حامد ارزانی، الهام خوش باور راد،
دوره 37، شماره 2 - ( 12-1397 )
چکیده
در این مقاله روشی برای بهبود جواب‌های اجزای محدود استاندارد ارائه شده است. روش نرم خطای L2 برای تعیین خطای گرهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس متناسب با خطای گرهی، مرتبه مناسبی از توابع درون‌یاب غنی‌ساز پوششی به‌طور خودکار انتخاب شده و در فرایند حل مجدد پاسخ‌های اولیه، اصلاح می‌شوند. چرخه تعیین خطا و استفاده از توابع غنی‌سازی پوششی تا رسیدن خطای حوزه به مقدار مجاز از پیش تعیین شده ادامه خواهد یافت. از مزایای توابع درون‌یاب غنی‌سازی پوششی آنکه، علاوه‌بر مقادیر به‌دست آمده از درون‌یابی استاندارد برای هر المان، تأثیر نتایج المان‌های مجاور هر گره را نیز درنظر خواهند گرفت. روال محاسباتی روش پیشنهادی با به‌کارگیری نرم خطای معرفی شده در محیط متلب برنامه‌نویسی شده و برای مثال‌های متنوعی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه جواب‌های حاصل از روش پیشنهادی با جواب دقیق و روشهای دیگر محققان در حوزه مسائل الاستیسیته خطی، حکایت از کارایی و دقت قابل قبول روش پیشنهادی دارد.
سحر سراوانی، بهروز کشته گر،
دوره 37، شماره 2 - ( 12-1397 )
چکیده
براورد صحیح احتمال خرابی همراه با حجم محاسبات پایین، دغدغه اصلی در قابلیت اعتماد سازه‌ها به‌شمار می‌آید. روش شبیهسازی مونتکارلو، به‌سادگی می‌تواند براورد صحیحی از احتمال خرابی ارائه دهد. اما، برای مسائل پیچیده مهندسی با احتمال خرابی پایین زمان‌بر بوده و ممکن است براورد ناکارامدی از احتمال خرابی ارائه دهد. در این مقاله، بر اساس یک روش وزنی، کارایی روش شبیهسازی مونتکارلو بهبود بخشیده شده است. بر مبنای یک تابع نمایی، وزن نمونه‌ها به‌صورت تصادفی در فضای طراحی تنظیم شده و داده‌های تنظیم شده تصادفی، برای بهبود روش مونتکارلو استفاده شده است. عملکرد همگرایی روش وزنی تصادفی شبیهسازی مونتکارلو مانند صحت و میزان براورد تابع عملکرد، به‌کمک چندین مثال غیرخطی ریاضی و سازه‌ای با متغیرهای تصادفی نرمال و غیرنرمال با روش شبیهسازی مونتکارلو مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که روش پیشنهادی، نتایج صحیحی براورد کرده و در حدود 100 تا 1000 برابر حجم محاسبات را نسبت به روش مونتکارلو کاهش داده است.
مرتضی همایون صادقی، سعید لطفان،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
در این پژوهش، تعاملات مودال غیرخطی ناشی از تشدید داخلی یک به سه در سیستم تیر- جرم- فنر- میراگر بر اساس روش شناسایی سیستم غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور معادلات حاکم بر ارتعاش عرضی تیر و جرم متمرکز بر اساس روش مقیاس‌های چندگانه مورد تحلیل قرار گرفته و پاسخ ارتعاشات سیستم تحت تشدید اصلی استخراج شده است. سپس رفتار فرکانسی پاسخ ارتعاشی با استفاده از تبدیل‌های فوریه و موجک مورلت بررسی شده است. به‌منظور شناسایی غیرپارامتریک پاسخ زمانی، توابع مود ذاتی تک فرکانسی با استفاده از روش تجزیه مود تجربی پیشرفته به‌دست آمده است. در این روش برای جلوگیری از اختلاط مود ناشی از تعامل مودال از سیگنال‌های پوششی استفاده شده است. پس از تحلیل رفتار فرکانسی هر یک از توابع مود، دینامیک جریان آهسته سیستم تشکیل شده و نوسانگرهای مودال اصلی برای بازسازی مود ذاتی متناظر استخراج شده است. درنهایت با تحلیل پدیده ضربان در یک سیستم یک درجه آزادی ساده نشان داده شده است که تشدید داخلی تنها در شرایطی باعث به‌وجود آمدن پدیده ضربان در پاسخ زمانی میشود که شیب دامنه لگاریتمی نیروی نوسان‌گر غیرصفر باشد. نتایج نشان می‌دهد که بر اساس متناوب، شبه متناوب و آشفته بودن پاسخ، تعاملات مودال می‌تواند پایا یا ناپایا باشد. همچنین رفتار آشوبناک بیشتر در مود ارتعاشی رخ می‌دهد که توسط مکانیزم تشدید داخلی تحریک شده است.
