فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - سال پنجاه و یکم شماره 4 (پیاپی 97، زمستان 1400)

مجله مهندسی مکانیک
سال پنجاه و یکم شماره 4 (پیاپی 97، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/01
  • تعداد عناوین: 70
|
  • احسان آقاجعفری، داود اکبری* صفحات 1-9
    تداخل سنجی لیزری برشی یکی از روش های نوین در انجام آزمون های غیرمخرب برای مواد مرکب و پلیمری می باشد. در این روش از طریق اندازه گیری گرادیان های جابجایی بسیار کوچک سطح، عیوب احتمالی مورد بررسی قرار می گیرد. علی رغم مزایای عمده این روش در انجام آزمون های غیرمخرب صنعتی به خصوص برای مواد مرکب و مواد پلیمری، پیاده سازی این روش نیازمند شناسایی پارامترهای موثر و نحوه انتخاب و کنترل آنها به منظور دستیابی به نتایج مطلوب می باشد. از پارامترهای موثر در این روش میتوان به اندازه برش و میزان بارگذاری بر روی نمونه اشاره کرد. در این مقاله، پس از معرفی اصول روش تاثیر پارامترهای مذکور در تشخیص عیوب در مواد پلیمری مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، پس از بررسی عملکرد صحیح چیدمان، نمونه هایی از جنس پلیمر دارای عیوب با اندازه بارهای مختلف تحت آزمون و بررسی قرار میگیرند. با بررسی نتایج حاصله، اندازه بار مناسب برای تشخیص عیوب تعیین شده و سپس با بررسی اثر اندازه برش، مقدار مناسب آن بیان شده است. بررسی ها نشان می دهد که بهترین نتایج زمانی حاصل میگردد که اندازه برش در محدوده اندازه عیب صفحه ای باشد.
    کلیدواژگان: تداخل سنجی لیزری، آزمون غیرمخرب، مواد پلیمری، عیوب صفحه ای، سیستم تحریک گرمایی
  • دامون آقازاده دکانداری، رامین حقیقی خوشخو*، مختار بیدی، مصطفی مافی صفحات 11-20
    در مطالعه حاضر برای استفاده بهینه از انرژی کرایجونیک LNG و کاهش تلفات اگزرژی ناشی از اختلاف دمای بالا در فرایند انتقال گرما، دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید معرفی گردید. چرخه های ترکیبی جدید شامل یک چرخه تبرید تراکمی-اجکتوری و دو چرخه رانکین با فشار کاری پایین و بالا می باشد که در آن توان مورد نیاز کمپرسور چرخه تبرید تراکمی-اجکتوری توسط توان تولیدی در توربین های دو چرخه رانکین تامین می شود.  از مزایای دو چرخه جدید ترکیبی می توان به افزایش انرژی سرمایی کسب شده در مقایسه با تبخیر مستقیم LNG اشاره نمود. با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک و فرض مدل سطح ثابت برای اجکتور تحلیل ترمودینامیکی و همچنین بهینه سازی برای هر دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید انجام شد. با تحلیل پارامترهای طراحی مشاهده شد که با افزایش فشار تخلیه پمپ و کاهش فشار خروجی توربین چرخه رانکین فشار پایین راندمان گرمایی بیشینه، راندمان اگزرژی بیشینه و نسبت افزایش انرژی سرمایی در هر دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید افزایش می یابد. با انجام بهینه سازی در مرزهای تعیین شده برای پارامترهای طراحی، بیشینه راندمان گرمایی و راندمان اگزرژی در چرخه І به ترتیب برابر %31/77 و %69/23، و در چرخه ІІ %49/87 و 95%/23 شد همچنین بیشترین نسبت افزایش انرژی سرمایی قابل کسب  نسبت به تبخیر مستقیم LNG، در دو چرخه І و ІІ به ترتیب %37/63 و %9/73 بدست آمد.
    کلیدواژگان: انرژی کرایجونیک، LNG، چرخه نوین ترکیبی، اجکتور، راندمان، تلفات اگزرژی
  • نیلوفر آلاشتی، محسن پورفلاح*، آتنا قادری صفحات 21-30
    در مطالعه حاضر، اثر میدان الکتریکی یکنواخت روی هیدرودینامیک قطره آب نمک در نفت خام مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از نرم افزار کامسول (COMSOL) که بر اساس روش المان محدود می باشد، استفاده می شود. نتایج حاصل با نتایج در دسترس، مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است و توافق خوبی مشاهده شده است. اثر پارامترهای متفاوت از جمله عدد کپیلاری الکتریکی، عدد رینولدز، جهت میدان الکتریکی و نفوذپذیری الکتریکی نسبی سیال روی فرایند حرکت یک قطره منفرد آب نمک در نفت خام تحت میدان الکتریکی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تنش های الکتریکی که بر سطح مشترک قطره وارد می شوند، سبب تغییر شکل قطره و کشیدگی آن در راستای میدان الکتریکی می گردند. مقدار این تغییر شکل با افزایش نسبت نیروی الکتریکی به کشش سطحی (عدد کپیلاری الکتریکی) بیشتر می شود. همچنین، فرآیند حرکت قطره تحت میدان الکتریکی در راستای عمود در زمان طولانی تری نسبت به راستای میدان الکتریکی افقی، در شرایط یکسان، اتفاق می افتد. از اینرو، میدان الکتریکی خارجی یکنواخت می تواند برای کنترل غیرتماسی حرکت قطره مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: جریان دوفازی، کامسول، روش تنظیم سطح، میدان الکتریکی یکنواخت، موئینگی
  • امیرمحمد اتحاد، علیرضا الهامی امیری* صفحات 31-40

    هدف اصلی این تحقیق بررسی همزمان انتقال گرما و افت فشار و به دست آوردن خصوصیات بهینه ای از مواد متخلخل و نانوسیال برای رسیدن به نتایج بهتر خنک کاری و ارایه روش عملی و علمی جدید در محیط متخلخل با سیال رایج و نانوسیال می باشد. در این مطالعه، خنک کاری منابع حرارتی درون کانال هایی با دیواره های موازی با استفاده از جریان نانو سیال، شبیه سازی شده و برای افزایش انتقال گرمای جابجایی، مواد متخلخل در بلوک های معین درون کانال جاگذاری و استفاده شده است. برای هندسه های مختلف جهت بلوک های متخلخل، میزان انتقال گرمای جابجایی در مقایسه با افت فشار سنجیده شده و کارایی هندسه های مختلف با توجه به فاکتور؛ انتقال گرما در مقایسه با افت فشار، مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر پارمترهای مختلف از جمله عدد رینولدز Re بر روی مشخصه های بی بعد انتقال گرما و افت فشار مانند عدد نوسلت Nu و ضریب افت فشار  و هم چنین بر روی توزیع دما و خطوط جریان مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاکی از افزایش قابل توجه انتقال گرما از منابع گرمایی در موقع استفاده از جریان نانو-سیال به همراه استفاده از بلوک های متخلخل روی منابع حرارتی می باشد.

    کلیدواژگان: نانوسیال، مواد متخلخل، انتقال گرما، افت فشار، کانال، بلوک های موازی
  • میربیوک احقاقی*، خلیل عصری زمانی صفحات 41-49

    پدیده کاویتاسیون جزو مهمترین مباحث در صنعت پمپ سازی می باشد. رخداد این پدیده در پمپ، علاوه بر آسیب زدن به پروانه پمپ و کاهش طول عمر آن باعث ایجاد ارتعاش و سرو صدا شده که در دراز مدت موجب از کار افتادن پمپ می شود. این پدیده زمانی رخ می دهد که NPSHa (هد مکش مثبت خالص موجود در ایستگاه) کمتر از NPSHr(هد مکش مثبت خالص مورد نیاز پمپ) باشد. هدف این مقاله طراحی یک ایندیوسر مناسب برای پمپ گریز از مرکز نوع OH1 150-500 در قسمت ورودی پمپ به منظور جلوگیری از وقوع پدیده کاویتاسیون می باشد تا مقدار NPSHr کاهش پیدا کند و ضریب اطمینان بیشتری حاصل گردد. برای مدلسازی آشفتگی، مدل توربولانسی K-Omega SST با تابع دیواره استاندارد استفاده شده است. همچنین روش عددی حجم محدود در این مقاله به کار رفته است. نتایج عددی حاصله با نتایج تجربی مقایسه شده و تطابق قابل قبولی را ارایه می کنند. نتایج نشان می دهد وجود ایندیوسر در ورودی پمپ باعث افزایش اختلاف NPSH از عددی کمتر از1متر به بیشتر از 2متر و درنتیجه باعث دورتر شدن از نقطه وقوع کاویتایسون می شود.

    کلیدواژگان: پمپ گریز از مرکز، ایندیوسر، NPSH، کاویتاسیون، شبیه سازی عددی، آزمایش تجربی
  • رضا اسدی، اسماعیل خان میرزا*، رضا معدولیت صفحات 51-58
    با توسعه ی روز افزون سیستم های هم کار در دهه های اخیر، توجه به ایجاد راهکار برای انجام بهینه و مناسب ماموریت ها، بیش تر از همیشه مورد نیاز می باشد. سیستم های هم کار، هم چون ربات ها و پهپاد ها در بسیاری از ماموریت های هم کاری هم چون عکس برداری و نقشه برداری هوایی و ارایه ی خدمات شهری مورد استفاده قرار می گیرند. اختصاص وظایف و طراحی مسیر، دو شاخه ی مهم در مسایل هم کار برای ایجاد بستر مناسب هم کاری هستند. در این مقاله، یک الگوریتم سلسله مراتبی اختصاص وظایف برپایه ی برنامه ریزی خطی صحیح توسعه داده شده است. هدف از این پژوهش، ارایه ی راهکاری جامع به منظور حل مساله ی اختصاص وظایف با در نظر گرفتن وجود وظایف چندگانه برروی اهداف متحرک خواهد بود. اهداف در این پژوهش به صورت ذرات متحرک که در هر مرحله از اجرای مساله ی اختصاص، دارای موقعیت متفاوت می باشند، فرض شده است. تمام محدودیت های زمانی و غیر زمانی مورد نیاز این مساله، به طور کامل خطی سازی شده و در طول روند حل، تمامی آن ها ارضا خواهند شد. با در نظر گرفتن زمان بیشینه ی حرکت مناسب هر پهپاد، اولویت های مد نظر و تعیین نحوه ی حرکت اهداف و عامل ها، به حل بهینه ی اختصاص های مدنظر پرداخته می شود.مساله ی پیش رو ماهیتی غیرخطی دارد و با در نظر گرفتن رویکرد حل سلسله مراتبی در هر پنجره ی زمانی، خطی سازی لازم در این زمینه ایجاد می گردد.
    کلیدواژگان: اختصاص وظایف، پهپادهای همکار، برنامه ریزی خطی صحیح، اهداف متحرک
  • محمد باجلانی، مرتضی طایفی* صفحات 59-67
    شناسایی سیستم های ناپایدار همواره موضوعی پر چالش در زمینه ی طراحی کنترل کننده ها بوده است، چرا که روش های معمول شناسایی برای سیستم های ناپایدار، مدل مناسبی را ارایه نمی دهند. علاوه بر این لازم است داده برداری جهت شناسایی این نوع سیستم ها در حلقه بسته کنترلی صورت گیرد که خود با چالش های بیشتری روبروست و نیازمند الگوریتم های پیچیده و رویکردهای متفاوت می باشد. هدف از این تحقیق ارایه روشی جدید برای شناسایی سیستم و طراحی کنترل سیستم های ناپایدار در حلقه می باشد. برای این منظور دینامیک ناپایدار را در یک حلقه درونی قرار می دهیم و پس از پایدار سازی اولیه سیستم به وسیله کنترل کننده ی درونی (Inner Controller)، به شناسایی حلقه ی درونی به عنوان دینامیک جدید پرداخته و سپس برای این حلقه یک کنترل کننده ی بیرونی (Outer Controller) طراحی می شود. برای اعتبار سنجی، این روش بر روی یک آونگ معکوس طراحی و شبیه سازی شده است و همچنین بر روی یک سیستم آزمایشگاهی (میز کار یک درجه آزادی مولتی روتور) پیاده سازی شده است. از آنجا که دینامیک پرنده مورد مطالعه ذاتا ناپایدار است؛ کنترل گر درونی بر روی مدلی با دقت پایین طراحی و عملکرد آن شبیه سازی می شود. پس از پیاده سازی کنترل کننده درونی بر روی سیستم واقعی و داده برداری، مدل دینامیکی حلقه درونی شناسایی می شود و در انتها با در دست داشتن مدل دقیق حلقه ی درونی، طراحی کنترل گر بیرونی به گونه ای انجام می شود تا پایداری را افزایش و عملکرد را بهبود ببخشد. نتایج شبیه سازی و آزمایش حاکی از عملکرد جالب توجه و بسیار خوب این روش می باشند.
    کلیدواژگان: سیستم ناپایدار، شناسایی حلقه بسته، مولتی روتور، پاندول معکوس، کنترل گر درونی، بیرونی، کنترل آبشاری
  • حمید بهلولی، خلیل خلیلی*، سید محمدحسین سیدکاشی صفحات 69-78

    در این تحقیق مس خالص تجاری در معرض یک فرآیند شکل دهی ترکیبی قرار گرفته است. برای این منظور از یک قالب اکستروژن پیچشی با کانال خروجی تنگ شونده استفاده شده است. سیستم های لغزشی متفاوتی از نوع برشی به دلیل اعمال کرنش های شعاعی و طولی در نمونه فعال می شود و خواص آن را تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ریز ساختار فلز مس با عبور از قالب اکستروژن پیچشی دگرگون شده و اندازه دانه به شدت کاهش می یابد. ساختار دانه بندی ماده با عبور از کانال خروجی و اعمال اکستروژن مستقیم روی آن همگن تر می شود و روند کاهش اندازه های دانه ادامه پیدا می کند. با اعمال فرآیند اکستروژن پیچشی بر روی مس، استحکام تسلیم فشاری آن از 115 به 167 مگاپاسکال و مقدار میانگین سختی از 80 به 127 ویکرز افزایش می یابد. این مقادیر با اعمال فرآیند اکستروژن مستقیم به 192 مگاپاسکال و 140 ویکرز رسیده است. همچنین نتایج نشان می دهد با اعمال فرآیند ترکیبی اکستروژن پیچشی و مستقیم بر روی فلز مس، مقدار مقاومت الکتریکی سطحی آن نسبت به نمونه اولیه حدود 7 درصد افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید، اکستروژن پیچشی، مواد فوق ریز دانه، خواص مکانیکی، رسانایی الکتریکی
  • سید مرتضی جوادپور، محمود سالاری* صفحات 79-87
    در این مقاله مشخصه های حباب کاویتاسیون مصنوعی ایجاد شده حول یک بدنه متقارن محوری با دماغه گوه ای در سرعت های مختلفی از جریان آب و در نرخ های تزریق متفاوت اندازه گیری و تحلیل تجربی شده است. هدف اصلی تحقیق، مطالعه و بررسی نرخ تزریق هوا و سرعت جریان آب بر روی ضریب پسا و شکل کاویتی می باشد. این تحقیق در یک تونل آب مدار باز با قابلیت ایجاد بیشینه سرعت 40 متر بر ثانیه مورد آزمایش و اندازه گیری قرار گرفته است. اثر تغییرات نرخ تزریق جرمی هوا از موقعیت انتهایی دماغه بر مشخصه های جریان مورد نظر و ابعاد سوپرکاویتی مورد بررسی قرار گرفت. برای هر حالت از شرایط جریان، تغییرات نیروی مقاوم دربرابر حرکت و پروفیل توزیع فشار در راستای طولی بدنه و طول حباب ایجاد شده، استخراج شده اند. سپس تاثیر پارامترهای مهم جریان های کاویتاسیونی همچون نرخ تزریق، سرعت جریان بر روی ابعاد ناحیه حباب، ضریب پسا و روابط بین آن ها مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج اندازه گیری های تحقیق حاضر نشان می دهد افزایش دبی تزریق تا دبی بهینه روی کاهش نیروی پسا تاثیر محسوسی دارد و افزایش تزریق بیش از مقدار بهینه، نیروی پسا را به مقدار نامحسوسی کاهش می دهد. و به دنبال آن عددکاویتاسیون مصنوعی هم کاهش نمی یابد.
    کلیدواژگان: تونل آب، کاویتاسیون مصنوعی، دماغه مخروطی، تزریق هوا، بدنه متقارن محوری
  • رقیه حسن زاده، محمدرضا محمدی دانیالی*، مرتضی دردل صفحات 89-94

    در سال های اخیر، به دلیل گسترش تعامل انسان و ربات بالاخص در ربات های خدمات رسان، امنیت ربات و انسان در برابر برخوردهای محیطی مورد توجه قرار گرفته است. یک ربات امن می تواند توسط سامانه نرم فعال و یا منفعل امن گردد. بازوی امن با سامانه نرم منفعل حاوی مولفه های مکانیکی چون فنر برای جذب نیروی اضافی برخورد و کاهش آن می باشد. مفاصل امن مکانیزمی با سامانه فنر غیرخطی یکی از انواع آنهاست که در آن از مکانیزمی به همراه جاذبی چون فنر استفاده می شود. این مکانیزم قادر است به محض برخورد با گشتاور حد، با جذب نیرو توسط فنر موجب افت گشتاور وارده گردد تا امنیت تامین شود. در مقابل برای مقادیر نیروی کمتر از گشتاور حد، رفتار صلب داشته باشد تا از دقت موقعیت دهی مفصل نکاهد. در این مقاله، طراحی مفاصل امن لولایی توسط مکانیزم چهار میله ای صفحه ای به همراه فنر پیچشی مدنظر قرار می گیرد. همچنین نشان می دهیم که از نقاط تکین مکانیزم چهار میله ای می توان برای طراحی مفصل امن طوری بهره گرفت که بتوان در موقعیت های گوناگون رفتار متفاوتی را از مفصل انتظار داشت.

    کلیدواژگان: امنیت، مفصل امن مکانیزمی، مکانیزم چهارمیله ای، نیرو، گشتاور حدی، تکینگی سینماتیکی
  • وحید حسینی، محمود شریعتی*، سید مهدی میرزابابایی، مسعود مهدی زاده رخی صفحات 95-104
    در این تحقیق ظرفیت جذب انرژی در لوله های آلومینیومی جدار ضخیم توخالی و پر شده با فوم در معرض بارگذاری محوری براساس مدل های آسیب مختلف به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های تعیین خواص مکانیکی نمونه ها و اعمال بارگذاری فشاری بر روی آنها با استفاده از یک دستگاه آزمایش سرو هیدرولیک Zwick انجام شده است. شبیه سازی های عددی از طریق نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده و نتایج بدست آمده از آنها با نتایج حاصل از آزمایش ها مقایسه شده است. در تحلیل های عددی از سه مدل آسیب جانسون-کوک، گارسون و روزالر اصلاح شده استفاده شده است. در نهایت مشخص می شود مدل روزالر اصلاح شده دارای کمترین میزان خطا است. مدل آسیب جانسون-کوک در نرم افزار ABAQUS موجود است، ولی مدل های آسیب گارسون و روزالر اصلاح شده از طریق زیرروال نویسی در محیط نرم افزار ABAQUS ایجاد شده اند. همچنین در این تحقیق تاثیر ضخامت و تزریق فوم بر ظرفیت جذب انرژی لوله های آلومینیومی بررسی و مشخص می شود که افزایش ضخامت جاذب تاثیر بسیار زیادی بر انرژی جذب شده و نیروی قابل تحمل توسط جاذب دارد.
    کلیدواژگان: لوله جدار ضخیم، آلومینیوم 6000، فوم، جاذب انرژی، مدل آسیب، تحلیل تجربی
  • راضیه خسروی، محمد چهاردولی*، محمد سیم جو صفحات 105-114
    دراین پژوهش، مدل ریاضی مورد اعتماد برای مدل سازی عددی فرآیند آشام خود به خودی هم سو و ناهم سو در حالت یک بعدی و دو بعدی با استفاده از نرم افزار MATLAB ارایه و اعتبارسنجی شده است. سپس مطالعات مختلفی بر روی تاثیر شرایط مرزی بر فرآیند آشام انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که میزان تولید نفت پس از بیست روز در آشام هم سو بیش از 5/1 برابر آشام ناهم سو بود. همچنین نتایج نشان داد که در بلوک ها با ارتفاع مختلف، بازده ی نفت متفاوت می باشد. بررسی آشام خودبه خودی ناهم سو در حالت دو بعدی در یک بلوک ماتریسی بزرگ درناحیه تحت هجوم آب، بیانگر همکاری نیروی ثقلی در افزایش دو برابری بازیافت نفت پس از 120 روز بود. همچنین کاهش سطح تماس آب و بلوک ماتریسی منجر به افت عملکرد فرآیند آشام در تولید نفت شد. به طوری-که مقدار بازیافت نفت آشام ناهم سو از 49 درصد (چهار وجه درتماس با آب) به 30 درصد (یک وجه در تماس با آب) در ده روز کاهش پیدا کرد. نتایج نشان می دهد که افزایش مرزهای در تماس با آب باعث افزایش بازده فرآیند آشام خودبه خودی می شود.
    کلیدواژگان: مخازن شکافدار، فشار مویینگی، آشام خودبه خودی، آشام هم سو و ناهم سو
  • ندا دهقان، پدرام پیوندی* صفحات 115-124
    شناخت خواص گرمایی پارچه سه بعدی با توجه به کاربردهای بی شماری که در انواع صنایع مانند صنایع اتومبیل سازی، تشک ها و... دارد، دارای اهمیت است. خواص گرمایی از جمله خواص فیزیکی است که تحت تاثیر پارامترهای ساختاری چون ضخامت، چگالی و... قرار دارد. هدف از این مطالعه، تعیین خواص گرمایی پارچه سه بعدی، توزیع دما و ارتباط بین میزان انتقال گرما و پارامترهای پارچه است. بدین منظور، روش پردازش تصویر بر اساس الگوریتم خوشه بندی k-means جهت تعیین دمای هر نقطه از نمونه و توزیع دما، مورد استفاد قرار گرفت. نمودار توزیع دما در عرض پارچه به صورت سه بعدی حاصل و نتایج حاصل از پردازش تصویر با استفاده از تکنیک خوشه بندی نشان داد که آهنگ انتقال گرما و انتقال گرما در نمونه ها وابسته به ضخامت و چگالی پارچه ها است، به نحوی که نمونه های متراکم دارای توزیع دمایی یکنواخت تر هستند. همچنین در بررسی ارتباط پارامترهای پارچه با نحوه انتقال گرما در آن ها، نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت و چگالی میزان رسانایی گرمایی افزایش می یابد. تکنیک پردازش تصویر برای محاسبه توزیع دما در اجسام سه بعدی به عنوان روشی دقیق پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: تصاویر گرمایی، پردازش تصویر، توزیع دما، پارچه سه بعدی، روش خوشه بندی k-means
  • امیرحسین ربیعی*، مهدی صفری، وحید طهماسبی صفحات 125-134

    شکل دهی ورق های ترکیبی ماشینکاری شده به واسطه وجود ضخامت های متفاوت دارای پیچیدگی های بیشتری نسبت به ورق های یکپارچه می باشد. وجود دو قسمت با ضخامت های متفاوت منجر ایجاد رفتارهای متفاوت شکل پذیری و به دنبال آن برگشت فنری متفاوت در آنها می شود. لذا بررسی برگشت فنری در قسمت های نازک و ضخیم ورق های ترکیبی ماشینکاری شده به منظور کمینه کردن آنها اهمیت بسزایی دارد. در این مقاله، یک سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی برای مدل سازی اثر پارامترهای مهم شامل زمان و دمای فرآیند برای پیش بینی درصد برگشت فنری ناحیه نازک و ناحیه ضخیم در ورق ترکیبی ماشینکاری شده که توسط فرآیند شکل دهی خزشی فرم دهی گردیده، استفاده شده است. همچنین در ادامه از مدل بدست آورده شده جهت بهینه سازی فرآیند شکل دهی خزشی با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. به منظور مدل سازی رفتار فرآیند، آزمایش های تجربی بر روی فرآیند شکل دهی خزشی ورق های ترکیبی ماشینکاری شده صورت پذیرفته است. دقت مدل بدست آورده شده با استفاده از نمودارهای مختلف و همچنین بر اساس معیارهای ، ، ، و بررسی شده است.

