فهرست مطالب
نشریه صوت و ارتعاش
پیاپی 18 (پاییز و زمستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1400/03/29
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحات 3-18
در پژوهش حاضر، اثر تغییر نیم موج های محیطی بر فرکانس های طبیعی پوسته های استوانه ای به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. سه پوسته استوانه ای با نسبت قطر به طول متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. حالت های مختلف تماس با آب هم با روش شبیه سازی عددی و هم آزمون های تجربی مورد مقایسه واقع شدند. اثرات عمق غوطه وری، نسبت قطر به طول، روند تغییرات فرکانس طبیعی در نیم موج های محیطی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که کاهش فرکانس های طبیعی پوسته استوانه ای برای نیم موج های محیطی مربوط به فرکانس کمینه، اندک و برای قبل و بعد این نیم موج محیطی، بیشتر است و در آغاز غوطه وری و در غوطه وری کامل، کاهش فرکانسی به صورت ناگهانی است. همچنین با کاهش نسبت قطر به طول پوسته، فرکانس های مربوط به نیم موج های محیطی پایین کاهش یافته و کمترین مقدار فرکانس طبیعی به سمت نیم موج های محیطی کمتر متمایل می شود. در نیم موج های محیطی پایین، فرکانس های طبیعی، اختلاف قابلتوجهی دارند و با افزایش شماره n، این اختلاف کاهش یافته و به یکدیگر هم گرا می شوند.
کلیدواژگان: نیم موج های محیطی، تعامل سازه و سیال، ارتعاشات زیرآب، فرکانس طبیعی، شکل مود -
صفحات 19-35
در این مقاله به بررسی رفتار سیال مگنتوریولوژیکال [i] (MR) میراگرهای مغناطیسی [ii] با تاکید براثر اختلاف فشار و تغییر شاخص رفتار جریان (n) پرداخته شده است. ابتدا به روش تحلیلی و با استفاده از مدل هرشل باکلی و تقریب صفحات موازی، معادلات حاکم بر رفتار ریولوژیکی سیال MR استخراج و از مدل پلاستیک بینگهام در n=1 برای تنش برشی استفاده شد. در ادامه با مدل سازی عددی مسئله به صورت سیال گذرا بین دو استوانه هم مرکز و اعتبارسنجی آن، پارامترهای سرعت متوسط خروجی، اصطکاک سطح داخلی دیواره و لزجت [iii] ظاهری در اختلاف فشارهای ثابت و متغیر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش عدد شاخص جریان (n) در اختلاف فشار ثابت، سرعت خروجی کاهش می یابد و افزایش اختلاف فشار منجر به افزایش سرعت در نقاط مختلف قسمت خروجی می گردد. همچنین ضریب اصطکاک دیواره در اختلاف فشار ثابت با افزایش n در تمام نواحی افزایش می یابد و با افزایش اختلاف فشار، مقدار ضریب اصطکاک نیز افزایش می یابد. بررسی لزجت با تغییر n در اختلاف فشار ثابت و همچنین تغییر آن با تغییر اختلاف فشار نشان دهنده رفتار کاهشی است.
