657 نتیجه برای نوع مطالعه: پژوهشي
فرزاد مرادپوری،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
اصولاً برونیابی میدان موج بر مبنای حل معادله موج یکی از مراحل مهم مدل‌سازی لرزه‌ای بوده و نیازمند دقت بسیار بالایی است. برونیابی میدان موج توسط روشهای مختلف عددی از جمله روش تفاضلات محدود بهعنوان یک روش سنتی و مرسوم انجام می‌شود. از جمله محدودیت‌های روش تفاضلات محدود کاهش دقت و پراکندگی عددی با بزرگ‌تر شدن فواصل زمانی (t∆) است. یکی از راهکارهای حل این مشکل استفاده از انتگرال‌گیر‌های ترکیبی است که با توجه به نوع ساختار آنها زمان محاسبات را کاهش داده و با افزایش فواصل زمانی دچار پراکندگی عددی نشده و دقت آن به نسبت روش تفاضلات محدود بیشتر است. از این‌رو در این مقاله ابتدا با استفاده از روش اویلر یک انتگرال‌گیر ترکیبی برای برونیابی میدان موج معرفی می‌شود. سپس برونیابی میدان موج برای یک فاصله زمانی به نسبت بزرگ در قالب یک مدل ساده برای هر دو روش تفاضلات محدود و روش ترکیبی اویلر نشان داده شده است که بیانگر برونیابی میدان موج با کیفیت بهتر است. در نهایت دقت برونیابی هر دو روش با هم مقایسه شده است که نشان از دقت بسیار بالاتر روش ترکیبی اویلر دارد.
مهدی جامعی، حمیدرضا غفوری،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
در این تحقیق حل عددی معادله‌‌های حاکم بر جریان‌های دوفازی (فشار ترکننده- درجه اشباع ترکننده) در محیط متخلخل و در شرایط همدمایی، با استفاده از ترکیب دو روش المان محدود نامنطبق خطی و گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی ارائه شده است. این ترکیب از مدل عددی برای اولین بار در زمینه مدل‌سازی جریان‌های دوفازی به‌کار رفته است و بهعنوان نوآوری این تحقیق تلقی می‌شود. معادله فشار با استفاده از روش المان محدود نامنطبق به‌کمک المان‌های کروزیکس- راویارت خطی ناپیوسته و معادله انتقال غالب درجه اشباع نیز با استفاده از روشهای گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی وزنی حل می‌شوند. استفاده از روش المان محدود نامطبق در حل معادلات جریان موجب شده تا، به‌دلیل استقرار درجات آزادی روی مرکز وجوه مشترک المان‌ها، مقادیر فشار و سرعت از تطابق مطلوب‌تری برخوردار شوند. در این مدل‌سازی از شرایط مرزی نوع رابین در مرزهای ورودی استفاده شده است و برای گسسته‌سازی زمانی معادله‌‌های همبسته حاکم، از تکنیک حل‌های متوالی بهره برده شده است. به‌منظور بهبود وضوح نتایج و حفظ پیوستگی بردار نرمال سرعت در ناپیوستگی‌ها و ناهمگنی‌ها، از نگاشت فضای H(div) با کمک المان‌های خطی راویارت- توماس استفاده می‌شود. در پایان هر گام زمانی نیز با استفاده از محدودکننده شیب چاونت- جافر اصلاح شده، نوسانات غیرفیزیکی مقادیر درجه اشباع در هر المان حذف می‌شوند. همچنین به‌منظور صحت‌سنجی و بیان کارایی مدل در تسخیر شوک‌های ناگهانی در محل تماس دو فاز سیال و ناهمگنی‌ها، به حل مدل‌های بنجمارک و نمونه پرداخته شده است.
حمید محمدیون، محمد محمدیون، محمدحسین دیبایی بناب، محسن دارابی، سیدرضا حجازی، وخید جانی پور بیدسردره،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
در این تحقیق، دمای بی‌بعد و تولید آنتروپی در جریان سکون شعاعی نانوسیال تراکم‌ناپذیر روی استوانه نامحدود درحالت پایا بررسی شده است. جریان آزاد نیز پایا بوده و قدرت اولیه جریان K است. حل تشابهی معادلات ناویر استوکس و معادله انرژی دراین مساله ارائه شده است. این معادلات، با استفاده از تبدیلات مناسبی که در این تحقیق معرفی شده است ساده‌سازی شده‌اند. معادلات کاملا تشابهی در شرایطی حل شده‌اند که دیواره استوانه تحت تاثیر شار حرارتی ثابتی قرار دارد. کلیه حل‌های فوق برای محدوده اعداد رینولدز Re=ka^2/2vf بین 0/1تا 1000 و مقادیرمعینی ازکسر حجمی نانوذرات ارائه شده است که در آن a شعاع استوانه است و vf لزجت سینماتیکی سیال پایه است. نتایج نشان میدهند برای اعداد رینولدز بررسی شده، با افزایش کسر حجمی نانوذرات، عمق نفوذ مؤلفه محوری میدان سرعت کاهش مییابد درحالی که عدد ناسلت افزایش مییابد همچنین بیشترین مقدار آنتروپی تولیدی محاسبه شده است.