    کلیدواژگان: فرآیند شکل دهی خزشی، ورق ترکیبی ماشینکاری شده، برگشت فنری، شبکه ANFIS، الگوریتم ازدحام ذرات
  • رضا رزاقی*، فرهود شیرین زاده صفحات 135-144
    در این تحقیق شبیه سازی عددی سه بعدی بر مبنای رهیافت اویلری-لاگرانژی بر روی جریان دو فازی جامد-مایع در یک میکروکانال همگرا-واگرا با ارتفاع 200 میکرومتر انجام شده است. اندازه ذرات مورد استفاده 20، 40 و 60 میکرومتر  با چگالی 05/1 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. نتایج شامل میدان سرعت ذرات در مقطع عرضی و طولی کانال و بررسی اثر رینولدز سیال حامل، قطر ذرات، دیواره های بالا-پایین و دیواره های کناری بر میدان سرعت ذرات می باشد. نتایج حل عددی نشان می دهد علاوه بر دیواره های بالا-پایین، دیواره های جانبی نیز تا 42 درصد سرعت ذرات در مقطع مستقیم میکروکانال را کاهش می دهد. در مقایسه با پژوهش های دیگران، در این تحقیق اثر همگرا-واگرا بودن کانال بر روی ته نشینی ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در میکروکانال همگرا-واگرا پدیده ته نشینی به دلیل شتاب گرفتن ذرات در ناحیه همگرا نسبت به میکروکانال مستقیم میانگین 45 درصد کمتر اتفاق می افتد که این امر یکی از مزایای میکروکانال های همگرا- واگرا می باشد.
    کلیدواژگان: میکروکانال همگرا-واگرا، میکرو ذرات، شبیه سازی عددی، رهیافت اویلری-لاگرانژی، ته نشینی
  • علی زارعین، یاسر ملایی برزی*، برات قبادیان صفحات 145-152
    در این مطالعه، پارامترهای عملکردی یک موتور دیزل شامل توان، گشتاور و مصرف ویژه سوخت موتور با سوخت بیودیزل روغن ماهی تحت تاثیر نانوذرات نقره و نانولوله های کربنی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا سوخت بیودیزل از روغن ماهی با استفاده از واکنش تبادل استری (Transesterification) و با نسبت حجمی 20 درصد روغن ماهی و 80 درصد دیزل (B20) مخلوط تهیه شد. از نانو ذرات نقره (Ag) و نانو لوله های کربنی (CNT) با غلظت های 30، 60 و 90 ppm برای اختلاط با بیودیزل جهت بررسی تاثیر این نانو سوخت ها بر پارامترهای عملکردی موتور در چهار دور موتور 1800، 2100، 2400 و 2700 rpm در شرایط بار کامل استفاده شد. به کمک تحلیل آماری داده های آزمایش، اثر اصلی ترکیبات سوخت و دور موتور و اثرات متقابل آنها بر پارامترهای اندازه گیری شده (توان ترمزی، گشتاور و مصرف ویژه سوخت)، به روش دانکن بررسی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از نانو سوخت ها و افزایش غلظت نانو ذرات در سوخت بیودیزل (B20) در تمامی دورهای موتور، توان و گشتاور افزایش و مصرف ویژه سوخت نسبت به بیودیزل خالص کاهش یافت. توان و گشتاور موتور، با استفاده از سوخت BD+CNT90 در دور موتور  rpm2400 به ترتیب به میزان 17/ 29 و 08/17 درصد افزایش یافته و مصرف ویژه سوخت موتور با این سوخت در دور  rpm 2700  تا 7 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانوذرات، بیودیزل، عملکرد موتور، توان ترمزی، گشتاور، مصرف ویژه سوخت
  • مهدی زارع مهرجردی*، اصغر دشتی رحمت آبادی، علی صادق نژاد فرد صفحات 153-162
    طراحی یاتاقانها با ساختار هندسی متفاوت و استفاده از مواد افزودنی در کنار روانکارها از جمله راهکارهای پیشنهادی برای بهبود پایداری دینامیکی یاتاقان های ژورنال هیدرودینامیکی هستند. بکارگیری مدل های تحلیلی جدید در ارزیابی عملکرد روانکارهای نوساختار غیرنیوتنی نسبت به معادلات ناویر استوکس امری اجتناب ناپذیر می باشد. سیال تنش کوپل نمونه ای از این مدل هاست که در پژوهش حاضر پایداری یاتاقان های غیرمدور سه لب توسط آن بررسی شده است. به این منظور در ابتدا معادله ی رینولدز حاکم بر روانکاری هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال طول محدود بر پایه مدل تنش کوپل استخراج گردیده است. در ادامه با فرض مدل خطی برای اغتشاشات حرکتی مرکز روتور در قالب نوسانات سیکل محدود، مولفه های فشار دینامیکی و ضرایب سختی و میرایی معادل فیلم روانکار محاسبه شده اند. در نهایت با بررسی همزمان معادله رینولدز و معادلات حرکت روتور، جرم بحرانی و نسبت فرکانس چرخش گردابی مرکز روتور برای تعیین حوزه ی پایداری یاتاقان مشخص شده اند. نتایج از بهبود پایداری و توان میراکنندگی اغتشاشات حرکتی روتور توسط روانکار با افزایش پارامتر مشخصه تنش کوپل حکایت دارند. همچنین تاثیر تغییرات پارامتر مشخصه روانکار با افزایش میزان غیرمدوری یاتاقان های سه لب بطور قابل توجهی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: یاتاقان ژورنال غیرمدور سه لب، روانکار تنش کوپل، پایداری دینامیکی، روش اجزاء محدود
  • مسعود سبزی*، رقیه کلانتری پور، احمد منشی صفحات 163-171
    هدف از پژوهش حاضر، طراحی قالب ریخته گری تکباری و انتخاب فرآیند بهینه ذوب ریزی ویژه ی تولید تختال های فولادی کم آلیاژی و شبیه سازی فرآیند مذکور جهت صحه گذاری آن می باشد. برای این منظور، ابتدا یک قالب فلزی (مسی با جریان آبگرد) با ابعاد mm300 - 150 × 4000 × 2000  طراحی گردید. سپس طراحی قالب و فرآیند بهینه ذوب ریزی تکباری توسط نرم افزار ریخته گری procast شبیه سازی شد. قابل ذکر است که برای شبیه سازی فرآیند ریخته گری تختال مورد نظر، ضخامت های 300 و 150 میلی متر در نظر گرفته شد. همچنین برای خانواده ی فولادهای کم آلیاژی، فولاد AISI 5132 در نظر گرفته شد. نتایج بررسی ها نشان داد که استفاده از قالب مسی برای ریخته گری تختال های فولادی کم آلیاژی نتایج قابل قبولی را ارایه می نماید. برسی نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت تختال فولادهای کم آلیاژی از 150 میلی متر به 300 میلی متر، میزان حفرات گازی و انقباضی، زمان انجماد، میزان تلاطم مذاب، تعداد نقاط داغ تختال و مدت زمان لازم جهت رسیدن مذاب به خط سالیدوس همگی افزایش یافته و در مقابل، نرخ انجماد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: تختال های فولادی، طراحی قالب، ریخته گری تکباری، خواص متالورژیکی، عیوب ریخته گری
  • زهرا سجادیان، محمدرضا صفاریان*، سید سعید بحرینیان صفحات 173-181

    در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، ویژگی های دینامیکی جریان در سه مدل از شیارهای یک و دو جهته نشت بند گازی خشک یک کمپرسور گریز از مرکز، شبیه سازی می شود. ناحیه محاسباتی شامل فیلم گاز بین دو رینگ ثابت و چرخان و فضای درون شیارها است. عملکرد نشت بند تحت ضخامت های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور انجام حل عددی، معادله های پیوستگی و ناویر - استوکس با فرض سیال گاز ایده آل با استفاده از سلول های با سازمان و شش وجهی، حل می شوند. رژیم جریان لایه ای در نظر گرفته می شود. نتایج به دست آمده شامل توزیع فشار، نیروی بازکننده، میزان نشتی و سفتی فیلم گاز می باشند. ابتدا نشت بند یک جهته مدل شده و نتایج حاصله با نتایج تجربی مقایسه می شوند. در ادامه دو مدل هندسی متفاوت شیار دو جهته مورد استفاده قرار می گیرند و نتایج بدست آمده مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که نیروی بازکننده و سفتی فیلم گاز در دو مدل هندسی با شیار دو جهته از شیار یک جهته بیشتر هستند. همچنین میزان نشتی در این دو مدل هندسی نیز نسبت به شیار یک جهته کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: نشت بند گازی خشک، شیارهای یک و دو جهته، دینامیک سیالات محاسباتی، نیروی باز کننده و بسته کننده، سفتی فیلم گاز
  • نوید شریفی* صفحات 183-191
    کمپرسورهای محوری در معرض دو نوع از ناپایداری های آیرودینامیکی کمپرسور، یعنی واماندگی گردان و سرج هستند که موجب کاهش شدید کارایی کمپرسور خواهد شد. این ناپایداری ها همان بهم ریختگی شرایط عملکرد طبیعی سیستم بوده و موجب کاهش شدید بازده کمپرسور می شوند. یکی از معروف ترین مدل های تحلیل این پدیده های مخرب، معادلات مور-گرایتزر هستند، که بصورت گسترده برای تحلیل ناپایداری های واماندگی گردان و سرج به کار می روند. در این مقاله از یک روش ریاضی برای تبدیل دستگاه معادلات غیر خطی PDE به سه معادله خطی همزمان ODE استفاده شده است. سپس این سیستم معادلات جدید، با استفاده از تقریب زدن منحنی مشخصه کمپرسور بصورت یک چندجمله ای درجه سوم، محدوده وقوع این ناپایداری ها پیش بینی می شود. با استفاده از یک پارامتر بی بعد به نام B گرایتزر، تغییرات جریان جرم و نسبت فشار کمپرسور، محاسبه شده و تاثیر آن بر عملکرد کلی کمپرسور محوری ارایه می شود. نتایج حاکی از آن است که دامنه اغتشاشات جریان در حالتی که B > 0.3 است، به صورت نوسانی، روند افزاینده یافته است و برای مقادیر B < 0.3، حالتی همگرا داشته و دامنه اغتشاشات به یک مقدار ثابت غیر صفر، میل می کند. همچنین، مشاهده می شود که دامنه نوسانات تابع جریان و ضریب فشار، با افزایش پارامتر B توسعه یافته و تعداد دورهای چرخه های اغتشاشی آن، نیز افزایش می یابد. نهایتا، مشاهده شد که مقدار مرزی B = 0.26 را می توان به عنوان نقطه بحرانی برای ممانعت از ورود کمپرسور به محدوده عملکرد ناپایدار خود، یعنی واماندگی گردان و سرج در نظر گرفت.
    کلیدواژگان: کمپرسور محوری، معادلات مور-گرایتزر، واماندگی گردان، سرج، کنترل فعال
  • محمد شفیعی دهج*، مصطفی زمانی محی آبادی، سید محمدصادق حسینی صفحات 193-202

    از آنجا که میزان انرژی تولید شده توسط سیستم های فتوولتایی به صورت نمایی در حال رشد است، نیاز به پیش بینی توان تولید آنها بسیار مهم تر از گذشته است. در این مقاله با استفاده از شبکه عصبی، مدل سازی سیستم های فتوولتایی پنل های مونو و پلی کریستال نیروگاه5/2 کیلووات سایت خورشیدی دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان انجام شده است. هدف  از این تحقیق به دست آوردن مدلی بهینه می باشد. مدل های به دست آمده با استفاده از شبکه های عصبی توسط داده های جمع آوری شده یک ساله سایت مورد نظر، باهم مقایسه گردیدند. در این مدل ها ورودی ها، دمای پنل و تابش مستقیم خورشید و خروجی ها توان تولیدی پنل های مونوکریستال و پلی کریستال می باشند. آنالیز حساسیت برای انواع ورودی و خروجی و نیز برای تعداد لایه های مختلف نرون ها و توابع مختلف نیز بررسی گردید. نتایج حاصله گویای مدل سازی دقیق پنل ها توسط شبکه عصبی مورد استفاده می باشد. نتایج نشان می دهد که  مدل با ورودی دما و تابش و توان خروجی پنل مونوکریستال و پلی کریستال، از همه مدلها بهتر می باشد.

    کلیدواژگان: مدل سازی، شبکه عصبی، آنالیز حساسیت، پنل های فتوولتایی، ورودی ها، توان خروجی
  • اکبر طلوعیان، مقصود دلیری*، محرم شاملی صفحات 203-208
    هدف مطالعه ی حاضر بررسی تاثیرات استفاده از یک روانکار فروسیال و تنش کوپلی در حضور میدان مغناطیسی بر روی مشخصات فیلم فشرده می باشد. برای این هدف، مدل فروهیدرودینامیک اشلیومیس و سیال مدل تنش کوپلی استوکس به کار برده می شوند. هندسه در نظر گرفته شده صفحات بیضوی شکل می باشند. تاثیرات سیال مدل تنش کوپلی، تمرکز حجمی ذرات فروسیال، پارامتر لانگوین و نسبت ابعاد بر روی ویژگی های فیلم فشرده شامل توزیع فشار در فیلم روانکار، ظرفیت حمل بار و زمان پاسخ مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. مطابق نتایج بدست آمده، استفاده از روانکار فروسیال در حضور میدان مغناطیسی و همچنین روانکار تنش کوپلی منجر به افزایش ویژگی های فیلم فشرده می شود که در روانکاری بسیار حایز اهمیت است از طرف دیگر نتیجه گرفته شد که تغییرات نسبت هندسی باعث تغییرات چشمگیر در مشخصات فیلم فشرده می شود.
    کلیدواژگان: فیلم فشرده، صفحات بیضوی شکل، روانکار فروسیال، روانکار مدل تنش کوپلی
  • مهران عبدالعلی پورعدل، محسن رستمی، فرزاد محمدخانی*، شهرام خلیل آریا صفحات 209-217
    امروزه یکی از فن آوری های مناسب از نظر تولید توان و صرفه جویی در مصرف انرژی با راندمان بالا، استفاده از سیستم های تولید همزمان است که از سوخت-های تجدید پذیر به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی استفاده می شود. در این مطالعه سیستم تولید همزمان شامل توربین گازی مبتنی بر سوخت بیوگاز، چرخه رانکین آلی، آب گرم کن داخلی، واحد اسمز معکوس و الکترولایزر غشاء پروتونی می باشد. این سیستم تولید همزمان جدید از دیدگاه انرژی و اگزرژی تحلیل شده است، سپس یک مطالعه پارامتری برای نشان دادن تاثیر برخی پارامترهای کلیدی (از جمله نسبت فشار کمپرسور، فشار چگالنده، دمای تبخیرکن، دمای پیش گرمکن و دمای ورودی توربین گازی) روی پارامترهای عملکرد سیستم تولید همزمان مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا این سیستم نسبت به بازده حرارتی بهینه سازی شده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که بازده حرارتی دارای مقادیر بهینه نسبت به دمای تبخیرکن و نسبت فشار کمپرسور می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقادیر توان خالص تولیدی 1192 کیلووات، آب شیرین تولیدی 584/5 کیلوگرم بر ثانیه، بازده حرارتی %74/55، بازده اگزرژی %56/30، هیدروژن تولیدی 455/1 کیلوگرم بر ساعت و تخریب اگزرژی کل 2827 کیلووات می باشد.
    کلیدواژگان: تحلیل ترمودینامیک، بیوگاز، توربین گاز، تولید هیدروژن، آب شیرین، تولید چندگانه
  • امین فرزین، مهرانگیز قاضی*، امیرفرهنگ ستوده، محمد نیکیان صفحات 219-228

    در این مطالعه روشی سریع و قابل اطمینان جهت طراحی دقیق مبادله کن های پوسته و لوله در شبکه مبادله کن های گرمایی ارایه شده است. در همین راستا، متغیرهای طراحی از قبیل مسیر جریان هر یک از دو سیال، تعیین تعداد پوسته های لازم، سرعت و افت فشار مجاز، تعداد لوله ها، تعداد گذر در لوله و پوسته، طول لوله ها، چیدمان لوله ها، اندازه و درصد برش دیوارک ها، قطر لوله ها، قطر پوسته، نسبت گام لوله ها و معادلات تجربی مناسب برای محاسبه ضریب های انتقال گرما و افت فشار برای جریان سمت پوسته و لوله در نظر گرفته شده است. با توجه به حجم بالای محاسبات از الگوریتم وال (نهنگ) برای طراحی بهینه مبادله کن های گرمایی از نقطه نظر اقتصادی و در نظر گرفتن هزینه کلی که شامل هزینه سرمایه گذاری مبادله کن ها، پمپ ها و هزینه عملیاتی می باشد، به-عنوان تابع هدف، استفاده شده است. دو مورد مطالعاتی چهار و ده جریانی برای طراحی تفصیلی انتخاب شده، که در مورد مطالعاتی اول به طور میانگین نسبت به مراجع 55/20 % و مورد مطالعاتی دوم بطور میانگین نسبت به مراجع 40/14% کاهش در هزینه نهایی کلی شبکه مبادله کن گرمایی را نشان می-دهد.