کلیدواژگان: سیال مگنتورئولوژیکال، اختلاف فشار، دمپر مغناطیسی، سرعت متوسط خروجی، شاخص رفتار جریان -
صفحات 36-53
خصوصیات و مشخصه های دینامیکی سازه های مهندسی ممکن است به علل مختلف و البته اغلب با گذر زمان، در طول عمرشان تغییر کنند. در این چنین سازه های مهندسی که می توان برای آنها عبارت "سیستم های متغیر با زمان" را به کار برد، شناسایی پارامترهای دینامیکی متغیر با زمان از جمله فرکانس مودال لحظه ای، بسیار مهم است چراکه می تواند به مهندسان در زیر نظر گرفتن وضعیت عملکردی سازه ها کمک کند، همچنین با کمک آن آسیب های سازه ای را تشخیص داده و وضعیت سازه را با روشی مقرون به صرفه ارزیابی کنند. در واقع ابزارهایی که بتوانند در مسیر تحلیل این دست از سیستم ها مشخصه هایی همانند فرکانس لحظه ای را به درستی کسب کنند، از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. ابزار استخراج این نوع از مشخصه ها از پاسخ دینامیکی، به عنوان روش های آنالیز حوزه زمان- فرکانس شناخته می شوند. از این مشخصه های لحظه ای می توان به منظور شناسایی پارامترهای زمان- متغیر موجود در این سازه ها، همانند سفتی و دمپینگ زمان- متغیر، استفاده کرد.در این مقاله، دو گروه از قدرتمندترین روش های آنالیز حوزه زمان- فرکانس، یعنی آنالیز ویولت و آنالیز تجزیه مود تحلیلی- هیلبرت به منظور استخراج مشخصه های لحظه ای به کار گرفته می شوند. این دو دسته روش در استخراج این مشخصه ها در مقام مقایسه با یکدیگر قرار گرفته، برتری آنها نسبت به یکدیگر در شرایط همراه با نوفه [i] و بدون نوفه مورد بررسی قرار می گیرد. سپس از ترکیب هر یک از این دو دسته روش با الگوریتم های موجود در شناسایی پارامتری سیستم های چند درجه آزادی متغیر با زمان، ترکیب های جدیدی معرفی شده که بهبود عملکرد در شناسایی پارامترهای زمان- متغیر را گزارش می کنند.
کلیدواژگان: فرکانس لحظه ای، آنالیز ویولت، آنالیز تجزیه مود تحلیلی-هیلبرت، شناسایی پارامتری سازه های متغیر با زمان -
صفحات 54-67
پره توربین وظیفه استخراج انرژی در فشار بالا را دارد که در معرض نیروی گریز از مرکز و نیروهای سیال قرار می گیرد. در این مقاله ابتدا تحلیل ارتعاشی پره توربین و تاثیر فشار وارد بر سطح روتور [i] در تعامل سازه و سیال بررسی شده است. سپس با مدل سازی و صحت سنجی نتایج و کوپل سیال و سازه، میزان جابه جایی و تغییر فرکانس ارتعاشی پره توربین در سه جنس مختلف بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد با افزایش سرعت ورودی جریان سیال، میزان فشار وارد بر روتور افزایش یافته و در نتیجه دامنه نوسانات ارتعاشی نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج حاصل از کوپل دوطرفه نشان می دهد که تغییرات فشار بر روی روتور در حالت کوپل کمتر و ملایم تر از حالت بدون کوپل است. فشار وارد بر سطح روتور از جلوی روتور به مرکز روتور حرکت کرده و همچنین فشار در حالت کوپل در سطح پایینی روتور افزایش و در سطح بالایی روتور کاهش یافته است.
کلیدواژگان: ارتعاشات، آنالیز مودال، روتور توربین، تغییرات فشار، تعامل سازه و سیال -
صفحات 68-77
در این مقاله، نانو پوسته های دو بعدی دی سولفیدمولیبدن [i] (MoS2) با استفاده از یک پروب فراصوت در محیط های گوناگون مایع تولید شده اند. به علت اثر کلیدی کشش سطحی در فرایند پوسته سازی و نیز به منظور کاهش آثار منفی پسماندهای آزمایش بر محیط زیست، از محلولی استفاده شد که از ترکیب آب و اتانول با نسبت حاصل از رابطه اختلاط کانورس- رایت تشکیل شده است. نتایج طیف سنجی فرابنفش- مریی نشان می دهد که با استفاده از محلول مذکور، در مقایسه با سایر مایعات مورد آزمایش، بهترین بازدهی یا به عبارتی کمترین ضخامت برای پوسته ها حاصل می شود. تصاویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری و نتایج حاصل از پراش پرتو X از نمونه ای که بهترین نتیجه طیف سنجی فرابنفش- مریی را نشان داده است، نیز شواهدی بر موفقیت فرایند پوسته سازی و تولید تک لایه های دی سولفیدمولیبدن هستند.
