دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 طراحی و تحلیل عددی مخازن تحت فشار کامپوزیتی بر اساس روش بار واحد 1 13 4054 FA حسن بیگلری استادیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک آرمین نوروزی دانشجوی کارشناسی، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک Journal Article 2015 12 08 هدف این مقاله، طراحی مخازن کامپوزیتی تحت فشار نوع چهارم برای ذخیره گاز طبیعی مورد استفاده در خودروهای دوگانه سوز، به روش المان محدود میباشد. این نوع مخازن از یک آستر پلیمری و الیاف تقویتکننده که به روش رشتهپیچی به دور آن پیچیده میشود، تشکیل شدهاند. ابعاد و فشار مخزن مورد بررسی مطابق با ابعاد و فشار مخازن گاز طبیعی طبق استاندارد ایزو 11439 برای کاربرد در خودرو میباشد. هدف از طراحی مخزن تعیین زوایای الیاف، تعداد لایهها و ضخامت مخزن است. عدسیهای مختلف نیمه کروی، شبه بیضوی و شبه کروی در این طراحی مورد بررسی قرار میگیرد. مبنای طراحی، استاندارد BS4994 و طبق روش بار واحد میباشد. شبیهسازی در نرمافزار ANSYS به صورت سه بعدی (مدل یک هشتم) توسط المان Solid46 صورت میپذیرد. برای صحهگذاری روش المان محدود، نتایج حاصله با نتایج موجود در ادبیات موضوع مقایسه میشود. تخریب کامپوزیت بر اساس دو معیار حداکثر کرنش مجاز و سای-وو مورد بررسی قرار میگیرد. بررسیهای عددی نشان میدهد که طراحی اولیه مطابق استاندارد بدلیل در نظر نگرفتن اثرات تمرکز تنش و تنش خمشی نیازمند بازنگری میباشد. اصلاح طرح توسط افزایش لایهها به صورت سعی و خطا در تحلیل اجزاء محدود صورت میپذیرد. نهایتا، چیدمان لایههای کامپوزیتی [9066/960±] پاسخگوی طراحی مخزن دخیره‌سازی گاز طبیعی تحت فشار کاری 20 مگاپاسکال با عمر خستگی 1000 سیکل میباشد.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4054_78e171fa3ae8cb96f2991445139f8e5a.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 شبیه‌سازی عددی عملکرد سردساز گیفورد مک‌ماهان بر مبنای دیدگاه لاگرانژی 15 25 4055 FA علی جعفریان استادیار، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی مکانیک علی یوسفی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 2015 12 08 در پژوهش پیش رو، جهت تحلیل و توجیه فیزیک سردساز گیفورد مکماهان بر مبنای دیدگاه لاگرانژی یک کد عددی توسعه داده‌ شده است. جهت توسعه کد، معادلات حاکم با فرض ایده آل بودن بازیاب گرمایی، کامل بودن گاز سیال عامل و عملکرد سردساز در حالت پایا استخراج‌ شده است؛ به‌گونه‌ای که امکان تجزیه و تحلیل عملکرد سردساز بر مبنای دیدگاه لاگرانژی فراهم گردیده است. به وسیله کد توسعه داده‌ شده دما، فشار و جرم موجود در محفظههای متفاوت در هر زمان محاسبه‌ شده و اثرات شرایط عملکردی سردساز شامل دمای مورد نظر برای سردسازی، فشار عملکردی بالا و پائین سردساز بر بار سرمایشی مفید ایجاد شده بررسی‌شده است. نتایج نشان میدهد بار سرمایشی مفید ایجادشده بر روی محیط، حاصل از اثر سرمایشی مفید دو گروه متفاوت از المانهای جرمی میباشد. گروه اول شامل المانهایی جرمی است که با احساس افت فشار جزئی از سردساز خارج‌شده و گروه دوم المانهای جرمی میباشند که با فشار عملکردی پائین از سردساز خارج می‌گردند. نتایج حاصل از کد عددی بر مبنای دیدگاه لاگرانژی با نتایج حاصل از تحلیل بر مبنای مدل ترمودینامیکی مقایسه گردیده و نتایج در دمای بالاتر از 40 کلوین از دقت بسیار خوبی برخوردار است.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4055_cd04c5d80b60712d0985d232201eb068.