eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
1
14
10.22059/jcamech.2011.24643
24643
مقاله پژوهشی
اثر شدت چرخش گاز در شبیهسازی ایجاد پوشش سطحی برروی دیواره داخلی یک استوانه در فرآیندهای پاششی
سعید اسدی
s_asadi@pnu.ac.ir
1
محمد مقیمان
moghiman@mailinator.com
2
محمد پسندیده فرد
fard@mailinator.com
3
دانشگاه پیام نور
دانشگاه فردوسی مشهد
دانشگاه فردوسی مشهد
در این پژوهش اثر جریان فاز گاز خصوصاً شدت چرخش آن در ایجاد پوشش برروی دیواره داخلی استوانه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. معادلات حاکم بر فاز گاز با استفاده از روش کنترل حجمی و با کمک الگوریتم سیمپل به همراه مدل سازی ریاضی جریان مغشوش، حل گردیده است. همچنین معادلات حاکم بر حرکت قطرات در سیستم لاگرانژین و در هر گام زمانی حل شده است. پس از تعیین محل، زاویه و سرعت برخورد قطره با سطح، دینامیک برخورد قطره، توسط شبیه سازی عددی سیالات با سطح آزاد، بررسی گردیده است. نتایج نشاندهنده اثر قابل توجه شدت چرخش گاز برروی محل، زاویه، سرعت برخورد قطرات با سطح و ضخامت بدون بعد فیلم ایجاد شده میباشد. در ادامه نمودارهای مربوط به پارامترهای مهم در تشکیل پوشش برروی سطح داخلی استوانه، رسم گردیده و تغییرات آنها مطالعه شده است. یکی از نتایج مهم به دست آمده، چگونگی تغییر دامنه و مقدار حداکثر توزیع پوشش ایجاد شده برروی سطح در اعداد چرخش گوناگون (4/1?8/0) میباشد. همچنین اثر شدت چرخش گاز در محل پوشش ایجاد شده برروی سطح مطالعه شده است. این نتایج نشان میدهد که با زیاد شدن عدد چرخش گاز، دامنه پوشش قطرات برروی سطح داخلی استوانه کاهش یافته و مقدار حداکثر ضخامت بدون بعد در واحد زمان افزایش مییابد. همچنین با افزایش عدد چرخش گاز، نمودار توزیع پوشش ایجاد شده به نقطه شروع پاشش نزدیکتر میشود. در این مطالعه مشخص گردیده که رتبه ضخامت بدون بعد در واحد زمان، از درجه 01/0 میباشد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24643_9c2edd9dde514d7cad2c1f621365c2ac.pdf
دیواره داخلی استوانه
شبیه سازی
فرآیند پاششی
برخورد قطره
شدت چرخش گاز
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
15
27
10.22059/jcamech.2011.24644
24644
بررسی تجربی و بهینه سازی کیفیت قطعات در قالبگیری چرخشی
محسن حامدی
mhamedi@ut.ac.ir
1
یاسر تاجیک
tajik@mailinator.com
2
دانشگاه تهران
دانشگاه تهران
در این تحقیق روشی برای شناسایی، اندازه گیری و کمینه کردن میزان عیوب در فرآیند قالبگیری چرخشی به منظور تولید روکش داشبورد و بهبود کیفیت آن ارائه می شود. در این روش قالبگیری عوامل مختلفی همچون جنس و کیفیت قالب، ابعاد و هندسه قطعه، نوع پودر مورد استفاده و پارامترهای قابل تنظیم روی دستگاه، بر روی کیفیت قطعه تأثیرگذارند. در این تحقیق بهینه سازی سه پارامتر اصلی قابل تنظیم بر روی دستگاه شامل دمای قالب، زمان باز پخت و زمان خنک کاری قالب با هدف کمینه کردن عیوب حاصل از تولید قطعه، انجام شده است. از تکنیکهای هوش مصنوعی به منظور تخمین مدل ریاضی مطلوب بین پارامترهای طراحی و متغیر خروجی و همچنین از الگوریتم ژنتیک برای یافتن نقطه بهینه استفاده شده است. در نهایت به منظور بررسی اعتبار شبکه طراحی شده و سطوح بهینه حاصل از الگوریتم ژنتیک، مقایسه ای بین نتایج حاصل از الگوریتم و نتایج تجربی حاصل از آزمایشهای عملی انجام شد و مشاهده گردید که همخوانی مطلوبی بین آنها وجود دارد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24644_72ed9c72c7d4e1cd17648dafdb36a3ba.pdf
قالب گیری چرخشی
پارامترهای قابل تنظیم بر روی دستگاه
عیب خامی
شبکه عصبی
الگوریتم ژنتیک
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
29
36
10.22059/jcamech.2011.24645
24645
تحلیل آنالیز پایداری جابجایی سیال ویسکوز قابل امتزاج در محیط متخلخل
