ORIGINAL_ARTICLE
مدل سازی یک بعدی عملکرد یک پیل سوختی با غشا پلیمری
در این مقاله یک پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از مدل یک بعدی، پایا و همگن مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا معادلات حاکم بر صفحه توزیع گاز و لایه نفوذ گاز استخراج و افتهای اهمی و میزان انتقال اکسیژن در آن مدلسازی شده و در ادامه میزان انتقال اکسیژن در لایه کاتالیست کاتد که کلیدیترین بخش پیل سوختی است با استفاده از روش همگن مدلسازی میشود و معادلات دیفرانسیل حاکم بر لایه کاتالیست کاتد استخراج شده و با استفاده از یک کد کامپیوتری در زبان برنامه نویسی MATLAB حل میشود و از آن افت فعالسازی بدست میآید و در ادامه میزان افت اهمی در غشا پلیمری و همچنین افت غلظت نیز با استفاده از یکسری فرضیات مهندسی مدلسازی میگردد. سرانجام با استفاده از تمامی افتها، ولتاژ کلی پیل سوختی محاسبه و منحنی ولتاژ خروجی پیل رسم شده و مقایسه نتیجه حاصله از این تحقیق با نتایج تجربی صحت مدل سازی این پیل را نشان میدهد. همچنین مطالعات کمی جهت بررسی تأثیر یکسری از پارامترهای طراحی مانند ضریب تخلخل لایه نفوذ گاز، میزان اشباع شدگی لایه نفوذ گاز، ضخامت لایه نفوذ گاز، میزان بارگذاری پلاتین بر واحد سطح لایه کاتالیست کاتد، میزان نفوذ غشاء در لایه کاتالیست کاتد و میزان اشباع شدگی لایه کاتالیست کاتد بر ولتاژ و افت فعالسازی پیل سوختی مورد بررسی و تحلیل قرار میگیرد. نتایج نشان میدهد تأثیر میزان اشباعشدگی لایه کاتالیست کاتد نسبت به سایر پارامترها بر کارایی پیل بیشتر است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1422_b3bd13d70e312e3c07356a8b72e09e4d.pdf
2013-12-22
1
12
صفحه توزیع گاز
لایه نفوذ گاز
لایه کاتالیست کاتد
غشاء پلیمری
افت فعالسازی
ولتاژ پیل سوختی
یونس
بخشان
1
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
AUTHOR
رضا
هنرخواه
2
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
LEAD_AUTHOR
جمشید
خورشیدی
3
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل سه بعدی جریانهای نیرو محرک دیناموهیدرومغناطیسی با استفاده از گرادیانهای فشار ثابت
جریانهای نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک جریان در هر مقطع عرضی کانال، توزیع کاملاً یکنواختی دارد، در سرتاسر کانال، یک میدان سرعت توسعه یافتهای را ایجاد میکنند. حتی اگر نیروی محرک فقط بر بخش معینی از طول کانال اعمال شود، پروفیلهای سرعت ـ مشابه جریان فشار محرک ـ همه جا سهمیگون هستند. لذا میتوان نیروی محرک حجمی را ابتدا به طور مجازی حذف کرده و به جای آن از یک گرادیان فشار ثابت معادل در سراسر کانال استفاده نمود. در این صورت، اگرچه توزیع فشار واقعی با یک توزیع فشار خطی، معادل و جایگزین میشود اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل سهبعدی معادلات را میتوان به حل دو بعدی (با معادلهی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. به علاوه با این جایگزینی، میتوان میدانهای سرعت و فشار در شبکهای از کانالهای بهم متصل را به راحتی محاسبه نمود. از دیگر کاربردهای این سادهسازی، حل معادلات مومنتوم در جریانهای داخلی MHD است، چراکه در جریانهای MHDنیز، نیروی حجمی لورنتز به خصوص در کاربردهای میکرونی نظیر میکروپمپها میتواند با تقریب خوبی در سطح مقطع کانال، یکنواخت تلقی شود. مقایسهی نتایج حاصل از این روش جدید حل، با نتایج حاصل از حل سهبعدی، نشان میدهد که روش حاضر میتواند به خوبی در حل میدان سرعت و فشار در شبکههای میکروسیالی بکار رود و هزینههای سنگین تحلیلهای سهبعدی را کم نماید.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1423_3ae4b108c5f11a5a8d31265384b8aded.pdf