کلیدواژگان: پروب فراصوت، نانو پوسته های MoS2، کشش سطحی، رابطه کانورس-رایت، ضخامت لایه های دو بعدی -
صفحات 78-90به منظور اجرای درست روش های پایش وضعیت لازم است هر روش به صورت اصولی اجرایی شده و نتایج به دست آمده از هر روش با نتایج خروجی روش های دیگر مقایسه گردد. در برخی موارد ممکن است در عیب یابی ها، یک روش خاص کارا باشد ولی در بیشتر موارد می توان گفت که تجمیع روش های مختلف به تصمیم گیری درست کمک شایانی می کند. در پژوهش جاری ضمن تشریح چگونگی استفاده از روش های پایش وضعیت مختلف، به دستاوردهای حاصل از اجرای هم زمان این روش ها در یکی از میادین نفتی کشور پرداخته شده است.کلیدواژگان: پایش وضعیت، آنالیز ارتعاشات، ترموگرافی، آکوستیک امیشن، نت پیش بینانه
-
صفحات 91-105
در این مقاله، با استفاده از روش مستقیم لیاپانوف[i]، کنترل مرزی در انتهای بالایی لوله قایم انجام می شود تا زاویه نوک و ارتعاش عرضی لوله قایم که در معرض اغتشاش زمان متغیر قرار دارد کاهش داده شود. ابتدا، فرض می شود جریان سطح آب از سطح اقیانوس تا کف اقیانوس به صورت خطی کاهش یافته و به صفر برسد و سپس در حالت دوم به صورت نمایی به صفر کاهش یابد. رایز به صورت یک سامانه با پارامتر توزیع یافته با یک معادله دیفرانسیل جزیی [ii] (PDE) به همراه شرایط مرزی مدل می شود. به این دلیل که همه سیگنال های کنترلی را می توان با حسگرها اندازه گیری و یا با الگوریتم تفاضل برگشتی محاسبه کرد، کنترل مرزی را می توان با ابزار دقیق موجود به صورت عملی محقق و پیاده سازی کرد. روش مستقیم لیاپانوف به منظور تحلیل پایداری سیستم حلقه بسته به کار رفته است. در نهایت، کارایی این کنترل کننده تایید شده و نتایج پروفیل های خطی و نمایی با هم مقایسه می شوند.
کلیدواژگان: کنترل مرزی، رایزر دریایی، روش لیاپانوف، پروفیل خطی، پروفیل نمایی -
صفحات 106-114به منظور مقابله با مشکلات آلودگی صوتی، طراحی سیستم ها و سازه هایی که بتوانند کنترل هدفمندی بر روی انتشار امواج صوتی داشته باشند، از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های رایج و پرکاربرد در کنترل آلودگی صوتی استفاده از ورق های ساندویچی به عنوان عایق آکوستیکی است. ویژگی بارز این نوع ورق ها قابلیت تغییرپذیری بالای هسته آنها است به نحوی که با تغییر جنس و چیدمان هسته، خواص صوتی و مکانیکی ورق تغییر می کند. در سال های اخیر از ساختارهای لانه زنبوری به عنوان هسته ورق های ساندویچی استفاده شده است. هسته های لانه زنبوری به علت ویژگی وزن کم و سختی بالا، گزینه مناسبی برای طراحی عایق های صوتی محسوب می شوند. ویژگی های متنوع و مشخصه های مختلف ساختار لانه زنبوری از جمله هندسه سلولی، جنس سازه به کار رفته و نوع چیدمان و نحوه جهت گیری سلول ها در کنار یکدیگر، این موضوع را نشان می دهد که ساختار بهینه ای طراحی شود تا رفتار آکوستیکی مناسب تری از این ساختار به دست آید. