دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
روشی نوین جهت بهبود قابلیّت ردیابی ترک در چرخدندههای مارپیچ
1
12
FA
محسن
رضایی
دانشگاه اصفهان
rezaeimohsen91@gmail.com
شهرام
هادیان جزی
دانشگاه اصفهان
s.hadian@eng.ui.ac.ir
مهرداد
پورسینا
دانشگاه اصفهان
poursina@eng.ui.ac.ir
فرهاد
حاجی ابوطالبی
دانشگاه اصفهان
f.hajiaboutalebi@eng.ui.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.78275
سیستمهای چرخدندهای مارپیچ نسبت به چرخدندههای ساده از دقّت، عمر و کاربرد بیشتر و لرزش، سروصدا و خطای انتقال کمتری بهره میبرند. یکی از مواردی که میتواند در کارکرد این سیستمها خلل ایجاد کند، وجود ترک در ریشۀ دندانه چرخدنده است. به همین دلیل شناسایی ترک ریشۀ دندانه در مراحل اولیه پیدایش و رشد آن، بسیار حائز اهمّیّت است. یکی از روشهای متداول برای استخراج اثر ترکها از سیگنال ارتعاشی، استفاده از روش سیگنال باقیمانده است. ازآنجاکه محاسبه سیگنال باقیمانده مستلزم دانستن سیگنال ارتعاشی حالت سالم و یا پارامترهای اولیه و شرایط کاری سیستم مورد بررسی است، ارائه راهکاری جهت برجسته نمودن اثر ترک روی سیگنال ارتعاشی بدون نیاز به اطّلاعات دیگر میتواند بسیار مفید واقع شود. در این پژوهش، ابتدا روش محاسبه سفتی درگیری چرخدندههای مارپیچ و اثر ترک دندانۀ روی آن بررسی شده و سپس یک سیستم کامل چرخدندهای مارپیچ تکمرحلهای شامل موتور و بار، مدلسازی و بهصورت عددی حل شده تا سیگنال ارتعاشی سیستم حاصل گردد. سپس تأثیر این روش بر سیگنال ارتعاشی بهدستآمده از شبیهسازی دینامیکی یک سیستم با یک ترک کوچک ارائه میگردد. نهایتاً روش پیشنهادشده روی سیگنال ارتعاشی سیستم ارائه شده در یکی از تحقیقات پیشین، اعمال شده و کارایی آن نشان داده میشود.
چرخدنده مارپیچ,ردیابی ترک,خطای انتقال,پردازش سیگنال
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33140.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33140_872294ae073b7bc1db868b75f844d7e7.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
بررسی عددی فرآیند کاهش پسا در جریان آرام با استفاده از ریبلتهای مستطیلی
165
173
FA
امیر
حاجیخان میرزایی
دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره)
amirzaei2544@gmail.com
علیرضا
رئوف پناه
دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره)
meshkat.mt@gmail.com
10.22067/fum-mech.v31i1.79677
هدف اصلی در پژوهش حاضر معرفی روشی کارآمد و بدون نیاز به ابزارهای بیرونی جهت کاهش پسای وارد بر اجسام متحرک در سیّالات است. رژیم جریان سیّال آرام در نظر گرفته شده است. ابزار مورد نظر ریبلتهای مستطیلی میباشند که بهصورت عمود بر حرکت جریان سیّال قرار گرفتهاند. میدان جریان روی سطوح ریبلتدار با استفاده از دینامیک سیّالات محاسباتی در فضای دوبعدی بهدستآمده است. اثر پارامترهای هندسی ریبلتها شامل عرض و ارتفاع و همچنین اندازه سرعت جریان آزاد بر میزان کاهش پسای وارد بر سطوح ریبلتدار نسبت به سطح صاف بدون ریبلت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بهدستآمده نشان از کارآمدی روش مذکور در کاهش پسای وارد بر سطح در رژیم جریان آرام دارد. حداکثر کاهش پسا در عرض ریبلت 1/0 میلیمتر و سرعت جریان آزاد 10 متر بر ثانیه برابر با 7/8 درصد محاسبه شده است.
