نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

طرحهای متفاوتی برای استفاده از انرژی هسته ای حاصل از همجوشی به روش لختی (ICF)1 در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلی این طرحها دسترسی به بهره انرژی بالاست. در روشهای متداول همجوشی به روش لختی (ICF) مقدار کمی (در حدود میلی‌گرم) مخلوط دوتریم – تریتیم در محفظه کوچک کروی به شعاع چند میلی متر به وسیله باریکه های لیزری یا یون سنگین که دارای توانی از مرتبه است متراکم می شود. که متعاقب ان تشکیل پلاسما در مرکز این محفظه برای انجام همجوشی مسئله‌ای اساسی است. در روشهای متداول همجوشی به روش لختی، ناپایداری هیدرودینامیکی در فرایند متراکم سازی سوخت باعث پایین آمدن بهره انرژی می‌شود. طرحهای جدید برای کاهش ناپایداریها، انجام متراکم سازی محفظه سوخت توسط باریکه های لیزری یا یونی در دو فازجداگانه است. ابتدا پیشگرم کردن سوخت با باریکه لیزری یا یون و سپس تولید الکترونهای نسبیتی با پالسهای لیزر با توان در داخل سوخت در فاز دوم صورت می گیرد. این روش گرم کردن سوخت به عنوان روش اشتعال سریع مطرح شده است. همچنین در سالهای اخیر به‌جای محفظه کروی سوخت، طرحهای استوانه ای شکل با کنترل مغناطیسی در ناحیه پلاسما مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله ، روش اشتعال سریع در محفظه های سوخت استوانه ای شکل بررسی می شود. ترابرد الکترونهای نسبیتی داخل محفظه با به‌کار بردن کد و یک برنامه فاکر- پلانک محاسبه می شود. آهنگ انتقال انرژی الکترونهای نسبیتی به سوخت نیز حساب می شود. محاسبات نشان می‌دهدکه به‌کار بردن روش اشتعال سریع و محفظه های استوانه ای نسبت به اشتعال یک مرحله ای بهره انرژی بیشتری را تضمین می کند و می تواند جایگزین مناسبی برای روشهای متداول ICF باشد.

---

بررسی ارتعاشات قائم دو راهه خط آهن تحت اثر بارهای متحرک وسایط نقلیه ریلی بسیار مهم است. در این مقاله دوراهه‌ای با مدلی از المانهای محدود خطی با میرایی مودال شبیه سازی شده است. طول این مدل که اطراف تکه مرکزی سوزن است، با 36 دهنه تراورس منظور شده است. ریلها و تراورسها توسط المانهای تیر تیموشنکو - رایلی مدل شده است. ریلها از طریق صفحات لاستیکی زیر ریل (فنرهای خطی) به تراورسها متصل شده اند. وسایط نقلیه ریلی برای تحلیل رفتار دینامیکی قطار به صورت مجموعه توده جرمهای متمرکز، فنرها و مستهلک کننده‌ها مدل شده است. تنها ارتعاشات قائم آنها برای سرعت ثابت مطالعه شده است. تماس چرخ - ریل با استفاده از فنر غیر خطی هرتز مدلسازی شده است. مسئله اندرکنش خط آهن - قطار با استفاده از توسعه روش بردار وضعیت در ترکیب با روش مودال برای دوراهه خط آهن به طور عددی حل شده است. تحلیلها نشان داد که ناپیوستگی ریل در محل تقاطع (تکه مرکزی) به افزایش نیروی تماس چرخ - ریل منجر می‌شود. هم چرخهای صاف و هم چرخهای دارای ناهمواری در انتقال از ریل بالی به دماغه تکه مرکزی تحت سرعتهای متفاوت وسیله نقلیه ریلی مورد آزمایش قرار گرفته است. تحت شرایط ایدئال، غلتیدن چرخها به طور کاملا آرام از روی ریل بالی بر روی تکه مرکزی صورت می‌گیرد. اندازه ضربه در چنین شرایطی در محل تقاطع کوچک خواهد بود و بیشینه نیروی تماسی چرخ - ریل به دست آمده حدود30 تا 50 درصد بیشتر از نیروی تماسی استاتیکی است. برای انتقال در سطوح ناهموار، حساسیت ضربه در تقاطع به شدت به سرعت قطار بستگی دارد. افزایش نیروی تماسی نسبت به نیروی استاتیکی در سرعت km/h 70 حدودا 100 درصد و در سرعت km/h 150 حدودا 200 درصد است.