موسی رضائی، میر محمد اتفاق، رضا فتحی،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
اتوبالانسر دینامیکی ساچمه‌ای علاوه‌بر مزیت‌های مختلف، دارای دو عیب اساسی یعنی محدود بودن ناحیه بالانس پایدار و افزایش دامنه روتور در ناحیه گذرا است که سبب محدودیت استفاده از این نوع اتوبالانسر می‌شود. به‌همین منظور به‌تازگی مدل جدیدی از این اتوبالانسر با نام اتوبالانسر ساچمه- فنر ارائه شده است که تا حد قابل ملاحظه‌ای عیب‌های مذکور را رفع کرده است. با توجه به مزیت اتوبالانسر جدید و برای کاربردی کردن آن لازم است رفتار دینامیکی آن به‌طور دقیق بررسی شود. در مطالعات پیشین رفتار دینامیکی روتور با یاتاقان‌های خطی و مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر بررسی شده است ولی در عمل ممکن است یاتاقان‌ها دارای رفتار غیرخطی باشند. لذا در مقاله حاضر به‌منظور بررسی دقیق‌تر، برای اولین بار رفتار دینامیکی اتوبالانسر ساچمه- فنر برای بالانس روتور با یاتاقان‌های غیرخطی با روش مقیاس‌های چندگانه مطالعه شده است. نتایج نشان می‌دهد که یاتاقان‌های غیرخطی خللی در مزیت‌های اتوبالانسر ساچمه- فنر ایجاد نمی‌کند.
ناصر چراقی، محمود میری، محسن راشکی،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
در این مقاله با استفاده از یک روش حل سه‌بعدی و روشهای پیش‌بینی پاسخ، ارزیابی احتمالاتی ارتعاش آزاد ورق‌های مدرج هدفمند با لایه‌هایی دارای خواص مگنتو الکتروالاستیک، ارائه شده است. ورق مورد نظر بر روی بستر ارتجاعی قرار گرفته و اثرات لغزش بین لایه‌ای با مدل فنر بین لایه‌ای تعمیم‌یافته لحاظ می‌شود. به‌علت بالا بودن هزینه محاسباتی در محاسبه بسامدهای ارتعاش آزاد ورق، از روشهای پیش‌بینی پاسخ استفاده می‌شود. از روشهای پیش‌بینی پاسخ کریجینگ، تابع پایه شعاعی و سطح پاسخ با تابع چندجمله‌ایی برای ساخت مدل جانشین استفاده می‌شود. برای آموزش مدل‌های پیش‌بینی، از نتایج روش حل سه‌بعدی استفاده می‌شود. پارامترهای سفتی بستر ارتجاعی، لغزش بین لایه‌ایی، شاخص خواص مواد و چگالی لایه‌ها بهعنوان متغیرهای دارای عدم قطعیت در نظر گرفته می‌شود. فرمولاسیون روش حل سه‌بعدی از طریق مقایسه با سایر نتایج موجود اعتبارسنجی می‌شود. نتایج حاصل از مدل‌های پیش‌بینی پاسخ با نتایج روش حل سه‌بعدی مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شده است. تأثیر پارامترهای مربوط به سفتی بستر ارتجاعی، شاخص تغییرات خواص مواد، لغزش بین لایه‌ای و چگالی لایه‌ها بر روی بسامد طبیعی مود اول ورق مدرج تابعی، با استفاده از روش حل سه‌بعدی و مدل جانشین کریجینگ مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای چگالی لایه‌ها، سفتی برشی و عرضی بستر ارتجاعی بیشترین تأثیر را بر روی بسامد مود اول ورق سه لایه دارند.