ریبلت,آبگریز,کاهش درگ,شبیهسازی عددی,دینامیک سیالات محاسباتی,کاهش پسا
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33159.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33159_3553d879395b862d7cb15af1ebf6e67a.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
شبیهسازی گردابههای بزرگ جریان آشفته در یک مجرای مربعی
13
22
FA
امین
رسام
دانشگاه شهیدبهشتی
a_rasam@sbu.ac.ir
زینب
پورانصاری
علم و صنعت ایران
pouransari@iust.ac.ir
محمدرضا
زنگنه
دانشگاه شهید بهشتی
m.zangeneh@sbu.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.84947
در این تحقیق، شبیهسازی عددی گردابههای بزرگ جریان آشفته با استفاده از مدل زیرشبکۀ اسماگورینسکی دینامیکی (DS) در یک مجرای مربعی در عدد رینولدز اصطکاکی ۱۸۰= انجام و نتایج حاصل از آن مورد بررسی قرار میگیرد. برای مشخص شدن دقّت شبیهسازی با مدل DS، نتایج با دادههای مرجع حاصل از شبیهسازی عددی به روش مستقیم مقایسه شدهاند. همچنین، برای بررسی تأثیر مدل DS، یک شبیهسازی عددی بدون مدل زیرشبکه نیز انجام شده و نتایج آن با مدل DS مقایسه شده است. شبیهسازیهای عددی با استفاده از روش حجم محدود و با دقّت مرتبۀ دوم، برای گسستهسازی معادلات ناویر-استوکس، انجام شدهاند. شبیهسازیها نشان میدهند که نتایج مدل زیرشبکۀ DS، در شبکۀ مورد استفاده، مطابقت خوبی با دادههای شبیهسازی مستقیم، برای کمّیتهای سرعت متوسط و تنشهای رینولدز، داشته و بهبود قابلملاحظهای در نتایج شبیهسازی با مدل زیرشبکۀ DS نسبت به شبیهسازی بدون مدل زیرشبکه مشاهده میگردد.
شبیهسازی گرادبههای بزرگ,مدل اسماگورینسکی دینامیکی,جریان آشفته,مجرای مربعی
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33179.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33179_2d617e1ea2b63e48a9db9d2279e930e2.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
مقایسهای بر دیدگاههای مجزّا و همزمان برای حل عددی اندرکنش حرارتی سیّال و جامد
23
38
FA
عماد
تندیس
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدّین طوسی، تهران
e.tandis@email.kntu.ac.ir
علی
اشرفی زاده
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ashrafizadeh@kntu.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.84760
حل عددی مسائل اندرکنش حرارتی سیّال-جامد (CHT) که شامل چندین ناحیۀ محاسباتی هستند به لحاظ هزینههای محاسباتی و پایداری حل، ازجمله موضوعات چالشبرانگیز به شمار میآید. علت عمده این چالشها را میتوان به همبستگی بین معادلات در نواحی مختلف و همچنین همبستگی بین معادلات حاکم درون ناحیۀ سیّال مرتبط دانست. این مقاله به بررسی مقایسهای دو دیدگاه جهت اعمال همبستگی معادلۀ انرژی در مرز مشترک بین نواحی میپردازد: دیدگاه مجزّا و دیدگاه همزمان. در دیدگاه اوّل، اعمال دقیق همبستگی به کمک استفاده از روشهای تکراری امکانپذیر است، حالآنکه دیدگاه دوم، بر مبنای حل همزمان معادلات انرژی در تمام نواحی است. به عبارت دقیقتر، هدف اصلی در پژوهش حاضر توسعه سه حلگر CHT بر مبنای روش حجم محدود و مقایسه هزینههای محاسباتی آنها جهت شبیهسازی اندرکنش حرارتی سیّال-جامد با درجات مختلف همبستگی است. هر سه حلگر مورد نظر، در شیوه اعمال همبستگی بین فشار و سرعت در سیّال، مشترک میباشند و تفاوت آنها در شیوه اعمال همبستگی بین معادلات انرژی در نواحی مختلف و همچنین بین انرژی و ممنتوم در سیّال است. همچنین OpenFOAM بهعنوان یک نرمافزار منبع باز جهت توسعه الگوریتمهای پیشنهادی مورد استفاده قرار میگیرد. سپس، دقّت و هزینۀ محاسباتی حلگرهای مذکور، به کمک شبیهسازی مسئلۀ اندرکنش بین جابجایی آزاد در سیّال و رسانش در دیواره عمودی مجاور در حالتهای مختلفی از همبستگی مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج حاصل از حل حالتهای مختلف مسئلۀ مورد نظر نشان میدهد که برخلاف آنچه درحلگرهای OpenFOAM اعمال شده، بهکارگیری حلقۀ مجزّا جهت تضمین همبستگی انرژی- انرژی برای هر تکرار، هزینههای محاسباتی را بخصوص برای مسائل با همبستگی قوی تا حد زیادی کاهش میدهد.