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک به منظور بهبود عملکرد آکوستیکی ساختار ورق ساندویچی با هسته لانه زنبوری استفاده شده است. این بهینه سازی برای دو نوع جهت گیری معمول سلول های لانه زنبوری و با درنظر گرفتن اینکه ورق تحت بارگذاری درون صفحه ای قرار دارد، انجام شده است. عمل بهینه سازی بر روی متغیرهای هندسی سلول لانه زنبوری برای تعدادی از مواد با خواص فیزیکی و مکانیکی مختلف، صورت پذیرفته است و هدف، کاهش عبور صوت از این ورق در محدوده فرکانسی پایین بوده است. به این دلیل، بیشینه کردن ضریب افت انتقال صدا مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد موادی که جرم بالا و سختی نسبتا کمتری دارند عایق صوتی مناسب تری محسوب می شوند.کلیدواژگان: اکوستیک، پنل ساندویچی، هسته لانه زنبوری، الگوریتم ژنتیک
-
صفحات 115-128
در این تحقیق، یک الگوریتم عددی موثر و کارآمد بر پایه روش های تیوری محاسبه نوفه [i] در جریان های آیرودینامیکی حول هندسه های دوبعدی ارایه می شود. در این راستا، روش های تیوری برای تخمین انواع نوفه حاصل از اندرکنش جریان با سطح مقطع ایرفویل آورده شده و نحوه تعمیم آنها به مدل سازی نوفه کلی جریان ارایه شده است. معادلات حاکم استخراج شده و یک حل گر عددی آکوستیک برای مقاطع دوبعدی توسعه داده شده است. با استفاده از این حل گر، میدان جریان و اکوستیک حول دو هندسه مرجع دوبعدی شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده گزارش شده اند. نتایج به دست آمده از حل گر حاضر برای شبیه سازی و تحلیل نوفه حول بال های شبه سه بعدی با دو هندسه ایرفویل NACA0012 و S822 و مقایسه آنها با نتایج تجربی و عددی نشان می دهند که این حل گر با دقت خوب و سرعت اجرای بالا، قابلیت تعیین مشخصات آیرواکوستیکی را در هندسه های دوبعدی/ شبه سه بعدی به خوبی دارا است.
کلیدواژگان: روش های تئوری، تخمین نویز، هندسه های دوبعدی، ایرفویل، اعتبارسنجی الگوریتم عددی -
صفحات 129-143
کیفیت صوتی سالنهای اجتماعات از ویژگیهای کلیدی نتایج طراحی معماری آنها است که تا پیش از ظهور نرمافزارهای شبیهساز، کنترل پیش از ساخت آن با سختی روبه رو بود. روشهای نرمافزاری که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد به طور نسبتا دقیقی شرایط آکوستیکی پس از ساخت را کنترل میکنند. سالن چند منظورهای که در این پژوهش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است بخشی از پروژه طراحی خانه موسیقی گرگان بوده که در منطقه مرکزی شهر گرگان طراحی شده است. هدف از ایجاد سالن چند منظوره، به وجود آوردن فضایی است که همزمان برای موسیقی و سخنرانی مناسب باشد. با توجه به تضاد ذاتی آکوستیکی موجود در شرایط اجرای موسیقی و سخنرانی، استفاده از سه راهکار کلی پیشنهاد شده است. براساس سوابق پژوهش زمان واخنش به عنوان کلیدی ترین رکن طراحی سالن های موسیقی و سخنرانی انتخاب شد که این مقدار به طور متوسط برای سخنرانی 0/1 و موسیقی 0/2 ثانیه درنظر گرفته شد. با داشتن حجم سالن و سطوح تاثیرگذار جاذب و پخشاگر، ضرایب جذب صدای قسمت های مختلف سالن به دست آمد. با توجه به داده های مفروض طرح مقادیر C50، C80، ALcons، CD، SPL و نسبت D/R هم برای سخنرانی و هم برای موسیقی در دو طرح متفاوت ارایه گردید. از این میان برخی از مقادیر به دست آمده مناسب و برخی دیگر با توجه به معیارهای قابل قبول، نسبتا مناسب بودند، بنابراین برای تحقق بهترین شرایط راهکارهایی ارایه گردید.