سید علی احمدی، محمدهادی پاشایی، رمضان‌علی جعفری تلوکلائی،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
در این مقاله پاسخ غیرخطی تغییرمکان یک پانل استوانه‌ای ساندویچی تحت بارگذاری دینامیکی ضربانی با درنظر گرفتن قابلیت تغییرشکل هسته مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از تئوری مرتبه بالای ارائه شده برای هسته پانل‌های ساندویچی، معادلات حاکم بر حرکت بر مبنای نظریه ارتجاعی سه‌بعدی به‌کار گرفته شده است. همچنین رفتار کمانش دینامیکی ضربانی صفحات جانبی پانل با استفاده از معیار بادیانسکی- راس، بررسی شده است. برای لایههای داخلی و خارجی پانل مواد اورتوتروپیک و برای لایه میانی مواد همسانگرد ویسکوالاستیک از جنس فوم پلی‌وینیل‌کلراید در نظر گرفته شد. تأثیر پارامترهای مختلف مانند ابعاد پانل، ضخامت هسته و لایههای جانبی، مدت ضربان و بیشینه فشار وارد شده روی پاسخ دینامیکی غیرخطی و مقاومت کمانشی پانل ساندویچی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده در این مقاله با نتایج ارائه شده در مقالات دیگر و همچنین نتایج به‌دست آمده از حل المان محدود در نرم‌افزار Ansys برای پانل‌های سه لایه مقایسه شده و دقت خوبی مشاهده شده است. نشان داده شده است که با افزایش ضخامت پانل یا کاهش شعاع آن، مقاومت کمانش دینامیکی ضربانی افزایش مییابد.
سید مهدی نقوی، قنبرعلی شیخ زاده،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
روش بولتزمن شبکه‌ای یکی از زیرشاخه‌های دینامیک سیالات محاسباتی است. با وجود اینکه این روش زمینه ریاضی پیچیده‌ای دارد، روابط نهایی نسبتا ساده‌ای بر آن حکم‌فرماست، از این‌رو برنامه رایانه‌ای ساده‌تری نسبت به روشهای مرسوم دینامیک سیالات محاسباتی نیاز دارد. با توجه به ویژگی‌های روش بولتزمن شبکه‌ای برای پردازش موازی، این روش بهعنوان روشی کارامد برای شبیه‌سازی جریان سیال در هندسه‌های پیچیده، که نیاز به حافظه محاسباتی زیادی دارند، در نظر گرفته می‌شود. به‌خاطر وجود مرزهای منحنی در هندسه‌های پیچیده، یافتن شرط مرزی مناسب در روش بولتزمن شبکه‌ای اجتناب‌ناپذیر است. برای این منظور پژوهش‌های زیادی انجام شده و شرایط مرزی مختلفی پیشنهاد شده است. در پژوهش حاضر، ابتدا تعدادی از شرایط مرزی منحنی مرور و سپس شرط مرزی ساده‌شده‌ای پیشنهاد شده است. برنامه‌ای به زبان فرترن، بر مبنای روش بولتزمن شبکه‌ای تهیه شده، که شرط مرزی پیشنهادی به‌همراه چند شرط مرزی دیگر در آن اعمال شده است. برای بررسی صحت و دقت شرط مرزی پیشنهادی، جریان داخل حفره دوبعدی شبیه‌سازی و با نتایج عددی موجود مقایسه شده است. تطابق نتایج حاصل از پژوهش حاضر با نتایج پژوهشگران قبلی، صحت برنامه تهیه شده را تأیید می‌کند. همچنین دو جریان سیال، یکی جریان اطراف استوانه ساکن در کانالی دوبعدی و دیگری جریان بین دو استوانه ساکن و متحرک، شبیه‌سازی شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی‌ها با شرط مرزی پیشنهادی، به‌همراه نتایج شرایط مرزی قبلی، با نتایج در دسترس مقایسه شده است. مقایسه‌ها نشان میدهند که جواب‌هایی با دقت مناسب توسط شرط مرزی پیشنهادی به‌دست آمده است.