اندرکنش حرارتی سیال جامد,دیدگاه همزمان,دیدگاه مجزا,همبستگی,حجم محدود,سرعت همگرایی,OpenFOAM
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33190.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33190_61e444eda6bb68e6a85e897adea64e61.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
پیوندزنی سطح یک نوع الیاف نایلونی با استفاده از مخلوط دو مونومر اکریلیک و بهینهسازی پارامترهای مربوطه توسط یک نرمافزار متداول طراحی آزمایش
39
52
FA
محمد
خسروی
فردوسی مشهد
khosravimohammad216@gmail.com
سعید
استاد موحد
فردوسی مشهد
s-ostad@um.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.84217
زیست رسوبگذاری دریایی به تجمعی از انواع ارگانیسمها برسازههای فرورفته در آب دریا گفته میشود. این پدیده اثرات مخربی بر سازههای شناور در آب مانند کشتیها، قفسهای پرورش ماهی و غیره دارد. بهمنظور کاهش رسوبگذاری زیستی بر روی الیاف یک نوع نایلون، مخلوط دو مونومر اکریلیک، 2 - هیدروکسی اتیل متاکریلات و متیل آکریلات به روش پیشتابش و در شرایط مختلف بر روی الیاف فوق پیوند زده شد. سپس پارامترهای درصد پیوندزنی و درصد هومو-کو پلیمر با تغییر متغیرهای عملیاتی مانند دمای واکنش (℃۹۰-۶۰)، زمان واکنش h) ۴-۱)، زمان پیشتابش min) ۴۰-۱۰) و غلظت آغازگر (۹-۳%) اندازهگیری شده و با مقادیر محاسبه شده توسط یک نرمافزار متداول طراحی آزمایش (®Design-expert) مقایسه گردیده و نتایج مورد بحث قرار گرفتند. جهت بهینهسازی نتایج توسط نرمافزار و بررسی اثر متقابل متغیرهای فوق جهت پیشبینی پارامترهای مذکور، از روش پاسخ سطح و طراحی نقاط مرکزی با استفاده از ۴ متغیر و ۲ سطح پاسخ استفاده شد. افزایش زمان تابش و غلظت آغازگر باعث افزایش درصد پیوندزنی به دلیل افزایش مراکز فعّال بر سطح الیاف شدند. به کمک تحلیل جدول آنالیز واریانس و مقدار متغیر p-valuee با بازه اطمینان ۰۵/۰، پارامترهای مهم در مدل به ترتیب اهمّیّت، دمای واکنش، زمان واکنش، زمان پیشتابش و غلظت آغازگر تشخیص داده شدند. همچنین صحت آماری نتایج بهدستآمده به کمک مقادیر متغیرهای آماری مانند ضریب مشخصهسازی ( ۹۶٪)، ضریب مشخصسازی تنظیم شده (۹۳٪) و تناسب دقّت (۳۰۲/۳۰) مورد تأیید قرار گرفتند. در شرایط بهینه معرفی شده توسط نرمافزار، مقادیر پیشبینیشده توسط مدل پیشنهادی نرمافزار عبارت بودند از درصد پیوندزنی، ۵۹/۳۸ و هومووکوپلیمر ۴۲/۴۳ در صد که با مقادیر تجربی به ترتیب ۸۹/۳۷ و ۹۸/۴۲ درصد تطابق مناسبی داشتند. همچنین دو معادله جهت پیشبینی مقادیر پارامترها با تغییر متغیرهای مورد مطالعه توسط نرمافزار ارائه گردیدند.