مهدی خاشعی، فاطمه چاهکوتاهی،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
امروزه پیش‌بینی تقاضای الکتریسیته بهعنوان یکی از مهم‌ترین حوزه‌های پیش‌بینی، نقشی اساسی در فرایند تصمیم‌گیری‌های اقتصادی دارد. آنچه که الکتریسیته را از سایر کالاها متمایز می‌سازد عدم امکان ذخیره‌سازی آن در مقیاس وسیع، هزینه‌بر و زمان‌بر بودن ساخت نیروگاه‌های جدید تولید و توزیع برق است. همچنین وجود روند نوسانی و غیرخطی و همچنین ابهام و پیچیدگی در داده‌های الکتریسیته موجب شده که استفاده از مدل‌های معمول پیش‌بینی تقاضای الکتریسیته کارامد نباشند. لذا ارائه مدل‌های جدید با استفاده از ابزارهای هوش محاسباتی و محاسبات نرم و ترکیب مدل‌ها از جمله دقیق‌ترین و پرکاربردترین روشهای حال حاضر به‌منظور مدل‌سازی پیچیدگی و عدم قطعیت موجود در داده‌ها هستند. لذا در این مقاله یک مدل ترکیبی بهینه موازی با استفاده از ابزارهای هوش محاسباتی و محاسبات نرم، به‌منظور پیش‌بینی بار الکتریکی ارائه میشود. روش ترکیبی ارائه شده در این مقاله بر اساس روشهای خودگرسیون میانگین متحرک انباشته فصلی و سیستم‌های استنتاج فازی- عصبی است. ایده اصلی ارائه روشهای ترکیبی، استفاده همزمان از مزایای مدل‌های تکی در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده در یک ساختار و همچنین غلبه بر محدودیت‌های مدل‌های تکی است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که روش ترکیبی پیشنهادی عملکرد ضعیف‌تری نسبت به سایر روشهای ترکیبی تکراری شبه بهینه نداشته و همچنین هزینه محاسباتی آن کمتر از این گونه از روش‌ها دارد. علاوه بر این، روش پیشنهادی توانسته است نتایج دقیق‌تری در مقایسه با مدل‌های تشکیل‌دهنده خود و همچنین برخی از روشهای ترکیبی فصلی به‌دست آورد.