نیلوفر فتاحی، محمد رئیسی نافچی، قاسم مصلحی،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
زمان‌بندی در محیط‌های تولیدی بهعنوان یک ابزار رقابتی در جهت بهبود کارایی و پاسخ به نیاز مشتریان به‌کار می‌رود. در این مقاله یک مسئله زمان‌بندی در محیط کارگاه جریانی منعطف سه مرحله‌ای با در نظر گرفتن انسداد و پردازش دسته‌ای بررسی می‌شود. این مسئله با الهام از خط شارژ و بسته‌بندی یک تولید کننده بزرگ باتری خودرو طراحی شده است. در این محیط، مرحله اول و سوم شامل یک ماشین پردازشگر تکی و مرحله دوم شامل m ماشین موازی پردازش دسته‌ای یکسان است. هدف، کمینه کردن مجموع دیرکرد وزنی سفارشات دریافتی است. با توجه به عدم مشاهده بررسی این مسئله در ادبیات موضوع، ابتدا یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی برای آن ارائه شده است. همچنین با توجه به hard-NP بودن مسئله، یک الگوریتم فراابتکاری جستجوی همسایگی متغیر و یک الگوریتم فراابتکاری ممتیک برای حل آن توسعه داده شده است. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر قادر است مسائل تا ابعاد 1200 سفارش و 15 ماشین را با میانگین خطای حدود 1/9 درصد نسبت به بهترین جواب به‌دست آمده از بین دو روش، حل کند. الگوریتم ممتیک قادر است مسائل تا ابعاد 1200 سفارش و 15 ماشین را با میانگین خطای حدود 7/8 درصد نسبت به بهترین جواب به‌دست آمده از بین دو روش، حل کند. در کل نتایج محاسباتی نشان از کارایی بهتر الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر نسبت به الگوریتم ممتیک دارد.
فاضل شعبانی، محسن ثقفیان، داوود سعیدی، فرشید مومن نسب،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
جداسازی ذرات، کاربردهای زیادی هم در پزشکی و بیولوژی و هم در صنعت دارد. در این پژوهش جداسازی ذرات پلی‌استایرن با قطر 10، 20 و 30 میکرومتر در جریان سیال در یک میکروکانال بررسی می‌شود. میکروکانال از یک ناحیه مارپیچ و یک ناحیه مستقیم ولی تحت اثر امواج آکوستیکی یا صوتی تشکیل شده است. در ناحیه مارپیچ، ذرات تحت اثرات هیدرودینامیکی جداسازی اولیه می‌شوند؛ سپس ذرات وارد ناحیه مستقیم میکروکانال می‌شوند و جداسازی نهایی ذرات تحت تأثیر نیروی ناشی از امواج صوتی صورت می‌گیرد. اثر فرکانس امواج صوتی و تعداد حلقه‌های ناحیه مارپیچ بر جداسازی بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که برای ابعاد و پارامترهای جریان تعیین شده، در فرکانس 1 مگاهرتز موج صوتی و تعداد حلقه‌های 2 برای ناحیه مارپیچ میکروکانال، ذرات در انتهای مسیر، در موقعیت مناسبی برای جداسازی نسبت به یکدیگر قرار دارند. علاوه بر آن، نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که جداسازی ذرات با این سیستم ترکیبی نسبت به روشهای ساده عملکرد بهتری دارد و نرخ جداسازی می‌تواند 100 درصد نیز باشد.
زهرا آهنگری سیسی، مهدی میرزایی، صدرا رفعت نیا، بهروز علیزاده،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
راحتی سفر و ماندگاری خودرو روی جاده از مهم‌ترین معیارها در طراحی سیستم تعلیق فعال خودرو هستند، که به‌دلیل محدودیت عملگر در تولید نیروی کنترلی، مسئله طراحی کنترل‌کننده برای این سیستم همواره با قید در ورودی کنترلی همراه است. در این مقاله یک روش جدید طراحی کنترل‌کننده غیرخطی بهینه برای سیستم تعلیق فعال خودرو با در نظر گرفتن قید روی ورودی کنترلی ارائه می‌شود. در روش کنترلی پیشنهادی، ابتدا یک شاخص عملکرد شبه نقطه‌ای به‌صورت ترکیب وزن‌داری از پاسخ‌های پیش‌بینی شده سیستم و ورودی کنترلی تعریف می‌شود. سپس مسئله کمینه کردن شاخص عملکرد در حضور قید ورودی، به‌صورت یک مسئله بهینه‌سازی غیرخطی مقید فرمولبندی شده و با استفاده از الگوریتم کرم شب‌تاب توسعه‌یافته حل می‌شود، تا قانون کنترل مقید به‌دست آید. به‌منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم کنترلی ارائه شده، نتایج شبیه‌سازی سیستم کنترل شده با روش جدید در دو حالت نامقید و مقید بررسی می‌شوند. نتایج نشان‌دهنده عملکرد مطلوب کنترل‌کننده مقید ارائه شده در بهبود راحتی سفر با وجود قید روی ورودی کنترلی است، ضمن اینکه سایر پاسخ‌های سیستم تعلیق اعم از جابه‌جایی تعلیق و تایر در محدوده قابل قبول قرار می‌گیرند. همچنین به‌منظور صحه‌گذاری بر روش پیشنهاد شده، نتایج این روش‌ها با روشهای کنترل مد لغزشی و مدل کنترل پیش‌بینی غیرخطی در حالت مقید و در حضور نامعینی مقایسه شده است.