---

یک مانع با مقطع چهار گوش در مسیر جریان آزاد قرار داده می‌شود و تاثیر نسبت ابعادی چهار گوش در شکل‌‌گیری و تعداد گردابه‌های رها شده از انتهای مانع بر حسب تغییرات نسبت ابعادی مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. سپس مقطع مستطیلی به سمت یک صفحه تخت که با جریان اصلی در حال تبادل گرماست حرکت داده می‌شود و ضمن نزدیک شدن به لایه مرزی مغشوش روی صفحه اثر نسبت ابعادی و فاصله از صفحه تخت بر ضریب انتقال گرما از صفحه تخت و تاثیر لایه مرزی بر شکل‌گیری گردابه‌ها و عدد اشتروهال بررسی می‌شود. برای شبیه‌سازی جریان مغشوش از مدل اصلاح شده و گسسته‌سازی معادلات جریان از تقریب سه جمله‌ای کوئیک و روش حجم محدود استفاده شده است. عدد رینولدز برای چهارگوش با استفاده از مشخصه طولی چهار گوش (حدود 5000)، معادلات جریان در شکل گذرا و در دستگاه مختصات کارتزین دو بعدی، تراکم‌ناپذیر بررسی می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که تغییرات عدد اشتروهال تا زمانی که جسم خارج از لایه مرزی قرار دارد به‌صورت پله‌ای تابعی از تغییرات نسبت ابعادی جسم است. با نزدیک شدن مقطع به دیواره، عدد اشتروهال به سمت صفر میل کرده و خاصیت رهایی تناوبی گردابه به حضور دائمی یک گردابه و فقط با نوسانات ابعادی، تبدیل می‌شود. ملاحظه می‌شود که نزدیک شدن مقطع به صفحه تخت موجب افزایش ضریب انتقال گرمای متوسط تا 50% و افزایش ضریب انتقال گرمای موضعی تا 200% می‌شود.

---

در این تحقیق از روش اجزای مرزی محدود (BEM) برای استخراج توزیع فشار در تصویر دو بعدی جریان خون استفاده شده است. روشهای مرسوم برای تخمین غیرتهاجمی توزیع فشار در میدان جریان قلبی-عروقی از شکل دیفرانسیلی معادلات حاکم استفاده می‌کنند. در این مقاله محاسبه میدان فشار از داده‌های سرعت با شکل انتگرالی معادلات حاکم و استفاده از جداسازی ناحیه جریان در تصاویر به کمک یکی از روشهای رایج جداسازی تصاویر یعنی اسپلاین‌ها1 گسترش یافته است. این روش جداسازی به‌خاطر تامین سلولهای تصویر، قِسم بندی اجزای مرزی، محاسبه بردار نرمال سطحی و محاسبه دقیق طول اجزای مرزی، سهولتهایی در محاسبات اجزای مرزی فراهم می‌سازد. شکل انتگرالی معادلات حاکم به تفصیل بحث شده است. برای شرایط تصویر بهینه شده و برای شرایط تکینه ثابتهای انتگرال‌گیری مربوطه ارائه شدند. ابتدا فشار در نودهای مرزی محاسبه شده و برای تامین مقادیر فشار در نقاط مختلف داخل میدان تصویر مورد استفاده قرار گرفته است. محاسبه توزیع فشار در داخل میدان به‌صورت یک مرحله پس پردازش با این روش مطرح است. برای ارزیابی دقت این روش نسبت به روشهای رایج محاسباتی، نتایج دو روش حل دیفرانسیلی و حل انتگرالی در یک میدان ریاضی جریان سیال لزج با توزیع فشار مشخص آزمایش شد. بر اساس این مطالعه، BEM برای تخمین مقدار فشار از تصاویر جریان خصوصیات زیر را فراهم می‌سازد: میدان محاسباتی را از دو بعد به یک بعد کاهش می‌دهد، امکان محاسبه توزیع فشار در نقاط دلخواه میدان تصویر با درجه تفکیک‌پذیری بالاتر فراهم می‌سازد، در برابر همهمه2 مقاوم است، ملاحظات کمتری برای بررسی پایداری و سازگاری در آن لازم است، دقیق بوده و ملاحظات شبکه بندی کمتری نیاز دارد