حسن بازای، احمد آذری، مصطفی مشتاق،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
هدف این مقاله، مطالعه عددی مشخصه‌های انتقال حرارتی و جریان نانوسیالات درون میکروکانال استوانه‌ای با سطح مقطع‌های مستطیلی، مثلثی و دایره‌ای و همچنین مقایسه سیال پایه آب و دی‌اتیلن گلایکول است. اندازه و شکل این مقطع‌ها تأثیر قابل‌توجهی روی عملکرد گرمایی و هیدرولیکی مبدل حرارتی میکروکانال دارد. نانوسیالات استفاده شده در این تحقیق شامل آب و دی‌اتیلن گلایکول بهعنوان سیال پایه و نانوذرات شامل SiO2، Cu، Al2O3 و CuO است.برای حل مسئله و استخراج داده‌های مورد نیاز یک شبیهسازی سه‌بعدی برای میکروکانال با استفاده از نرم‌افزار ANSYS FLUENT 15.0 انجام شد و تأثیر شکل سطح مقطع جریان سیال و نوع نانو سیالات استفاده شده، روی پارامترهای انتقال حرارت و جریان سیال بررسی شد. از نتایج به‌دست آمده در این تحقیق، مشاهده میشود که با افزودن نانوذرات به سیال پایه میزان انتقال حرارت و افت فشار افزایش پیدا می‌کند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که کانال‌های مستطیلی بهترین عملکرد را در بین سه هندسه بررسی شده دارا است و بدترین عملکرد مربوط به کانال‌های مثلثی است زیرا میزان ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در کانال‌های مستطیلی و دایره‌ای به‌ترتیب 19/26 و 10/88 درصد بیشتر از کانال‌های مثلثی گزارش شده است و در پایان، سیال پایه دی‌اتیلن گلایکول به‌جای آب در یک دبی یکسان استفاده شد و مشخص شد که عملکرد سیال پایه آب به‌مراتب بهتر از دی‌اتیلن گلایکول است به این ترتیب که ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی برای سیال پایه آب در غلظت سه درصد نانوسیال Al2O3 به‌میزان 80 درصد بیشتر از سیال پایه دی‌اتیلن گلایکول به‌دست آمد.
فرهود کلاته، فریده حسین‌نژاد،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
معادلات بیوت که اندرکنش سیال و خاک را به‌طور همزمان درنظر می‌گیرند از کاربردی‌ترین روابط موجود در تحلیل روان‌گرایی محیط‌های متخلخل هستند. اما به‌دلیل افزایش ناگهانی اضافه فشار در اثر تحریک لرزهای و وقوع گرادیان‌های هیدرولیکی بالا، فرض جریان دارسی به‌کار رفته در این معادلات مورد تردید قرار می‌گیرد. در بررسی حاضر در معادلات u-p جریان از نوع غیردارسی (دارسی معادل) درنظر گرفته شده، رفتار غیرخطی خاک نیز با مدل پاستور- زینکویچ- چان مدل میشود. برای صحتسنجی آزمایش شماره یک VELACS مدل‌سازی شده و اثر فرض غیرخطی جریان سیال روی نتایج بررسی شده است. در ضرایب نفوذپذیری کم نتایج حاصل از جریان غیردارسی و دارسی بر هم منطبق هستند ولی در ضرایب نفوذپذیری بالا، به‌خصوص در زمانهای ثانویه واعماق بیشتر، از هم فاصله می‌گیرند.
عیسی احمدی، داریوش کوه‌بر، رویا تقی‌لو،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
در این پژوهش، یک مدل المان محدود برای تحلیل ضربه سرعت پایین بر ورق کامپوزیتی ارائه شده است و با استفاده از آن آسیب ایجاد شده ناشی از برخورد یک ضربه‌زننده، با ورق کامپوزیتی لایه‌ای با سرعت پایین، مورد بررسی قرار گرفته است. برای پیش‌بینی آسیب از تئوری پیشنهاد شده توسط چویی- چانگ و همچنین معیار سای- هیل استفاده شده است. برای مدل‌سازی و تحلیل رفتار ورق از تئوری مرتبه اول برشی و تئوری المان محدود ریتز و برای مدل‌سازی تماس از قانون تماس اصلاح‌شده هرتز استفاده شده است. برای حل زمانی معادلات حرکت ورق و ضربه‌زننده از روش انتگرال‌گیری نیومارک استفاده شده است. در قسمت نتایج عددی شرایط مرزی مختلف، ابعاد مختلف و لایه‌گذاری متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است و به بررسی آسیب ناشی از ضربه سرعت پایین در ورق کامپوزیتی لایه‌ای پرداخته شده است. پارامتر آسیب و ناحیه آسیب ناشی از ضربه، مورد بررسی قرار گرفته است و اثر پارامترهای مختلف بررسی شده است.
