردید که درهای کوچک بیشینه تغییر شکل دیواره در بالای آن و مود تغییر شکل واژگونی است و با افزایش و زیادشدن طول مهاری میخهای بالایی، بیشینه تغییر شکل دیوار به اعماق میانی منتقل گردیده و مود تغییر شکل دیوار به شکم دادگی تغییر می یابد.کلید واژگان: میخکوبی خاک, چیدمان میخ, تراکم نیل, تغییرشکل مجاز, ضریب اطمینان مجازNowadays, soil nailing is a common method of excavation stabilization which its design is based on the arrangement of nails along the wall height. Nail arrangement is typically selected by a trial and error approach among different arrangements which satisfy allowable stability safety factor and allowable deformation. In This Study, by considering the decreasing trend of nail length along the wall height, an ordered arrangement is introduced by presenting L as base nail length and as inclination of stabilized zone border and the effect of nail arrangement on safety factor and deformation of nailed wall is investigated. Also, by introducing nail density per unit area of wall surface (Dn), its effects on soil nail wall behavior is studied in each arrangement. The results show that by increasing L and safety factor increases and wall top deformation decreases. Its also recognized that safety factor and deformation values, apart from arrangement parameters, are Proportionate and corresponding to the nail density key parameter. It was also found that with an increase in nail density, safety factor increases and deformation decreases but these trends will decline in a specific nail density which is called the effective nail density. By investigating wall deformation mode in different arrangements, it was found that when is small, maximum wall deformation occurs in its top and the deformation mode is overturning, while by increasing and enhancing upper nail lengths, maximum deformation of wall transfers to mid depth of the wall and the deformation mode changes to bulging.Keywords: Soil nailing, Nail arrangement, Nail density, Allowable deformation, Allowable safety factor
-
در پژوهش حاضر، از مدلی ذره ای، با در نظر گرفتن تمام بر هم کنش های بین ذره ای، برای شبیه سازی فرایند لایه نشانی الکتروفورتیک استفاده شده است. مدل ذکر شده برای بررسی اثر پتانسیل سطحی (زتا) ذرات در ساختار و چیدمان ذرات در لایه نشست با بررسی دقیق ذرات در مقیاس مزو استفاده شده است. شبیه سازی با چهار مقدار متفاوت پتانسیل زتای ذرات mV {100- ،50- ،25- ،5-} انجام شده است که نتایج نشان می دهند پتانسیل زتای ذرات به منزله فاکتوری مهم، که برهم کنش بین ذرات را تعیین می کند، در ساختار و فشردگی لایه نشست تاثیرگذار است. علی رغم کاهش جزیی ضخامت و دانسیته لایه نشست، با افزایش پتانسیل زتا تا mV 50، درجه نظم ساختاری در لایه نشست افزایش می یابد. دلیل افزایش برهم کنش، دافعه الکترواستاتیک است که باعث رانش ذرات در حال نشست به مکان های منظم در لایه نشست می شود. در پتانسیل زتای mV 100 به دلیل دافعه بسیار بالای ذرات، که مانع از نزدیک شدن ذرات به یکدیگر می شود، جایابی ذرات در مکان های منظم مجددا کاهش می یابد. نتایج این پژوهش و استفاده از مدل مذکور برای تنظیم و انتخاب پارامتر فرایندی پتانسیل زتا در لایه نشانی الکتروفورتیک راهگشا است.
کلید واژگان: لایه نشانی الکتروفورتیک, مدل ذره ای, سوسپانسیون کلوئیدی, پتانسیل زتاIn this study, a particle-based model incorporating all inter-particle interactions was employed to simulate the electrophoretic deposition process. This model was also used to investigate the effect of the surface (zeta) potential of particles on the structure and configuration of particles in the deposited layer at the mesoscale. Simulations were then performed with four different values of zeta potential of particles {-5, -25, -50, -100} mV, the results of which showed that zeta potential as an important factor in determining the interaction between particles had an impact on the deposit structure and packing. Upon increasing the zeta potential up to 50 mV, the degree of order increased while the thickness and density of the deposited layer slightly decreased. Increasing the electrostatic repulsion made depositing particles push into the ordered sites in the deposited layer. Due to the high particle repulsion that prevents particles from approaching each other at the zeta potential of 100 mV, incorporation of the particles in the ordered locations decreased again. The findings of this study along with application of the proposed model can help tune the structure and packing of the resulting deposit by varying the zeta potential of particles.
Keywords: Electrophoretic Deposition, Particle-Based Model, Colloidal Suspension, Zeta Potential
-
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.
- 8232
- 179
-
علمی8411
- 8382
- 29
نتایج را در یکی از موضوعات زیر محدود کنید.