محمدرضا شاه نظری
shahnazari2@kntu.ac.ir
1
حسین شکوهمند
hshokoh2@ut.ac.ir
2
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر
دانشگاه تهران
بررسی و تحقیق در آنالیز پایداری جابجایی سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل به دلیل کاربرد آن در بازیابی جریانهای نفتی و اختلاط آب شیرین و شور در بررسی سفرههای آب زیر زمینی یکی از مسائل کلاسیک به شمار میرود، در این مقاله علاوه بر ارایه یک حل تحلیلی بر اساس نتایج تَن و هومسی [3] برای آنالیز پایداری در زمان t=0 (پروفیل پلهای غلظت)، یک روش جدید عددی مبتنی بر روش وزن دادن به باقیماندهها (رویه تلفیق)، جهت حل فضای فوریه معادلات، ارایه شده است. نتایج به صورت منحنیهای مقادیر نرخ رشد اغتشاش ( ) بر حسب عدد موج (k) برای مقادیر مختلف نسبت تحرک در زمانهای مختلف ارایه و با نتایج سایر محققین مقایسه شده است.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24645_05cef85676a15710b2bdf2cac40a1e34.pdf
آنالیز پایداری
جابجایی
سیال
قابل امتزاج
محیط متخلخل
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
37
48
10.22059/jcamech.2011.24646
24646
تحلیل عددی و تجربی کمانش و پس کمانش پوسته های نیمه کروی فولادی
محمود شریعتی
mshariati@shahroodut.ac.ir
1
حمیدرضا الله بخش
bakhsh@mailinator.com
2
دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشگاه صنعتی شاهرود
در این مقاله کمانش و پس کمانش عددی و تجربی نیمکره های جدار نازک فولادی تحت نیروی فشاری تحلیل شده است . تاثیرپارامترهای هندسی نیمکره ها از جمله شعاع و ضخامت ، شرایط تکیه گاهی و چگونگی اعمال نیروی فشاری بربار میانگین کمانش بررسی شده است . همچنین با برش دادن قسمت بالای نیمکره به بررسی تاثیر ارتفاع نیمکره بر بار میانگین کمانش پرداخته شده و مقادیر انرژی جذب شده و نیروی میانگین کمانش برای نمونه ها به دست آمده است . نیمکره ها با ابعاد هندسی مختلف به روش اسپینینگ1 ساخته شده اند . نتایج تجربی به کمک یک دستگاه سرو هیدرولیک8802 INSTRON به دست آمده اند . نتایج نشان می دهد که شرایط تکیه گاهی تاثیری بر بار کمانش ندارد . همچنین در ضخامتهای یکسان هر قدر قطر نیمکره کمتر باشد بار کمانش آن بالاتر است . بعلاوه نتایج نشان میدهد که وجود یا عدم وجود بخش بالایی نیمکره تاثیری بر بار کمانش ندارد و هر قدر با برشهایی ارتفاع نیمکره کوتاهتر شود ، بار کمانش آن افزایش می یابد . نتایج عددی برای همه نمونه ها توسط نرم افزار ABAQUS به دست آمده و با نتایج تجربی مقایسه شده اند . نتایج عددی و تجربی نزدیکی بسیار زیادی با هم دارند.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24646_f95747d3df3e7149c9127487d886f487.pdf
کمانش
جاذب انرژی
نیمکره جدار نازک
تحلیل عددی و تجربی
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
49
59
10.22059/jcamech.2011.24647
24647
تحلیل عددی تاثیر شیب بر تقطیر جریان لایهای درون لولة شیبدار
حمید صفاری
saffari@iust.ac.ir
1
علی شهروزیان
shahroozian@mailinator.com
2
دانشگاه علم و صنعت ایران
دانشگاه علم و صنعت ایران
در این مقاله، تاثیر شیب لوله بر هیدرودینامیک و انتقال حرارت در جریان لایهای درون لوله، در حین تقطیر و در حالت هم جهت بصورت عددی تحلیل شده است. با احتساب گرادیان فشار محوری و تنشبرشی میان فازی و تفکیک جریان به سه ناحیه مجزا و بکمک معادلات بقاء و تقریب لایة نازک، معادلة دیفرانسیلی غیرخطی و پارهای ضخامت لایه تقطیر استخراج شده است. نتایج به کارگیری یک روش حل عددی تکراری تلفیقی، نشانگر تطابق نتایج با دادههای آزمایشگاهی است. برای جریان بخار اشباع ورودی با اعداد رینولدز بین 20000 تا 30000 و دمای اشباع ورودی 70 تا 100 درجة سانتیگراد، اختلاف دمای جداره و بخار اشباع، طول و قطر لوله و نیز نرخهای جرمی متفاوت بخار ورودی، تاثیر شیب لوله بر ضرایب انتقال حرارت در طول لوله محاسبة شده، که بیانگر تاثیر قابل توجه زاویة شیب بر کاهش میزان انتقال حرارت به میزان بیش از بیست درصد می-باشد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24647_ceccaca6a14bb278af17c2a1c5c55238.pdf