سید علی قاضی میرسعید، وحیدرضا کلات جاری،
دوره 38، شماره 1 - ( 5-1398 )
چکیده
در این مقاله، به‌منظور تحلیل اجزای محدود ورق‌های نازک ویسکوالاستیک المان‌های جدیدی با استفاده از توابع شکل مختلط فوریه تحت عنوان المان ورق کیرشهف فوریه (DKFT) پیشنهاد شده است. به‌منظور ساختن المان‌های ورق DKFT میدان توابع چند‌جمله‌ای در یک المان مثلثی مرتبه دوم شش‌گرهی با میدان توابع پایه شعاعی مختلط فوریه غنی‌سازی شده است. برای بررسی صحت و دقت روش پیشنهادی و کارامدی المان‌های پیشنهادی، تحلیل اجزای محدود ورق‌های چهارضلعی و بیضوی نازک ویسکوالاستیک با استفاده از این المان‌ها صورت گرفته است و نتایج آن با حل تحلیلی و نتایج حاصل از المان‌های کیرشهف (DKT) و حل با کمک نرم‌افزار تجاری آباکوس مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که المان‌های DKFT در مقایسه با المان‌های کلاسیک ورق و المان‌های DKT بسیار کارامدتر و توانمندتر هستند، چرا که نسبت به آنها از دقت بالایی برخوردارند و هزینه محاسباتی را نیز به‌میزان قابل توجهی کاهش میدهند.
علیرضا زمانی نوری، پیمان ابراهیمی،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
با توجه به کاربرد فراوان لوله‌های حاوی جریان سیال در مهندسی عمران، ارائه یک مدل ریاضی مناسب برای تحلیل پایداری آنها ضروری است. بدین منظور یک لوله بتنی تقویت شده با با نانوذرات سیلیس و حاوی جریان سیال درنظر گرفته میشود. هدف این تحقیق بررسی تحلیل پایداری سازه و نشان دادن اثر نانوذرات و سیال درون آن است. سازه با المان پوسته استوانه‌ای و با تئوری ردی مدل‌سازی میشود. برای به‌دست آوردن نیروی ناشی از سیال درونی از معادله ناویر- استوکس استفاده میشود. برای درنظر گرفتن اثر نانوذرات در لوله از مدل موری– تاناکا استفاده شده به‌طوری که اثرات انباشتگی نانوذرات لحاظ شده است. درنهایت با استفاده روش انرژی و اصل همیلتون، معادلات حاکم بر سازه استخراج میشود. برای تحلیل پایداری سازه از روش تفاضلات مربعی استفاده میشود و اثر پارامترهای مختلف همچون درصد حجمی نانوذرات، انباشتگی نانوذرات، سیال درون لوله و پارامترهای هندسی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که وجود نانوذرات بهعنوان تقویت‌کننده لوله، منجر به تأخیر ناپایداری سازه میشود.
سید محسن نوابی، دکتر محمد رئیسی نافچی، قاسم مصلحی،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
امروزه ارائه‌دهندگان خدمات به بیماران سرپایی با فشار برای کاهش هزینه‌های جاری و افزایش کیفیت خدمات رو‌به‌رو هستند. یکی از بخش‌های ارائه‌دهنده خدمات به بیماران سرپایی، بخش همودیالیز است که با منابع و تجهیزات گران‌‌قیمتی رو‌به‌رو است. لذا در مقاله حاضر، زمانبندی بیماران همودیالیز با درنظر گرفتن ترجیحات آنها مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از زمانبندی بیماران همودیالیز در این پژوهش، کمینه‌سازی مجموع وزنی نرمال شده انحراف از ترجیحات بیماران و مجموع زمان تکمیل آنها است. لازم به‌ذکر است که ترجیحات بیمار شامل تخت، ترکیب روزهای درمانی و نوبت آنها میشود. برای حل مسئله، دو مدل ریاضی ارائه شده است. کارایی مدل‌های ارائه شده با توجه به اطلاعات واقعی که از بخش همودیالیز بیمارستان امام خمینی(ره) کرمانشاه گرفته شده، بررسی شده است. نتایج گویای کارایی روشهای ارائه شده در رعایت کردن ترجیحات عنوان شده از بیماران بوده اما رعایت ترجیحات بیماران در برنامه بیمارستان به‌صورت موردی و در‌صورت امکان لحاظ کردن ترجیحات، انجام شده است. به‌طوری که می‌توان گفت این ترجیحات در برنامه‌ریزی بیمارستان در اولویت قرار نداشته است. این درحالی است که علاوه بر رعایت ترجیحات، در جواب مدل‌ها، مجموع زمان تکمیل درمان بیماران نیز کاهش یافته است. همچنین یکی از مدل‌های ارائه شده در این مقاله قادر است مسائل با ابعاد حدود سه برابر بیمارستان مورد مطالعه را در مدت‌زمان کمی به‌طور بهینه حل کند.