2013-12-22
13
20
جریان دیناموهیدرومغناطیسی
جریان کاملاً توسعه یافته
جریان نیرومحرک داخلی
میکروپمپ MHD
نیروی لورنتز
مصطفی
بهره مندی
1
مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند
LEAD_AUTHOR
سیدعلی
میربزرگی
2
دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی دو بعدی هیدروفویل هوشمند غوطه ور در نزدیکی سطح آزاد آب و مقایسه با هیدروفویل معمولی
استفاده از مواد هوشمند در هیدروفویلها میتواند باعث افزایش بازده قایقهای تندرو گردد. هدف از این تحقیق، توسعه و شبیه سازی جریان حول هیدروفویل هوشمند و مقایسه آن با هیدروفویل معمولی است. سپس اثر عمق غوطه وری (h/c) و زاویه بالچه (AOF) و عدد فرود (Fr) مورد مطالعه قرار میگیرد. همچنین موج ایجاد شده در سطح آزاد توسط این دو نوع هیدروفویل با هم مقایسه شده و اثر هوشمندسازی بر طول موج و دامنه نوسان این امواج به ازای عمق غوطهوری مختلف بررسی میشود. برای شبیه سازی بالچه هوشمند نیز پروفیل خمشی تیر یک سر گیردار تحت بارگذاری غیر یکنواخت در نظر گرفته شده، به طوری که به خوبی میتواند رفتار مواد هوشمند را مدل کند. همچنین در شبیهسازی عددی از روش ضمنی فشار مبنا برای حل معادلات ناویر-استوکس و از مدل حجم سیال (VOF) برای شبیهسازی دو فاز آب و هوا بهره گرفته شده است. نتایج حاصل نشان میدهند که مواد هوشمند سبب افزایش نسبت برآ به پسا (L/D) بیشتری در هیدروفویل هوشمند میشوند و در مقایسه با هیدروفویلهای معمولی عملکرد مناسبتری دارند.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1424_bf9d09f2af5ef10a44f744f83367728f.pdf
2013-12-22
21
30
مواد هوشمند
ضرایب هیدرودینامیکی
هیدروفویل
موج
تروکوئید
محمدحسن
جوارشکیان
1
گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
علی
اسماعیلی
2
دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی و بهینهسازی توربین محوری برای نیروگاههای آبی کوچک
توربینهای محوری با توجه به ارتفاع کم و دبی زیاد کاری، توانایی به کارگیری زیادی در کشور ما دارند. بخصوص در ظرفیتهای کم و بصورت تولید پراکنده و مجزای شبکه. در این مقاله یک توربین محوری که محدودهی دبی 50 لیتر در ثانیه تا 150لیتر در ثانیه را پوشش میدهد، طراحی شده است که برای ارتفاعهای بین 2 تا 5 متر، مناسب میباشد. طراحی اولیه با تدوین نرمافزاری انجام شد به شکلی که با دادن ارتفاع و دبی آب به عنوان ورودی برنامه، خروجیهای مورد انتظار مانند قطرهای هاب و پوسته گرفته شود، این نرمافزار، زوایای ورودی و خروجی و بسیاری از متغیرهای لازم برای رسم هندسهی چرخ توربین محوری را نمایش داده و قادر است شکل سهبعدی چرخ را در نرمافزار CATIA نمایش دهد. در مرحله بعدی، برای اطمینان پیدا کردن از طراحی اولیه توسط نرمافزار تجاری Numeca با یک روش تأیید شده توسط دادههای تجربی برای یک هندسهی مشابه، شبکهبندی و شبیهسازی انجام گردید. نتایج شبیهسازی بازدهی مناسبی را برای توربین محوری نشان ندادند، بنابراین در مرحلهی سوم، به منظور بهبود بازدهی ماشین، بهینهسازی هندسهی چرخ با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکههای عصبی انجام شد که منجر به افزایش 15% در بازده گردید.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1425_17b558d859616e28f4bdd5fa0df5662e.pdf
2013-12-22
31
40
توربین محوری
بهینهسازی
نیروگاه آبی کوچک
الگوریتم ژنتیک
شهرام
درخشان
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت
LEAD_AUTHOR
سیدنعمت اله
کسائیان
2
دانشکده مکانیک، دانشگاه علم و صنعت
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی ریزساختار،خواص مکانیکی و ناهمگنی خواص آلومینیوم خالص تجاری تحت فرآیند نورد تجمعی