کلیدواژگان: آکوستیک معماری، شبیهسازی آکوستیک، تجزیه و تحلیل آکوستیک، سالن چندمنظوره
-
Pages 3-18
In the present study, the effect of circumferential mode number on natural frequencies of cylindrical shells was investigated numerically and experimentally. Three cylindrical shells with different diameter to length ratios were examined. Different contact type with water were compared using both numerical simulation and experimental tests. The effects of immersion depth, diameter to length ratio, variations of natural frequency with different circumferential mode number were investigated. The reduction of the natural frequencies of the cylindrical shell for the minimum frequency of different circumferential mode number is low, but it increases for higher and lower frequencies, and at the beginning of immersion and at full immersion, the frequency decreases suddenly. Also, as the ratio of diameter to shell length decreases, the frequencies of the low circumferential mode number decrease and the lower value of the natural frequency tends to lower circumferential mode number. At low circumferential mode number, the natural frequencies differ considerably, and with increase of n number, the difference decreases and converges.
Keywords: Circumferential mode number, Fluid-solid interaction, Under-water vibrations, natural frequency, mode shape -
Pages 36-53
The dynamic properties and characteristics of engineering structures may change throughout their lives for a variety of reasons, often over time. In such engineering structures, for which the term "time-varying systems" can be used, it is important to identify time-varying dynamic parameters, including instantaneous modal frequency, as it can enable engineers to monitor the performance of structures. It also helps to diagnose structural damage and assess the condition of the structure in a cost-effective manner. In fact, tools that can correctly obtain characteristics similar to the instantaneous frequency in the analysis of such systems have particular importance. Tools for extracting such characteristics from dynamic responses are known as time-frequency domain analysis methods. These instantaneous characteristics can be used to identify time-varying parameters in these structures, such as time-varying stiffness and damping.In the current paper, two of the most powerful methods of time-frequency domain analysis, namely wavelet analysis, and analytical mode decomposition-Hilbert, are used to extract instantaneous characteristics. These two methods in extracting the characteristics are compared with each other, their superiority over each other in noise, and no noise conditions are examined. Then, by combining each of these two methods with existing algorithms in the parametric identification of multi-degree of freedom time-varying systems, new combinations are introduced that report performance improvements in the identification of time-variable parameters.
Keywords: Instantaneous frequency, Wavelet Analysis, Analytical mode decomposition-Hilbert, Parametric identification of time-varying structures -
Pages 68-77
Ultrasonication in liquids is one of the most important approaches to exfoliate 2D materials. Here we described some experiments based on Liquid Phase Exfoliation of Molybdenum Disulfide (MoS2) powder in the water-ethanol solution without any additives. It is reported that MoS2 as a prototype 2D Transition Metal Dichalcogenide, has a bandgap that increases with decreasing layer thickness. There are some factors that affect the average band gap energy value (and the thickness of the exfoliated flakes). In this study, 2D nanoflakes of Molybdenum Disulfide (MoS2) were produced using an ultrasonic probe in various solutions. Because of the key role of surface tension in the exfoliation process, and also to reduce the negative effects of chemical residues on the environment, we used a binary solution consisting of water and ethanol with the ratio determining based on the Connors-Wright equation. Our findings from UV-Visible spectroscopy show that the best efficiency, i.e. the minimum thickness of MoS2 nanoflakes, is obtained for the solution with the mentioned solution. The FESEM and TEM images, and the XRD pattern confirmed that we obtained the few-layers of MoS2.