مصطفی ابویی اردکان، سجاد تلخابی،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
یکی از روشهای رایج برای بهبود قابلیت اطمینان، استفاده از قطعات مازاد موازی در زیرسیستم‌ها است. این مسئله که تحت عنوان مسئله تخصیص افزونگی شناخته می‌شود، شامل انتخاب اجزای مازاد جهت حداکثر کردن قابلیت اطمینان سیستم با توجه به محدودیت‌های از پیش تعیین شده‌ای نظیر هزینه، وزن و حجم سیستم است. به‌طور سنّتی دو استراتژی قطعات مازاد فعال و ذخیره برای حل این‌گونه مسائل وجود دارد. به‌تازگی استراتژی جدیدی تحت عنوان استراتژی مختلط ارائه شده است که عملکرد بهتری نسبت به هر دو استراتژی قبلی داشته است. مشکلی اصلی در استفاده از استراتژی مختلط، پیچیدگی معادلات مربوط به آن است. از این‌رو، در این مقاله یک روش جدید برای محاسبه قابلیت اطمینان استراتژی مختلط ارائه می‌شود که نیازی به محاسبات پیچیده انتگرالی روش قبل را ندارد و همچنین باعث کاهش زمان حل مسائل می‌شود. روش حل پیشنهادی به‌کمک روابط بازگشتی، یک حالت کلی از فرمول استراتژی مختلط ارائه می‌دهد که با افزایش یا کاهش قطعات هر زیرسیستم، فرمول محاسباتی تغییر چندانی نمی‌کند. این انعطاف‌پذیری و ثبات در فرمول، در سیستم‌هایی با تعداد قطعات بالا، بسیار کارآمد خواهد بود. به‌منظور ارزیابی روش حل جدید و مقایسه آن با روش پیشین، مسئله الگوی سری- موازی با چهارده زیرسیستم در نظر گرفته شده و نتایج دو روش با یکدیگر مقایسه شده است.
زهرا باروئی، مهرداد جبارزاده،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
در این مقاله، تحلیل خمش غیرخطی نانوصفحات دایروی سوراخ‌دار به کمک تئوری الاستیسیته سه‌بعدی و تنش کوپل اصلاح شده، بررسی شده است. به این منظور معادلات تعادل با در نظر گرفتن عبارت‌های غیرخطی کرنش به روش حداقل انرژی پتانسیل محاسبه و به روش عددی نیمه‌تحلیلی چندجمله‌ای حل شده است. طبق بررسی‌های انجام شده، تاکنون، تحقیقی که در آن به روش الاستیسیته سه‌بعدی تمام شرایط مرزی به روش عددی محاسبه شده باشند، ملاحظه نشد. به‌طور معمول، تحقیقات در زمینه الاستیسیته سه‌بعدی یا به‌صورت المان محدود بوده و یا اکثراً فقط برای شرط مرزی مفصلی انجام شده است. در این تحقیق، برای اولین مرتبه، تحلیل غیرخطی خمش به کمک الاستیسیته سه‌بعدی برای انواع شرط مرزی ارائه شده است. همچنین، به کمک تئوری تنش کوپل اصلاح شده، نتایج در مقیاس نانو بررسی شده است. در ادامه، ضمن اعتبارسنجی نتایج، بررسی تغییرات خیز نسبت به پارامتر مقیاس برای انواع شرط مرزی، اثر تغییر پارامتر مقیاس در ضخامت‌های مختلف و اثر پارامتر مقیاس بر نتایج خطی و غیرخطی بررسی شده است.