الیاف نایلون,2- هیدروکسی اتیل متاکریلات,متیل آکریلات,درصد پیوندزنی,طراحی آزمایش
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33212.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33212_5ce347de8e46b7eba2f248ad9be96f65.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
بررسی اثرات لقی مفاصل لولایی بر رفتار سینماتیکی ربات موازی صفحهای 3RPR
39
52
FA
سیدمجتبی
واردی کولایی
دانشگاه صنعتی شاهرود
مهدی
بامداد
دانشگاه صنعتی شاهرود
bamdad@shahroodut.ac.ir
برزو
فتحی
دانشگاه شاهرود
10.22067/fum-mech.v31i1.85234
برای ایجاد حرکت نسبی بین عضوهای متصلبههم در یک مکانیزم، وجود لقی در مفاصل امری اجتنابناپذیر است. علاوه بر ایجاد خطا در دقّت موقعیتیابی، وجود لقی یکی از مهمترین عوامل ایجاد ضربه، شوک و در نتیجۀ تولید ارتعاشات و صدا در هنگام کارکرد مکانیزم است. تلورانسها و خطاهای ناشی از فرایند طراحی و ساخت، سائیدگی و خوردگی مفاصل بعد از یک دورۀ معیّن کاری و اثرات حرارتی بهعنوان مهمترین عوامل ایجاد و افزایش لقی شناخته شدهاند. بدیهی است که در صورت وجود لقی در مفاصل لولایی، یک یا دو درجۀ آزادی غیرقابلکنترل به مکانیزم افزوده میشود که میتواند منبع ایجاد خطا باشد. در این مقاله، اثرات لقی مفاصل لولایی بر رفتار سینماتیکی ربات موازی صفحهای 3RPR مورد بررسی قرار میگیرد. ربات موازی در نرمافزار تحلیل دینامیکی آدامز مدلسازی شده و نتایج شبیهسازی برای دو حالت ایدهآل (بدون لقی) و حالت واقعی (با لقی) با هم مقایسه میشوند. همچنین اثرات اندازه لقی مفاصل و تأثیر آن بر رفتار ربات نیز مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج عددی نشان میدهند که با افزایش اندازه لقی، مقادیر سرعت و شتاب افزایش چشمگیری مییابند.
لقی مفصل,سینماتیک,تحلیلی دینامیکی,نرمافزار آدامز,ربات موازی صفحهای 3RPR
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33242.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33242_c53a6140c18467b0f8bc560336da01bb.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
بررسی ارتعاشات غیرخطی میکرو لوله حامل سیّال تحت تحریک پارامتریک مغناطیسی
69
86
FA
رضا
جهانگیری
دانشگاه آزاد اسلامی واحد سلماس
r_jahangiri@tabrizu.ac.ir
اکبر
اللهوردی زاده
دانشگاه تبریز
allahverdizadeh@tabrizu.ac.ir
بهنام
داداش زاده
دانشگاه تبریز
b.dadashzadeh@tabrizu.ac.ir
حمید
عظیم زاده
دانشگاه آزاد اسلامی واحد سلماس
azimzadehhamid@gmail.com
10.22067/fum-mech.v31i1.80049
در این پژوهش، اثر پارامترهای مختلف سیستم روی پاسخ غیرخطی نوسانات جانبی میکرولوله تیرمانند حاوی سیّال با شرایط مرزی دو سر ساده نامتحرک تحت شرایط تشدید پارامتریک مغناطیسی محوری بررسی میشود. از تئوری تغییر شکلهای برشی مرتبۀ اوّل ردی و تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن برای استخراج معادلات غیرخطی حاکم بر حرکات جانبی میکرولوله با لحاظ کردن جملات غیرخطی هندسی ون‑کارمن استفاده میشود. در سرعتهای جریان بالاتر از سرعت بحرانی آستانه فلاتر (متناظر با کوپلینگ مودهای اوّل و دوم)، رفتار سیستم غیرخطی دو درجۀ آزادی تحت شرایط تشدید پارامتریک مغناطیسی تحلیل میشود. با استخراج منحنیهای پاسخ غیرخطی، اثرات پارامترهای دامنۀ تحریک مغناطیسی، پارامتر فرکانس تحریک و پارامتر غیرمحلی تنش روی دامنۀ تشدید سیستم بررسی و مورد بحث قرار میگیرد.