---

یکی از موارد پیچیده و در عین حال مهم در مطالعات خوردگی تنشی آلیاژها، تعیین وقوع یا عدم وقوع خوردگی تنشی و تعیین زمان شکست آن است. علی‌رغم انجام تحقیقات وسیع در این زمینه، هنوز فرمولبندی یا روش مطمئنی برای تخمین وقوع خوردگی تنشی و همچنین تعیین زمان شکست در اثر خوردگی تنشی ارائه نشده است. در این مقاله، توانایی شبکه‌های عصبی مصنوعی در تعیین زمان شکست فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 بر اثر خوردگی تنشی در محیطهای آبی کلریدی داغ به همراه تحلیل حساسیت پارامترهای کلیدی ارائه شده است. پارامترهایی که در این تحقیق به عنوان ورودی شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته اند شامل دما، غلظت کلر و میزان تنش اعمالی است. همچنین از زمان شکست نیز به عنوان پارامتر خروجی و معیار کلیدی در ارزیابی پارامترهای اثرگذار استفاده شد. راندمان آماری این شبکه میانگین سه مجموعه آموزش و آزمایش است. همچنین برای آزمایش شبکه از داده‌هایی استفاده شد که جزء داده‌های آموزشی نبودند. نتایج حاصل از خروجی شبکه نشان داد که مدل پیشنهادی توانایی پیش بینی زمان شکست را با واریانس 74٪ از داده‌های واقعی داراست.

---

بررسی طرحهای ضخامت روسازی بیانگر این است در اکثر روشهای طرح ضخامت روسازی دو نوع معیار شکست را ملاک ارزیابی قرار می‌دهند. این دو معیار عبارت‌اند از کرنش کششی زیر لایه آسفالتی که موجب ترک می‌شود و کرنش فشاری قائم روی بستر که موجب نشست می‌شود. در این تحقیق پس از تعریف عاملهای مختلف موثر بر طرح ضخامت، بیش از 216 حالت روسازی معرفی شده ‌است و سازه ها توسط برنامه فلکس پاس1 تحلیل شده‌اند و سپس با انتخاب هریک از معیارهای گفته شده مورد تحلیل قرار گرفته‌اند

---

در تمام روشهای محاسبه امپدانس دیده شده توسط رله دیستانس از مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده می‌شود. دقت بالای امپدانس اندازه‌گیری توسط رله دیستانس نقش مهمی در قطع صحیح و به‌موقع قسمت خطا شده سیستم قدرت دارد. در این مقاله نشان داده می‌شود که چگونه خطای بسیار کم در محاسبه دامنه در لحظه مورد نظر در فرایند نمونه‌برداری باعث به‌وجود آمدن خطاهای بزرگ در محاسبات امپدانس خواهد شد، به‌منظور حل این مسئله یعنی کم کردن خطاهای به‌وجود آمده روش جدیدی بر اساس درونیابی درجه3 برای نمونه‌برداری بهینه معرفی می‌شود. به‌عبارت دیگر در این روش زمان و مقدار نمونه‌های به‌دست‌آمده اولیه توسط تکنیک درونیابی به نمونه‌هایی در زمانهای واقعی و به‌مقدار دامنه واقعی تبدیل می‌شوند. با استفاده از این تکنیک می‌توان دقت بسیار زیادی در محاسبات به‌دست آورد. در این راستا الگوریتمهای مهمی همچون تبدیل فوریه گسسته، تبدیل فوریه گسسته نیم‌سیکل، مان‌موریسون، حداقل مربعات، حداقل مربعات با حذف مقدارDC و پرودار70 برای محاسبه امپدانس در نرم‌افزارPSCAD طراحی و پیاده‌سازی شده‌اند و تاثیر تکنیک جدید در هر یک از این روشها مورد بررسی قرار گرفته اند و مقدار کاهش خطا با به‌کارگیری روش جدید نشان داده‌ شده است.