رضا کشاورزی، شهاب الدین حاتمی، شمس الدین هاشمی،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
ورق‌های ساخته شده از مواد کامپوزیتی چند‌لایه با سختی متغیر (VSCL) به‌دلیل مزایایی از قبیل نسبت مقاومت و سختی به وزن بالا می‌توانند کاربردهای گسترده‌ای در شاخه‌های مختلف مهندسی داشته باشند. در هر لایه از این ورق‌ها به‌جای الیاف مستقیم از الیاف منحنی شکل استفاده می‌شود. در این مقاله تحلیل کمانش ورق‌های کامپوزیت لایه‌ای نسبتاً ضخیم با سختی متغیر به روش نوار محدود بررسی می‌شود. برای تحلیل کمانش، یک روش نوار محدود شبه تحلیلی مبتنی بر تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول به‌کار گرفته می‌شود. در این روش، همه جابه‌جایی‌ها توسط توابع شکل هارمونیکی مناسب در جهت موازی با خطوط گرهی و توابع درون‌یاب چندجمله‌ای در جهت عمود بر خطوط گرهی فرض می‌شوند. به‌منظور توسعه روابط پایداری از روش انرژی پتانسیل حداقل استفاده می‌شود. با انجام این تحلیل تأثیر استفاده از الیاف منحنی شکل به‌جای الیاف مستقیم در کامپوزیت‌های لایه‌ای بر بار کمانشی ورق بررسی می‌شود. بارهای بحرانی به‌دست آمده از این تحلیل، با نتایج سایر محققین مقایسه شده و کارایی و دقت روش نوار محدود حاضر تأیید می‌شود. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل این ورق‌ها نشان می‌دهد که تغییر دادن شیب الیاف می‌تواند منجر به تفاوت قابل توجهی در پاسخ کمانشی شود. همچنین افزایش تعداد جملات توابع شکل در جهت موازی با خطوط گرهی تأثیر قابل توجهی در همگرایی نتایج مورد نظر دارد.
سحر اسمی زاده، حامد هفت برادران، فرشید مسیبی،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
آزمایش‌ها نشان داده‌اند که جدایش فازی در الکترود باتری‌های یون لیتیومی می‌تواند باعث تشکیل خرابی‌های مکانیکی و کاهش ظرفیت در این باتری‌ها شود. هدف این تحقیق، محاسبه عددی و تحلیلی ضریب شدت تنش ترک‌های سطحی در الکترودهای متشکل از ذرات کروی شکل در حضور جدایش فازی طی فرایند الکتروشیمیایی دشارژ است. به این منظور، توزیع غلظت و تنش‌های ناشی از نفوذ در یک ذره کروی با حل عددی معادلات حاصل بر اساس مدل میدان فازی به‌دست می‌آید. به کمک یک مدل هندسی که در مطالعات پیشین پیشنهاد شده، ضریب شدت تنش برای عمیق‌ترین نقطه از ترک با هندسه نیم‌بیضوی به کمک روش تابع وزن به‌دست می‌آید. به علاوه، به کمک مدل هسته- پوسته با مرز فازی تیز و بهره‌گیری از یک روش تحلیلی، ضریب شدت تنش حداکثر که در عمیق‌ترین نقطه ترک‌های سطحی طی فرایند دشارژ کامل حادث می‌شود، تخمین زده می‌شود. نتایج عددیِ توزیع غلظت و توزیع تنش حلقوی ارائه، و همچنین ضرایب شدت تنش به‌دست آمده بر اساس مدل میدان فازی با نتایج مدل هسته- پوسته مقایسه می‌شود. نتایج حاصل از مدل عددی نشان می‌دهد که با کاهش اختلاف غلظت در دو فاز، ضرایب شدت تنش حداکثر، وابستگی بیشتری نسبت به تغییر نرخ جریان اعمالی بر سطح ذره داشته و می‌تواند با افزایش نرخ جریان اعمالی در محدوده پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه تا بیش از دو برابر افزایش یابد.
امید باطنی پرور، نیما نورمحمدی، علی محمد صالحی،
دوره 39، شماره 2 - ( 12-1399 )
چکیده
در این مقاله، حل مسائل مهندسی با معادلات هارمونیک که دارای تکینگی ضعیف یا ناپیوستگی در گرادیان تابع حل هستند برای مواد همگن و ناهمگن بررسی می‌شود. از آنجا که سایر روشهای عددی استاندارد از جمله روش اجزای محدود از پایه‌های هموار برای تقریب پاسخ مسئله استفاده می‌کنند و این پایه‌ها قادر به تطبیق خود با شرایط مجاور محدوده تکین نیستند، توابع دیگری نیز باید به پایه‌های اصلی اضافه شوند تا کیفیت حل را بهبود ببخشند. برای این منظور از توابع پایه متعادل‌شده بهعنوان پایه‌های جدید در کنار پایه‌های چندجمله‌ای معمول روش اجزای محدود برای ساخت مجموعه‌ای از توابع شکل جدید استفاده می‌شود. این توابع از ارضای صورت همگن انتگرال وزنی معادله دیفرانسیل به‌دست می‌آیند و مرتبه تکینگی مسئله را به‌صورت خودکار تشخیص میدهند. توابع مذکور در المان‌های مجاور نقطه تکین در نظر گرفته می‌شوند. در نتایج عددی نشان داده خواهد شد که ترکیب این پایه‌ها با پایه‌های معمول در روش اجزای محدود، همگام با حفظ خواص مهم این روش منجر به بهبود کیفیت پاسخ آن به‌ویژه در مجاورت نقطه دارای تکینگی ضعیف می‌شود.