ارتعاشات غیرخطی,میکرو لوله حاوی سیال,تشدید پارامتریک مغناطیسی,تئوری الاستیسیته غیرمحلی
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33259.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33259_80da3ae10fc3182030ada0fb3ef945f1.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
مطالعۀ پدیدهشناسی پرشهای هیدرولیکی چندضلعی
87
104
FA
علی
اسدی
گروه مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، ایران
aliasadi@birjand.ac.ir
مجید
ملک جعفریان
دانشگاه بیرجند
mmjafarian@birjand.ac.ir
علیرضا
تیمورتاش
گروه مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
teymourtash@um.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.83280
یکی از پدیدههای مورد مطالعۀ دانشمندان در سالهای اخیر، پدیدۀ پرش هیدرولیکی چندضلعی است. حدود دو دهه از مشاهدۀ این پدیده میگذرد، اما هنوز علّت ایجاد و شکلگیری این پدیده نامعلوم است. هدف اصلی در این تحقیق مطالعۀ پدیدهشناسی پرشهای هیدرولیکی چندضلعی است. به همین منظور، این پدیده به روش آزمایشگاهی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که علّت شکلگیری پرش هیدرولیکی چندضلعی، حضور اغتشاشات و ناپایداریهای موجود در جریان، سیستم و یا محیط است. این ناپایداریها بر اساس پدیدۀ رایلی‑پلاتو و در حضور اثرات کشش سطحی و لزجت، پرش هیدرولیکی دایروی پایدار را ناپایدار کرده و آن را به یک پرش چندضلعی تبدیل میکند. با حذف ناپایداریها، پرش دایروی پایدار ایجاد گردید. این پرش بر خلاف نتایج محقّقان در کارهای قبلی از اعداد رینولدز کم تا اعداد رینولدز بالا پایدار است. همچنین در این تحقیق، رفتار پرشهای هیدرولیکی چندضلعی که در کارهای قبلی و در حضور ناپایداریها شکل گرفتهاند، بررسی شد. در یک دبی ثابت، مساحت داخل پرش، برای همۀ پرشهای ممکن، تقریباً با خطای کمتر از حدود 10 درصد، برابر است. از بین چندضلعیهای با تعداد اضلاع برابر که برای یک دبی خاص محتمل است، پرش به شکل چندضلعی منتظم درمیآید؛ زیرا بهطور طبیعی، کشش سطحی تلاش میکند تا کمترین سطح رویۀ ممکن را برای پرش ایجاد کند.
پدیده شناسی,پدیده ی رایلی-پلاتو,پرش چند ضلعی,چند ضلعی منتظم,پرش دایروی پایدار
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33284.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33284_2bbbe08ea7f3c74db199db849d22c4a8.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
ضریب اصطکاک جریان مغشوش سیال پایه و نانوسیال از دیدگاه آماری
105
122
FA
فرهاد
وحیدی نیا
دانشگاه کاشان
f.vahidinia@gmail.com
قنبرعلی
شیخ زاده
دانشگاه کاشان
sheikhz@kashanu.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.81926
در این مقاله، روابط ارائه شده در متون علمی برای ضریب اصطکاک جریان مغشوش سیّال پایه و نانوسیّال بهصورت آماری بررسی و تحلیل شده است. بهمنظور تحلیل آماری و انتخاب بهترین تابع توزیع احتمال برای پارامتر ضریب اصطکاک، از 48 تابع توزیع احتمالاتی و 3 آمارۀ کولموگروف‑اسمیرنوف، اندرسون‑دارلینگ و مربع کای استفاده شده است. پس از تجزیهوتحلیل نتایج، مشخص گردید که بر اساس هر سه آماره، تابع توزیع احتمال ضریب اصطکاک در سیّال پایه و نانوسیّال، تابع توزیع احتمال جانسون اسبی است. همچنین مشاهده گردید که تابع توزیع احتمال ضریب اصطکاک سیّال پایه و نانوسیّال نسبت به تابع توزیع نرمال پهنتر است. از طرفی دیگر، چولگی تابع توزیع احتمال جانسون اسبی به طرف راست است.