زهرا شفیعی، سعید صرامی فروشانی، مجتبی ازهری،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
گرافین از جمله مواد نانوساختاری است که با گسترش روز افزون فناوری نانو و کاربرد فراوان این نانوساختار به‌دلیل خصوصیات فوق‌العاده مکانیکی، الکتریکی و حرارتی در تکنولوژی و صنعت مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این مقاله بررسی رفتار کمانش حرارتی نانوورق گرافین به‌صورت تک‌لایه با لحاظ کردن اثرات مقیاس کوچک مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به عدم توانایی تئوری پیوسته کلاسیک در لحاظ کردن اثرات نانومقیاس و وجود موانع و مشکلات در بررسی‌های آزمایشگاهی، در این بررسی از تئوری جفت تنش اصلاح‌شده که دارای یک پارامتر مقیاس طول است، استفاده میشود. همچنین برای تعریف میدان جابه‌جایی و فرمول‌بندی مسئله، از تئوری اصلاح‌شده دومتغیره استفاده شده است که به اعمال تغییر شکل‌های برشی، علاوه بر اثرات ناشی از خمش، منجر میشود. روابط استخراج شده برمبنای روش نوار محدود معمولی برای تعیین دمای بحرانی کمانش مورد ارزیابی قرار گرفته و صحت این روابط با مقایسه نتایج این بررسی با مقالات موجود تأیید شده است. در همین راستا تأثیر شرایط مرزی مختلف، نحوه تغییر دما، نسبت ابعاد و نسبت پارامتر مقیاس طول به ضخامت روی دمای بحرانی کمانش نانوورق مورد توجه قرار گرفته و نتایج حاصل به‌صورت جدول‌ها و نمودارهایی ارائه شده است.
زهرا عارفی‌نیا،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
از آنجا که قسمت عمده اتلاف اساسی در سلول خورشیدی با نوار میانی، اتلاف گرمایی است، این مقاله به مطالعه و بررسی آن پرداخته است. ساختار مورد مطالعه، سلول خورشیدی p-i-n با جنس AlPySb(1-y) است که آرایه‌ای منظم از نقاط کوانتومی هرمی مربع‌القاعده از جنس InAs(1-x)Nx در ناحیه ذاتی آن به‌منظور تشکیل نوار میانی قرار گرفته است. نوار میانی ایجاد شده که از نظر الکتریکی ایزوله است، باعث تقسیم گاف انرژی سلول خورشیدی به دو زیرگاف انرژی میشود. محاسبه اتلاف گرمایی منوط به دانستن مقدار انرژی این زیرگاف‌ها است. بنابراین، برای محاسبه آنها، ابتدا موقعیت انرژی مینی‌نوار با حل معادله شرودینگر سه‌بعدی برای سلول واحد متشکل از یک نقطه کوانتومی به‌روش المان محدود محاسبه میشود. سپس، پهنای مینی‌نوار با محاسبه ضریب جذب به‌دست می‌آید. درنهایت، با بررسی اثر غلظت مولی نیتروژن و فسفر، اندازه نقاط کوانتومی و فاصله بین آنها، مقدار کمینه اتلاف گرمایی برای ساختار بهینه سلول خورشیدی گفته شده به‌دست می‌آید.