جریان لایهای
لولۀ شیبدار
مدل سازی تئوری
تحلیل عددی
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
61
70
10.22059/jcamech.2011.24648
24648
عوامل مؤثر بر استفاده از منابع آب زیرزمینی به عنوان مخزن ذخیره انرژی
علی اکبر عالم رجبی
rajabi@cc.iut.ac.ir
1
نرگس ترابی
torabi@mailinator.com
2
دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشگاه صنعتی اصفهان
به منظور تحلیل عملکرد سیستم ذخیره زیرزمینی، حل عددی معادله حرارت در سفره آب زیرزمینی با استفاده از معادلات حاکم بر محیط متخلخل مورد بررسی قرار میگیرد. برای مدلسازی یک سیستم ساده، سفرهای به ارتفاع h و دمای اولیه Tini در نظر گرفته میشود. دو لایه نفوذناپذیر ولی دارای هدایت گرمایی (خاک رس) در بالا و پایین، سفره را محدود کردهاند. ضریب هدایت گرمایی سفره و ظرفیت گرمایی حجمی آن تابعی از میزان تخلخل و خواص آب و فاز جامد در نظر گرفته میشود. همچنین تاثیر دیسپرشن گرمایی در جهت شعاعی و عمودی روی ضریب هدایت گرمایی لحاظ میشود. محیط متخلخل همگن و ایزوتروپیک و جریان آرام فرض میشود. هدف به دست آوردن توزیع دمایی سفره برای اهداف فصلی یعنی بعد از گذشت 30، 60 و 90 روز از زمان شروع تزریق و یا برداشت است. با حل عددی معادله حرارت برای دبیها و دماهای تزریق متفاوت و با به دست آوردن توزیع دما مشاهده میشود که دمای سیال تزریق شده تاثیر چندانی بر راندمان حرارتی سیستم ندارد ولی با افزایش دبی، راندمان حرارتی سیستم افزایش و با کاهش اثر پراکنش حرارتی، راندمان کاهش مییابد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24648_d7208ae3d7d0f079368372e28ee0028c.pdf
پراکنش حرارتی
راندمان حرارتی
ATES محیط متخلخل
اکیفر
سیستم های
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
71
75
10.22059/jcamech.2011.24649
24649
شبیهسازی عددی جریان سیال در میکرومیکسرهای دوبعدیی با کمک روش حجم محدود (یادداشت فنی)
فرشاد کوثری
fkowsari@ut.ac.ir
1
وحید اصفهانیان
evahid@ut.ac.ir
2
میثم رضائی برمی
rezaei@mailinator.com
3
نادر نوروزی
noroozi@mailinator.com
4
دانشگاه تهران
دانشگاه تهران
دانشگاه تهران
دانشگاه تهران
امروزه با رشد فناوری ساخت در ابعاد کوچک، کاربرد تجهیزات در ابعاد میکرو و نانو در صنایع مختلف نظیر پزشکی، بیومکانیک، بیو شیمی و صنایع شیمیایی رشد چشمگیری یافته است. با توجه به مشکلات و هزینههای ساخت در این ابعاد، شبیهسازی و بهینه نمودن دستگاه قبل از ساخت و آزمایش ضروری به نظر میرسد. یکی از قسمتهای تأثیرگذار در تجهیزات سیالاتی در این ابعاد که وظیفه اختلاط سیالات قبل از واکنش یا آمادهسازی ترکیب دارویی را برعهده دارند، میکرومیکسرها میباشند. در مطالعة حاضر، شبیهسازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکمناپذیر در میکرومیکسرهای مورد استفاده در آزمایشگاههای تراشهای با استفاده از روش حجم محدود جیمسون و با بهکارگیری مفهوم تراکمپذیری مصنوعی صورت گرفته است. میدان سرعت، ضریب پخش دو سیال در یکدیگر و خواص دو سیال از عوامل موثر در شدت اختلاط میباشند. بنابراین شبیه-سازی برای اعداد رینولدز و اشمیت مختلف برای مخلوطهایی با خواص ثابت و متغیر صورت گرفته است.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24649_8ba74180e4298bf29bdbef0767673b01.pdf
میکرومیکسر
پخش
روش حجم محدود جیمسون
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
77
85
10.22059/jcamech.2011.24650
24650
تحلیل فرسایش ابزار در ماشینکاری فولاد ST-37