    کلیدواژگان: مبدل پوسته و لوله، شبکه مبادله کن گرمایی، بهینه سازی، الگوریتم وال، هزینه نهایی سالیانه، مطالعه فنی-اقتصادی
  • کیوان فلاح* صفحات 229-234
    حرکت قطرات در میکروکانال ها کاربردهای زیادی، از جمله کپسوله نمودن دارو، آنالیز DNA و حمل دارو دارد. در این مقاله، فرآیند تشکیل قطرات در میکروکانال Y-شکل، بصورت عددی، شبیه سازی می شود. به این منظور، از نرم افزار Ansys Fluent استفاده می شود. کار عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین اعتبارسنجی شده است. مقایسه بین نتایج نشان می دهد که شبیه سازی حاضر انحرافی کمتر از 10 درصد با مطالعات آزمایشگاهی محققان پیشین دارد. تاثیر تغییر نسبت جریان (2/25≥Q≥6/0) روی الگوی جریان، اندازه قطره، فاصله بین قطرات و زمان شکست برای چهار زاویه بین ورودی میکروکانال (45، 90، 135 و 180 درجه) با جزییات انجام شده است. سه نوع رژیم جریان: فشاری، چکیدن و موازی ملاحظه شد. نتایج نشان می دهند زاویه بین ورودی های میکروکانال 135، زاویه بهینه برای تولید کوچکترین قطرات می باشد. همچنین مشاهده می شود که در زاویه بهینه با افزایش نسبت جریان از 6/0 به 2/25، اندازه و زمان بی بعد قطرات به ترتیب 83/3 و 33/3 برابر کاهش می یابد. هرچند این پارامتر اثر معکوس روی فواصل مابین قطرات دارد بطوریکه که منجر به افزایش 33/4 برابری فواصل مابین قطرات تشکیل شده می شود.
    کلیدواژگان: میکروفلوئیدیک، جریان دوفازی، میکروکانال Y-شکل، روش حجم سیال
  • رستم اکبری کنگرلوئی، مجید عباسعلیزاده*، احد رمضانپور صفحات 235-243
    در این تحقیق به صورت تجربی عملکرد حرارتی لوله گرمایی نوسانی داخل شیاردار (IGOHP) با سیال عامل آب مقطر موردبررسی قرار گرفت. نتیجه آزمایش ها نشان داد که در نسبت پرشوندگی 60 درصد کمترین مقاومت گرمایی و بیشترین رسانایی گرمایی بدست آمد، سپس IGOHP به ازای نسبت پرشوندگی بهینه (60 درصد) در توان های گرمایی مختلف و در زوایای انحراف مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که در توان گرمایی 50 وات مقاومت گرمایی در زوایای °70 و °90 بیشتر از زوایای °5، °15 و °30 است و در بین آن ها کمترین مقاومت گرمایی در زاویه °15 درجه بدست آمد ولی در توان های گرمایی 100 وات و بالاتر مقاومت گرمایی در زوایه °90 کمتر از بقیه زوایا بود. همچنین شروع به کار اولیه در زاویه انحراف °15 زودتر از°90 اتفاق افتاد. نتیجه قابل توجه این است که در توان های گرمایی بالاتر از 200 وات مقدار مقاومت گرمایی در زاویه°15 تقریبا برابر با زاویه °90 است که به نوبه خود یک دستاورد مهم برای IGOHP می باشد و می تواند نویدبخش حل مشکل لوله های گرمایی نوسانی در زوایای نزدیک به افق باشد.
    کلیدواژگان: مقاومت گرمایی، لوله گرمایی نوسانی، پرشوندگی، زاویه شیب، داخل شیاردار
  • احسان مهرابی گوهری*، محمد سفید، علیرضا ملوزه، محسن مظفری شمسی صفحات 245-250
    در این تحقیق به کمک روش ترکیبی شبکه بولتزمن و نمایه هموار بستر سیالی مایع-جامد با سیال غیرنیوتنی قانون توانی مدل سازی شده است. هندسه بستر کانال استوانه ای حاوی ذرات کروی با قطرهای یکسان می باشد. مدل هیدرودینامیکی سیال بر مبنای روش شبکه بولتزمن باتناگار-گروس-کروک بوده و جهت برقراری شرط عدم لغزش در فصل مشترک جامد - مایع از روش نمایه هموار استفاده شده است. جهت بررسی قابلیت روش مطرح شده در مدل سازی بسترهای سیالی غیرنیوتنی، یک نمونه بستر سیالی با 416 ذره به صورت عددی مدل شده و نتایج مدل سازی برای یک سیال نیوتنی (آب) و دو سیال غیرنیوتنی قانون توانی به عنوان سیال عامل بستر بررسی و با نتایج تجربی ارایه شده توسط محققان مقایسه گردیده است. ارزیابی ها برای حداقل سرعت سیالیت سیالات غیرنیوتنی با رابطه تجربی یو انجام شده، همچنین برای تخلخل و ارتفاع بستر، نتایج مدل سازی سیال نیوتنی با رابطه تجربی ریچاردسون-زاکی و سیالات غیرنیوتنی با رابطه میشاس و آلبرچیوا مقایسه شده است، که با توجه به میزان خطای میانگین روابط تجربی استفاده شده در هر مورد توافق خوبی میان نتایج عددی و تجربی مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: بستر سیالی مایع-جامد، شبکه بولتزمن، نمایه هموار، سیال غیرنیوتنی قانون توانی
  • اسماعیل لکزیان*، مازیار حکمت شعار صفحات 251-258
    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.
    کلیدواژگان: حل تشابهی، صفحه متخلخل، تحلیل آنتروپی، بلازیوس، نانوسیال، نقطه سکون
  • هاشم غریبلو* صفحات 259-265
    این مقاله یک الگوریتم مبتنی بر کنترل مدل پیش بین را برای ردیابی مسیر یک خودرو در مسیر منحنی الخط ارایه می دهد. برای بیان حرکت خودرو و  بدست آوردن مدل دینامیک غیر خطی خودرو از  مدل دوچرخه با 6 متغیر حالت استفاده شده است. با اعمال کردن قیود لازم سینماتیکی بر متغیرهای حالت و کنترل و نیز با در نظر گرفتن محدودیت شتاب موتور و شتاب  ترمزی از کنترل کننده مدل پیش بین برای دنبال کردن مسیر مطلوب استفاده شده است. فرمول بندی مسئله کنترل با درنظر گرفتن افق پیش بین مناسب و تابع هدف بهینه سازی مرتبه دوم برای حداقل سازی همزمان خطای مسیر و تغییرات متغیرهای کنترل بهره گرفته شده است. در فرآیند بهینه سازی ضرایب وزنی مناسب برای متغیرها درنظر گرفته شده است. در انتها برای بررسی توانایی و کارآیی الگوریتم کنترلی ارایه شده در ردیابی مسیر مطلوب خودرو از شبیه سازی استفاده شده است. نتایج خروجی شبیه سازی بیانگر توانایی قابل قبول الگوریتم برای تعقیب مسیر مورد نظر با سرعت قابل قبول و خطای ناچیز بوده است.
    کلیدواژگان: خودرو، خودران، کنترل پیش بین، ردیابی، مسیر منحنی الخط، مدل سازی
  • حسن حاج عبداللهی*، وحید قمری صفحات 267-276
    در این پژوهش به مدلسازی یک سیستم آب شیرین کن MEE-TVC و یک سیستم تولید همزمان سرمایش، گرما و توان CCHP پرداخته می شود. در سیستم تولید همزمان، آب شیرین کن به سیستم CCHP کوپل شده و انرژی مورد نیاز خود را از محرک اصلی و یک دیگ پشتیبان تامین می نماید. این سیستم نیازهای سرمایش، گرما، برق و آب شیرین یک هتل را فراهم می کند. در سیستم سنتی تامین نیازهای هتل به صورت جداگانه، توسط هر یک از تجهیزات سیستم تولید همزمان، انجام می گردد.کوپل این دو سیستم با یکدیگر منجر به کاهش آلاینده های زیست محیطی و هزینه سالیانه نسبت به سیستم سنتی خواهد شد. نتایج نشان می دهد که هزینه سالیانه و جریمه انتشار آلاینده برای سیستم تولید همزمان 34/39% و %65/40 به ترتیب، نسبت به سیستم سنتی کاهش یافته است. هم چنین افزایش مصرف انرژی تجهیزات با عملکرد و بازده آن ها در بار جزیی بهینه نسبت به حداکثر عملکرد و بازده در یک بار جزیی خاص، محاسبه شده که حداکثر آن ها در ماه هشتم برای چیلرهای جذبی و الکتریکی 91%  و 94% و در ماه دوازدهم برای دیگ پشتیبان و موتور دیزل 45% و 6% به ترتیب، حاصل شده است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، سیستم های تولید همزمان، آب شیرین کن های تبخیری، ارزیابی اقتصادی
  • جمال دباغ، بشیر بهجت خواجه*، مجتبی یزدانی، مصطفی رضایی صفحات 277-286
    در این پژوهش، اثر افزودن گرافن اکسید عامل دار بر روی خواص مکانیکی چسب اپوکسی بررسی شده است. ابتدا گرافن اکسید با اکسایش گرافیت به کمک روش اصلاح شده هامرز، تهیه و سطح آن با عامل سیلانی، تری آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان (3-APTES) اصلاح گردید. تاثیر افزودن مقادیر 0.1، 0.2 و 0.3 درصد وزنی از گرافن اکسید آمینه (GO-NH2) روی خواص کششی و برشی چسب اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. سپس نمونه بالک و نمونه اتصال چسبی ضخیم(TAST) از چسب خالص و چسب تقویت شده با مقادیر وزنی مختلف گرافن اکسید آمینه شده، تهیه، و تحت آزمون کشش و آزمون برش خالص به منظور تعیین خواص کششی و برشی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد وجود گرافن اکسید عامل دار موجب بهبود خواص مکانیکی چسب می شود که در آن، نقطه بهینه این افزایش در نمونه های حاوی 0.1 درصد وزنی گرافن اکسید اصلاح سطحی بوده است. به طوری که افزودن این مقدار گرافن اکسید آمینه به چسب اپوکسی باعث افزایش 35%، %44، %53 و %34 به ترتیب در مدول الاستیسیته، استحکام نهایی، چقرمگی و مدول برشی چسب می شود.
    کلیدواژگان: خواص مکانیکی، نانوکامپوزیت، چسب اپوکسی، گرافن اکسید آمینه شده، نمونه بالک و TAST
  • رضا افراسیابی، نادر پورمحمود حصار*، ایرج میرزایی صفحات 287-293
    طراحی یاتاقان ها با ساختار هندسی متفاوت و استفاده از مواد افزودنی در کنار روانکارها از جمله راهکارهای پیشنهادی برای بهبود پایداری دینامیکی یاتاقان های ژورنال هیدرودینامیکی هستند. بکارگیری مدل های تحلیلی جدید در ارزیابی عملکرد روانکارهای نوساختار غیرنیوتنی نسبت به معادلات ناویر استوکس امری اجتناب ناپذیر می باشد. سیال تنش کوپل نمونه ای از این مدل هاست که در پژوهش حاضر پایداری یاتاقان های غیرمدور سه لب توسط آن بررسی شده است. به این منظور در ابتدا معادله ی رینولدز حاکم بر روانکاری هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال طول محدود بر پایه مدل تنش کوپل استخراج گردیده است در ادامه با فرض مدل خطی برای اغتشاشات حرکتی مرکز روتور در قالب نوسانات سیکل محدود،. مولفه های فشار دینامیکی و ضرایب سختی و میرایی معادل فیلم روانکار محاسبه شده اند. در نهایت با بررسی همزمان معادله رینولدز و معادلات حرکت روتور، جرم بحرانی و نسبت فرکانس چرخش گردابی مرکز روتور برای تعیین حوزه ی پایداری یاتاقان مشخص شده اند. نتایج از بهبود پایداری و توان میراکنندگی اغتشاشات حرکتی روتور توسط روانکار با افزایش پارامتر مشخصه تنش کوپل حکایت دارند. همچنین تاثیر تغییرات پارامتر مشخصه روانکار با افزایش میزان غیرمدوری یاتاقان های سه لب بطور قابل توجهی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: یاتاقان ژورنال غیرمدور سه لب، روانکار تنش کوپل، پایداری دینامیکی، روش اجزاء محدود
  • احمد بن سعید، شیماء عزیزی*، سید محسن پیغمبرزاده صفحات 295-304
    در این مقاله، یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی که قابلیت نصب مخزن گرمایی جهت ذخیره انرژی گرمای نهان (LHTESS) را دارد ساخته شد و از نمک گلوبر به عنوان ماده ی تغییر فاز دهنده (PCM) در مخزن گرمایی برای ذخیره انرژی گرمایی استفاده شد. استفاده از بند نیز در لبه ی هر پلکان موجب هدایت اجباری جریان آب بر روی صفحه ی جذب کننده و افزایش زمان ماند آن درون دستگاه شد. کارکرد گرمایی دستگاه با مخزن (LHTESS) و بدون مخزن ذخیره گرمایی (WLHTESS) در روزهای گوناگون موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در ساعات آفتابی میزان تولید آب شیرین در دستگاه بدون مخزن گرمایی از دستگاه با مخزن گرمایی بیشتر است اما در ساعات پس از غروب آفتاب، میزان آب شیرین دستگاه با مخزن گرمایی به میزان چشمگیری از دستگاه بدون مخزن گرمایی بیشتر است. به علاوه، نتایج نشان داد که با افزایش میزان دبی ورودی آب شور از 50 به ml/min 150 برای دستگاه بدون مخزن ذخیره انرژی، میزان آب شیرین تولیدشده از 423 به ml/m2 day 252 و برای دستگاه با مخزن ذخیره از 396 به ml/m2 day 235 کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نمک زدایی، آب شیرین کن خورشیدی پلکانی، تولید آب شیرین، ماده تغییرفاز دهنده
  • محسن طالب زادگان، مجتبی مروج*، احسان الله عصاره، محسن ایزدی صفحات 305-314

    در پژوهش حاضر، انتقال گرمای جابه جایی طبیعی در فرآیند ذوب یک ماده تغییر فازدهنده غیرنیوتنی کاریو در فضای بین دو استوانه عمودی هم مرکز درحضور محیط متخلخل، با روش آنتالپی تخلخل مورد بررسی قرارگرفت. ابتدا معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی حاکم بر فرآیند ذوب سیال غیرنیوتنی استخراج گردید، سپس جهت بدست آوردن الگوی کلی در خصوص مدل سازی فرآیند ذوب معادلات مذکور به صورت بی بعد نشان داده شده اند. موضوع استقلال از حل شبکه محاسباتی مدل هندسی، جهت بررسی دقت محاسبات، نیز کنترل گردید. به منظور اعتبار سنجی نتایج ارایه شده، نتایج پژوهش حاضر با نتایج پژوهش های پیشین مقایسه گردید. نتایج به دست آمده به صورت نمودارهای تغییرات کسر حجمی مذاب بر حسب تغییر عدد استفان، شاخص توانی کاریو و ضریب تخلخل ارایه شده است. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت منظری از 5/0 تا 2 عدد ناسلت و سرعت افزایش ولی سرعت ذوب کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد استفان و کاهش پارامتر تخلخل، سرعت ذوب افزایش می یابد. بعلاوه در محیط متخلخل تغییر شاخص کاریو تاثیری بر روی نرخ فرآیند ذوب ندارد.

    کلیدواژگان: سیال غیر نیوتنی کارئو، انتقال گرمای جابجایی طبیعی، محیط متخلخل، فرآیند ذوب، مواد تغییر فاز دهنده
  • فاطمه چمنی، حسین بیکی* صفحات 315-322
    در این پژوهش مهار CO2 و تعیین نسبت مناسب هیدروژن به منو کسید کربن مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده دما و فشار عملیاتی فرآیند به برتیب oC 525-850 و bar 12-18 مطابق با استانداردهای موجود در منابع در نظر گرفته شد. مکان یابی جریان برگشتی جهت صرفه جویی اقتصادی و جلوگیری از هدر رفت گاز متان، و همچنین نسبت بخار آب به خوراک مناسب جهت انجام واکنش های ریفرمینگ با راندمان بالا مورد بررسی قرار گرفت. مدل ترمودینامیکی انتخاب شده در این پژوهش انطباق بسیار خوبی با داده های صنعتی با بیشینه انحراف 10% دارد. نتایج شبیه سازی نشان داد که بهترین شرایط عملیاتی برای مهار CO2، محدوده دمایی C°650-550 و و فشار bar 4/15 می باشد. همچنین نسبت مناسب بخار آب به خوراک فرآیند سه در نظر گرفته شد. مکان مناسب برای ورود جریان برگشتی، راکتور شیفت می باشد. در این شرایط مهار CO2 به خوبی انجام می شود و نسبت مناسب هیدروژه به منوکسید کربن (29/2) به عنوان خوراک مناسب صنعت تولید الکل تولید می شود.
    کلیدواژگان: گاز سنتز، اصلاح مجدد، آلودگی زیست محیطی، مهار CO2
  • مریم سادات اعرابی، مازیار دهقان*، سعید ضیائی راد صفحات 323-330
    در تحقیق حاضر مصرف انرژی یک ساختمان ویلایی موجود در اصفهان طی یک سال خورشیدی به کمک نرم افزار Desing Builder(DB) (نسخه 6.1) شبیه سازی و نتایج با قبوض انرژی (گاز و برق) صحت سنجی شدند. پس از تحلیل ضعف های ساختمان، پوسته در دو مورد مجزا یکی با هدف رعایت مبحث 19 مقررات ملی ساختمان و دیگری با رعایت استاندارد ASHRAE2/90 به منظور انجام مطالعه تطبیقی، بهسازی شده است. میزان مصرف انرژی مورد نیاز برای سرمایش و گرمایش ساختمان موجود با رعایت الزامات مبحث 19 و استاندارد ASHRAE2/90 به ترتیب برابر 63 و 70 درصد قابل صرفه جویی است. این مطلب موید داده های کلان میزان مصرف انرژی در بخش ساختمان در ترازنامه انرژی کشور می باشد که میزان مصرف انرژی در ساختمان های موجود حدود 4 برابر استانداردهای روز بین المللی می باشد. در ادامه نقش بکارگیری بام سبز از دیدگاه تاثیر آن بر میزان انرژی مورد نیاز برای سرمایش و گرمایش در این دو ساختمان بهسازی شده نیز مورد مطالعه قرار گرفت که بکارگیری آن باعث کاهش 9.5 و 4 درصدی مصرف انرژی در ساختمانی که به ترتیب بر مبنای الزامات مبحث 19 و ASHRAE2/90 ساخته شده است خواهد شد.
    کلیدواژگان: بام سبز، بهسازی مصرف انرژی ساختمان، عملکرد حرارتی، مبحث 19، استاندارد ASHRAE 2، 90 (نسخه 2018)
  • هنگامه رضایی، حشمت الله حقیقت* صفحات 331-340

    در این مقاله فرآیند نورد نامتقارن ورق های فلزی به روش کرانه بالایی تحلیل شده است. در تحلیل، قوس های تماس غلتک های بالا و پایین با ورق، با وترهای نظیر آن ها جایگزین شده اند. ماده در حال تغییرشکل به دو قسمت بالایی و پایینی که توسط یک خط موازی با خط میانی ورق تغییرشکل یافته از هم جدا شده اند، تقسیم شده است. محل های تقاطع امتداد وترهای غلتک ها با خط مذکور، به عنوان مراکز دستگاه های مختصات استوانه ای تعیین شده اند. هر قسمت به سه ناحیه تغییرشکل تقسیم و بر اساس میدان سرعت ارایه شده توان های برشی، اصطکاکی، تغییرشکل داخلی و توان کل محاسبه شده اند. توان کل نسبت به موقعیت مرز مشترک بین دو قسمت بالایی و پایینی و موقعیت مکان های نقطه های خنثی روی غلتک ها بهینه شده است. نتایج تحلیل شامل گشتاور لازم، نیروی نورد و شعاع انحنای ورق خروجی، با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی سایر محققان و همچنین با نتایج شبیه سازی عددی با نرم افزار دیفرم مقایسه شده اند. مقایسه ها نشان داده شد که در پایان نیز اثر عوامل نامتقارنی فرآیند بر گشتاور لازم، نیروی نورد و شعاع انحنای ورق تغییرشکل یافته بررسی شده اند.

    کلیدواژگان: نورد نامتقارن ورق، کرنش صفحه ای، کرانه بالایی، گشتاور نورد، شعاع انحنا، شبیه سازی
  • محمدعلی کوچک زاده*، پیمان غلامی، محمدعلی فارسی صفحات 341-350

    در این مطالعه، روشی برای بررسی عدم قطعیت صفحه مستطیلی چندلایه ای ساخته شده از الیاف شیشه/اپوکسی با وجود ترک بین لایه ای اولیه در بارگذاری حالت اول، دوم و ترکیبی اول/دوم با استفاده از معیار انرژی انجام شده است. توابع حالت حدی برای تحلیل قابلیت اطمینان رشد جدایش در هریک از حالت های بارگذاری، طبق مفاهیم مکانیک شکست و آزادسازی انرژی به دست آمده است. با استفاده از متغیرهای تصادفی و توابع حالت حدی طبق معیار انرژی، بررسی عدم قطعیت با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شده است. ایده اصلی روش سطح پاسخ، تقریب تابع سطح پاسخ ضمنی با استفاده از یک تابع ریاضی صریح با متغیرهای تصادفی درگیر در تابع حالت حدی است. از آن جا که تقریب تابع حالت حدی صریح است، می توان از روش مرتبه اول/دوم قابلیت اطمینان برای تخمین احتمال شکست استفاده کرد. نتایج حاکی از آن است که احتمال رشد جدایش در روش سطح پاسخ نسبت به دو روش مرتبه اول/دوم قابلیت اطمینان مقدار بیشتری است. سرانجام، تاثیر طول جدایش اولیه، تعداد لایه ها و بارگذاری در حالت های مختلف بر رشد جدایش چندلایه ساخته شده از مواد مرکب به دست می آید.

    کلیدواژگان: جدایش، آزادسازی انرژی، روش سطح پاسخ، روش مرتبه اول، دوم قابلیت اطمینان
  • سید علی زمانی، حمید گرجی*، محمد بخشی جویباری، سیدجمال حسینی پور، مرتضی حسین زاده صفحات 351-360

    فلزات و آلیاژهای ریز دانه که به روش های مختلف تولید می شوند از خواص مکانیکی مناسبی از قبیل استحکام بالا، چقرمگی زیاد و قابلیت شکل پذیری مناسب برخوردار بوده و دارای کاربردهای خاصی هستند. در سال های اخیر، بررسی روش های گوناگون تولید و بهبود خواص مکانیکی نمونه ها، موضوع بسیاری از پژوهش ها بوده است. اخیرا فرآوری این نوع مواد با استفاده از اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید به طور  قابل ملاحظه ای مورد توجه محققان واقع شده است. در این تحقیق به منظور اصلاح روش مرسوم ECAP، نمونه مسی توسط یک قالب جدید تحت عنوان قالب ترکیبی، تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفت. به منظور مقایسه خواص مکانیکی نمونه های تولید شده به این روش با روش ECAP، تست های تجربی انجام شد. با بررسی مقادیر سختی در نقاط گوناگون از سطح مقطع نمونه ها و همچنین تعیین استحکام و اندازه دانه در ریزساختارهای ایجاد شده، مشخص شد که پس از انجام فرآیند به روش حاضر، می توان به ساختاری ریز دانه تر با میزان بالاتری از سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی در مقایسه با روش ECAP دست یافت.

    کلیدواژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید، قالب ترکیبی، استحکام کششی، سختی، ریز ساختار، مس خالص
  • صفورا کریمی*، آنا عبیری، مجتبی شفیعی، نگین محمدزاده صفحات 361-368
    امروزه بحث تعامل قطره با سیال از مباحث چالش برانگیز در جریان های چند فازی (مایع-مایع) است. در مطالعه ی حاضر به بررسی آزمایشگاهی حرکت قطره ی نفتی از درون سیال ساکن آب و سپس عبور آن از سطح مشترک آب-نفت پرداخته شده است. برای این منظور از سیستم تصویربرداری و سپس پردازش تصویر استفاده شده است. نفت مورد استفاده، نفت خام سنگین گرفته شده از یکی از چاه های نفتی ایران می باشد و قطر قطره ی حاصله در محدوده ی 2 تا 3 میلی متر کنترل شده است. در ابتدا دامنه مقادیر اعداد بدون بعد بدست آمده با داده های آزمایشگاهی سایر محققان مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می دهد که در شرایط اعمال شده شکل قطره به صورت بیضوی است و با افزایش نسبت ابعاد آن، مقدار عدد وبر کاهش می یابد. همچنین تغییرات زمان ماند با قطر قطره از روند یکنواختی پیروی نمی کند. در نهایت نیز با مقایسه ی نتایج با معادلات تجربی ارایه شده، بهترین رابطه برای پیش بینی زمان ماند قطره ی نفتی معرفی شده است.
    کلیدواژگان: نفت خام سنگین، سطح مشترک مایع-مایع، زمان ماند، نسبت ابعاد قطره، عدد وبر
  • سمیه احمدیه، علی رسولی*، میرقاسم حسینی صفحات 369-376

    پوشش های نیکل- تنگستن با داشتن سختی بالا و مقاومت به خوردگی عالی، در سال های اخیر بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته اند. در این تحقیق پوشش های آلیاژی نیکل- تنگستن به روش رسوب دهی الکتریکی پالسی و در حمام هایی با مقادیر مختلف تنگستات و با اعمال چگالی جریان های متوسط  mA/cm270 -10 روی زیر پایه مسی ایجاد شد. سپس مورفولوژی سطح و ترکیب پوشش ها با استفاده میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) و طیف سنجی انرژی اشعه X (EDS)  و اندازه دانه با روش طیف سنجی اشعه X   (XRD) مطالعه شد. سختی با روش میکرو سختی ویکرز (HV) و مقاومت به خوردگی پوشش های حاصل با استفاده از تکنیک های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی  (EIS) و پلاریزاسیون تافل (Tafel) در محلولwt% NaCl 5/3 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در شرایط چگالی جریان پوشش دهی mA/cm270 و چرخه کاری 20% و در حمام با غلظتg/l 60 تنگستات سدیم، بالاترین سختی و مقاومت به خوردگی (HV 719 و KΩ.cm239/7) حاصل شد. علاوه بر آن با کاهش چگالی جریان پوشش دهی از mA/cm270 تا mA/cm210، مقدار میکرو سختی به HV570 یافته و مقاومت به خوردگی پوشش تا مقدار KΩ.cm278/2 کاهش یافت.

    کلیدواژگان: آبکاری پالسی، پوشش نیکل- تنگستن، میکروسختی، رفتار الکتروشیمیایی
  • علی خوش نژاد*، رضا ابراهیمی، غلامحسین پوریوسفی، علی رضا دوست محمودی صفحات 377-386

    جریان نشتی نوک در کمپرسورهای محوری از جمله عوامل گسترش ناپایداری ها و افت در میدان جریان است. لذا شناخت این پدیده و به کارگیری روش های کنترل آن بسیار ضروری است. بررسی کنترل جریان درز نوک در یک کمپرسور محوری سرعت پایین با به کارگیری عملگرهای پلاسمایی با کمک شبیه سازی عددی موضوع مقاله حاضر است. بدین منظور با پیاده سازی مدل خطی توزیع نیروی حجمی و تعبیه آن بر روی پوسته و در بالادست رتور، اثرات عملگرهای پلاسمایی بر کنترل جریان درز نوک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد عملگرهای پلاسمایی با تزریق مومنتوم به ناحیه جریان درز نوک، علاوه بر اینکه موجب کوچک تر شدن گردابه های جریان درز نوک شده، منجر به کاهش افت های ناشی از گردابه های شکل گرفته در این ناحیه می شود. همچنین، استفاده از این عملگرهای پلاسمایی در حدود 5/2 درصد بهبود در حاشیه واماندگی در کمپرسور مورد مطالعه را در پی داشته است.

    کلیدواژگان: کمپرسور محوری، عملگر پلاسمایی، کنترل فعال، جریان درز نوک
  • ماکان درستکار، آرش میرعبدالله لواسانی* صفحات 387-394

    در این مطالعه عملکرد هیدرولیکی - گرمایی یک مبادله کن  لوله ای غیر دایروی با پره کنگره ای  در جریان عرضی هوا و در محدوده  رینولدز 350 ReH  ≤     ≤70   به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این شبیه سازی، همچنین مقایسه بین عملکرد هیدرولیکی - گرمایی هندسه لوله دایروی و هندسه یک لوله غیر دایروی با سطح مقطع بادامکی با پره کنگره ای در پارامتر های ثابت طول کنگره و زاویه کنگره در انجام شده است. همچنین مقایسه ای بین پره تخت و کنگره ای نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در محدوده رینولدز آزمایشات عملکرد هیدرولیکی - گرمایی هندسه لوله بادامکی با پره کنگره ای به ترتیب  به میزان 99/18 تا 26 درصد از لوله دایروی معادل بیشتر است. بررسی پارامتر های هندسی پره کنگره ای نشان می دهد که با افزایش زاویه کنگره (15 به 25 درجه) و یا طول کنگره (6 به 12 میلیمتر) عملکرد هیدرولیکی- گرمایی به میزان حدود 1 تا 8 درصد افزایش می گردد. اما افزایش تعداد کنگره (4 به 5) به مقدار  ناچیز  بر عملکرد هیدرولیکی- گرمایی لوله بادامکی با پره کنگره ای تاثیر  دارد.