---

در این مقاله، رویکردی جدید برای حل مدل موجودی برای اقلام فاسد شدنی با جریان نقدی تنزیل یافته ارائه شده است. اقلام تولیدی با نرخی متغیر با زمان که از یک توزیع ویبول پیروی می‌کند، دچار خرابی می‌شوند. در این مدل موجودی، دو نوع کمبود یعنی تقاضای پس افت1 و فروش از دست رفته2 در نظر گرفته شده که در این حالت تقاضا برای اقلام تولیدی با نرخی متغیر، که تابعی از زمان است دچار پس افت می شود. در حالت کلی تقاضا تابعی خطی و نزولی از قیمت محصول است. هدف از مدل موجودی ارائه شده، تعیین سیاست بهینه قیمت‌گذاری محصول و طول مدت تولید در یک سیکل کامل است به‌طوری که ارزش فعلی کل سود حاصله در طی افق برنامه‌ریزی محدود، بیشینه شود. در انتها مثال عددی برای حل مدل موجودی با استفاده از رویکرد ابتکاری پیشنهادی به صورت سه مرحله ای ارائه شده است.

---

در رابطه بااستقرار و برنامه ریزی تسهیلات عاملهای متعددی به‌صورت کمی و کیفی مطرح‌اند که ممکن است تاثیر آنها بر روی ارتباط بین تسهیلات متفاوت باشد. استفاده ازنظریه مجموعه‌های فازی1 در برنامه ریزی تسهیلات باعث می‌شود که بتوان با ترکیب داده‌های کمی و کیفی موثر بر جانمایی، جدول رابطه بین تسهیلات را به صورتی رضایتبخش به‌دست آورد. در این مقاله یک رویکرد قوی، براساس نظریه مجموعه‌های فازی، به منظور بهبود فرایند جانمایی تسهیلات پیشنهاد شده است. در این رویکرد از فرایند تحلیل سلسله مراتبی(AHP)2، برای تعیین وزن عاملها استفاده و یک برنامه رایانه‌ای به نام FDARC3 برای تولید جداول کمی رابطه فعالیتها توسعه داده شده است. جداول توسعه داده شده توسط برنامه دیگری به نام FLAYOUT4 برای بهبود جانمایی‌ها استفاده گردیده است. نتایج محاسباتی اثربخشی و کارایی این روش را در مقایسه با روشهای مطرح دیگر نشان می‌دهد.

---

درحالی که حجم بسیاری از ادبیات زمان‌بندی بر روی معیارهای مبتنی بر زمان متمرکز شده‌اند، مهمترین هدف مدیریت بیشینه کردن سوددهی بنگاه است. در این مقاله، معیار ارزش فعلی خالص با درنظرگرفتن جریانهای نقدی خطی وابسته به زمان در دو مسئله زمان‌بندی تک‌ماشین وجریان کارگاهی بررسی شده است. ابتدا یک روش ابتکاری برای مسئله زمان‌بندی تک ماشین با این معیار ارائه شده است. سپس مسئله زمان‌بندی جریان کارگاهی جایگشتی با درنظرگرفتن ارزش فعلی خالص بررسی شده است. بدین منظور با استفاده از حدود بالا و پایین و اصول غلبه مناسبی که برای مسئله توسعه داده شده یک رویه شاخه‌و‌کران کارآ ارائه شده است. سپس سه روش ابتکاری با هدف یافتن جوابهای مناسب در مدت زمان کوتاه ارائه شده و مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. با تولید مسائل تصادفی در اندازه‌های متفاوت نشان داده شده است که روش شاخه‌وکران در ابعاد کوچک و متوسط کارآ بوده و همچنین الگوریتم‌ ابتکاری ارائه شده، برای تمام مسائل، دارای کارآیی بالایی است.