رمضانعلی مهدوی نژاد
mahdavin2@ut.ac.ir
1
محمد خواجه افضلی
afzali@mailinator.com
2
عنایت الله دزیانی
dezyani@mailinator.com
3
دانشگاه تهران
دانشگاه تهران
دانشکده فنی شهید منتظری مشهد
در فرآیند ماشینکاری فرسایش نسبی ابزار، تلرانس ابعادی و کیفیت سطحی و مکانیکی قطعه به عنوان پارامترهای مهم خروجی ماشینکاری مطرح هستند. در این فرآیند حفظ کیفیت سطحی و مکانیکی مستقیماً به ویژگی ابزار و حفظ آن در روند ماشینکاری بستگی دارد و همچنین می توان گفت که دو عنصر ابزار و قطعه کار به عنوان عوامل برشی، اثرات متقابل بر یکدیگر دارند به طوری که بسیاری از پارامترهای ماشینکاری از جمله سرعت برشی و فرسایش ابزار بدین اثرات وابسته اند. در این تحقیق با نگرش به نقش سرعت برشی در فرآیند ماشینکاری و تاثیر آن در فرسایش ابزار HSS و بر اساس اطلاعات به دست آمده بهترین سرعت برشی برای اینکه ابزار مذکور بیشترین عمر را داشته باشد جستجو شده است. ماشینکاری در دو مرحله کلی حشک و با استفاده از مواد خنک کننده انجام شده به طوری که در هر مرحله با انتخاب سرعت برشی به عنوان پارامتر تغییر، سایر پارامترهای ماشینکاری ثابت فرض شدهاند. با استفاده از نتایج حاصل از ماشینکاری و معادلات تئوریک موجود، طول عمر ابزار برشی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که عمرابزار در ماشینکاری خشک برای سرعت برشی کمتر از (m/min)20 با آهنگ زیادی افزایش مییابد، اما سرعت ماشینکاری به همان نسبت کاهش می یابد. همچنین عمرابزار از سرعت (m/min)20 تا 40 (m/min)کم شده و در سرعت های بالاتر به شدت کاهش می یابد، بنابراین سرعت برشی در محدوده بین (m/min) 20 تا (m/min)30 بهینه است. در ماشینکاری با مواد خنک کننده عمرابزار برای سرعت برشی کمتر از (m/min)30 به شدت افزایش یافته ودر محدوده (m/min)30 تا (m/min)50 کاهش یافته و در سرعت های بالاتر به شدت کاهش می یابد، بنابراین بهترین سرعت برای طول عمر بهینه ابزار در محدوده (m/min) 30تا (m/min)40 می باشد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24650_617da1493eb4ef4ebef0898ce9338872.pdf
معکوس کننده
گودال فرسایش
آستانه فرسایش
تراشکاری
مواد خنک کننده
eng
University of Tehran
Journal of Computational Applied Mechanics
2423-6713
2423-6705
2011-02-01
44
1
87
95
10.22059/jcamech.2011.24651
24651
تحلیل ارتعاشات آزاد رشتة حفاری به وسیله روش تربیع دیفرانسیلی
شاپور مرادی
moradis2@scu.ac.ir
1
حسین حکیمی
hakimi@mailinator.com
2
دانشگاه شهید چمران اهواز
دانشگاه تهران
در این تحقیق به بررسی مسئله ارتعاشات رشتة حفاری با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی پرداخته شده است. برای انجام این تحلیل ابتدا با بررسی رفتار رشتة حفاری و نیروهای دینامیکی پیچیدهای که بر آن حاکم است، معادلات دیفرانسیل رشته استخراج شده و سپس با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی معادلات دیفرانسیل قسمتهای مختلف رشتة حفاری و شرایط مرزی مربوط به آنها به مجموعهای از تربیعهای دیفرانسیلی تبدیل شده است. سپس با استفاده از تحلیل مودال فرکانسهای طبیعی رشتة حفاری به دست آمده است. نتایج حاصل از کاربرد روش فوق با نتایج حاصل از روشهای عددی دیگر مانند روش اجزاء محدود و روش تفاضل محدود چاپ شده در مقالات دیگر مقایسه شده است. در ادامه اثر پارامترهای مختلف از قبیل وزن روی مته، گشتاور روی مته و تعداد پایدارکنندهها بر فرکانسهای طبیعی عرضی بررسی شده است. نتایج به دست آمده دلالت بر آن دارد که کاربرد روش تربیع دیفرانسیلی در ارتعاشات رشتة حفاری از دقت، پایداری و کارایی بسیار خوبی برخوردار بوده و دارای همگرایی سریعی میباشد.
https://jcamech.ut.ac.ir/article_24651_7491caa0f983bdf6286a7686cda055e1.pdf
ارتعاشات
رشته حفاری
روش تربیع دیفرانسیلی