    کلیدواژگان: لوله غیر دایروی، پره کنگره ای، پره تخت، عملکرد هیدرولیکی - گرمایی، مبادله کن گرمایی، لوله بادامکی
  • رضا فیروزی، حمیدرضا نظیف*، علی اکبر ازوجی، مهدی ثابت صفحات 395-404

    در پژوهش حاضر، به شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی و تحلیل اگزرژی کوره واحد 104 پالایشگاه پارسیان به منظور کاهش تلفات حرارتی و بهینه سازی مصرف سوخت پرداخته شده است. کوره دارای شش مشعل، ارتفاع 29 متر و قطر 35/5 متر در محفظه احتراق بوده و به منظور گرمایش گاز طبیعی و احیا مواد جاذب رطوبت استفاده می شود. شبیه سازی با استفاده از مدل احتراقی species transport به همراه آشفتگی و تابش صورت گرفت. جهت صحت سنجی، نتایج عددی با داده های تجربی مورد بررسی قرار گرفته و مقایسه آن ها، بیانگر تطابق خوبی بین آن ها بوده و بیشترین خطای نسبی 91/3 درصد آمد. سپس، به بررسی تاثیر کاهش درصد هوای اضافی و پیش گرمایش آن پرداخته شد. نتایج حاصل نشان می دهند که کاهش درصد هوای اضافی از 20 به 5، منجر به کاهش تلفات به مقدار 28درصد و پیش گرمایش هوای ورودی احتراق از دمای 15/308 کلوین به 15/458، منجر به کاهش تلفات به مقدار 20 درصد می شود. در شرایط بهینه عملکردی کوره، راندمان اگزرژی آن از 20 درصد به 34/31 درصد و راندمان حرارتی از 11/71 درصد به 9/78 درصد افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: کوره نم زدایی، دینامیک سیالات محاسباتی، هوای اضافی، پیش گرمایش، تلفات حرارتی، تحلیل اگزرژی
  • علی اصلاحچی، محمدحسن نوبختی*، محمدبهشاد شفیعی، محمدحسین دیبایی بناب صفحات 405-412

    در این مقاله رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی جریان فرو سیال Fe3O4 در یک لوله ی افقی U-شکل مسی بر روی یک سطح، تحت یک میدان مغناطیسی نوسانی به صورت تجربی بررسی شده است، جریان از طریق یک لوله U-شکل، تحت شرایط مرزی حرارتی لوله، با شار گرمایی یکنواخت که در بعضی از نقاط تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرارگرفته است، در رینولدز پایین عبور می کند. هدف از این تحقیق بررسی تجربی اثر پارامترهای استفاده از نانو سیال، درصد حجمی نانو ذرات، اثر فرکانس در میدان مغناطیسی نوسانی و اثر میدان مغناطیسی ثابت در رفتار جریان در سه قسمت لوله مستقیم ورودی، قسمت انحنای لوله و قسمت لوله مستقیم خروجی بوده است. با تحلیل میزان درصد تاثیرگذاری هر یک از پارامترها در قسمت های مختلف، نتایج نشان می دهند که بیشترین تاثیر را میدان مغناطیسی نوسانی با افزایش فاکتور درصد حجمی نانو ذرات در قسمت لوله ورودی مستقیم به میزان %8/8 در فرکانس 50 هرتز داشته است.

    کلیدواژگان: فرو سیال، جابجایی اجباری، انتقال گرما، لوله U-شکل، میدان مغناطیسی، فرکانس
  • مهبد معین جهرمی، سعید رحمانیان*، صالح برزگرلو کوهی صفحات 413-422

    در این مقاله به منظور بهبود عملکرد پنل فتوولتایی-گرمایی از طریق مدیریت گرما، اثر چهار هندسه مختلف برای لوله های خنک کن شامل لوله دایروی مستقیم، لوله دایروی موج سینوسی، مجرای مستطیلی زیکزاکی، مجرای مستطیلی پله ای، و همچنین اثر نوع مبرد، و میزان دبی مبرد بر توزیع دمای پنل و راندمان الکتریکی و گرمایی آن از طریق مدلسازی عددی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مجرای پله ای بهترین عملکرد را دارد، به طوریکه راندمان گرمایی و الکتریکیش به ترتیب 2/15% و 2/2% نسبت به لوله دایروی مستقیم افزایش یافته است. البته میزان افت هد نیز در مجرای پله ای 6/2 برابر نسبت به لوله دایروی مستقیم افزایش داشته است. نتایج همچنین حاکی از آن است که استفاده از سیال با مواد تغییرفاز دهنده ی میکرو کپسوله شده سبب افزایش راندمان گرمایی تا حدود 40% نسبت به آب می شود در حالیکه استفاده از نانوسیال نقره حدود 28% راندمان گرمایی را بهبود می بخشد. افزایش دبی مبرد نیز سبب بهبود ضریب انتقال گرما شده که منجر به کاهش میانگین دمای سطح پنل حدود oC4/6 و oC5/7 به ترتیب در لوله دایروی مستقیم و مجرای پله ای  می شود.

    کلیدواژگان: جاذب گرمایی، پنل های فتوولتایی-گرمایی، مواد تغییرفاز دهنده ی میکرو کپسوله شده، نانوسیال، راندمان
  • کریم علی اکبری صفحات 423-432

    مطالعه در مورد رشد ترک خستگی پیچ‏های کربونیزه شده سرسیلندر موتور بنزینی در دو بخش تجربی و عددی انجام گردید. بخش تجربی مطالعه شامل تعیین ترکیب شیمیایی، خصوصیات کششی، سختی‏سنجی، بررسی ریزساختاری و بررسی سطح شکست بود. مشاهدات میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) از سطح شکست، خستگی را به عنوان ‏‏عامل‏ اصلی شکست زودرس پیچ‏ها با عمر تقریبی 8^10×1.44 سیکل معرفی نمود. ترک از ناحیه لایه سطحی کربونیزه پیچ‏ها شروع شده است که ناخالصی‏ها‏ی ترکیبات اکسیدی و حفره به انتشار ترک تا شکست نهایی کمک کرده است. بخش عددی مطالعه شامل تحلیل تنش و رشد ترک خستگی بود. تحلیل تنش نشان داد که حداکثر تنش ایجاد شده در پیچ‏ها حدود 4% بیشتر از مقدار استاندارد می‏باشد. تمرکز تنش بالا در ناحیه رزوه یکی از عوامل جوانه‏زنی ترک می‏باشد که نیروی سیکلی فشار احتراق باعث گسترش ترک خستگی می‏گردد. همچنین تحلیل عددی خستگی نشان داد که وجود ترک به عمق 0.12 میلی‏متر منشاء شکست زودرس می‏شود. مقایسه دو بخش تجربی و عددی نشان داد که عمق ترک محاسبه شده با مشاهدات لایه اکسیدی میکروسکوپ‏های نوری و الکترونی روبشی مطابقت قابل قبولی دارند.

    کلیدواژگان: موتور بنزینی، پیچ سرسیلندر، خرابی خستگی، ریزساختار، رشد ترک خستگی، علت خرابی
  • فائزه رستمیان، نسرین اعتصامی*، مجید حقگو صفحات 433-441

    در این پژوهش، مدیریت دمای برد الکترونیکی با استفاده از یک چاه گرمایی آلومینیومی مربع شکل با 9 پره حاوی ماده تغییر فاز دهنده (PCM) بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. استیاریک اسید از دسته اسیدهای چرب به عنوان PCM با توجه به دمای بحرانی برد الکترونیکی (C 85°) و توان تولیدی در آن، انتخاب شد. اثر تغییر توان الکتریکی بصورت ثابت و متناوب و نیز کسر حجمی های مختلف از PCM (11، 25 و 50 درصد) بر تغییرات دمای برد بررسی شد. نتایج نشان داد، استفاده از PCM با کسر حجمی 11% در توان 4 وات، 20 دقیقه زمان امن عملیاتی را افزایش می دهد. افزایش کسر حجمی از 11% به 50% در توان 6 وات، باعث شد محدوده ذوب PCM، به میزان 878 ثانیه افزایش یابد و زمان امن عملیاتی 14 دقیقه بیشتر شود. آزمایشات با توان الکتریکی متناوب (10 دقیقه روشن و 80 دقیقه خاموش) در چند چرخه گرمایش- سرمایش پیاپی و در توان های بالا (10، 15 و 18 وات) نشان داد، حساسیت عملکرد چاه گرمایی به درصد حجمی PCM در توان های بالا بسیار بیشتر از توان های پایین است.

    کلیدواژگان: مواد تغییر فاز دهنده، استئاریک اسید، چاه گرمایی، خنک سازی برد الکترونیکی، مدیریت دمایی، چرخه های گرمایش و سرمایش
  • نگار شاکرمی، ابراهیم افشاری *، احسان بنی اسدی، سعید اصغری، سید علی اطیابی صفحات 443-452

    مدیریت گرما در پیل جهت نگه داشتن دمای آن در یک بازه دمایی محدود و مناسب (60-80 درجه سلسیوس) و تلاش جهت یکنواختی توزیع دما در پیل ضروری است؛ زیرا کنترل دمایی پیل سوختی، تاثیر زیادی بر کارایی، بازده و عمر مفید پیل سوختی غشاء پلیمری دارد. یکی از روش های خنک کاری پیل استفاده از مکانیزم تغییر فاز برای کنترل دمایی غیر فعال پیل است. لوله گرمایی، با استفاده از این مکانیزم امکان کنترل یکنواخت دمایی پیل را بدون استفاده از توان پمپ و به صورت غیر فعال فراهم می کند. در این مقاله یک لوله گرمایی برای خنک کاری پیل با توان پایین پیل 200 واتی پیشنهاد شده است و به مدل سازی دو فازی و گذرا لوله گرمایی با سیال کاری آب؛ پرداخته شده است. برای بررسی عملکرد لوله گرمایی، مدل حجم سیال و مدل محیط متخلخل استفاده شده است. بررسی همزمان فرایندهای تبخیر و میعان در لوله گرمایی، با نوشتن یک کد کامپیوتری و اضافه کردن آن به نرم افزار Fluent انجام شده است. تطابق خوبی بین داده های تجربی و مدل عددی حاضر وجود دارد و مشاهده می شود که مدل حجم سیال می تواند مدل مناسبی برای پدیده های پیچیده در لوله گرمایی باشد. نتایج نشان می دهند که به کمک خنک کاری با لوله گرمایی، دمای بخش تبخیرکن که همان دمای صفحات دو قطبی پیل است، 69 درجه سلسیوس است که این مقدار در محدوده مناسب عملکرد پیل قرار دارد. در واقع لوله گرمایی قادر به دفع مناسب گرمای پیل بوده است؛ ضمن این که توزیع دما داخل پیل نیز نسبتا یکنواخت است. مقادیر پایین محاسبه شده برای مقاومت حرارتی لوله گرمایی، نشان دهنده بهبود عملکرد سیستم خنک کاری پیل سوختی است.

    کلیدواژگان: پیل سوختی غشاء پلیمری، لوله گرمایی، خنک کاری، مدل حجم سیال (VOF)، جریان دو فازی
  • مهدیس دادستان، سید علیرضا مصطفوی، حامد صفی خانی* صفحات 453-461

    در این مقاله یک کوره پخت شیشه سکوریت به صورت عددی برای بررسی عملکرد انرژی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. به منظور تولید شیشه سکوریت با استحکام بالا، شیشه خام باید در داخل کوره تا دمای C°700 گرم شود. مدل‌سازی عددی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شده و با بررسی مدل تابشDO توزیع دما در کوره بدست آمده است. نتایج مدسازی عددی با داده‌های تجربی اعتبارسنجی شده اند. این بهینه‌سازی چندمنظوره با هدف کاهش مصرف انرژی کوره و کاهش هزینه اولیه ساخت کوره در کنار تولید شیشه سکوریت با کیفیت بالا انجام می شود. اثرات چندین متغیر طراحی براساس الگوریتم ژنتیک بررسی شده است. در بهینه سازی اثر متغیرهای طراحی مثل فاصله بین مشعل ها و قطعات شیشه در داخل کوره، همچنین فاصله بین مشعل ها با یکدیگر، طول کوره، عرض کوره، ارتفاع کوره، و... مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کاهش طول کوره، ارتفاع کوره، فاصله مشعل ها تا قطعات شیشه و ابعاد دریچه ورودی منجر به کاهش در هزینه های ساخت و همچنین کاهش مصرف سوخت در کنار تولید شیشه سکوریت با استاندارد مناسب می شود. با وجود اینکه کاهش متغیر طراحی عرض کوره نیز منجر به بهبود توابع هدف در بهینه سازی می شود، ولی مقدار آن براساس نظر طراح متناسب با کاربرد کوره می تواند افزایش بیابد.

    کلیدواژگان: مدلسازی عددی، بهینه سازی چند هدفی، الگوریتم ژنتیک، شیشه سکوریت، کوره
  • علی داور*، عباس لبافیان مشهدی، محسن حیدری بنی، جعفر اسکندری جم صفحات 463-472

    در این مقاله پاسخ ضربه سرعت پایین بر ورق‌های کامپوزیت-فلز (FML) با استفاده از سه مدل جدید مورد بررسی قرار می‌گیرد. ورق مورد بررسی اورتوتروپیک ویژه می باشد. شرایط مرزی به صورت تکیه‌گاه ساده و رفتار ماده، الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. روابط برمبنای نظریه کلاسیک ورق بوده و روش سری‌های فوریه برای حل روابط تحلیلی استفاده شده است. جرم ضربه‌زننده بزرگ و لذا پاسخ ضربه، شبه‌استاتیک در نظر گرفته شده است. در روش اول، تاریخچه نیروی تماس ابتدا به صورت یک نیم‌سینوس در نظر گرفته شده و سپس بیشینه نیروی تماس و مدت تماس محاسبه می‌شود. در روش دوم، یک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی، با محاسبه سفتی تماس موثر طی یک چرخه تکرار سریع، بیان می‌شود. در روش سوم که برای نخستین بار در این مقاله ارایه شده است، ورق به صورت جرم و فنرهای سری که تشکیل یک مدل جرم و فنر چند درجه آزادی می‌دهند، در نظر گرفته شده و نیروی اعمالی بر فنر آخر، به ‌عنوان نیروی تماس معرفی شده است. اعتبارسنجی این مدل‌ها با مقایسه نتایج با نتایج تحلیلی و تجربی تحقیقات گذشته، انجام شده و تطابق خوبی مشاهده شده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل جدید جرم و فنر چند درجه آزادی، خیز ورق را در محل اعمال ضربه، با دقت بیشتری در مقایسه با مدل جرم و فنر دو درجه آزادی به دست می‌دهد.

    کلیدواژگان: ضربه سرعت پایین، ورق چندلایه کامپوزیت-فلز، تاریخچه نیروی تماس، پاسخ شبه استاتیک، نظریه کلاسیک ورق، مدل جرم و فنر
  • امیره نوربخش*، ناصر سرایی صفحات 473-482

    برخورد قطرات شکل‌پذیر در جریان بین دو صفحه متحرک مختلف الجهت (جریان برشی) به‌صورت عددی توسط حل کامل معادلات ناویر- استوکس مورد مطالعه قرار گرفته است. روش عددی به کار گرفته شده اختلاف محدود/ ردیابی جبهه می‌باشد. این روش، ترکیبی از روش‌های تسخیر و ردیابی قطره است. یک شبکه بندی مکعبی، ساکن، سازمان یافته، و جابجا شده برای سیال توده استفاده می‌شود، اما قطره با استفاده از یک شبکه مجزاء بدون سازمان، متحرک، مثلثی و یک بعد کمتر از شبکه سیال کانال دنبال می‌شود. اثرات کشش سطحی نیز از طریق اضافه کردن یک جمله منبع مناسب به معادلات حاکم به حساب آمده است. نتایج نشان داد که با بزرگتر شدن دامنه محاسباتی، قطرات بیشتر تحت تاثیر گردابه‌هایی که بر اثر واکنش متناوب از طرف دیواره‌ها ایجاد می‌شوند، قرار می‌گیرند و مسیر حرکت عبوری از روی یکدیگر به مسیر حرکت برگشتی تبدیل می‌شود. همچنین با افزایش اثرات اینرسی که ناشی از افزایش عدد رینولدز می باشد، قطرات حرکت برگشتی را در کانال بزرگتر انجام می دهند. با افزایش عدد کاپیلاری، پیش روی قطرات به سمت یکدیگر افزایش ‌می ‌یابد.

    کلیدواژگان: قطره، جریان برشی، اختلاف محدود- ردیابی جبهه، کشش سطحی
  • جاماسب پیرکندی*، زینب حاجی بابایی طاهری، حمید اکبر بیگلو صفحات 483-490

    زیرسیستم کنترل گرمایی هر ماهواره وظیفه تامین دمای مجاز تجهیزات آن ماهواره را بر عهده دارد. طبیعی است که اگر این زیرسیستم از ماهواره به درستی طراحی نشود، ماموریت ماهواره به درستی انجام نخواهد شد. در کار حاضر به طراحی زیرسیستم کنترل گرمایی یک ماهواره مقیاس کوچک به کمک نرم افزارهای Thermal desktop و Sinda پرداخته شده است. این شبیه سازی بر اساس دو حالت بحرانی سرد و گرم صورت گرفته و نتایج حاصل با داده های تجربی موجود در مراجع مقایسه شده که میزان اختلاف آن در حدود %9 بدست آمده است. طبق مطالعات انجام گرفته در این پژوهش، مناسب ترین تجهیزات کنترل گرمایی رنگ ها، پوشش ها، عایق ها و گرمکن ها می باشد. طبق تحلیل های صورت گرفته، زیرسیستم محموله قبل از اعمال طرح حرارتی پیشنهادی، دمایی در حدود 19- تا 28 درجه سانتی گراد تجربه کرده که با استفاده از رنگ AMJ-700-IBU دمای آن در محدوده 10- تا 47 درجه سلسیوس قرار گرفته که در محدوده دمایی مجاز قرار دارد.

    کلیدواژگان: ماهواره، کنترل گرمایی، رنگ های حرارتی، عایق های گرمایی، Thermal desktop، Sinda
  • الهام سلیمانیان، محمدرضا کارآموز راوری*، رضا دهقانی صفحات 491-496

    موتورهای حرارتی جهت تولید انرژی مکانیکی، از گرمای ایجاد شده توسط تاسیسات مختلف، بدون ایجاد آلاینده‌های زیست‌محیطی، بکار می‌روند. در این مقاله ابتدا، با استفاده از سیم‌هایی از جنس نایتینول، یک موتور حرارتی طراحی و ساخته می‌شود. سپس، تاثیر پارامتر‌های مختلف بر سرعت زاویه ای، گشتاور و مدت زمان دوران موتور بررسی می‌گردد. نتایج نشان می‌دهند که افزایش دمای آب گرم یا کاهش دمای آب سرد سبب افزایش سرعت زاویه ای می شوند؛ ولی این تغییرات، مادامی که استحاله‌ها کامل صورت پذیرند، تاثیر چندانی بر گشتاور ندارد. بعلاوه افزایش قطر و تعداد سیم های نایتینول و وجود مهره های کاهنده اصطکاک، افزایش سرعت زاویه‌ای و گشتاور را نتیجه می‌دهند. همچنین مشاهده شد که کاهش دمای استحاله، به افزایش مدت زمان چرخش و سرعت زاویه‌ای موتور منجر می‌شود و نیز بیش ترین سرعت دورانی در فاصله معینی از تکیه‌گاه ثابت ایجاد می شود. برای موتور حاضر، گشتاور و سرعت زاویه ای بیشینه به‌ترتیب 601/20 نیوتن میلی متر و 58 دور بر دقیقه محاسبه شده‌اند.

    کلیدواژگان: آلیاژ حافظه دار، نایتینول، مبدل انرژی، موتورهای SMA، انرژی گرمایی، انرژی مکانیکی
  • هادی افسانه، پوریا احمدی*، پدرام حنفی زاده، امیرمحمد ستاری صفحات 497-505

    در این مطالعه، به صورت عددی به بررسی نحوه تشکیل هر یک از الگوهای جریان دوفازی در جریان‌های دوفاز مایع-مایع در میکروکانال‌های متمرکزکن جریان پرداخته می‌شود. در سیستم‌های دوفاز مایع-مایع، به دلیل تعامل دوفاز غیرقابل امتزاج، الگوهای مختلف جریان اعم از فشرده‌شده، قطره‌ای، جت و رشته‌ای مشاهده می‌شود. بررسی علل تشکیل هر یک از این الگوها برای کابردهای مختلف پزشکی و صنعتی می‌تواند بسیار حایز اهمیت باشد. در این میان، الگوی قطره‌ای به دلیل خواص موردنیاز اعم از یکنواختی ابعادی بالا برای کاربردهای انتقال دارو، بررسی اثر دارو، سنتز، واکنش و اختلاط بسیار مناسب می‌باشد. از سوی دیگر قطره‌های تولید شده در الگوی جت از نظر ابعادی معمولا نامنظم می‌باشند. عوامل متعددی ازجمله، ابعاد میکروکانال‌های فاز گسسته و فاز پیوسته و میکروکانال اصلی، دبی‌های جریان، خواص فیزیکی فازها (لزجت، چگالی و کشش سطحی) و خواص سطح بر روی نحوه تشکیل قطره تاثیر می‌گذارند. پس از بررسی این عوامل در الگوهای مختلف جریان، در ادامه نیز نمودارهای فشار در ورودی میکروکانال‌ها در هر یک از الگوهای فوق بررسی شده است.

    کلیدواژگان: جریان دوفاز مایع-مایع، الگوهای جریان، یکنواختی ابعادی بالا، تغییرات فشار
  • عبدالله ویسی آرا، حمید محمدصدیقی*، آرش رضا صفحات 507-516

    این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد ورق مشبک با حفره‌های داخلی با شکل‌های متفاوت، الگوهای مستطیلی و مثلثی با شرایط مرزی ساده و گیردار به کمک روش هم‌هندسی می‌پردازد. با در نظر گرفتن ورق میندلین- ریسنر با نظریه مرتبه اول برشی، روابط حاکم بر رفتار ورق و روابط کرنش جابجایی استخراج گردیده است. با استفاده از اصل همیلتون و فرم ضعیف معادلات حرکت، ماتریس‌های سختی و جرم محلی و کلی تشکیل شده و تبدیل به مسئله مقدار ویژه ارتعاشی شده است. از حل مسئله مقدار ویژه دستگاه معادلات خطی حاصل شده، فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای متناظر تعیین شده است. مرتبه توابع پایه و تعداد نقاط کنترلی انتخابی برای تشکیل هندسه دقیق شکل بررسی شده و متناسب با هندسه ورق مشبک مورد اصلاح قرار گرفته است. پس از آن اثر قطرهای متفات سوراخ‌ دایره‌ای و شکل حفره‌ها بر روی رفتار ارتعاشی ورق مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج حاصل شده با برخی منابع و حل نرم‌افزاری مقایسه گردیده است. در انتها رفتار ورق مشبک نیز بررسی شده است که نتایج نشان از دقت بالای روش هم هندسی در تحلیل ارتعاشات ورق مشبک است.

    کلیدواژگان: ورق مشبک، تحلیل هم هندسی، توابع پایه، نقاط کنترل، ارتعاشات آزاد، الگوی سوراخ
  • مرتضی نکوئی، میثم محمدی*، مهدی راغبی صفحات 517-526

    وسایل پرنده سرعت بالا به‌دلیل حرارت آیرودینامیک عموما تحت تاثیر تغییرات دمایی می‌باشند که این باعث کاهش عملکرد در اثر ناپایداری می‌شود. آلیاژهای حافظه‌دار به‌دلیل تولید نیروی کششی بزرگ با افزایش دما، می‌توانند جهت تقویت چنین سازه‌هایی مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش، کمانش محوری پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت شده با الیاف حافظه‌دار نایتینول مطالعه شده است. خواص الیاف حافظه‌دار با استفاده از مدل برینسون محاسبه و معادلات حاکم بر اساس تیوری کلاسیک پوسته با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی ون کارمن و تقریب اول لاو به کمک حالت استاتیکی جابجایی مجازی استخراج شده است. برای حل معادلات از روش مربعات تفاضلی تعمیم‌یافته در جهت طولی استفاده گردیده و اثر پیش کرنش، کسر حجمی و موقعیت الیاف حافظه‌دار بر بار بحرانی کمانش پوسته‌های استوانه‌ای در شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد، استفاده درصد کمی از الیاف حافظه‌دار دارای پیش کرنش، بار بحرانی کمانش را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. همچنین، استفاده از الیاف حافظه‌دار در جهت طولی و در لایه نزدیک به سطح داخلی استوانه نتیجه مطلوبی در افزایش بار بحرانی کمانش دارد.