---

هماهنگی در زنجیره تأمین یک فاکتور حیاتی موفقیت در مدیریت زنجیره تأمین است. در چند سال گذشته، محققان به همکاری مابین شرکتهای زنجیره تأمین به عنوان منبعی کلیدی برای رسیدن به منافع رقابتی تأکید زیادی داشته اند. این مقاله به مسئله هماهنگی در زنجیره تأمین از نقطه نظر مدیریت موجودی پرداخته است. در این خصوص لی و لیو ‌[1]، مدلی برای هماهنگی در زنجیره تأمین دو سطحی با استفاده از مدل تخفیف و مکانیزم تنظیم قیمت ارائه داده اند. در این تحقیق با فرض سه سطحی‌بودن زنجیره تأمین و همچنین با فرض متغیربودن زمان تحویل برای خرده‌فروش که با محیط واقعی انطباق بیشتری دارد، مکانیزم هماهنگی بررسی شده است. برای مسئله مطرح‌شده با فرضیات مشخص، مدل با تابع هدف سود ساخته شده و پس از حل و تجزیه و تحلیل در حالتهای بدون هماهنگی و با هماهنگی از طریق به‌کارگیری تخفیف در قیمت، مقادیر مناسب سفارش در هر سطح تعیین شده است. نهایتا سود حاصل از به‌کارگیری مکانیزم مطرح‌شده تعیین شده و روشی در مورد نحوه تقسیم اضافه سود به‌دست‌آمده مطرح شده است.

---

با وجود گذشت بیش از یک صد سال از آغاز مطالعه تیرهای بتن آرمه تحت برش، همچنان مطالب حائز اهمیت و قابل توجهی در این زمینه وجود دارد که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق مطالعه رفتار تیرهای بتن آرمه تحت برش و بیان پاره‌ای از این مطالب و مفاهیم اساسی و نوین در خصوص رفتار این اعضاست. به این منظور با استفاده از نظریه میدان فشاری اصلاح شده و مدل لایه‌ای و تدوین برنامه‌ای رایانه‌ای، تاثیر عواملی از قبیل نسبت فولاد عرضی، نسبت فولاد طولی و نسبت دهانه برش به عمق موثر تیر، ، در رفتار تیرهای بتن آرمه تحت برش را مورد بررسی و مطالعه قرار داده‌ایم. در این مطالعه مشاهده شد که همواره مقداری بهینه برای نسبت فولاد عرضی تیر یافت می‌شود که با افزایش نسبت فولاد عرضی بیش از این مقدار بهینه، قادر به افزایش ظرفیت برشی تیر نخواهیم بود. پس از بیان تعریفی کامل و جامع از نسبت بهینه فولاد عرضی، با مطالعه تاثیر نسبت فولاد طولی و نسبت در رفتار تیر، به این نتیجه رسیدیم که با افزایش نسبت فولاد کششی مقطع، نسبت بهینه فولاد عرضی افزایش یافته؛ و با افزایش نسبت تیر، نسبت بهینه فولاد عرضی کاهش می‌یابد.

---

در این مقاله شکل جدیدی از روش المان محدود شبکه ثابت ارائه وکاربرد آن در حل مسائل دو بعدی ارتجاعی خطی بررسی شده است. در این روش از یک شبکه غیر منطبق بر مرز برای حل معادلات دیفرانسیل جزیی استفاده می‌شود و عدم تطبیق شبکه بر مرز باعث تقاطع مرز با المانها شده که به نوبه خود نیازمند تکنیکهای ویژه‌ای برای اعمال شرایط مرزی است. در این مقاله، روش جدیدی برای محاسبه ماتریس سختی المانهای مرزی که قسمتی از آنها در داخل و قسمتی دیگر در خارج از ناحیه جسم قرار دارد پیشنهاد و شرایط مرزی نیز با دقت بیشتری نسبت به روش المان محدود شبکه ثابت اعمال شده است. به منظور مقایسه تواناییهای روش پیشنهادی تعدادی مثال عددی با آن حل و نتایج حاصل با مقادیر تحلیلی و نتایج حاصل از روش المانهای محدود استاندارد و روش المان محدود شبکه ثابت مقایسه شده و دقت و همگرایی روش مورد بررسی قرار گرفته است.