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 بررسی و مقایسه روش‌های مختلف حل جریان گرما-شاره با شبکه‌های هم‌مکان و جابه‌جا شده در همرفت طبیعی 27 38 4056 FA علی‌رضا جعفری‌نیا کارشناس ارشد، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی مکانیک علی‌اکبر دهقان دانشیار، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی مکانیک محمد‌رضا هادیان استادیار، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی عمران Journal Article 2015 12 08 در دینامیک سیالات محاسباتی دو نوع شبکه برای حل معادلات حاکم وجود دارد: شبکه ‌جابه‌جاشده[1] و شبکه هم‌مکان[2]؛ که تفاوت آن‌ها در مکان ذخیره‌سازی سرعت‌ است و همچنین پیچیدگی هندسی شبکه جابه‌جاشده نسبت به شبکه هم‌مکان زیادتر می‌باشد. زمانی که معادلات حاکم در شبکه هم‌مکان حل می‌شوند، مشکل نوسانات فشار به وجود می‌آید. برای حل این مشکل روش‌های مختلفی مطرح است که در این مطالعه سه روش اصلی درون‌یابی مومنتوم[3]، درون‌یابی گرادیان فشار[4] و تصحیح فشار هموار‌ساز[5] بررسی شده‌اند. نتایج این سه روش و روش شبکه جابه‌جاشده برای همرفت طبیعی درون محفظه بسته، مقایسه گردیده است. برای حل معادلات از الگوریتم سیمپل بر پایه روش حجم محدود استفاده شده است. جهت اعتبارسنجی مدل عددی، نتایج با حل‌های معتبر موجود مقایسه و عدد ناسلت متوسط ارائه شده است. با توجه به نتایج حاصله ملاحظه می شود که روش درون‌یابی گرادیان فشار توانایی حل مشکل نوسانات فشار را به طور کامل نداشته و فقط آن را کاهش داده است. روش درون‌یابی مومنتوم و تصحیح فشار هموارساز در نزدیکی دیوار بالایی موفق عمل نکرده‌اند و هنوز فشار و سرعت دارای نوسان هستند. از طرف دیگر با توجه به نتایج به دست آمده، مدت زمان همگرایی و تعداد تکرار در روش شبکه هم‌مکان نسبت به شبکه جابه‌جاشده کمتر است. در مسأله حاضر شبکه جابه‌جاشده نتایج بهتری را ارائه داده است. شبکه جابه‌جاشده، سرعت و فشار را به‌خوبی پیش‌بینی نموده است. [1] Staggered [2] Collocated [3] Momentum Interpolation [4].Pressure Gradient Interpolation [5] Smoothing Pressure Correction

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4056_92ad7967898c9c37d9d33c55eee037fc.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 ارایه ی روابط جدید برای پیش‌بینی مقادیر مرتبه بالای سرعت در دنباله ی تخت پشت یک استوانه دایره ای 39 49 4057 FA عبدالامیر بک خوشنویس دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده فنی مهندسی محمدجواد ایزدی‌یزدی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده فنی مهندسی قلی‌پوراسرمی احسان دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده فنی مهندسی Journal Article 2015 12 08 در این مقاله به بررسی تجربی وجود همبستگی‌های آماری بین مقادیر مرتبه بالای سرعت مانند تختی(Flatness) و چولگی (Skewness) در دنبالهی تخت پشت یک استوانه دایرهای پرداخته شده است. جهت اندازه‌گیری مشخصه‌های جریان از دستگاه تونل باد و جریان‌سنج سیم داغ استفاده شده است. شدت اغتشاشات خط آزاد دستگاه تونل باد 1/0 درصد میباشد که از این نظر دارای دقت بالایی است. عدد رینولدز در این آزمایشها برابر 28000 میباشد. بر اساس داده‌های خروجی از آزمایش‌ها، منحنیهای مربوط به مقادیر بی‌بعد تختی و چولگی در نسبت فواصل مختلف ارایه شده است. از مقایسه مقادیر واقعی تختی و چولگی (که از آزمایش‌های تجربی در این تحقیق به دست آمده‌اند) با مقادیر پیش‌بینی شده توسط روابط موجود (که برای لایه مرزی آشفته و جت آزاد اثبات شده‌اند) روابطی به دست آمده که مطابقت بیشتری با مقادیر پیش‌بینی شده دارند. برای ارایه روابطی دقیق‌تر، از دو چند جمله‌ای مرتبه دوم و سوم استفاده شده است. مشخص شد که مقادیر مرتبه بالای سرعت با روابط ارایه شده در این تحقیق با دقت بیشتری پیش‌بینی شده‌اند. البته دقت این پیشبینی‌ها در نسبت فواصل بزرگ‌تر به‌طور چشمگیری کاهش یافته است.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4057_5e12c7f34f60d4e268f328437a4781f5.