    کلیدواژگان: کمانش، پوسته های استوانه ای کامپوزیتی هیبریدی، آلیاژهای حافظه دار، مدل ساختاری برینسون، روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته
  • معصومه زینالی، قیام اسلامی* صفحات 527-536

    در کار حاضر با استفاده از مفهوم مشتق فازی، یک روش موثر جهت تحلیل عدم قطعیت توزیع دما در بدنه یک پره حرارتی مستقیم ارایه می‌شود. در مطالعه حاضر همه منابع عدم قطعیت دخیل در مسیله، توسط اعداد فازی مثلثی به طور همزمان در نظر گرفته شده است. روش ارایه شده دارای این برتری است که تجربیات و نظر شخص خبره درباره پارامترهای ورودی را از طریق مفهوم درجه عضویت وارد تحلیل می‌کند. به عنوان یکی از نتایج اصلی، نشان داده شده است که استفاده از مشتق هوکوهارای قویا تعمیم یافته به جواب‌های نامعتبر منجر می‌شود، در حالی که مشتق گرنیولار به عنوان یک مشتق فازی نوظهور، نتایج قابل قبول و منطبق بر فیزیک مسئله ارایه می‌دهد. از نتایج دیگر کار حاضر می‌توان به رابطه‌ای اشاره کرد که آثار تمام پارامترهای غیر قطعی روی توزیع دمای بدنه پره حرارتی را به طور صریح بیان می‌کند. اثر دو پارامتر طول پره و دمای ریشه پره با جزییات مطالعه گردیده است. نتایج کار حاضر با نتایج روش کلاسیک مونت کارلو مورد مقایسه قرار گرفته است که حاکی از توافق خوب بین آنهاست.

    کلیدواژگان: عدم قطعیت، انتقال گرما، پره حرارتی، مشتق هوکوهارای قویا تعمیم یافته، مشتق گرنیولار
  • سجاد قاضی زاده، مهرداد بزاز زاده*، محسن آقاسید میرزابزرگ صفحات 537-546

    دهانه های ورودی هوا از نقش موثری در عملکرد هواگردها برخوردارند، از همین رو کارایی بهینه ی آن‌ها می تواند اثر شایانی در بهبود عملکرد سامانه پیشرانش داشته باشد. هدف از این پژوهش طراحی و بهینه سازی یک دهانه ورودی متقارن محور با دبی kg/s10 در عدد ماخ جریان آزاد 5/2 در شرایط سطح دریا بوده است. در پژوهش حاضر ضرایب بازیابی و اعوجاج فشارکل جریان به‌عنوان پارامترهای عملکردی جهت بهینه سازی انتخاب شده اند. در ابتدا به طراحی پارامتری دهانه و انتخاب پارامترهای هندسی پرداخته شده و پس‌ازآن بازه ی تغییرات پارامترها تعیین شده است. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک چندهدفه NSGA-II به‌عنوان الگوریتم بهینه سازی استفاده گردید؛ همچنین برای پیش بینی عملکرد دهانه در حلقه ی بهینه سازی، شبکه ی عصبی مصنوعی به کار گرفته شد. برای آموزش شبکه های عصبی 243 هندسه ی اولیه طراحی و حل عددی گردیده است. الگوریتم ژنتیک استفاده‌شده دارای 20 نفر جمعیت در هر نسل و 1000 نسل است. پس از 1000 نسل، جمعیت به دست آمده به‌عنوان هندسه بهینه برگزیده شده اند. در پایان بهینه سازی، بازیابی فشار با 4/4٪ و اعوجاج با 49٪ بهبود نسبت به طراحی اولیه روبرو شده‌اند که نشان از کارایی روند بهینه سازی دارد.

    کلیدواژگان: بازیابی فشارکل، ضریب اعوجاج جریان، دهانه ورودی، الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی، دینامیک سیالات محاسباتی
  • شعبان علیاری شوره دلی صفحات 547-556

    در این مقاله بازده اختلاط اجکتور در چرخه تبرید انبساطی اجکتوری با خروجی چگالنده دو راهه با مبرد R134a بررسی شده است. اثرات انبساط غیر تعادلی جریان در نازل اولیه در نظر گرفته شده است و به کمک داده‌های تجربی موجود رابطه‌ای برای تصحیح دبی جرمی حاصل از مدل تعادلی همگن ارایه گردیده است. دو مدل ترمودینامیکی یکی بر اساس تصحیح فشار اختلاط و دیگری بر مبنای تصحیح سرعت جریان ثانویه مقایسه شده است. بر اساس داده-های تجربی در مدل تصحیح فشار اختلاط بازده اختلاط در محدوده 32/0-09/0 و در مدل تصحیح سرعت جریان ثانویه در محدوده 3/0-03/0 است. این در حالی است که معمولا در تحلیل ترمودینامیکی چرخه انبساطی اجکتوری بازده اختلاط در محدوده 9/0-7/0 فرض می‌شود. نتایج تحلیل ترمودینامیکی بر اساس بازده اختلاط ناشی از داده‌های تجربی نشان داد که محدوده‌هایی از دمای چگالنده، تبخیرکننده دما-پایین و تبخیر کننده دما-بالا وجود دارد که در آنها اجکتور قادر به تامین جریان ثانویه نیست. این در حالی است که در همین محدوده‌های دمایی تحلیل ترمودینامیکی با بازده اختلاط در محدوده 9/0-7/0نشان می‌دهد که اجکتور قابلیت تامین جریان ثانویه را دارد.

    کلیدواژگان: انبساط اجکتوری، بازده اختلاط، غیر تعادلی، ضریب عملکرد
  • سیده مهناز حسینی، طاهره بینازاده* صفحات 557-564

    در این مقاله، عملکرد یک سیستم حلقه بسته با حضور اجزا مختلفی نظیر کنترل کننده، عملگر و حسگر بررسی می گردد. معمولا در تحلیل ها، دینامیک حسگر و عملگر ایده ال فرض می گردد و از آن صرفنظر می شود، در صورتی که این اجزا نیز در عمل دارای دینامیک هستند. از آنجایی که سرعت عملکرد حسگر و عملگر باید سریعتر از سرعت عملکرد سیستم دینامیکی باشد، لذا منطقی است که معادلات سیستم حلقه بسته را در حضور عملگر و حسگر به معادلات کند (معادلات سیستم دینامیکی) و معادلات تند (معادلات عملگر و حسگر) تفکیک نمود. در این مقاله به بررسی این موضوع و مدلسازی سیستم حلقه بسته در قالب سیستم های اختلال تکین با تفکیک مد های عملکردی تند و کند پرداخته می شود همچنین قضایایی در حوزه تحلیل پایداری و پایدار سازی سیستم حلقه بسته ارایه شده است. در انتها نیز شبیه سازی هایی برای یک مثال مکانیکی انجام گردیده و نشان داده شده است که دینامیک عملگر و حسگر باید به اندازه کافی از سیستم دینامیکی سریعتر باشد تا نتایج مطلوب حاصل گردد.

    کلیدواژگان: سیستم اختلال تکین، عملگر، حسگر، کنترل کننده، تحلیل پایداری
  • سید اسماعیل رضوی، وحید فرهنگ مهر*، رشید یوسفی زنوز صفحات 565-574

    کارایی چندراهه خروج دود یک موتور احتراق داخلی تراکمی تحت تاثیر متغیرهای هندسی آن و متغیرهای جریان دود درون آن می باشد. در این پژوهش، ابتدا هندسه چندراهه خروج دود با خم 90درجه در مجراهای آن مدل سازی می شود. سپس تاثیر قطر مخزن آرامش و مجراها بر مشخصه های جریان و انتقال گرما در چندراهه خروج دود شبیه سازی عددی می گردد. شبیه سازی ها به روش المان محدود با نرم افزار Comsol انجام می شود. بدین منظور پس از تولید شبکه مناسب با تعداد المان های کافی و با پراکندگی مناسب آنها در مدل، گسسته سازی معادلات ناویر-استوکس و انتقال گرما با دقت مرتبه دوم انجام می گردد. چون جریان دود درون چندراهه خروج دود آشفته می باشد، از مدل آشفتگی k-ε استاندارد استفاده می شود. پس از اعتبارسنجی شبیه سازی ها با مقایسه نتایج با اطلاعات آزمایشگاهی موجود در ادبیات فن، نمودارهای سرعت، فشار و عدد نوسلت ترسیم و تفسیر می گردند. نتایج نشان می دهند که با افزایش قطر مخزن آرامش و مجراها، سرعت جریان دود در خروجی چندراهه خروج دود کاهش و فشار پشت آن افزایش می یابد. عدد نوسلت نیز در خروجی چندراهه خروج دود با افزایش قطر مخزن آرامش و مجراها کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: چندراهه خروج دود، مخزن آرامش، مجرا، شبیه سازی عددی، جریان آشفته
  • حسین نوری*، بابک منافی صفحات 575-584

    امروزه استفاده از لیزر در جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم، کاربردهای ویژه‌ای در صنایع با فناوری بالا دارد. هدف از این مطالعه، استخراج مدل آماری بیانگر تاثیر تغییرات قطر پرتو لیزر و فاصله در راستای ضخامت قطعه کار بر روی دمای جوشکاری آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V می‌باشد. جهت استخراج این مدل، ابتدا آزمایشات مورد نیاز توسط روش تاگوچی، طراحی گردیدند و سپس با استفاده از روش المان محدود، مورد ارزیابی قرار گرفتند. استفاده روش پاسخ سطح، جهت استخراج مدل آماری بر مبنای تغییرات قطر لیزر و فاصله در راستای ضخامت قطعه کار مورد استفاده قرار گرفته است. با آنالیز واریانس بر روی نتایج، خطای مدل آماری در محدوده قابل قبول ارزیابی گردید. بر اساس نتایج ارزیابی شده، فاصله در راستای ضخامت قطعه کار و قطر پرتو لیزر به ترتیب 67/76 و 97/17 درصد بر روی دمای جوشکاری تاثیر دارند و با افزایش قطر پرتو لیزر در صورت ثابت بودن توان جوشکاری، مقدار حرارت جوشکاری کاهش چشمگیری پیدا می‌کند. جهت جوشکاری آلیاژ Ti6Al4V، بهترین محدوده جوشکاری قطر پرتو لیزر بین 24/0 و 2/0 میلیمتر می باشد.

    کلیدواژگان: جوشکاری با لیزر، آلیاژهای تیتانیوم، توزیع دما، روش المان محدود، روش پاسخ سطح
  • علی جلایری قره قونلو، سجاد رضازاده* صفحات 585-592

    در این مقاله تاثیر تغییر شکل پره های یک مبادله کن گرمایی بر انتقال گرما و الگوی جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته شده است؛ تا بتوان با مقایسه نتایج مدل های مختلف بهترین مدل را جهت استفاده در اختیار کاربر قرار داد. جهت شبیه سازی عددی و گسسته سازی معادلات حاکم، از روش حجم محدود و برای کوپلینگ معادلات مربوط به میدان سرعت و فشار از الگوریتم SIMPLEC استفاده شده است. سیال ورودی به مبدل، نیوتونی ، جریان سیال پایا، تراکم ناپذیر و با توجه به محدوده عدد رینولدز، آشفته بوده و شرط عدم لغزش روی دیواره مبدل حاکم می باشد. ضمنا دمای سیال ورودی 573K و دیواره مبادله کن گرمایی دما ثابت و برابر 353K در نظر گرفته شده است. نتایج عددی حاصل با داده های معتبر موجود در ادبیات فن مقایسه شده و تطابق خوبی مشاهده گردید. عدد ناسلت میانگین روی دیواره، افت فشار ،دمای سیال خروجی و تغییرات سرعت در شکل های مختلف لوله با جزییات برای دو دبی جرمی مختلف تحلیل شده اند. نتایج نشان می دهند که مبادله کن گرمایی برای تعداد فین شش و دبی جرمی 0/04 عملکرد بهتری داشته و با توجه به نتایج، عدد ناسلت و ضریب عملکرد (PI) بیشتر و افت فشار کمتری را ایجاد می نماید.

    کلیدواژگان: لوله پره دار - عدد ناسلت، انتقال گرما- پره داخلی
  • محمدمهدی محمدی *، حمید موسی زاده، حسین جمشیدی صفحات 593-602

    توانایی بافل‌ها در افزایش میرایی تلاطم به روش نظری، عددی و آزمایشگاهی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. بافل‌ها اجزایی هستند که به عنوان جدا‌کننده در مخازن حاوی سیال نصب شده و مشخصات دینامیکی تلاطم را تغییر می‌دهند. هدف این مطالعه، بررسی اثر چیدمان بافل‌ها جهت فراهم آوردن فرکانس‌های مورد نظر و پیشنهاد یک آرایش کاربردی جهت افزایش پایداری مخازن نگهداری سیال می‌باشد. جهت نیل به این هدف یک بستر آزمایشگاهی برای مطالعه رفتار سیال متلاطم و خواص میرایی تلاطم در مخازن استوانه‌ای پرشده تا عمق دلخواه طراحی شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهند که چیدمان بافل‌های پیشنهادی اثر بسیار موثری بر میرایی و فرکانس‌های تلاطم داشته و نیاز‌های پیش‌بینی شده طراحی را به شکل مطلوب برآورده می‌سازد. به علاوه در ارتفاع های نزدیک به کف مخزن، منحنی تیوری پیشبینی می‌کند که فرکانس اساسی تلاطم کاهش پیدا کند، در صورتی که فرکانس‌های تجربی نه تنها کاهش پیدا نمی کنند بلکه روند افزایشی از خود نشان می‌دهند. همچنین نتایج حاصل از روش المان محدود و حجم محدود در محاسبه فرکانس و میرایی تلاطم، از همگرایی بالایی با نتایج تجربی ‌برخوردار می‌باشند.

    کلیدواژگان: بافل های ضد تلاطم، مخازن استوانه ای، نرخ میرایی، سطح آزاد سیال، نظریه امواج سطحی، روش حجم محدود
  • امیر امیدوار *، حامد شایانی، عباس رضایی صفحات 603-607

    استفاده از سایبان یکی از روش هایی است که بعضا برای بهبود عملکرد کولرهای آبی توصیه شده است. تاکنون تحقیقات کمی در مورد نقش سایبان بر کاهش مصرف آب و افزایش راندمان کولرهای آبی انجام شده است. این پژوهشها به صورت تجربی و مطالعه موردی برای برخی اقلیمهای خاص ایران صورت گرفته است. در این مقاله یک مدل ریاضی ساده و کاربردی به منظور شبیه سازی عملکرد کولرهای آبی تحت شرایط غیرآدیاباتیک ارایه شده است. عملکرد مدل توسعه یافته پیشنهادی در حالتی که کولر تحت تاثیر تابشهای خورشیدی است با داده های تجربی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که با حذف کامل اثر تابشهای خورشیدی، راندمان سرمایشی کولر حدود 5 درصد بهبود یافته و مصرف آب نیز حداکثر تا 5/6 درصد کاهش خواهد یافت. در پایان، میزان اثر بخشی چهار سایبان مختلف رایج بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان داد که استفاده از سایبانهای هم اندازه با سقف کولر تاثیر بسیار ناچیزی دارند. همچنین مشخص شد که ابعاد سایبانهای کولر حداقل باید دو برابر ابعاد سقف بوده و ترجیحا بهتر است لبه مورب داشته باشند.

    کلیدواژگان: سرمایش تبخیری، کولر آبی، تابش خورشیدی، سایبان، مصرف آب، صرفه جویی انرژی
  • میثم یادگار *، جعفر حیرانی نوبری صفحات 609-613

    مدل‌سازی فرآیند‌ها و سیستم‌های مختلف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، به گونه‌ای که می‌توان مدل‌سازی را به عنوان یک جز اصلی در مهندسی کنترل دانست. این مقاله به مدل‌سازی یک لانچر موشک زمین به هوا دو درجه آزادی که قابلیت حرکت در دو راستای سمت و فراز را دارد، می‌پردازد. در این مدل‌سازی روابط میان ورودی و خروجی‌های سیستم و تداخلات میان آن‌ها به دقت مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین علاوه بر تاثیر ورودی‌های تحت کنترل، تمام عوامل موثر دیگر از جمله اصطکاک و لقی بر روی رفتار سیستم در نظر گرفته شده است. در پایان، به منظور استفاده از این مدل‌سازی برای کنترل لانچر، نگرش تک ورودی-تک خروجی در مدل‌سازی ارایه شده است. به عبارت دیگر، با استفاده از این نگاه، هر دو راستای سمت و فراز لانچر به صورت مستقل از یکدیگر نگریسته می‌شود و عوامل تداخلی میان این دو راستا به صورت سیگنال‌های اغتشاش در نظر گرفته می‌شود.

    کلیدواژگان: لانچر دو درجه آزادی، مدل سازی، لقی و اصطکاک، راستای سمت و ارتفاع
  • مهدی کاظمی *، رحمن سیفی، حامد سیفی صفحات 615-619

    در این مقاله کمانش ورق‌های مستطیلی با ضخامت متغیر تحت بارهای درون صفحه‌ای بررسی شده است. هر سازه ورقی تحت بار فشاری ممکن است در سطح مشخصی از مقدار بار دچار کمانش شده و پایداری خود را از دست بدهد. در تحلیل پایداری سازه با ضخامت کم، تعیین بار کمانشی مهم و ضروری است. بار کمانش به برخی از پارامترها از قبیل هندسه سازه، شرایط مرزی و نوع بارگذاری بستگی دارد. در این مقاله، مقدار بار کمانشی به ازای تغییرات ضخامت ورق با الگوهای مختلف و شرایط مرزی گوناگون به دست آمد. برای تغییرات ضخامت حالت های مختلفی مانند نحوه تغییرات، محل شروع، و شدت تغییرات بررسی شده است. بار کمانش با استفاده از روش گالرکین و نیز روش‌های عددی محاسبه شد و با نتایج موجود مقایسه شده است. نتایج نشان داد که دامنه تغییرات ضخامت مهمترین پارامتر موثر بر کاهش بار کمانشی است. برای ورق با لبه های گیردار اثر این پارامتر ها محسوس‌تر می باشد همچنین تغییرات نامتقارن ضخامت نیز اثر قابل ملاحظه ای بروی بار کمانشی خواهد داشت.

    کلیدواژگان: کمانش، ضخامت متغیر، پایداری سازه، هندسه سازه، روش عددی، شرایط مرزی
  • فرشید جعفریان * صفحات 621-625

    عموما جهت شبیه سازی فرآیند براده برداری از مدل‌های ماده ای استفاده می گردد که تغییرات میکروساختاری بوجود آمده حین فرآیند در نظر گرفته نمی شود. این امر سبب می شود دقت نتایج شبیه سازی در مقایسه با آنچه در واقعیت صورت می پذیرد، محدود گردد. در تحقیق حاضر با ارایه چند مرحله زیر برنامه نویسی پیشرفته در مدل اجزاء محدود، تاثیر تغییرات میکروساختاری ماده در حین فرآیند براده برداری آلیاژ اینکونل 718 در مدل ماده اعمال گردید. ابتدا تغییرات میکروساختاری بوجود آمده با استفاده از معیار تبلور مجدد دینامیکی و کرنش بحرانی مدل سازی شد. در مرحله بعدی مدل ماده اصلاح شده ای ارایه گردید که اثر تغییرات دانه بندی ماده در هر مرحله از شبیه سازی برای تمامی المان‌های قطعه کار اعمال گردید. در انتها نیز میزان اثر بخشی مدل ماده جدید ارایه شده با نتایج متناظر تجربی در شرایط مختلف ماشینکاری به خوبی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که اعمال تغییرات میکروساختاری در مدل ماده نقش موثری جهت شبیه سازی واقع گرایانه تر رفتار ماده و بهبود نتایج شبیه سازی ماشینکاری دارد.

    کلیدواژگان: فرآیند ماشینکاری، شبیه سازی، تغییرات میکروساختاری، مدل ماده اصلاح شده، سوپر آلیاژ، هندسه ابزار
  • محمد ریاحی *، عمید مقصودی صفحات 627-635

    نگهداری و تعمیرات از اساسی ترین بخش های یک صنعت به حساب می آید. در صنایعی که از ماشین آلات دوار استفاده می شود موضوع نگهداری و تعمیرات با اهمیت بیشتری پیگیری می شود. با داشتن یک الگوریتم مناسب برای نگهداری و تعمیرات می توان از فجایع انسانی و مالی در اینگونه صنایع جلوگیری کرد. تا امروز روش های متنوعی برای پیش بینی عمر مفید باقی مانده (RUL) در ماشین آلات دوار ارایه شده اند، ولی جای خالی یک مقاله مروری که به خوبی بتواند روش های مختلف را تفکیک کند و در مورد آن بحث کند، خالی است. در این مقاله مروری سعی بر این است تا پس از روشن سازی مفوم تخمین عمر مفید باقی مانده، سه روش متداول شامل روش های مبتنی بر داده، روش های مبتنی بر مدل و روش های ادغامی به خوبی توضیح داده شود. سپس، در هر روش به مفهوم و ریاضیات RUL در ماشین آلات دوار پرداخته شود. در انتها نیز پیشنهادات ارزشمندی را برای پژوهشگران علاقه‌مند به تخمین عمر مفید باقی مانده و مدیریت سلامت پیش بینانه ارایه شده است.

    کلیدواژگان: عمر مفید باقی مانده (RUL)، ماشین آلات دوار، مدیریت سلامت پیش بینانه (PHM)، روش مبتنی بر داده، روش مبتنی بر مدل، روش ادغامی
|
  • Ehsan Aghajafari, Davood Akbari * Pages 1-9
    Laser interferometry is one of the novel methods for performing nondestructive testing for composites and polymer materials. In this method, probable defects are investigated by measuring the very small surface displacement gradients. One of the major advantages of this method is the examination of a wide range of body surfaces simultaneously. Despite the major advantages of this method in performing non-destructive industrial tests, especially for composites and polymer materials, the implementation of this method requires identifying effective parameters and how to select and control them in order to achieve optimal results. Among the effective parameters in this method, the shear amount and loading value can be mentioned. In this paper, after introducing the principles of laser interferometry, the quantitative effect of these parameters on the detection of plate defects in polymer materials has been investigated. For this purpose, after examining the proper operation of the shearography system, samples of polymer with different size of plate defects are tested. By discussing the results, the appropriate load value and proper shear amount for determining the defects would be investigated. Investigations show that the best results are obtained when the shear amont is within the range of the defect size of the plate.
    Keywords: Laser interferometry, Nondestructive Tests, Polymers, Plate Defects, Thermal Excitation System
  • Damoon Aghazadeh Dokandari, Ramin Haghighi Khoshkhoo *, Mokhtar Bidi, Mostafa Mafi Pages 11-20
    The present study aimed to introduce two novel power-refrigeration combined cycles into optimal usage of LNG cryogenic energy and reducing exergy losses due to high-temperature difference in the heat transfer process. The combined cycles include a compression-ejector refrigeration cycle and two low and high-pressure Rankine cycles in which the power required to operate the compression-ejector refrigeration cycle’s compressor is provided by the power generated by the two-cycle Rankin turbines. Increasing the cooling energy compared to direct LNG evaporation is considered as the benefits of the novel combined cycles. A thermodynamic analysis, along with optimizing both novel combined power-refrigeration cycles, was performed through the first and second thermodynamics laws and the fixed surface model assumption for the ejector. Analyzing the design parameters demonstrated that the maximum thermal and exergy efficiency and maximum refrigeration increasing ratio in both novel combined power-refrigeration cycles increase as the pump discharge pressure increases and the output pressure of Rankine cycle turbine reduces. The maximum thermal and exergy efficiency in cycle (І) were 77.31% and 23.69%, and 87.49% and 23.95% in cycle (ІІ), respectively through performing optimization in the boundaries set for the design parameters. Finally, the highest refrigeration increasing ratio to direct evaporation of LNG for cycle І and ІІ was 63.37% and 73.9%, respectively.
    Keywords: Cryogenic energy, LNG, novel combined cycle, Ejector, Efficiency, exergy losses
  • Niloofar Alashti, Mohsen Pourfallah *, Atena Ghaderi Pages 21-30
    In the present study, the effect of the uniform electric field on the hydrodynamic of salt-water drops in crude oil is studied. For this approach, COMSOL Multiphysics software is used, which is based on the finite element method. The obtained results are compared and validated with the available numerical and analytical results and good agreement is observed. The effect of different parameters including the electric Capillary number, the Reynolds number, direction of the electric field, and the relative permittivity of fluid, on the movement of a single drop of saltwater in crude oil under the electric field, is investigated. The results reveal that electric stresses at the interface cause drop deformation and elongation in the direction of the electric field. The magnitude of this deformation increased with increasing the ratio of electric force to surface tension (electric capillary number). Also, the motion process of drop takes longer time in vertical electric field compared with the horizontal electric field in the same condition. Therefore, a uniform external electric field can be used for non-contact controlling of a dropping movement.
    Keywords: two phase flow, COMSOL, Level set method, Uniform electric field
  • AmirMohamad Ettehad, Elhami Amiri Alireza * Pages 31-40

    In this study, our main objective is to evaluate heat convection and pressure drop simultaneously to obtain optimum properties of Nano-fluid and porous media contribution for high cooling efficiency. In fact, the main contribution of this study is to simulate Nano-fluid flow effects on cooling process of heating resources located inside channels that are completely surrounded by parallel walls. To do this, porous materials are located on predefined blocks in the channel to increase heat transfer and then determine the effect of porous materials on quality of heat transfer. One of the most significant goal of this study is to use various geometries of porous blocks on this process. For various porous media geometry, the rate of heat transfers along with pressure drop have been evaluated to obtain best geometry. To do this, the fluent software is employed to study the effect of different parameters including Re number, Nu number and pressure reduction on optimal conditions of heat transfer, temperature distribution and fluid flow stream lines respectively. It is expected that, investigating different geometries can give us enough opportunity to identify the most appropriate geometry of porous blocks. This achievement enables us to define the best possible mode of conducting the highest heat volume while the amount of pressure reduction is minimized concurrently. Results show that the amount of heat transfers from heat resources will increased when the porous media along with Nano-fluid are used simultaneously.