امیرمسعود صالحی زاده، علیرضا شفیعی،
دوره 38، شماره 2 - ( 12-1398 )
چکیده
مطالعه حاضر، تحلیل عددی پدیده فروریزش ستون‌های مواد دانه‌ای را به‌کمک روش هیدرودینامیک ذرات هموار و یک رابطه ساختاری محلی پیشنهاد شده توسط ژوپ و همکاران، ارائه می‌دهد. این روابط ساختاری بر پایه ماهیت متراکم جریان توده دانه‌ای بهعنوان یک جریان ویسکوپلاستیک بیان میشود که ویسکوزیته را به‌اندازه نرخ کرنش محلی و میدان فشار محلی مرتبط می‌کند. پارامترهای رئولوژی از طریق نتایج تجربی تعیین شده است. یک روش ساده برای منظم‌سازی مقدار ویسکوزیته پیشنهاد شد تا شرایط توقف و سطح آزاد جریان گرانشی که فشار آن صفر است را فراهم سازد. نوسانات فشار بهعنوان اشکال اصلی در روش "هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم‌پذیر ضعیف" منجر به توزیع نامناسب فشار میشود. در این مقاله، یک الگوریتم جدید برای حذف نوسانات غیرفیزیکی با مرتبط کردن دیورژانس سرعت به لاپلاسین فشار پیشنهاد شده است. شبیه‌سازی‌های صورت گرفته برپایه الگوریتم پیشنهادی به‌خوبی دینامیک جریان دانه‌ای مشاهده شده در نتایج تجربی را نشان می‌دهد. ضخامت بیشینه جریان دانه‌ای روی سطح شیب‌دار بر اساس مدل رئولوژی محلی و مقادیر تجربی تعیین شد و با نتایج عددی مقایسه شد. فاصله پیشروی نهایی و شیب نشست به‌دست آمده از شبیه‌سازی‌ها با مقادیر تعیین شده از آزمایش‌های تجربی کاملاً سازگاری داشت. نتایج نشان می‌دهد که نسبت ستون اولیه نقش مهمی در پخش توده دانه‌ای و شکل نشست نهایی ستون ایفا می‌کند.
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.
رامین قیاسی، محمد رضا قاسمی،
دوره 39، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
پژوهش حاضر به مبحث کلان داده‌ها در حوزه پایش سلامت سازه‌ها می‌پردازد. بدین منظور، بعد از استخراج ویژگیهای پاسخ شتاب سازه، با استفاده از الگوریتم بهینه‌ساز ویژگیهای کم‌اثر و اضافی حذف می‌شوند و با انتخاب ویژگیهای تاثیرگذار و کاهش ابعاد داده‌ها دقت و سرعت روند عیب‌یابی سازه‌ها افزایش مییابد. انتخاب زیرمجموعه‌ای از ویژگی‌ها با استفاده از الگوریتم فراکاوشی هارمونی-پرندگان پیشنهادی در این پژوهش صورت خواهد پذیرفت که موجب افزایش تطبیق‌پذیری روند پیشنهادی در مواجه با کلان داده‌های ناشی از حسگرها و عدم قطعیت‌های ناشی از اختلال در داده‌های ورودی میشود. در روش پیشنهادی، برای استخراج ویژگیهای پاسخ شتاب از شاخص‌های مبتنی بر خصوصیات آماری و انرژی بسته‌های موجکی استفاده شده است. به‌علاوه از دو الگوریتم ماشین‌بردار پشتیبان حداقل مربعات موجکی وزن‌دار و شبکه عصبی تابع پایه شعاعی بهعنوان مدل جایگزین تحلیل اجزای محدود سازه استفاده شده و با استفاده از آنها شدت و مکان خرابی در سازه‌ها شناسایی میشود. بهعنوان مسائل کاربردی، عیب‌یابی سازه بنچ مارک گروه پایش سلامت سازه IASC-ASCE و سازه فضاکار ۱۲۰ عضوی مدنظر قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که انرژی بسته‌های موجکی حساسیت بالاتری نسبت به وجود خرابی در سازه نسبت به خصوصیات آماری دارد. به‌علاوه مقایسه الگوریتم ترکیبی هارمونی-پرندگان ارائه شده با چهار الگوریتم مطرح در حوزه عیب‌یابی، نشان‌دهنده سرعت و بازدهی بهتر این الگوریتم است. درنهایت استفاده از روش پیشنهادی موجب کاهش ۹۰ درصدی ابعاد داده‌ها در روند پایش سلامت سازه‌ها میشود
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.