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 شبیه‌سازی عددی صعود اضطراری یک زیردریایی شش درجه آزادی 51 61 4058 FA رضا دهقانی استادیار، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان، گروه مهندسی مکانیک اسماعیل عابدی مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر مجلسی، گروه مهندسی مکانیک محمدعلی بدری استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا داوود میرزایی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا Journal Article 2015 12 08 در این مقاله رفتار دینامیکی زیردریایی در حین مانور صعود اضطراری و تخلیه مخازن ثابت شناوری (مخازن بالاست) بررسی شده است. در صعودهای اضطراری، مخازن بالاست نقش موثری در حرکت زیردریایی دارند. در هنگام ضرورت، هوای ذخیره شده در زیردریایی به داخل مخازن دمیده می‌شود و باعث کم شدن وزن زیردریایی در مقابل نیروی شناوری می‌شود و زیردریایی به سطح آب صعود می‌کند. اگر چه فرآیند دمیدن هوا و تخلیه در مواقع اضطراری صورت می‌گیرد ولی در مانورپذیری زیردریایی تأثیر زیادی دارد. لذا در نظر گرفتن فرآیند دمیدن هوا، در معادلات حرکت و بررسی تأثیر پارامتر‌های مختلف مدل‌سازی بر مانور صعود اضطراری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است که در این مقاله به آن پرداخته شده است. زیردریایی مورد نظر شش درجه آزادی در نظر گرفته شده و دارای چهار مخازن بالاست اصلی می‌باشد. برای مدل سازی فرایند دمیدن هوا به مخازن بالاست، تئوری جریان تراکم پذیر و آیزنتروپیک بکار گرفته شده است. شبیه‌سازی‌ها برای یک زیردریایی نمونه انجام شده و رفتار آن در حین مانور صعود اضطراری بررسی شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف از جمله مشخصه‌‌های هوای ورودی به مخازن بالاست بر زاویه حمله، لغزش جانبی (دریفت) و زمان رسیدن به سطح در مانور صعود بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند با افزایش فشار هوای ذخیره شده و تغییر زاویه سطوح کنترلی افقی عقب می‌توان زمان رسیدن به سطح را کاهش داد.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4058_f0ba8c6678313a195e53ec8c0a378894.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 تأثیر بارهای دینامیکی در رفتار انباشتگی کرنش لوله های سه راهی تحت فشار داخلی 63 68 4059 FA سیدجاوید زکوی استادیار، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده فنی مهندسی علیرضا رحیمی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده فنی مهندسی Journal Article 2015 12 08 در این تحقیق، رفتار انباشتگی کرنش درلوله های سهراهی از جنس فولاد کربنی ساده تحت فشار داخلی و ممانهای دوره ای مورد بررسی قرار گرفته است. مدل کرنش سختی سینماتیکی غیرخطی برای بررسی رفتار پلاستیک لولههای سهراهی بکار برده شده است. پارامترهای ثابت مدل کرنش سختی از روی سیکلهای پایدار شده منحنیهای تنش-کرنش تحت کنترل کرنشهای مختلف بدست آمدهاند. نتایج نشان می‌دهد که حداکثر مقدار انباشتگی کرنش در نزدیکی محل اتصال سه‌راهی در جهت محیطی اتفاق می‌افتد. مشاهده نتایج تجربی و عددی نشان می دهد که در ممان‌های با دامنه کم انباشتگی کرنش دارای مقدار بسیار پایین و نزدیک به صفر است، با افزایش تنش میانگین و بالا رفتن دامنه ممان‌های اعمال شده، با فرض ثابت بودن سایر پارامترها میزان انتقال انباشتگی کرنش نیز بیشتر می‌شود. نرخ رشد اولیه انباشتگی کرنش زیاد بوده و سپس با افزایش تعداد سیکلها این مقدار کاهش مییابد. البته نرخ انباشتگی کرنش پیش‌بینی شده توسط روش عددی در مقایسه با نتایج تجربی فراتخمین می‌باشند.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4059_d2f57e819c3ec7e8718820b174a44243.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 مطالعه پارامتری سیکل های ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای با توربین گازی 69 83 4060 FA ناصر شوکتی دانشجوی دکتری، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک سیدفرامرز رنجبر استادیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک فرزاد محمدخانی دانشجوی دکتری، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک Journal Article 2015 12 08 در این مقاله سیکلهای ترکیبی یک مرحلهای و دومرحلهای پیل سوختی اکسید جامد لولهای (SOFC) و توربین گازی از نظر انرژی و اگزرژی مورد بررسی قرار میگیرند. رفتار پیل سوختی اکسید جامد لولهای مدلسازی شده در این تحقیق، با نتایج تجربی شرکت زیمنس- وستینگهاوس مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج شبیهسازی سیکلهای ترکیبی مورد بررسی نشان میدهد که سیکل ترکیبی دو مرحلهای پیل سوختی اکسید جامد وتوربین