    Keywords: Nano-fluid, Porous blocks, Heat transfer enhancement, channel flow
  • MirBiuk Ehghaghi *, Khalil Asri Zamani Pages 41-49

    The phenomenon of cavitation is one of the most important issues in the pumping industry. Occurrence of this phenomenon in the pump, in addition to damaging the pump impeller and reducing its life, causes vibration and noise, which in the long run causes the pump to fail. This phenomenon occurs when the NPSHa (net positive suction head at the station) is less than the NPSHr (net positive suction head required by the pump). The purpose of this paper is to design a suitable inductor for centrifugal pump type OH1 150-500 at the inlet of the pump in order to prevent cavitation to reduce the amount of NPSHr and increase the reliability. To model the turbulence, the K-Omega SST turbulence model with a standard wall function is used. Also, the finite volume numerical method is used in this paper. The obtained numerical results are compared with the experimental results and provide acceptable agreement. The results show that the presence of an inductor at the pump inlet increases the difference in NPSH from a number less than 1 m to more than 2 m and thus causes it to be further away from the cavitation point.

    Keywords: Centrifugal Pump, Inducer, NPSH, Cavitation, Numerical simulation, Experimental Test
  • Reza Asadi, Esmaeel Khanmirza *, Reza Madoliat Pages 51-58
    According to recent achievements in multi-agent systems, the use of cooperative arrangement of the multi-agent systems like robots and UAVs such as rescuing, aerial mapping, aerial photography, and goods delivery missions is growing as fast as possible. Implementation a cooperative mission involves two Characteristic: Assigning tasks to each agent in optimally way and path planning of agents to their related tasks. In this article, a hierarchical approach based on linear programming algorithm is developed in order to solve task assignment problem with moving targets and multiple tasks on each target, which has a non-linear structure. Dynamic targets, which have variable position and their position change in every stage of algorithm as a time varying parameter, are considered. All the timing and non-timing constraint with the consideration of flight endurance time, priorities and the moving states of each agent and target will be satisfied. The most part of forming this hierarchical approach is assuming variable position for each target and solving the dynamic task assignment by linearization and discretization of time variables and using time windows for solving stage by stage.
    Keywords: task assignment, Cooperative agents, Mixed-Integer Linear Programming, Moving targets, Multiple tasks
  • Mohammad Bajelani, Morteza Tayefi * Pages 59-67
    Identification of unstable systems always has been a challenging issue in the field of controller design. The purpose of this study is to provide a new way to identify and design the control of unstable systems in the loop. For this purpose, after stabilizing the system with a simple controller (Inner Controller), the Inner Loop is identified and then an accurate controller (Outer Controller) will be designed for this loop. For validation, this method is simulated on an inverted pendulum and also implemented on a laboratory system. Because the multi-rotor is unstable, the Inner controller is designed and simulated on a low-precision model. After implementing the Inner controller on the real system and data gathering, the dynamic model of the Inner Loop is identified and finally, with the exact model of the inner loop, the design of the Outer controller is done to Improve stability and performance. The simulation and test results show the interesting and very good performance of this method.
    Keywords: Unstable system, Closed loop identification, Multi-rotor, Reverse pendulum, Inner Outer controller
  • Hamid Bahloli, Khalil Khalili *, Seyed mohammadhasan Seyedkashi Pages 69-78

    In this study, commercial pure copper was subjected to a combined forming process. For this purpose, a twist extrusion die with an outlet channel narrowed was used. In this technique, by applying radial and longitudinal strains, different shear sliding systems were activated which leads to a change in mechanical and physical properties of the sample. The results showed that the microstructure of the sample was changed via passing through the twist extrusion die and a very fine gain size was obtained.The grain size was further decreased by passing through the outlet channel and applying direct extrusion, and more homogeneous grains were achieved. The compressive yielding strength was increased from 115 to 167 MPa and the average hardness value was raised from 80 to 127 Vickers by applying the twist extrusion process to the copper. After applying the direct extrusion process to the sample, these values reached 192 MPa and 140 Vickers, respectively. The results also showed that by applying twist and direct extrusion to the copper, its surface electrical resistance increased about 7 %, compared with the reference sample.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Twist Extrusion, Ultra fine Grained Materials, Mechanical properties, Electrical conductivity
  • Seyed Morteza Javadpour, Mahmood Salari * Pages 79-87
    In this paper, the characteristics of the ventilated cavitation around an axi-symmetric body with a cone nose at different water velocities and injection rates have been investigated experimentally. The experiments are done in an open loop water tunnel with a maximum water flow of 40 m/s. The main purpose of this research is to study the rate of air injection and the flow velocity on the coefficient of drag and the relevant super-cavity shape. The effect of air injection rates from end of the cone nose of the body on two phases fluid flow characteristics was studied for different water velocities within the tunnel. For each case of input conditions, the variations of the drag force and pressure distribution profiles along the length of the body and the length of the super-cavity are measured. The results of the present study show that increasing of the injection rate to an optimal value has a significant effect on the reduction of the drag force and after that the reduction of the drag force is negligible.
    Keywords: Water Tunnel, Ventilated Super-cavity, cone nose, axi-symmetric body, air injection
  • Roghaye Hasanzade, HamidReza Mohammadi Daniali *, Morteza Dardel Pages 89-94

    In recent years, because of expanding human-robot interaction, especially in collaborative robots, safety in collision between a human and a robot has drawn much attention. A safe manipulator can be equipped with either active or passive system. A safe manipulator with a passive system usually consists of a mechanical elements, such as a spring which can absorb the collision force and reduce it. These joints are composed of a spring-loaded mechanism which is capable of acting as soon as a torque is dealt with, and by absorbing force from the spring causing the torque to fall to a safety limit. But for a torque lower than a limit, the rigid behavior of the manipulator which is necessary for the accurately is guaranteed. In this paper, design of revolute joint with nonlinear spring system is considered by a four-bar mechanism with a linear torsion spring so that it can be stiff for high values of an input torque for normal operation, but immediately after collision the torque will drop to its safety limit. We also show that the singularities of the four-bar mechanism can be used to design a secure joint so that the different behavior of the joint can be expected in different situations.

    Keywords: Safety, Safe Joint Mechanism, Threshold force, torque, Four bar Mechanism, Kinematic Singularity
  • Vahid Hoseini, Mahmoud Shariati *, Majid Mirzababaee, Masoud Mahdizadeh Rokhi Pages 95-104
    In this research, the energy absorption capacity of hollow and filled foam thick-wall aluminum tubes under axial loading with a variety of damage models has been investigated empirically and numerically. Experiments to determine the mechanical properties of the specimens and to apply compressive loads on them were performed using a Zwick servohydraulic testing machine. Numerical simulations were performed using the Abaqus finite element software and the results were compared with the results of the experiments. In numerical analysis, three damage models, Johnson-Cook, Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) and modified Rousselier were used. Eventually it turned out that the modified Rousselier model has the least error. The Johnson-Cook damage model is available in Abaqus software but the Gurson-Tvergaard-Needleman and the modified Rousselier damage models were created through programming in Abaqus software. Also, in this research, the effect of thickness and foam injection on the energy absorption capacity of aluminum pipes was investigated and it becomes clear that increasing the thickness of absorber increases the absorbed energy and ultimate crushing force.
    Keywords: Thick-wall tube, Aluminum 6000, Foam, Energy absorber, Damage model
  • Razieh Khosravi, Mohammad Chahardowli *, Mohammad Simjoo Pages 105-114
    In this work, a reliable mathematical model for numerical modeling of co-current and counter-current spontaneous imbibition in 1D and 2D modes is presented using MATLAB software and validated. Then, several studies are conducted on the effect of boundary conditions on the imbibition process. Results show that the oil recovery in co-current imbibition was 1.5 times greater than counter-current imbibition after 20 days. The results also show that in blocks with different heights, oil recovery is different. Investigation of the counter-current spontaneous imbibition in 2D mode in a large matrix block fully immersed in water indicated the effect of the gravity force in doubling the oil recovery after 120 days. Moreover, reducing the matrix block-water contact results in a decrease in the performance of imbibition process in the oil production so that the amount of the counter-current imbibition oil recovery decreased from 49% (four faces in contact with water) to 30% (one face in contact with water) after 10 days. The results show the increase of the water-contacted boundaries improves the spontaneous imbibition process efficiency.
    Keywords: Fractured Reservoirs, Capillary Pressure, Spontaneous Imbibition, Co, Counter-Current Imbibition
  • Neda Dehghan, Pedram Payvandy * Pages 115-124
    The knowledge of the thermal properties of Spacer fabrics is important with regard to their vast applications in most industries such as the automotive industry, mattresses, etc. Thermal properties, are as one of the physical features of a textile, are influenced by its structural parameters such as thickness, density, and so on. This paper aims at the measurement of thermal properties, heat distribution and the relation between thermal transmission and parameters of the spacer fabric. For this purpose, an image processing method was used to produce clustered images based on the k-means clustering algorithm to determine the sample temperature and heat distribution.The 3D thermal distribution of fabric and the results of image processing with the clustering technique showed that the heat transfer rate and heat distribution of fabrics depended on the thickness and density of the fabrics, so that dense samples have more uniform heat distribution. At the relationship between heat transfer and the fabric parameters, the results showed that thermal conductivity increases as the thickness and density of the spacer fabric increases. Image processing technique is proposed as an accurate method to determining the heat distribution in three-dimensional objects.
    Keywords: Thermal Images, Image processing, Thermal Distribution, Spacer Fabrics
  • AmirHossein Rabiee *, Mehdi Safari, Vahid Tahmasbi Pages 125-134

    The forming of tailor machined blanks due to the different thicknesses is more complex than the monolithic sheets. The presence of two sections with different thicknesses leads to different formability behaviors and consequently their different spring-backs. Therefore, it is important to examine the spring-back in the thin and thick sections of tailor machined blanks in order to minimize the spring-back value. In this paper, an adaptive neural-fuzzy inference system is used to model the effect of important parameters to predict the percent of spring-back corresponding to the thin and thick sections on the creep age formed tailor machined blanks. In addition, the obtained model is used to optimize the creep forming process using particle swarm optimization algorithm. In order to model the process behavior, some experiments have been performed on the creep forming of tailor machined blanks. The accuracy of the obtained model is investigated using different figures as well as by the specific criteria , , , and .

    Keywords: Creep forming process, Tailor machined blank, Spring-back, ANFIS network, Particle swarm algorithm
  • Reza Razaghi *, Farhud Shirinzadeh Pages 135-144
    In this research, 3-D numerical simulation based on Eulerian-Lagrangian approach was performed on solid-liquid two-phase flow in a convergent-divergent 200 μm microchannel. The size of particles used in this research is 20, 40 and 60 μm with density of 1.05 gr/cm3. Results include velocity domain of the particle at the channel cross section, Reynolds No. effect on particle velocity, particle diameter effect on particle velocity, and the effect of top-down and side walls on particle velocity. The numerical results show that in addition to the top-down walls, the side walls also reduce the velocity of the particles in the direct microchannel up to 42%. Compared with similar studies, the effect of channel convergence on particle deposition is investigated in this study. The results show that the convergent-divergent part of the microchannel reduces particles sedimentation up to occurs 45% comparing with direct part of the microchannel due to particle acceleration, which is one of the benefits of convergent-divergent microchannels.
    Keywords: Convergent-Divergent Microchannel, Micro-Particles, Numerical simulation, Eulerian-Lagrangian Approach, Sedimentation
  • Ali Zarein, Yaser Mollaei Barzi *, Barat Ghobadian Pages 145-152
    In this study, operating parameters of a diesel engine including engine power, torque and specific fuel consumption, with the oil fish biofuel were investigated under the effect of nanoparticles of silver (Ag) and carbon nanotubes (CNT). Biodiesel was produced from fish oil using trans-esterification reaction. Then, the blend was prepared as volume ratio of %20 biodiesel and %80 diesel (B20). According to past research results, the blend of B20 was used due to its optimal parameters than the other blends. Nanoparticles of silver (Ag) and carbon nanotubes (CNT) with concentrations of 30, 60 and 90 ppm were applied for blending with biodiesel fuel to investigate the impact of Nano fuels on performance of the diesel engine under test. Mean comparison of mixed fuels and engine speed using Duncan was analyzed on their main effect and interactions of measured parameters (power, torque, specific fuel consumption). The experiments were carried out on a single-cylinder diesel engine at engine speed levels of 1800, 2100, 2400 and 2700 rpm, under full load conditions. The results showed that increasing concentrations of nanoparticles using Nano fuel and biodiesel fuel (B20) at all engine speeds, power and torque was increased and specific fuel consumption was decreased compared to biodiesel. Power and torque of the engine were increased with fuel of BD+CNT90 at 2400 rpm as %17.29 and %17.08, respectively.
    Keywords: Nanoparticles, Biodiesel, Engine performance, Brake power, Torque, Fuel specific consumption
  • Mahdi Zare Mehrjardi *, Asghar Dashti Rahmatabadi, Ali Sadeghnejad Fard Pages 153-162
    Design of the bearings with different geometric structures and using additives along with lubricants are among the proposed solutions to improve the dynamic stability of the hydrodynamic journal bearings. It is inevitable to apply new analytical models for evaluating the performance of non-Newtonian lubricants compared to Navier-Stokes equations. Couple stress fluid is a sample of these models, which is employed in this study to investigate the stability of noncircular 3-lobe bearings. To do so, the modified Reynolds equation is first derived based on the couple stress theory. Then, the dynamic pressure components and equivalent stiffness and damping coefficients of the lubricant are calculated by assuming a linear model for the rotor disturbances as limit cycle oscillations (LCOs). Finally, the critical mass parameter and whirl frequency ratio are obtained to determine the bearing stability range by simultaneously examining the Reynolds and rotor motion equations. The results show the bearing stability and lubricant damping ability improve by increasing the couple stress parameter. Also, the effects of upgrading lubricant characteristics on bearing performance significantly enhance with increasing the amount of 3-lobe bearing noncircularity.
    Keywords: 3-Lobe Noncircular Journal Bearing, Couple-Stress Lubricant, Dynamic stability, finite element method
  • Masoud Sabzi *, Rogayyeh Kalantaripour, Ahmad Monshi Pages 163-171
    The aim of this study was mold design for batch type casting and selection of optimal pouring process, especially for low-alloy steel slabs production with dimensions and the simulation for validation of mentioned process. For this purpose, initially a metallic mold (water cooled copper) with dimensions 4000 × 2000 × 150-300 mm was designed. Then, batch type mold design and pouring optimization process were simulated by ProCAST casting software. It is noteworthy that for the slab casting process simulation, thicknesses of 150 and 300 mm were considered. Also for high-alloy steels family, AISI 5132 steel were considered. The results showed that the use of copper mold for steel slabs casting of low-alloy steels provided satisfactory results. The results showed that by increasing the thickness of low- alloy steels slabs from 150 mm to 300 mm, amount of gas and contraction cavities, solidification time, melt turbulence, the number of slab hot spots and the time necessary to achieve the melt to solidus line all increased and in contrast, the solidification rate decreased.
    Keywords: steel slabs, mold design, batch type casting, Metallurgical properties, casting defects
  • Zahra Sajadian, MohammadReza Saffarian *, Seyed Saied Bahrainian Pages 173-181

    The dynamic features of flow field in three models of the unidirectional and bidirectional grooves of the dry gas seal of a centrifugal compressor are simulated using computational fluid dynamics. The computational domain is the gas film between two rotating and stationary rings and inside the grooves. The seal performance is investigated under different thicknesses. The continuum and Navier-Stokes equations are solved by assuming the ideal gas fluid by using structural and hexagonal cells. The flow is considered laminar. the results include pressure distribution, opening force, leakage, and stiffness of the gas film. First, the unidirectional seal is modeled and the results are compared with the experimental results. The results show that the effects of turbulence can be ignored. In the following, two different geometrical models of the bidirectional grooves are used and the results are compared. The results show that the opening force and stiffness of the gas film in two bidirectional groove models are higher than the unidirectional groove. Also, the leakage values in these two models are reduced compared to the unidirectional groove.

    Keywords: Dry gas seal, Unidirectional, bidirectional grooves, Computational fluid dynamics, Opening, closing forces, Gas film stiffness
  • Navid Sharifi * Pages 183-191
    Axial flow compressors are subject to two distinct aerodynamic instabilities, rotating stall and surge, which can severely limit the compressor performance. These instabilities are disruption of the normal operating condition and can severely lower the compressor performance. One of the famous models of predicting these instabilities is the Moore-Greitzer Model. This theory has been used extensively in stall and surge analysis. In this study a mathematical algorithm is used to convert the system of three simultaneous non-linear third order partial differential equations (PDE) to a system of three simultaneous ordinary differential equations (ODE), and then to solve this system through applying a third order polynomial introduced as the characteristic curve proposed for axial compressors. a control parameter called “B-Greitzer” is also used to predict the performance of the compressor. Results shows that the amplitude of disturbances are periodically increased as B > 0.3, and converges to a constant limit for values of B < 0.3. Moreover, it is observed the domain of stream function and pressure ratio are totally extended as the value of B-Greitzer is increased, and the turns of perturbation cycles are also increased. Finally, it is found that the value of B = 0.26 can be considered as a critical point to prevent the axial compressor from operating in rotating stall and surge modes.
    Keywords: Axial Compressor, Moore-Greitzer theory, rotating stall, surge, Active control
  • Mohammad Shafiey Dehaj *, Mostafa Zamani Mohiabadi, Seyed MohammadSadegh Hosseini Pages 193-202

    As the energy generation with photovoltaic systems is exponentially growing, the need for prediction of generation power is much more important than ever. In this paper, based on the experimental data of the solar site along one-year, the photovoltaic systems of monocrystalline and polycrystalline panels for 2.5 kW solar power plant at Vali-e-Asr University of Rafsanjan, has been modelled with artificial neural network. To obtain the optimal model for the desired panels, different variables have been considered as the input and output of the model, while all variables are: panel temperature, direct radiation, the output power and the kind of panels (monocrystalline and polycrystalline). Also sensitivity analysis has been performed for different input and output parameters as well as for the number of different layers of neurons and functions. The results show that the model with the input of temperature and radiation and the output of the power of monocrystalline and polycrystalline panel is the most accurate model with lowest error.

    Keywords: Modeling, Neural network, Sensitivity analysis, photovoltaic panels, Inputs, output power
  • Akbar Toloian, Maghsood Daliri *, Moharram Shameli Pages 203-208
    The present study aims at investigating a couple stress ferro-fluid lubricant effects on the performance of a squeezed film once a uniform external magnetic field is applied. For this purpose, Shliomis ferro-hydrodynamic and couple stress fluid models are employed. The considered geometry is parallel elliptical plates. The effects of couple stress, volume concentration, Langevin parameters and aspect ratio on squeeze film characteristics including time vs. height and load carrying capacity are investigated. According to the results, employing couple stress ferro-fluid lubricant in the presence of the magnetic field leads to an increased performance of the squeeze film. On the other hand, variation of aspect ratio leads to significant effects on the squeeze film characteristics. The present study aims at investigating a couple stress ferro-fluid lubricant effects on the performance of a squeezed film once a uniform external magnetic field is applied. For this purpose, Shliomis ferro-hydrodynamic and couple stress fluid models are employed. The considered geometry is parallel elliptical plates. The effects of couple stress, volume concentration, Langevin parameters and aspect ratio on squeeze film characteristics including time vs. height and load carrying capacity are investigated. According to the results, employing couple stress ferro-fluid lubricant in the presence of the magnetic field leads to an increased performance of the squeeze film. On the other hand, variation of aspect ratio leads to significant effects on the squeeze film characteristics.
    Keywords: Squeeze film, Elliptical plates, Ferro-fluid, Couple stress model lubricant
  • Mehran Abdolalipouradl, Mohsen Rostami, Farzad Mohammadkhani *, Shahram Khalilarya Pages 209-217
    Nowadays, one of the suitable technologies in terms of power generation and saving energy with high efficiency is using the multigeneration systems that renewable fuels are used as an alternative to fossil fuels. In the present study, a multigeneration system including biogas fired gas turbine, Organic Rankine Cycle (ORC), domestic water heater, Reverse Osmosis (RO) unit and Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer. The proposed multigeneration system is assessed from energy and exergy viewpoints. After that, a comprehensive parametric study is carried out to show the effects of some key parameters (including pressure ratio of compressor, condenser pressure, evaporator temperature, preheater temperature and inlet temperature of gas turbine) on main performance criteria of the multigeneration system. Finally, the multi generation system is optimized from thermal efficiency point of view. The optimization results indicate that the thermal efficiency has optimum values for evaporator temperature and pressure ratio of compressor. Also, results show that the values of generated power, produced fresh water, thermal efficiency, exergy efficiency, produced hydrogen and total exergy destruction are calculated as 1192 kW, 5.584 kg/s, 55.74%, 30.56%, 1.455 kg/hr and 2827 kW, respectively.
    Keywords: Thermodynamic analysis, Biogas, Gas turbine, hydrogen production, fresh water, multi-generation
  • Amin Farzin, Mehrangiz Ghazi *, AmirFarhang Sotoodeh, Mohammad Nikian Pages 219-228

    This study presented a new method to accurate design of shell and tube heat exchanger network. It’s considered some parameters as decision variables such as the design of determined the flow path of each fluids, number of required shell side, allowable velocity and pressure drop, number of tubes, number of passes in shell and tube sides, length of tube, layouts of tubes, size and percentage of baffle cut, shell diameter, tube diameter, tube pitch and experimental equations to calculate pressure drop and heat transfer coefficients in shell and tube side heat exchanger units. It has been used whale algorithm to achieve optimum total annual cost for heat exchanger unit. The total annual cost is as objective function that included capital and energy costs. The results showed in two cases studies including four and ten streams in shell and tube heat exchanger networks. The total annual cost reduced almost 20.55% and 14.40% compared with others for two case study.