محمد هاشمیان، مهرداد جبارزاده،
دوره 40، شماره 1 - ( 6-1400 )
چکیده
در این مقاله، خمش غیرخطی میکرو/ نانوصفحه مدرج تابعی مستطیلی و قطاعی، با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده، بررسی شده است. بدین‌منظور، ضمن استفاده از یک تئوری مرتبه بالای برشی اصلاح شده و کرنش‌های غیرخطی و فرضیات فون کارمن، معادلات تعادل و شرایط مرزی حاکم توسط روش اصل حداقل انرژی پتانسیل برای صفحات مستطیلی و قطاعی محاسبه و ارائه شده و با استفاده از روش عددی درون‌یابی نیمه تحلیلی حل شده است. از مزایای تئوری تغییر شکل برشی استفاده شده، آن است که ضمن برطرف کردن نواقص تئوری‌های مرتبه بالای برشی، می‌توان از آن پاسخ تئوری‌های مرتبه اول و سوم برشی را نیز استخراج و نتایج را با یکدیگر مقایسه کرد. در ادامه، ضمن بررسی مزایای این تئوری، نتایج با دیگر تحقیقات اعتبارسنجی شده است و ضمن بررسی مقایسه انواع تئوری‌ها با یکدیگر، در انتها اثرات پارامترهای مقیاس طول، انواع شرایط مرزی، ضریب تابع توزیع توانی و ابعاد هندسی بررسی شده است.
سوگند مومیوند، حامد داوری اردکانی، هادی مصدق، مصطفی ابویی اردکان،
دوره 40، شماره 1 - ( 6-1400 )
چکیده
در این مقاله، مسئله انتخاب و زمان‌بندی پروژه چندحالتی با منابع محدود با در نظر گرفتن امکان سرمایه‌گذاری مجدد عواید پروژه در افق زمانی انعطاف‌پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، سازوکار مسئله مذکور به‌گونه‌ای است که از بین پروژه‌های پیشنهادی، تعدادی انتخاب و فعالیت‌های آنها با توجه به روابط پیش‌نیازی و محدودیت منابع تجدیدپذیر زمان‌بندی می‌شود. در این مسئله به مقایسه سود حاصل از انتخاب سبد پروژه و زمان‌بندی و اجرای فعالیت‌های آنها بین دو حالتی که افق زمانی ثابت و یا منعطف باشد، پرداخته شده است. به همین منظور حدود تلرانس بالا و پایینی برای افق زمانی از پیش تعیین شده در نظر گرفته شده است. در صورت تجاوز از افق زمانی مذکور، هزینه‌ای بهعنوان جریمه در نظر گرفته خواهد شد و هدف تعیین افق زمانی مطلوب است. یک مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط برای این مسأله پیشنهاد شده است و جهت حل آن در ابعاد کوچک و بزرگ از نرم‌افزار گمز و حل‌گر سیپلکس و ترکیبی از یک الگوریتم ابتکاری پیشنهادی، الگوریتم ژنتیک و جست و جوی محلی استفاده شده است. سپس نتایج حاصل از آنها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج عددی نشان میدهند که الگوریتم پیشنهادی عملکرد قابل قبولی از منظر کیفیت جواب و زمان حل داشته و همچنین در نظر گرفتن افق زمانی انعطاف‌پذیر می‌تواند افزایش عایدی قابل توجهی را نسبت به عدم در نظر گرفتن آن داشته باشد.