در این تحقیق 13 گذر فرآیند نورد تجمعی(ARB)، بر ورق آلومینیومAA1050 انجام و تغییرات ریزساختار ورق تا دستیابی به دانههای نانومتری بررسی شده است. همچنین با انجام آزمون کشش تکمحوری در جهت نورد(RD)، جهت عرضی(TD) و زاویهی o45 نسبت به جهت نورد، تغییرات استحکام و میزان ازدیاد طول ورق طی گذرهای مختلف فرآیند اندازهگیری و میزان ناهمگنی خواص در این سه جهت مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش گذرهای فرآیند استحکام کششی ورق افزایش مییابد، اما ازدیاد طول قطعه پس از یک کاهش سریع در گذر اول، در گذرهای بعدی با نرخ بسیار کمی افزایش مییابد. همچنین با انجام فرآیند نورد تجمعی میزان ناهمگنی خواص مکانیکی در قطعه افزایش مییابد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1426_99ef558e6abee7df2e4769dd307d788b.pdf
2013-12-22
41
49
فرآیند نورد تجمعی(ARB)
آلومینیوم خالص تجاری
نانوساختار
استحکام
درصد ازدیاد طول
ناهمگنی خواص
مجتبی
دهقان
1
دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان
LEAD_AUTHOR
فتح اله
قدس
2
دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی میزان پیچیدگی تغییرات سیکلی فشار در یک موتور اشتعال جرقه با سوخت گاز طبیعی به ازای نسبت هم ارزی های مختلف
در ابن مطالعه، آزمایشهایی بر روی یک موتور چهار سیلندر اشتعال جرقه با سوخت گاز طبیعی انجام شده و تغییرات دوره به دوره قله فشار و زاویه قله فشار در موتور، برای نه نسبت همارزی مختلف بررسی شده است. با استفاده از تکنیک آنتروپی چندمقیاسی نشان داده شده است که پیچیدگی قله فشار و زاویه قله فشار به تغییرات نسبت همارزیهای مختلف وابسته میباشد. به این ترتیب محدودهای برای نسبت همارزی مطلوب پیدا شده که میتواند برای کنترل فرایند احتراق و بهبود عملکرد موتور استفاده شود.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1427_ef0d53fb76d861924ad21b508ab4d51e.pdf
2013-12-22
53
57
موتور
نسبت همارزی
آنالیز پیچیدگی
آنتروپی چندمقیاسی
رضا
ابراهیمی
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
LEAD_AUTHOR
علی
ملکی
2
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهرکرد
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
کنترل جدایش جریان فرو صوت برروی ایرفویلNACA0015 از طریق اعمال میدان الکترومغناطیس با مدلسازی عددی
کاربرد نیروهای لورنتز ناشی از میدان های الکترومغناطیس در کنترل جریان روش مناسب و مورد توجهی میباشد. این نیرو در فرآیند حل عددی به صورت جملههای چشمه به معادلات حرکت سیال اضافه میشود. با این پدیده، مدلسازی عددی جریان فرو صوت با عدد ماخ 2/0 برای رژیم آشفته توسط روش حجم محدود TVD و با پیشروی زمانی ضمنی برای حل معادلات دو بعدی تراکم پذیر ناویر-استوکس جریان سیال و با مدل آشفتگی بالدوین-لومکس در اطراف ایرفویلها به منظور کنترل اثرهای ناخواسته جدایش انجام شده است. به کارگیری نیروی لورنتز نشان داده است که جدایش جریان روی ایرفویل NACA0015 به تاخیر افتاده یا حذف شده و کارآیی هیدرو دینامیکی آن افزایش مییابد. با اعمال کنترل بر ایرفویل به کمک نیروی لورنتز، ضریب برا افزایش یافته و ضریب پسا تغییر چندانی ننموده است. این امر به افزایش زاویه وامانش منتهی گردیده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_1428_0bdc9e67294cb2ee7c183b2d22968a94.pdf
2013-12-22
59
64
نیروی لورنتز
روش عددیTVD- MHD
ضریب مومنتم مغناطیسی
احمد
صداقت
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
AUTHOR
محمدعلی
بدری
2
پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا، دانشگاه صنعتی اصفهان
LEAD_AUTHOR