گازی علاوه بر تولید توان بیشتر نسبت به سیکل ترکیبی یک مرحلهای SOFC-GT دارای راندمانی به میزان 3 درصدبیشتر است. با توجه به تحلیل پارامتری، بیشترین مقدار بازده قانون اول سیکل ترکیبی دو مرحلهای SOFC-GT وقتی رخ میدهد که دمای عملکردی مجموعههای اول و دوم پیل سوختی به ترتیب برابر 1180 و 1250 درجه سلسیوس باشد ولی بیشترین توان تولیدی در دماهای بالاتر مجموعه دوم پیل سوختی اتفاق می‌افتد. در چگالی جریانهای ثابت، افزایش ضریب مصرف سوخت پیل سوختی موجب کاهش افتهای ولتاژی پیل سوختی شده و این امر موجب کاهش اتلافات اگزرژی مربوط به سیکلهای ترکیبی خواهد شد. همچنین در دمای عملکردی ثابت مجموعه پیل سوختی در سیکل یک مرحلهای SOFC-GT ، بازده ترمودینامیکی با افزایش ضریب مصرف سوخت پیل سوختی افزایش می‌یابد با وجود اینکه توان خروجی و تخریب اگزرژی در سیکل ترکیبی کاهش مییابد.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4060_230d0117fe07186df8bbe63d783996fe.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 بررسی چقرمگی شکست سطح مشترک در اتصالات چسبی بین پایه دندان مصنوعی و سیمان‌های دندانپزشکی 85 93 4061 FA مرتضی عظیم‌زاده فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی مکانیک نقدعلی چوپانی دانشیار، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی مکانیک 0000-0001-7872-6408 Journal Article 2015 12 08 در این پژوهش سعی شده، چقرمگی شکست سطح مشترک اتصالات چسبی مورد استفاده در دندانپزشکی را با استفاده از مکانیک شکست به دست آورد. تولید سیمانهای مختلف در زمینه دندانپزشکی، باعث تلاش محققان برای به دست آوردن خصوصیات مختلف این سیمانها شده است. در این مقاله با استفاده از نتایج روش المان محدود، ضرایب تصحیح برای ضرایب شدت تنش برای نمونه آرکان اصلاح شده به دست آورده شده است. با استفاده از ضرایب تصحیح و نیروی بحرانی به دست آمده از نتایج آزمایشگاهی در زوایای 0، 45 و 90 درجه، میتوان چقرمگی بحرانی شکست سطح مشترک را برای اتصالات چسبی که سیمان گلاس آینومر اصلاح شده Xeno cem-plus(XCP) و سیمان کامپوزیت رزین Master-dent به عنوان چسب و پودر اسآر تریپلکس سرد به عنوان جسم چسبیده شده به دست آورد. نتایج این آزمایشها نشان میدهند که اتصالات چسبی که سیمان گلاس آینومر اصلاح شده XCP استفاده شده مقاومت بیشتری از خود نسبت به سیمان کامپوزیت رزین Master-dent نشان داده است. چقرمگی شکست سطح مشترک برای ترک به طول mm15، در نمونه سیمان کامپوزیت رزین در مد کششی خالص با انجام آزمایش برابر 9/126975 = و در مد برشی خالص 4/305929 = به دست آمد.. این مقادیر برای سیمان گلاس آینومر به ترتیب 7/440070 = و 7/382095 = میباشد.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4061_6bb4781f0e6b15d08a52d432d38d8412.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 45 3 2015 10 23 شبیه سازی عددی سه بعدی کمپرسور چند طبقه یک موتور توربوشفت و ارزیابی مشخصات عملکردی آن 95 106 4062 FA فرهود نیک‌نژاد کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک مهدی نیلی‌احمدآبادی استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 2015 12 08 در این پژوهش، تحلیل عددی سهبعدی اجزاء دوار کمپرسور یک موتور توربوشفت شامل سه طبقه کمپرسور محوری و یک طبقه کمپرسورگریز از مرکز توسط نرم افزار CFX صورت میپذیرد. معادلات جریان تراکمپذیر از روش فشار مبنا و براساس مدل آشفتگی SST حل میشوند. پس از بررسی استقلال حل از شبکه محاسباتی، با تغییر شرایط مرزی ورودی و خروجی، منحنی عملکرد کل کمپرسور به دست میآید. نتایج نشان می‌دهد در طبقه اول کمپرسور محوری به دلیل طول کمان زیاد محوری پره روتور، جریان ثانویهای از پایه تا نوک بوجود میآید. همچنین، جریان در مقطع نوک پره‌های روتور طبقه اول گذر صوت است. در کمپرسور گریز از مرکز نیز تولید جریان ثانویه و بوجود آمدن ناحیه جت و ویک و لغزش در خروجی پروانه با استفاده از شبیه‌سازی عددی قابل مشاهده است.

https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_4062_dc572d98c4e28272aa461752d9e21418.pdf