    Keywords: Shell-and-tube heat exchanger, Heat exchanger networks, optimization, Whale optimization algorithm
  • Keivan Fallah * Pages 229-234
    Motion of drops in microchannels is encountered in a wide range of applications, such as encapsulation, DNA analysis, and drug delivery. In this study, the formation of drops in a Y-junction microchannel is numerically investigated. To this approach, the Ansys Fluent software is used. To verify the simulation, results are compared to the previous experimental data. The comparison depicts that the current simulation has a deviation of less than 10% with previous experimental results. Effect of change in the flow rate ratio (0.6≤Q≤25.2) on the flow pattern, size of drops, the distance between them, and the breakup time are studied for the four junction angles of the microchannel (45, 90, 135 and 180 °) in details. Three flow regimes are observed: parallel, squeezing and dripping flow. Results reveal that the junction angle of 135° is the optimum angle for the formation of the smallest drops in the microchannel. It is also observed that, at the optimum angle, increasing the flow rate ratio from 0.6 to 25.2 decreases the size and time of drop formation by factors of 3.83 and 3.33, respectively. However, it has an adverse effect on the distance between the drops which results in 4.33 time larger distance between formed drops.
    Keywords: Microfluidics, Y-junction microchannel, Two-phase flow, Volume of fluid method
  • Rostam Akbari Kangarluei, Majid Abbasalizadeh Ranjbari *, Ahad Ramezanpour Pages 235-243
    In this study, the thermal performance of inner groove oscillating heat pipes (IGOHP) with deionized water as a working fluid has been experimentally investigated. The results showed that in the filling ratio, 60% of the IGOHP has the lowest thermal resistance and the highest thermal conductivity. Then at the best filling ratio (60%) the IGOHP was investigated at different heating powers and also at different inclination angles. The achieved results indicated that in heating power of less than about 75 watts in 70° and 90°, thermal resistance is higher than angles of 5°, 15° and 30°, and among them, the angle of 15° had the lowest thermal resistance, but in heating power of more than 100 watts The performance of the IGOHP at 90° was better than the other angles, Also, the start-up of the IGOHP at an inclination angle of 15° occurred earlier than the vertical position. In this research more remarkable result is that at heating power above 200 watts, the thermal resistance of the IGOHP at an angle 15° is approximately equal to the angle of 90°, which in turn is a point for the IGOHP, which can promise to solve the problem of oscillating heat pipes at angles close to the horizon.
    Keywords: thermal resistance, oscillating heat pipe, filling ratios, inclination angles, inner groove
  • Ehsan Mehrabi Gohari *, Mhammad Sefid, Alireza Maloozeh, Mohsen Mozafari Shamsi Pages 245-250
    In the present study, a combined Lattice Boltzmann method-smoothed profile method is used for simulation of a liquid-solid fluidized bed with non-Newtonian Power-law fluids. The geometry is contained circular monodisperse particles in a cylindrical channel. The hydrodynamic model of the flow is based on the Bhatnagar–Gross–Krook Lattice Boltzmann method and the smoothed profile method is adopted to enforce the no-slip boundary condition at the liquid-solid interface. A numerical instance of a fluidized bed involving 416 particles is presented to demonstrate the capability of the combined scheme. The results for both Newtonian and non-Newtonian liquids have compared with the experimental results of other researchers. Porosity and bed height results of Newtonian fluid (water) compared with the Richardson-Zaki equation which was showed good correspondence. Non-Newtonian fluid results compared with the Yu equation for estimating minimum fluidization velocity and the Machač-Ulbrichová equation for porosity and bed height, yet by considering uncertainty in non-Newtonian equations results of comparisons are acceptable.
    Keywords: Liquid-solid fluidized bed, lattice Boltzmann method, Smoothed Profile Method, Non-Newtonian Power-law fluid
  • Esmaeil Lakzian *, Maziyar Hekmatshoar Pages 251-258
    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
  • Hashem Ghariblu * Pages 259-265
    This paper presents a model predictive control algorithm for path following of an autonomous vehicle in a curvilinear path. To define vehicles’, motion a nonlinear bicycle model of vehicle with 6 degrees of freedom is employed. Some kinematic constraints imposed to the state and control variables, as well as constraints on vehicle acceleration and braking deceleration for desired path following of the vehicle. Then, an appropriate prediction horizon and a quadratic optimization model is formulated and employed for minimizing the path following error and control variable’s variation of the vehicle. In the optimization computation process suitable weight coefficient for all state and control variables are considered. Finally, a simulation study is performed to analyze the capability and efficiency of the presented algorithm for following the desired path. The simulation results show that the presented path following algorithm is acceptably able to follow the desired path with acceptable accuracy and desirable speed.
    Keywords: Vehicle, Autonomous, Predictive control, Path Following
  • Hassan Hajabdollahi *, Vahid Ghamari Pages 267-276
    In this study, thermal modeling and optimization of combined production of cooling, heating, power (CCHP) and desalinated water system are carried out. In the cogeneration system, the desalination system is coupled with the CCHP plant which is supplied its required energy by the prime mover and an auxiliary boiler to meet the cooling, heating, electricity, and freshwater needs of a hotel. In the traditional system, the hotel demands are met separately, by each of the equipment of the cogeneration system. Coupling the two systems together will reduce environmental pollution and annual costs compared to the traditional system. The results show that the annual cost and penalty of pollutant emissions for the cogeneration system decreased by 39.34% and 40.65%, respectively, compared to the traditional system. Also, the increase in energy consumption of equipment with their performance and efficiency in optimal partial load compared to the maximum performance and efficiency in a particular partial load has been calculated, the maximum of which in the eighth month for absorption and electrical chillers by 91% and 94% and per month Twelfth for backup boiler and diesel engine at 45% and 6%, respectively.
    Keywords: Thermoeconomic optimization, Cogeneration systems, desalination, Economic assessment
  • Jamal Dabbagh, Bashir Behjat *, Mojtaba Yazdani, Mostafa Rezaei Pages 277-286
    In the present paper, the effect of addition of a functionalized graphene oxide (FGO) on the mechanical properties of an epoxy adhesive was investigated. GO was first prepared by oxidation of graphite using Modified Hummers’ method. Then silane coupling agents 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) was used for surface modification of GO. The solution mixing method is used for dispersing 0.1 wt%, 0.2 wt% and 0.3 wt% amine-modified graphene oxide (GO-NH2) in the epoxy adhesive to investigate the tensile and shear properties of the nano-composite. The tensile and shear properties of the neat and GO-NH2 reinforced epoxy adhesives were determined using the bulk and the thick adherend shear test (TAST) specimens, respectively. Significant improvements in the mechanical properties have been observed by the addition of nano-fillers in epoxy adhesive. The highest improvement in strength was obtained by 0.1 wt% loading of GO-NH2. So that, the addition of 0.1 wt% of FGO increases the Young’s modulus, tensile strength, toughness and shear modulus by 35% , 44%, 53% and 34%, respectively.
    Keywords: Mechanical properties, Nano-composites, epoxy adhesive, functionalized graphene oxide, Bulk specimen, TAST
  • Reza Afrasiabi, Nader Pormahmod *, Iraj Mirzaee Pages 287-293
    The flow of micronutrients into micro channels and the manufacture of micro fluidic devices has been an important topic in recent decades and has been applied to various industries and sciences including biological sciences, pharmaceutical, food, water and wastewater, minerals and more. Many scholars and researchers today are looking for techniques to model two-phase currents of this type. The research method in this paper is based on experimental and numerical methods. Experimental experiments were carried out on a rectangular micro channel with a height of 200 μm. Due to the dilution of the coupling current under investigation, the particle size used is 20, 31.7 and 51.7 microns with a density of 1.05 g / cm3 and a refractive index of 1.59. Also, the studied regime of Stokes with Reynolds number is lower than one and laminar and thus ignores the turbulence effects of the current.As the Reynolds number increases, particle settling decreases
    Keywords: Micro channel, Shear stress, Two Phase, Wall Effects, open foam
  • Ahmad Bensaeid, Shima Azizi *, Seyed .Mohsen Peyghambarzadeh Pages 295-304
    In this paper, a cascade solar water sweetening still with the capability of installing latent heat thermal energy storage system (LHTESS) was fabricated, and the Glauber salt as a phase change material (PCM) was used in the thermal reservoir for thermal energy storage. Application of weir on the cascade edge leads to force water flow on the absorption sheet and increases the residence time in the apparatus. Thermal performance of the still with (LHTESS) and without thermal energy storage system (WLHTESS) were analyzed at different days. Results showed that the amount of sweet water productivity in WLHTESS is higher than that of LHTESS at the sunny days. However, after the sunset, the amount of produced sweet water in the LHTESS is considerably greater than of the WLHTESS. Furthermore, results showed that increasing the flow rate of sour water from 50 to 150 ml/min for the WLHTESS decreased the sweet water production from 423 to 252 ml/m2 day and for LHTESS from 396 to 235 ml/m2 day.
    Keywords: desalination, cascade solar water sweetening, sweet water production, Phase change material
  • Mohsen Talebzadegan, Mojtaba Moravej *, Ehsanolah Assareh, Mohsen Izadi Pages 305-314

    In the current study using the enthalpy-porosity method, natural convection heat transfer in the melting process of Carreau non-Newtonian PCM was investigated in porous media within the space between two co-centric vertical cylinders. First, continuity, momentum and energy equations were developed for the non-Newtonian fluid melting process. Then to obtain a general pattern for  modeling the melting process, the aforementioned equations in the dimensionless mode were presented. To assure the accuracy of calculation, this study also controlled for the independency grid of the geometric model. To check for the validity, the results of this study were compared with prior studies. The results were expressed in the form of graphs of changes in melting volume fraction according to the change in Stephan number, Carreau index and porosity coefficient. The results showed that by increasing the aspect ratio from 0.5 to 2, Nusselt number and velocity increase but the velocity of melting decreases. The melting rate also increases with increasing Stefan number as well as decreasing porosity parameter. In addition, in a porous medium a change in the carreau index has no effect on the melting process rate.

    Keywords: Phase Change Material(PCM), Melting process, Porous media, Natural convection heat transfer, Crreau Non-Newtonian Fluid
  • Fateme Chamani, Hossein Beiki * Pages 315-322
    Today, the use of fossil fuels is worrying due to the excessive increase of greenhouse gases, especially CO2. This issue has negative and irreversible effects on human health, the environment and the economy. The methane bi-reforming process which is a combination of steam reforming and dry reforming of methane, is a new and promising method to reduce CO2 emissions in synthesis gas production. In this study, CO2 inhibition and determining the appropriate ratio of hydrogen to carbon monoxide was investigated. The range of the operating temperature and pressure was 525-850°C and 12-18 bar according to the literature. The location of the recycle flow for economic savings and prevent wastage of methane gas, as well as the suitable ratio of steam to feed for high-efficiency reforming reactions were also investigated. The thermodynamic model selected in this study is very well adapted to industrial data with a maximum deviation of 10%. The simulation results showed that the suitable operating conditions for CO2 inhibition are temperature range of 550-650°C and pressure of 15.4 bar. Also, the appropriate ratio of steam to feed of process was considered as three. Water-gas shift reactor was a suitable location for recycle flow entry. Under these conditions, CO2 inhibition is well performed and the appropriate ratio of hydrogen to carbon monoxide (2.29) is produced as a suitable feed for the alcohol industry.
    Keywords: Synthesis gas, remediation, Environmental Pollution, CO2 inhibition
  • Maryam-Sadat Araby, Maziar Dehghan *, Saeed Ziaei-Rad Pages 323-330
    In the present study, the energy performance of a villa building in Isfahan was studied during a year using DesignBuilder (Ver. 6.1) and the results were evaluated with energy bills including both gas and electricity consumptions. After identifying the energy performance weaknesses of the building, the skin was enhanced in two scenarios to meet the requirements of code No 19 and ASHRAE 90.2. It is found that the energy required for cooling and heating of the existing building can be saved by 63% and 70%, respectively, in compliance with the requirements of code No 19 of and ASHRAE 90.2. The results also show that despite all the weaknesses of code No 19, the energy intensity of the building's sector in Iran can be saved considerably only by following the regulation. The role of green roofs in terms of the energy saving in these two scenarios was also studied. In addition to other benefits of green roofing from architectural and environmental perspectives, an extra reduction in energy consumption by 9.5% and 4% can be achieved by a typical green-roof in a building based on code No 19 and the requirements of ASHRAE 90.2.
    Keywords: Green Roof, Building Energy Consumption Reduction, Thermal performance, Code No 19, ASHRAE 90.2 (2018 version)
  • Hengameh Rezaie, Heshmatollah Haghighat * Pages 331-340

    In this paper, asymmetric rolling process of metal sheets is investigated by method of upper bound. In analyses, the contact arches of the rolls are replaced by their chords. The material under deformation is divided into upper and lower regions separated by a line parallel to the midline of the sheet at exit. The intersection points of the chords with the mentioned line, boundary of the upper and lower regions, are selected as the origins of the cylindrical coordinate systems. Each region is divided into three deformation zones and based on the proposed velocity field presented, shear, friction, internal deformation and the total power terms are calculated. The total power is optimized with respect to the positions of the origins of the cylindrical coordinates systems and the positions of the neutral points. The results of the analysis including the required torque, rolling force and the curvature of the sheet at the exit, are compared with the analytical and experimental results of other researchers, as well as numerical simulation results obtained from Deform software. Finally, the effects of the asymmetric factors of the process, on the required torque, the rolling force and the curvature of the deformed sheet have been investigated.

    Keywords: Maximum Asymmetric rolling, Upper bound analysis, Plane strain
  • MohammadAli Kouchakzadeh *, Peyman Gholami, MohammadAli Farsi Pages 341-350

    In this study, a method for uncertainty analysis of laminated rectangular plate made of glass/epoxy with interlaminar crack (delamination) in loading mode I, II and I/II is performed using energy criterion. Limit state functions have been obtained to analyze the reliability of delamination growth in each loading mode according to the concepts of fracture mechanics and energy release rate. By using random variables and limit state functions according to energy criterion, uncertainty assessment will be performed using Response Surface Methodology (RSM). The main idea of the response surface methodology is to approximate the implicit response surface function using an explicit mathematical equation with random variables involved in the limit state function. Since the approximation of the limit state function is explicit, the first/second order reliability method can be used to estimate the probability of failure. It was indicated that in all modes the probability of delamination growth calculated by the surface response method has the highest value. Finally, the effects of initial delamination, laminate layer and loading in different modes on the delamination growth are obtained from the perspective of the reliability of composites laminates.

    Keywords: Delamination, Energy release rate, Response surface methodology, First, second order reliability method
  • Seyed Ali Zamani, Hamid Gorji *, Mohammad Bakhshi Jooybari, Seyed Jamal Hosseinipour, Morteza Hoseinzadeh Pages 351-360

    The fine-grained metals and alloys produced in various ways have good mechanical properties such as high strength, high toughness and proper formability and have certain applications. In recent years, studies of different methods of producing and improving the mechanical properties of specimens have been the subject of much research. Recently, the processing of this type of material using severe plastic deformation has received considerable attention from researchers. In this study, in order to modify the conventional ECAP method, The copper specimen was subjected to severe plastic deformation by means of a new die named combined die. In order to compare the mechanical properties of the produced specimens with this method and ECAP, the experimental tests were performed. By investigation the hardness values at different points from the cross-section of the specimens as well as the determination of strength and grain size in the created microstructures, it was found that after performing the present method, a finer grain structure with a higher degree of hardness, yield strength and Ultimate tensile Strength could be obtained compared to the ECAP method

    Keywords: Severe Plastic Deformation, Combined die, Mechanical properties, Microstructure
  • Safoora Karimi *, Ana Abiri, Mojtaba Shafiee, Negin Mohamadzadeh Pages 361-368
    Todays, the discussion of the droplets interaction with fluid is one of the most challenging topics in multi-phase (liquid-liquid) flow. In the present work, an experimental study was done to investigate the oil droplet rising through a stagnant fluid water and crossing the water-oil interface. Thus, an image recording and processing have been used. The employed oil in the experiments is a heavy crude oil extracted from an Iranian oil reservoir and the drop diameter is controlled in the range of 2 to 3mm. Firstly, the range of the obtained dimensionless numbers was compared and validated with the experimental data of the other works. The results showed that in the applied conditions, the drop shape is ellipse-like and the Weber number decreased by increasing aspect ratio. Moreover, residence time versus drop diameter did not follow a uniform procedure. Finally, the best correlation was introduced to predict the residence time of oil droplets by comparing the experimental results with the presented empirical equations
    Keywords: Heavy crude oil, Liquid-liquid interface, Residence time, Droplet aspect ratio, Weber number
  • Somayeh Ahmadiyeh, Ali Rasooli *, MirGhasem Hosseini Pages 369-376

    In the last years, Ni-W coatings attracted a lot of attention because of high hardness and excellent corrosion resistance. At the current study, Ni-W coatings with different amounts of tungstate ion concentration and with the current density of 10-70 mA/cm2 were plated by pulse method on the copper substrates. The morphology and chemical composition of coatings were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and, Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDS). Grain size calculations was conducted by means of X-ray diffraction (XRD). The hardness of coatings was analyzed by Vicker’s micro hardness tester. Tafel Polarization and electrochemical Impedance methods were used to evaluate the corrosion resistance behavior of the coatings in M3.5% NaCl solution. The results displayed that coatings were obtained from the bath with 60 g/l tungstate concentration, current density of 70 mA/cm2 and duty cycle of 20% showed highest microhardness (719 HV) and maximum corrosion resistance (7.39 KΩ.cm2). Also with decreasing the current density from 70 to 10 mA/cm2, microhardness decreased to (570 HV) and the corrosion resistance declined to 2.78 KΩ.cm2.

    Keywords: Pulse electrodeposition, Ni-W coating, Microhardness, Electrochemical behavior
  • Ali Khoshnejad *, Reza Ebrahimi, Gholamhosein Pouryoussefi, AliReza Doostmahmoudi Pages 377-386

    Tip Leakage vortex in axial compressor is source of unsteadiness and loss in flow field, so it is very important to investigate its controlling method. The aim of this article is numerical simulation of plasma actuator effect on tip leakage vortex in low speed axial compressor rotor. By applying linear distribution of body force at upstream of rotor on casing, effects of plasma actuator on tip leakage vortex have been investigated. Numerical simulation confirm that plasma actuator at blade tip region boost the flow momentum and in addition to decreasing the size of tip leakage vortex and reduces blockage due to the flow separation from blade surface, leads to decreasing loss in tip region. In addition, Plasma actuator can eliminate leading edge spillage and Trailing edge backflow in tip clearance region. Furthermore, the results show that plasma actuator caused the stall margin of the rotor blade row to increase by 5.2%.

    Keywords: Axial Compressor, Plasma Actuator, Active Flow Control, Tip Leakage Vortex
  • Makan Dorostkar, Arash Mirabdolah Lavasani * Pages 387-394

    In this research, the thermal-hydraulic performance for non circular tube with louvered and flat fin in cross flow of the air at 70 ≤ ReH ≤ 350 were numerically investigated. The comparison of the thermal-hydraulic performance between louver fin and flat fin having cam-shaped tube has been carried out. Geometrical parameters of louvered fin such as louver length and louver angle and louver pitch are investigated. The results indicate that in the range of Reynolds testing, the thermal-hydraulic performance of cam-shaped tube with louvered fin 18.99 to 26% is more than circular tube with louvered fin. Investigation the geometrical parameters of louver fin reveal that by increasing the louver angle (15 to 25o) or louver length (6 to 12 mm), the thermal-hydraulic performance increases by about 1 to 8 percent. However, increasing the number of congresses (4 to 5) has a small effect on the thermal-hydraulic performance of the cam-shaped.

    Keywords: Cam shaped tube, Louvered Fin, Flat fin, Thermal-hydraulic performance, Heat Exchanger
  • Reza Firuzi, HamidReza Nazif *, AliAkbar Azoji, Mehdi Sabet Pages 395-404

    In the present paper, CFD simulation and simultaneous exergy analysis of parsian gas refinery 104 unit furnace is done in order to decrease thermal wastes and fuel consumption optimization. This furnace has six burner, 29 meter height and 5.35 meter diameter in the combustion chamber and using in order to heat natural gas and refresh the molecular screening. Simulations were performed using species transport model in combustion with turbulence and radiation. Numerical results have been compared with experimental data and a good agreement has been seen between these results and the maximum relative error is 3.91%. Numerical results show that decreasing excess air from 20% to 5%, leading to decrease 28% of outlet thermal wastes and preheating the combustion air temperature from 308.15 kelvin to 458.15 kelvin, leading to decrease 20% of outlet thermal wastes. In the optimum operation of furnace, it’s exergy efficiency increasing from 20% to 31.34% and it’s thermal efficiency increasing from 71.11% to 78.9%.

    Keywords: Dehydration Furnace, Computational Fluids Dynamic, Excess air, Preheating, Thermal wastes
  • Ali Eslahchi, MohammadHasan Nobakhti *, MohammadBehshad Shafiee, MohammadHosein Dibaiee Bonab Pages 405-412

    In this paper, the hydrodynamic and thermal behavior of〖 Fe〗_3 O_4ferrofluid flow in a horizontal U-shaped copper tube on a surface, is studied experimentally under the effect of a variable magnetic field. The ferrofluid flowed at a low Reynolds value through a U-shaped tube under the thermal boundary conditions of the tube with uniform heat flux affected by magnetic field in some regions. The purpose of the study was the empirical investigation of the effects of using nanofluid, volume percentage of nanoparticles, and frequency on variable magnetic field, and the effect of constant magnetic field on ferrofluid behavior in three regions of the tube, namely straight inlet, curvature, and straight outlet sections. Analysis of the percentage of impact of each parameter in different sections showed that the variable magnetic field had the greatest impact by increasing the volume percentage of nanoparticles in the straight inlet section of the tube by 8.8 % at a frequency of 50 Hz.

    Keywords: : Ferrofluid, Forced convection, Heat transfer, U-shaped tube, Magnetic field
  • Mahbod Moein Jahromi, Saeed Rahmanian *, Saleh Barzegarloo Kohi Pages 413-422

    To improve the performance of photovoltaic-thermal (PV/T) system through thermal management, the effects of four different ‎geometry of cooling pipes including circular direct pipe (CDP), circular sinusoidal pipe (CSP), rectangular zigzag duct (RZD), ‎and rectangular step duct (RSD), type of refrigerant, and flow rate are investigated on the temperature distribution, thermal, and ‎electrical efficiencies through numerical modeling in this paper. The results show that RSD has the best performance, so that the ‎thermal and electrical efficiencies have been improved by 15.2% and 2.2%, respectively. On the other hand, the fluid head loss ‎in RSD is increased by about 2.6 times compared to that of CDP. The results also indicate that microencapsulated phase change ‎material (MPCM) fluid leads to an increase in the thermal efficiency of about 40% respect to the water, however, Ag nano-fluid ‎just improves the thermal efficiency by 28%. Increasing the flow rate of refrigerant also caused to enhance the heat transfer ‎coefficient and leads to a decrease in the average surface temperature of the PV panel by 6.4oC and 7.5oC in CDP and RSD, ‎respectively.‎

    Keywords: ‎Heat absorber, Photovoltaic, Thermal panels, Microencapsulated phase change material, Nano-fluid, Efficiency.‎
  • Karim Aliakbari Pages 423-432

    The study on the fatigue cracks growth of the carbonized bolts of the cylinder head in the gasoline engine was performed in two experimental and numerical sections. The experimental section of the study included chemical composition determination, tensile properties, hardness, microstructure, and fractography. Scanning electron microscope (SEM) observations of the fracture surface identified fatigue as the main cause of premature bolts failure with an approximate fatigue life of 1.44×10^8 cycles. The crack initiates from the carbonized surface layer of the bolts, where impurities of oxide compounds and cavities help to propagate the crack until final faracture. The numerical section of the study included stress analysis and fatigue crack growth. Stress analysis showed that the maximum stress created in the bolts is about 4% more than the standard value. High-stress concentration in the threaded zone is one of the factors in crack initiation that the cyclical force of combustion pressure has caused the propagation of fatigue cracks. Numerical analysis of fatigue also showed that the presence of cracks to a depth of 0.12 mm is the origin of premature failure. Comparison of the two experimental and numerical sections showed that the calculated crack depths are consistently consistent with the observations of the oxide layer of optical and scanning electron microscopes.