Keywords: MoS2 nanoflakes, LPE method, Surface tension, Bandgap, thickness of layers -
Pages 78-90In the maintenance system in industries, there are different strategies that in each industry, a specific strategy is tried to be implemented as a superior strategy.What is certain is that trying to implement a specific strategy in the product maintenance system is a closed view and it is necessary to select and implement the desired strategies according to the situation of each industry.In order to properly implement the situation monitoring techniques, it is necessary to implement each technique in a principled manner and compare the results obtained from each technique with the output results of other techniques. In some cases, a particular technique may be effective in diagnostics, but in most cases it can be said that the combination of different techniques helps to make the right decision.In the present study, while explaining how to use different situation monitoring techniques, the achievements of the simultaneous implementation of these techniques in one of the country's oil fields have been discussed.Keywords: Condition monitoring, Vibration Analysis, Thermography, ultrasound test
-
Pages 91-105
This paper presents the use of Lyapunov direct method to boundary control of the upper end of the riser so as to reduce the top angle and transverse vibration of the riser during time-varying disturbances. Two cases are taken into account for analysis. In the first case, the surface current of sea is assumed to be linearly reduced from the sea surface to the sea bed; while, in the second case, the declination is exponential. In both cases, it is assumed that the current decreases to almost zero. To address the problem, a distributed parameter system is modeled with partial differential equation constrained to boundary conditions. As all control signals can be measured using sensors and/or can be calculated using the backward difference algorithm, the boundary control has the potential to be practically implemented. The Lyapunov direct method has also been utilized for stability analysis of the closed-loop system. Eventually, the efficiency and robustness of the proposed controller is verified, and a comparison is made between the related results of linear and exponential profiles.
Keywords: Boundary Control, marine riser, Lyapunov&rsquo, s Method, Linear Profile, Exponential Profile -
Pages 106-114In order to deal with the problems of noise pollution, designing systems and structures that can have targeted control over the propagation of sound waves is of great importance. One of the most common and widely used methods in controlling noise pollution is the use of sandwich panels as acoustic insulation. The distinctive feature of this type of panels is the high variability of their core, so that by changing the material and arrangement of the core, the acoustic and mechanical properties of the panel change. In recent years, nesting structures have been used as the core of sandwich panels. Nesting cores are a good option for designing sound insulation due to their light weight and high stiffness. The various features and characteristics of the nest structure, including cell geometry, the type of structure used, and the type of arrangement and orientation of the cells next to each other, indicate that an optimal structure should be designed to achieve better acoustic behavior. In this research, genetic algorithm has been used to improve the acoustic performance of sandwich panel structure with honeycomb core. This optimization is done for two common types of nesting cell orientations, taking into account that the panel is under in-plane loading. Optimization has been performed on the geometric variables of the nesting cell for a number of materials with different physical and mechanical properties, and the aim was to reduce the sound transmission through this panel in the low frequency range.Keywords: acoustics, sandwich panel, honeycomb core, genetic algorithm
-
Pages 115-128
In the present study, an efficient numerical algorithm based on theoretical methods is developed for the prediction of the noise of aerodynamic flows around two-dimensional geometries. The theoretical formulation for calculating different types of noise is proofed and a solver with a negligible computational cost is developed accordingly. By using the present noise solver, the aeroacoustic characteristics around two test cases are predicted and the obtained results are presented in comparison with the available numerical and experimental data. The present results for noise around NACA0012 and S822 are in excellent agreement with those reported in the literature which shows the accuracy and performance of the present solver based on the theoretical formulation. Employing this quick solver is very crucial to save costs in the preliminary design process of low noise geometries in aerospace engineering. The extension of the present two-dimensional noise solver for the prediction of noise properties around three-dimensional geometries is undergoing.
Keywords: Theoretical methods, Noise prediction, two-dimensional geometries, Airfoil, algorithm validation -
Pages 129-143
The multipurpose hall studied here is the part of design project of gorgan music hall designed in the centeral region of gorgan and submitted in the final project of first author’s master thesis. The aim of establishment of multipurpose hall is creation of a space that be suitable for speech and music performance simultaneously. According to the evidences the reverberation time is most important parameter for performance design. This value was considered 1.0(s) for speech and 2.0(s) for music in average. Having volume and effective absorber surfaces values and using Sabine equation for RT, absorption coefficient was obtained for different parts of the hall. Due to assumed data, the values of C50, C80, ALcons, CD, D/R ratio, both for the music and speech were presented. Some of the results given to standards were suitable and some another were rather acceptable. Finally, several solutions were presented in the analyzing part for the best result.
Keywords: Architectural acoustics, acoustic simulation, acoustic analyzing, multipurpose hall
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.