پژمان رستگار راجعونی، احمدرضا رحمتی،
دوره 40، شماره 1 - ( 6-1400 )
چکیده
به‌منظور شبیه‌سازی جریان چندفازی در حضور میدان الکتریکی با استفاده از روش شبکه بولتزمن از سه تابع توزیع استفاده می‌شود که دو تابع توزیع به‌منظور استفاده از مدل مبتنی بر میدان فاز هی- چن- ژانگ و یک تابع توزیع به‌منظور حل میدان پتانسیل است. در ابتدا با استفاده از قانون لاپلاس و آزمون رهاسازی قطره توانایی برنامه کامپیوتری در اعمال کشش سطحی سنجیده شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که برنامه عددی حاضر، قادر است نیروی کشش سطحی تنظیمی را به‌خوبی مدل کند. سپس با استفاده از شبیه‌سازی ناپایداری رایلی- تیلور توانایی برنامه کامپیوتری در اعمال نیروهای حجمی سنجیده شده است که نشان می‌دهد نتایج برنامه عددی نوشته شده با نتایج عددی موجود در مراجع همخوانی نزدیکی دارد. در این پژوهش برای اولین بار، اثر حضور میدان الکتریکی بر قطره غوطه‌ور در یک سیال دیگر و به‌علاوه حضور قطره در محیط متخلخل با استفاده از روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. بدین‌منظور ابتدا حرکت قطره در اثر اختلاف‌پتانسیل در محیط‌های متخلخل و غیرمتخلخل بررسی شده است. پس از مدل‌سازی حرکت قطره در اثر اختلاف‌پتانسیل، دو میدان الکتریکی در جهت عکس یکدیگر به قطره وارد شده است تا تغییر شکل قطره بررسی شود. سپس با اعمال تست‌های مختلف نشان داده شده است که در یک اختلاف‌پتانسیل مشخص، قطره پس از تغییر شکل زیاد، تجزیه شده و به قطرات کوچک‌تر تقسیم می‌شود. تجزیه قطرات در یک امولسیون پیش مخلوط، تکنیکی رایج در تولید قطرات مونودیسپرس است. وجود قطرات مونودیسپرس در یک امولسیون باعث بهبود خواص فیزیکی از نظر کارشناسان علم پلیمر می‌شود
بشیر موحدیان عطار، مصطفی صادقی گوغری،
دوره 40، شماره 1 - ( 6-1400 )
چکیده
تعیین دقیق پاسخ سازه‌ها تحت بارهای دینامیکی از جمله بار زلزله نقش بسزایی در طراحی ایمن و اقتصادی سازه‌ها دارد. هدف این مقاله، بهره‌گیری از یک روش حل جدید بر مبنای استفاده از توابع پایه نمایی برای تحلیل دینامیکی تیر برنولی در مقابل تحریک‌های تکیه گاهی است. این روش نخستین بار در حل مسائل انتشار موج اسکالر و با عنوان روش گام به گام باقیمانده وزنی زمانی معرفی شد. پاسخ مسئله در روش پیشنهادی به‌صورت یک سری متشکل از توابع پایه نمایی با ضرایب ثابت مجهول در نظر گرفته شده و پیشروی حل در زمان بدون نیاز به گسسته‌سازی مکانی تیر و با استفاده از یک رابطه بازگشتی مناسب برای اصلاح ضرایب پایه‌های نمایی انجام می‌شود. به منظور اعمال تحریک زلزله نیز ابتدا با استفاده از رابطه تفاوت محدود مرکزی، تاریخچه شتاب زلزله به تاریخچه جابه‌جایی تبدیل می‌شود. در ادامه تاریخچه جابجایی بهعنوان شرط مرزی دریشله متغیر در زمان به تیر اعمال می‌شود. در این مطالعه، قابلیت‌های روش پیشنهادی در حل چند مسئله نمونه از ارتعاش تیرهای تک و چند دهانه تحت انواع تحریک‌های تکیه گاهی از جمله تغییرات شتاب زلزله با نتایج سایر روشهای موجود، مقایسه شده است.
محمد عزیزپوریان، نیما نورمحمدی،
دوره 40، شماره 1 - ( 6-1400 )
چکیده
در این مقاله تحلیل خمش ورق کامپوزیت لایه‌ای غیرهمگن در صفحه به‌صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به ضخامت نسبتاً زیاد، از تئوری میندلین که تغییر شکل برشی در ضخامت را به‌صورت خطی در نظر می‌گیرد استفاده می‌شود. معادله دیفرانسیل حاکم بر تعادل مسئله به‌صورت انتگرال وزنی ارضاء می‌شود. توابع پایه برای تخمین پاسخ، چند جمله‌ای‌های چبی‌شف نوع اول بوده و وزن‌های مورد استفاده نیز از جنس توابع نمایی هستند. با توسعه فرمولبندی در یک ناحیه مجازی مستطیلی در برگیرنده سطح ورق، امکان محاسبه انتگرال وزنی به‌صورت ترکیب خطی تعدادی انتگرال یک‌بعدی و نرمال شده وجود دارد که سرعت عملیات را بسیار بالا می‌برد. به‌منظور صحت‌سنجی روش ارائه شده، مثال‌هایی از ورق کامپوزیت لایه‌ای همگن و ناهمگن با انواع جهت‌گیری الیاف و شرایط تکیه‌گاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به‌دست آمده با جواب‌های حاصل از روشهای تحلیلی و نیز حل عددی از نرم‌افزارهای تجاری تطابق خوبی دارد که کارایی روش پیشنهادی را نشان می‌دهد.