    Keywords: Gasoline engine, Cylinder head bolt, Fatigue failure, Microstructure, Fatigue crack growth, Failure cause
  • Faezeh Rostamian, Nasrin Etesami*, majid haghgoo Pages 433-441

    In this study, management of the electronic board temperature using an aluminum heat sink with9 fins containing phase change material (PCM) was investigated, experimentally. The critical temperature of the electronic board was 85 ° C and according to this temperature, stearic acid was selected as PCM for temperature management of the system. Experiments were performed in the wide power range and in different volume fractions of PCM. Using PCM at 11% volume fractions at power of 4 W significantly increased 20 minutes the operating time of the electronic board. Increasing the volume fraction of PCM from 11% to 50% at the power of 6 W, increased PCM melting range by 878 seconds and increased the operating time by 14 minutes. Experiments with alternative power (10 minutes on and 80 minutes off) in several consecutive heating-cooling cycles and at high powers (10, 15 and 18 watts) showed that the sensitivity of heat sink performance to PCM volume percentage at high powers is more than in low powers.

    Keywords: Phase change materials, Stearic acid, Heat sink, Electronic board cooling, Temperature management, Heating, cooling cycles
  • Negar Shakarami, Ebrahim Afshari *, Ehsan Baniasadi, Saeed Asghari, Seyed Ali Atyabi Pages 443-452

    Heat management of fuel cell is necessary to maintain the cell temperature in an appropriate temperature range (60-80℃) and to make a uniform temperature distribution in the cell, because the temperature control has a significant impact on the performance, efficiency and life cycle of a polymer membrane fuel cell. One of the passive cooling methods is to use phase change process. The heat pipe facilitates a uniform temperature control of the cell without consumption of electric power. In this paper, a heat pipe for cooling a low-power 200-watt fuel cell is proposed, and the two-phase and transient flow of a heat pipe with water as working fluid is modeled. In order to investigate the performance of the heat pipe, the volume of fluid model and the porous medium model have been used. Simultaneous modeling of evaporation and condensation processes in the heat pipe is performed using a user defined function in the ANSYS Fluent software. The results show that utilization of thermal pipe leads to maintain the temperature of the evaporator section at 69℃, which is equal to the temperature of the bipolar plates of the cell, and it is in the appropriate range of the operating temperature. In fact, the heat pipe is able to dissipate the heat of the cell properly and to maintain a relatively uniform temperature distribution inside the cell, simultaneously. The low values calculated for the thermal resistance of the heat pipe indicate an improvement in the performance of the fuel cell cooling system.

    Keywords: Polymer electrolyte membrane fuel cell, Heat Pipe, Cooling, Volume of the fluid (VOF) model, Two phase flow
  • mahdis dadsetan, SeyedAlireza Mostafavi, Hamed Safikhani * Pages 453-461

    In this paper, a tempering glass furnace is numerically analyzed and multi-objectively optimized for energy performance investigation. In order to manufacture high-strength tempered glass, the glass must be heated inside the furnace at above 700 °C. Numerical modeling is simulated using computational fluid dynamics and temperature distribution in the furnace is obtained by studying the radiation model. Numerical analysis results are validated with experimental data. The multi–objective optimization is performed to reduce the furnace energy consumption and the primary cost of constructing the furnace, coupled the production of high quality glass tempered. The effects of several design variables are investigated based on genetic algorithm. In optimization, the effects of several important design variables are investigated, which are: the distance between the torches and the pieces of glass inside the furnace, the distance between the torches with each other, the furnace length, the furnace width, the furnace height and ect. The results show that the variation in the value of the design variables leads to reduction in the cost of manufacturing and consumption of fuel, coupled the production of tempered glass with the appropriate standard.

    Keywords: Numerical modeling, multi&ndash, objective optimization, Genetic algorithm, tempered glass, furnace
  • Ali Davar*, Abbas Labbafian Mashhadi, Mohsen Heydari Beni, Jafar Eskandari Jam Pages 463-472

    In this paper, the low-velocity impact response on fiber metal laminate (FML) plates is investigated using three new models. The boundary conditions are considered as simply supported and the behavior of the material is linear elastic. The relationships are based on classical plate theory and the Navier method is used to solve the governing equations. The mass of the impactor is considered to be large and therefore the impact response is categorized as quasi-static. In the first impact model, the contact force history is first considered as a half-sine and then the maximum contact force and contact duration are calculated. In the second model, a two-degree-of-freedom (TDOF) spring-mass system is expressed by calculating the effective contact stiffness using a fast iterative scheme. In the third model, which is expressed for the first time in this paper, the plate is considered as a series of masses and springs constructing a multi-degree-of-freedom (MDOF) spring-mass system and the applied force on the last spring is introduced as the contact force. Validation of these models is done by comparing the results with the analytical and experimental results and shows good agreement. Results show that the new MDOF sprin-mass sysem is more accuracte for calculating the deflection of the plate at the impact point rather than the TDOF sprin-mass system.

    Keywords: low velocity impact, FML plate, contact force history, quasi-static response
  • Amireh Nourbakhsh *, Naser Saraei Pages 473-482

    The collision of deformable drops in the flow between two opposite moving plates (shear flow) has been studied numerically by solving the Navier-Stokes equations completely. The numerical finite difference/front tracking method is used. This method is a mixed of capturing and drop tracking methods. For a fluid bulk, a structured fixed, cubic and staggered grid would be used, but the drop is tracked using a separate grid triangle irregular and moving grid with a lower dimension than channel fluid grid. The surface tension effects are accounted for by adding appropriate source terms into the governing equations. The results showed that as the computational domain increases, the droplets are more affected by the vortex created by the intermittent reaction of the walls, and their crossing themselves motion path turns to return path. Also, by increasing the effects of inertia due to the increase in Reynolds number, the droplets make a reciprocating motion in the larger channel. As the capillary number increases, the droplets move further towards each other.

    Keywords: drop, shear flow, finite difference-front tracking, surface tension
  • Jamasb Pirkandi*, Zeynab Haji Babaee Taheri, Hamid Akbarbeyglou Pages 483-490

    The heat control subsystem of each satellite is responsible for providing the allowable temperature of the equipment of that satellite. Naturally, if this subsystem of the satellite is not designed properly, the satellite mission will not be performed properly. In the present work, small-scale satellite heat control subsystems have been designed by using Thermal desktop and Sinda softwares. This simulation is based on two cold and hot critical states and the results are compared with the available experimental data in the literature, which has about 9% difference. According to studies conducted in this research, the most suitable heat control equipment are paints, coatings, insulators and heaters. According to the analysis, the cargo subsystem experiences the temperature about -19 to 28 degrees Celsius before applying the proposed thermal scheme, which using AMJ-700-IBU paint, its temperature is in the range of -10 to 47 degrees Celsius that is within the allowable temperature range.

    Keywords: satellite, thermal control, thermal colors, thermal insulation, Thermal desktop, Sinda
  • Elham Soleimanian, MohammadReza Karamooz Ravari *, Reza Dehghani Pages 491-496

    Thermal motors are used to generate mechanical energy using heated water produced by different equipment, without environmental pollutions. In this paper, a thermal engine is first designed and manufactured using Nitinol wires. Then, the effects of different parameters on angular velocity, output torque and engine rotation time are investigated. The results show that increasing hot-water temperature and decreasing cold-water temperature increase the angular velocity. However, as long as transformations get completed, these parameters have a neglectable effect on the torque. In addition, increasing the wires’ diameter and number and using the friction-reducer beads, increase the output torque and angular velocity. It is also observed that decreasing the transformation temperature increases the duration of rotation and angular velocity of the engine. The maximum angular velocity is related to a certain position of the fixed constraints. The maximum torque and angular velocity are calculated to be about 20.601 N.mm and 58 rpm respectively.

    Keywords: Shape memory alloy, NITINOL, energy converter, SMA motors, Thermal energy, Mechanical energy
  • Hadi Afsaneh, Pouria Ahmadi *, Pedram Hanafizadeh, Amirmohammad Sattari Pages 497-505
  • Abdollah Veisiara, Hamid Mohammad Sedighi *, arash reza Pages 507-516

    In this paper, Isogeometric analysis (IGA) based on nonuniform rational B-splines (NURBS) is developed to study the free vibration analysis of the perforated plates with different open hole shapes and hole patterns. In this way, the governing equilibrium equations of perforated plate and strain-displacement relations are obtained using the first-order shear-deformable plate theory. The optimal number of control points and the order of the NURBS basis functions are determined to perform physical geometry related to perforated plate geometry. The eigenvalue equations with linear stiffness are established using the weak form of motion equations, energy method and Hamilton principle. The vibrational frequencies and corresponding mode shapes of the perforated plate is derived from governing eigenvalue equations. The results of linear vibrations of plate with central hole are validated considering the previously reported data and finite element analysis, which showed a good agreement. Thereafter, the influence of hole size and shape are explored on the linear vibrations of the plate with hole in same hole area ratio. Further, the effect of the triangular and rectangular pattern under the fully clamped and simply boundary conditions is presented.

    Keywords: Perforated plate, Isogeometric analysis, Bassis function, Control points, Free vibration, holes pattern
  • Morteza Nekouei, Meisam Mohammadi *, Mehdi Raghebi Pages 517-526

    High-speed flying objects are subjected to temperature variation caused by aerodynamic heat, which reduces flight performance due to instability. Due to high tensile force generated by increasing temperature, Shape Memory Alloys (SMA) may be used to reinforce these structures. In this study, the axial buckling of composite cylindrical shells reinforced with SMA fibers made of Nitinol is studied. Properties of SMA fibers are determined using the Brinson's constitutive model. Governing equations are derived using classical shell theory with the Von-Karman type of geometrical non-linear in conjunction with Love's first approximate accompanied with the static mode of virtual displacement principle. To solve the governing equations generalized differential squares method are used in longitudinal direction. The effect of pre-strain, volume fraction and position of SMA fibers on the critical load of the cylindrical shells are investigated. Results show that shell reinforcement with small percentage of pre-strained SMA fibers significantly increases the critical load. Also, the use of SMA fibers in the longitudinal direction and in the layer close to the inner surface of the cylinder has a favorable result in increasing the critical load.

    Keywords: Hybrid laminated composite cylindrical shells, Shape memory alloys, Brinson constitutive model, Generalized differential quadrature method
  • Masoumeh Zeinali, Ghiam Eslami * Pages 527-536

    In the present work, by using the concept of fuzzy derivative, an effective method is presented for analyzing the uncertainty of temperature distribution in a straight thermal fin. In the present study, all sources of uncertainty are considered simultaneously by triangular fuzzy numbers. The proposed method has the advantage of involving the experiences and opinions of the expert about the input parameters through the concept of membership degree. As one of the main results, it has been shown that the use of strongly generalized Hukuhara derivative leads to invalid solutions, while the granular derivative, as a newfound fuzzy derivative, provides reasonable results that are consistent with the physics of the problem. Another result of the present work is a relation that explicitly states the effects of all uncertain parameters on the temperature distribution along the thermal fin. The effect of two parameters including fin length and fin root temperature has been studied in detail. The results of the present work have been compared with the results of the classical Monte Carlo method showing good agreement.

    Keywords: Uncertainty, Heat Transfer, Thermal fin, Strongly generalized Hukuhara derivative, Granular derivative
  • sajjad ghazizadeh, Mehrdad Bazazzadeh *, mohsen AghaSeyed Mirzabozorg Pages 537-546

    Air intakes play an important role in the operation of aircrafts, so their optimal performance can have a significant effect on the performance of the propulsion system. The purpose of this study was to design and optimize an axisymmetric air intake for a mass flow rate of 10 kg / sec in a free-stream Mach number of 2.5 at sea-level conditions. In the present study, pressure recovery and flow distortion coefficients are selected as functional parameters for optimization. Initially, the parametric design of the intake and the selection of geometric parameters were dealt with, and then the interval of the parameter changes was determined. In this research, the NSGA-II multi-objective genetic algorithm was used as an optimization algorithm; artificial neural network was used to predict intake performance in the optimization loop; for training neural networks 243 Initial geometry has been designed and numerically solved. The genetic algorithm that used has 20 population per generation and 1000 generations. After 1000 generations, the resulting population is selected as optimal geometries. At the end of the optimization, the pressure recovery and flow distortion were improved by 4.4% and 49%, which indicates the efficiency of the optimization process.

    Keywords: Total Pressure Recovery, Flow Distortion Coefficient, Air Intake, Genetic Algorithm, Artificial Neural Network, CFD
  • Shaban Alyari shourehdeli Pages 547-556

    In this paper, the mixing efficiency of the ejector in the ejector expansion refrigeration cycle with condenser outlet split using R134a as refrigerant is investigated. Considering the effects of non-equilibrium expansion of the flow in the primary nozzle, a correlation has been derived with the aid of available experimental results to correct the mass flow rate resulted from the homogeneous equilibrium model. Two thermodynamic models, one based on the mixing pressure correction and the other based on the secondary flow velocity correction, have been compared. According to the experimental results, in the model based on the mixing pressure correction, mixing efficiency is in the range of 0.09 to 0.32 and in the model based on the secondary flow velocity correction, mixing efficiency is in the range of 0.03 to 0.3. However, in thermodynamic analysis of the ejector expansion refrigeration cycle, the mixing efficiency is considered in the range of 0.7 to 0.9. The results of thermodynamic analysis based on the mixing efficiency obtained from the experimental data showed that there are temperature ranges for condenser, low-temperature evaporator and high-temperature evaporator in which the ejector is not able to supply secondary flow. However, in the same temperature ranges, thermodynamic analysis with mixing efficiencies in the range of 0.7 to 0.9 shows that the ejector has the ability to supply secondary flow.

    Keywords: Ejector expansion, Mixing efficiency, Non-equilibrium, Coefficient of performance
  • Seyede Mahnaz Hosseini, Tahereh Binazadeh * Pages 557-564

    In this paper, the performance of a closed-loop dynamical system is investigated in the presence of controller, actuator and sensor. Usually, in analysis, the dynamics of sensor and actuator are assumed to be ideal and they are ignored however these components have dynamic practically. Since, the function speed of the sensor and the actuator must be more than the speed of dynamic system, it is reasonable to separate the equations of the closed-loop system, in the presence of the actuator and sensor, into slow equations (the dynamical system’s equations) and fast equations (equations of actuator and sensor). This paper focuses on this issue and the modeling of the closed-loop system in the structure of singular perturbation systems with the breakdown of fast and slow operating modes. Some theorems in the area of stability analysis and stabilization of the closed-loop system are given. Finally, simulations have been carried out for a mechanical example and it has been shown that the dynamics of the actuator and sensor should be faster than the dynamic system to achieve the desired results.

    Keywords: Singular perturbation system, Sensor, Actuator, controller, Stability analysis
  • Seyed Esmail Razavi, Vahid Farhangmehr *, Rashid Yousefi Zounoz Pages 565-574

    The efficiency of an exhaust manifold in a CI internal combustion engine is affected by its geometrical parameters and hot gases flow parameters. In this study, the geometry of an exhaust manifold with 〖90〗^° bend in its runners is modeled. The effects of plenum diameter and runner diameter on the flow and heat transfer characteristics are numerically simulated. The numerical simulations are done by the finite element method in the Comsol Multiphysics software package. After generating an appropriate grid having an appropriate number of elements distributed smoothly in the model, the Navier-Stokes and heat transfer equations are discretized by a second-order scheme. Since the flow in the exhaust manifold is turbulent, the standard k-ε turbulence model is applied. After validating the simulations via comparing the results with experimental data available in the literature, the diagrams of velocity, pressure, and Nusselt number are plotted and then interpreted. The results show that as the plenum diameter and runner diameter increase, the exhaust velocity of hot gases decreases and the backpressure increases while the Nusselt number at the outlet of the exhaust manifold decreases.

    Keywords: Exhaust manifold, Plenum, Runner, Numerical simulation, Turbulent flow
  • Hossein Nouri *, Babak Manafi Pages 575-584

    Nowadays, the use of lasers in welding titanium alloys has special applications in high-tech industries. This study aims to extract the statistical model showing the effect of changes in the diameter of laser beam diameter and distance in line thickness welding temperature. At first, For establishing this model, the required experiments were designed by the Taguchi method and then evaluated using the finite element method. The surface response method is used to extract the statistical model based on the variation of laser beam diameter and distance through the workpiece thickness. By the analysis of the variance, the statistical model error was evaluated in an acceptable range. According to the evaluated results, the influence percent of the distance along with the workpiece thickness and the laser beam diameter is 76.67 and 97 %, respectively, on the welding temperature. By increasing the diameter of the laser beam, the amount of the welding temperature is significantly reduced. For laser welding of Ti6Al4V, the best laser beam diameter is between 0.2 and 0.24mm.

    Keywords: Laser welding, Titanium alloys, Temperature distribution, Finite element method, Response surface method
  • ali jalayeri gharahghonlou, sajadollah rezazadeh * Pages 585-592

    In this paper, the fin profile of heat exchangers change effect on the heat transfer and fluid flow pattern has been investigated. In order to best model presentation to the user by comparing the various models results. For numerical simulation and discretization of governing equations, the finite volume method and for coupling the velocity and pressure fields, the SIMPLEC method have been used. The inlet fluid to heat exchanger is Newtonian; the fluid is steady, incompressible and according to Reynolds number range, is turbulent; the no-slip condition has been applied on the walls.Also the inlet fluid temperature is 573K and the heat exchanger walls have constant temperature equal to 353K. The numerical results have been compared with valid data which illustrated good agreement. The average Nusselt number on the wall, pressure drop, output temperature, and velocity variation have been analyzed in different models with more details for two mass flow rates. The results show that the heat exchanger with 6 fins and m ̇=0.04 kg⁄s has best performance and presented the high nusselt and PI and also low pressure drop.

    Keywords: Fin tube, nusselt number, heat transfer, internal fin
  • mohammad mahdi mohammadi *, Hamid Moosazadeh, Hossein Jamshidi Pages 593-602

    The ability of baffles in increasing the hydrodynamic damping of sloshing in circular cylindrical containers is investigated in this study by analytic, numerical, and experimental methods. Baffles as separate components are installed in tanks containing fluid and can change various aspects of dynamic characteristics of sloshing. The primary objectives of this study is to examine the relative effectiveness of baffle arrangements to provide experimental data for the verification of the numerical models and to recommend a practical baffle arrangement that would be effective over a range of frequencies. The results show that the proposed baffle arrangement has a very effective effect on the damping and sloshing frequencies, and satisfies the anticipated design requirements optimally. The results also display that at liquid height close to the bottom of the container, the theoretical curve predicts that the fundamental frequency of the sloshing will decrease, while the experimental frequency not only decreases but also shows an increasing average. In addition, the results of finite element method and finite volume method in calculation of sloshing frequency and damping are highly consistent with experimental results.

    Keywords: Anti-slosh baffles, Circular cylindrical containers, Damping ratio, Surface Wave Theory, Free surface, Finite volume method
  • Amir Omidvar*, Hamed Shayani, Abbas Rezaei Pages 603-607

    The use of sunshades is one of the methods that is sometimes recommended to improve the performance of direct evaporative coolers. So far, limited research has been done on the role of sunshades in reducing water consumption and increasing the efficiency of swamp air coolers. In this paper, a simplified practical model is presented to simulate the performance of direct evaporative air coolers under non-adiabatic conditions. The performance of the proposed model is validated against experimental data in conditions where the air cooler is affected by solar radiation. The results showed that by eliminating the effect of solar radiation, the cooling efficiency of the cooler will be improved by about 5% and water consumption will be reduced up to 6.5%. Finally, the effectiveness of four different common sunshades was evaluated and compared. Results indicated that the use of sunshades of the same size as the roof of the cooler has a negligible effect. It was also found that the sunshades with dimensions twice the size of the cooler roof and with a diagonal edge have a relatively good performance.

    Keywords: Evaporative cooling, Swamp cooler, Solar radiation, Sunshade
  • Meysam Yadegar *, Jafar Heyrani Nobari Pages 609-613

    Modeling of processes and systems is very essential step in control engineering. This paper considers a two-degree-of-freedom launcher which can move in Azimuth and Elevation directions and presents a model of the system. In this model, the relationships between inputs and outputs of the system and their interactions are carefully derived. In addition to the effect of controlled inputs, all other effective factors such as friction and backlash on the behavior of the system are considered. For this purpose, two types of Viscous and Coulomb frictions have been considered in different parts of the launcher, and a model of them is presented. Furthermore, in order to use this modeling in control procedure, a single-input single-output approach (SISO) is presented. In other words, using this view, both Azimuth and Elevation direction of the launcher are considered independent of each other, and the interferences between these two directions are considered as disturbance inputs.

    Keywords: A two-degree-of-freedom launcher, Modeling, Backlash, friction, Azimuth, Elevation
  • Mahdi Kazemi *, Rahman Seifi, Hamed Seifi Pages 615-619

    In this paper, the buckling of rectangular sheets with variable thickness under in-plane loads is investigated. Each sheet structure under compressive load may buckle at a certain level of load and lose its stability. In analyzing the stability of a low-thickness structure, determining the buckling load is important and necessary. The buckling load depends on some parameters such as geometric features, boundary conditions and type of loading. In this paper, the amount of buckling load was obtained for changes in sheet thickness with different patterns and different boundary conditions. For thickness changes, various modes such as how the changes, starting location, and intensity of the changes are examined. The buckling load was calculated using the Galerkin method as well as numerical methods and compared with the available results. The results showed that the amplitude of thickness changes is the most important parameter affecting the reduction of buckling load. For sheets with trapped edges, the effect of these parameters is more noticeable. Also, asymmetric thickness changes will have a significant effect on the buckling load.

    Keywords: Buckling, Variable Thickness, Structural Stability, Structural Geometry, Numerical Method, Boundary Conditions
  • Farshid Jafarian * Pages 621-625

    Generally, microstructural changes have been neglected for the material models used for simulation of chip formation process. This event leads to limitation in precision of numerical results compared to what happens in reality. For this purpose, in the present study the effect of microstructure changes in machining process of Inconel 718 super alloy was taken into account by development of multi-step user-subroutine in Finite Element Model (FEM). Firstly, microstructure change was modeled using the Dynamic Recrystallization (DRX) and critical strain criterion. After that, a modified material model was presented and grain size variation was incorporated into the material model for each step and each element during the simulation. At the end, effectiveness and performance of the new material model was successfully evaluated by comparison with corresponding experiments at the different machining conditions. The results indicate that, implementation of microstructure changes in material model plays effective role for simulation of more realistic behavior of material and consequently improvement of numerical results machining.

    Keywords: Machining process, Simulation, Microstructural changes, modified material model, Super alloy, Tool geometry
  • Mohammad Riahi*, amid maghsoudi Pages 627-635

    Maintenance is one of the most important elements in any industry. Next to manufacturing, it probably has utmost importance in the production of industrialgoods.It has even higher priority when rotary machines are used. Having an appropriate algorithm for maintenance can prevent human and financial problems in such industries. In recent times, various methods of remaining useful life (RUL) prognosis have been proposed for rotary machines, but there is not a comprehensive review article that can well differentiate different methods. Herein, after describing the meaning of remaining useful life, the three most commonly used prognosis methods, including data-driven approach, model-based approach and hybrid prognostics approach, are elaborated upon. Subsequent to that, concept and mathematics of RUL in rotary machines for each method, have been discussed. Toward the end, there are constructive suggestions for researchers in this field in terms of dealing with RUL and PHM.

    Keywords: Remaining Useful Life (RUL), Rotary Machines, Prognostics, Health Management (PHM)