---

روشهای گوناگونی برای تطبیق شبکه وجود دارد، که در میان آنها روش تطبیق شبکه جاداده‌شده و توزیع مجدد بیشترین کاربرد را دارند. همچنین استفاده از ترکیب روش‏های تطبیق شبکه در سالهای اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این مقاله از ترکیب روشهای تطبیق شبکه جا داده ‌شده و توزیع مجدد در شبکه نیمه‌سازمان‌یافته برای حل عددی معادلات اویلر دو بعدی استفاده شده است. با توجه به نیمه ‌سازمان‌ یافته بودن شبکه می‌توان از روش تطبیق توزیع مجدد در هر مرحله از تطبیق شبکه جا داده ‌شده استفاده کرد. برای ارزیابی نتایج، حل دو مسئله مدل با جریانهای تراصوتی و فراصوتی در کانال با انحنای دایروی مدنظر قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که ترکیب روشهای تطبیق شبکه جاداده‌شده و توزیع مجدد در شبکه‌های نیمه‏سازمان‏یافته تنها با افزایش کمی در زمان محاسبه، موجب افزایش چشمگیر دقت نسبت به روش‏ تطبیق شبکه جاداده‌شده می‌شود.

---

تحلیل پایداری شیبها تقریبا همواره بر اساس روش تعادل حدی صورت می‌پذیرد و میزان مقاومت برشی توده خاک و نیروی کششی عناصر تسلیح نقش اساسی در پایداری را ایفا می‌کنند. در روش تعادل حدی معمول کل توده مورد بررسی به تعدادی قطعه قائم تقسیم شده و پایداری هر قطعه مورد ارزیابی واقع می‌شود. در سالهای اخیر برای ارزیابی پایداری شیبهای خاکی که با المانهای افقی مسلح سازی شده‌اند روشهای نوینی مبتنی بر قطعات افقی معرفی شده است. در این نوشتار به منظور تعمیم و توسعه روش قطعات افقی به توده های خاکی که با المانهای مایل مسلح شده اند روش قطعات مایل توسط نگارندگان ابداع و معرفی شده است. در روش قطعات مایل ضمن آنکه تعداد مجهولات کاهش یافته و فرمولبندی ساده تری برای تحلیل ارائه می‌شود، تعادل لنگر و نیروها در همه قطعات مورد توجه واقع شده و همچنین نیروی کششی هر المان مسلح کننده به طور مجزا محاسبه می‌شود. این در حالی است که در روش قطعات افقی صرفا مجموع کل نیروی مسلح کننده‌ها براورد می‌شود. مقایسه نتایج تحلیلی حاصله از روش قطعات مایل با نتایج نرم افزارریسا1 نشان می‌دهد که نتایج این تحلیل بین 5 تا 10 درصد با نتایج نرم افزار مذکور اختلاف دارند.

---

کانال پارچه‌ای عمودی نجات، وسیله‌ای مناسب برای فرود از ساختمانهای بلند ونجات افراد در مواقع اضطراری به شمار می‌رود. مکانیزم عمل آن بر اساس استفاده از خاصیت کشسانی در جهت پود منسوج است که با اعمال فشار بر اندام فرد در حال فرود، باعث ایجاد اصطکاک شده و کاربر با باز و بسته کردن دستها و پاهایش می‌تواند سرعت فرود را تنظیم کند. در این تحقیق نحوه تاثیر فشار جداره کانال بر اندام نزول کننده، با استفاده از روابط حاکم در مخازن جدار نازک، مدلسازی شده وروابط لازم برای محاسبه مشخصه‌های منسوج مناسب، تحت عنوان رابطه فرود استخراج شده است. تاثیر مشخصات فیزیکی کاربر، … توسط معادله حاصل با مدل ساخته شده مقایسه شده و پیش بینیهای مربوط به یک مدل واقعی با تاثیر وزن و ابعاد کاربر از نتایج آن حاصل شده است.

---

---

---

---