ضریب اصطکاک,جریان مغشوش,تابع توزیع احتمال جانسون اسبی,آمارههای کولموگروف اسمیرنوف,اندرسون دارلینگ و مربع کای
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33314.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33314_f2b1e1a8048dc7a589c96394c05927f6.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
روش پرتابی بهبودیافته برای حل دستهای از مسائل کنترل بهینۀ سوییچدار
123
138
FA
فریبا
وحیدی فر
دانشگاه تفرش
محمدعلی
مهرپویا
0000-0001-9598-4943
دانشگاه تفرش
mehrpouya@tafreshu.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.77967
امروزه کنترل بهینه کاربردهای وسیعی در علوم مختلف پیدا کرده است. دراینبین، دستهای از مسائل کنترل بهینه تحت عنوان مسائل کنترل بهینۀ سوییچدار، ظهور پیدا نمودهاند که در آنها تابع کنترل، شامل یک پرش ناپیوسته از یک مقدار اکسترمم به مقدار اکسترمم بعدی است و بهطور خطی در تابع هدف و معادلات دینامیکی ظاهر میگردد. این مسائل در عمل بسیار دیدهشده و بهطور ویژه دارای کاربردهای فراوانی در مهندسی هوافضا، جرثقیلها و رباتهای صنعتی هستند. آنچه در حل این دسته از مسائل کنترل بهینه حائز اهمّیّت است، پیدا کردن نقاط سوییچ با دقّت بالا است. در این مقاله، یک روش پرتابی بهبودیافته جهت حل کارای این دسته از مسائل کنترل بهینه ارائه میگردد. به این منظور، ابتدا روش پرتابی مرسوم برای حل عددی این مسائل بازگو و نقاط ضعف آن در یافتن نقاط سوییچ گوشزد میشود. سپس با بازطراحی روش با استفاده از تابع کنترل پارامتری شده، مسئله را به یافتن جواب معادله پرتابی طوری هدایت میکنیم که در آن، نقاط سوییچ و مقادیر اوّلیّه متغیرهای الحاقی، پارامترهای مجهول مسئله باشند. بدین ترتیب، نقاط سوییچ و طبعاً جواب مسئله کنترل بهینۀ سوییچدار، با دقّت بالایی به دست خواهد آمد. برای نشان دادن دقّت روش پیشنهادی، نتایج روش روی پنج مسئله معیارسنج گزارش گردیده و کارایی روش نشان داده خواهد شد.
کنترل بهینۀ سوییچدار,اصل مینیمم پونتریاگین,روش پرتابی,کنترل پارامتری شده
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33338.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33338_9972ce2558ac1f44aa1b7f3d009525c0.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
بررسی تجربی تأثیر چیدمان عرضی برآمدگیهای دوگانه بر بردار پیشرانش در نازل مافوق صوت همگرا-واگرا
139
154
FA
محمد رضا
باباییان
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد
m.babaeyan@smc.iaun.ac.ir
محمد
حججی نجف آبادی
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد
hojaji_m@pmc.iaun.ac.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.82370
در این پژوهش اثرات برآمدگیهای دوگانه بهعنوان یک روش جدید، کمهزینه و ساده در کنترل بردار پیشرانش در یک نازل همگرا‑واگرا در رژیم مافوق صوت که عدد ماخ اسمی آن 2 است، بهصورت تجربی بررسی میشود. برآمدگیهای مورد استفاده دو قطعه استوانهای شکل است که جلوی جریان در قسمت واگرای نازل قرار داده میشود. این برآمدگیها در موقعیتهای 80 درصد طول قسمت واگرای نازل از گلوگاه نازل بهصورت عرضی و با زاویۀ 45 درجه نسبت به یکدیگر نصب شده و بهصورت همزمان در مسیر جریان اعمال میشود. میدان جریان بهوسیله تصویربرداری شلرین همراه با اندازهگیری تغییرات فشار روی دیوارههای نازل انجام شده است. نتایج نشان میدهد چیدمان عرضی برآمدگیهای دوگانه در نازل میتواند زاویۀ بردار پیشرانش را تا 3.5 درجه در شرایط بررسی شده افزایش دهد. همچنین ضمن دستیابی به زاویۀ انحراف مشخص با نسبت نفوذ کمتر در مقایسه با استفاده از یک برآمدگی تا 5.5 درصد افت پیشرانش محوری را کم نمود.
کنترل بردار پیشرانش,مافوق صوت,نازل همگرا- واگرا,برآمدگی,آیرودینامیک تجربی
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33348.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33348_4306a3d245c6d315a37271b7484d9f00.pdf
دانشگاه فردوسی مشهد
علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک
2008-918X
2423-6519
31
1
2020
02
20
یک مدل جدید ریاضی برای جریان در خط لوله گاز تراکم پذیر همراه با نشت
155
164
FA
مرجان
علییاری
0000-0001-7892-1940
دانشگاه آیت ا... العظمی بروجردی
marjan.aliyari@gmail.com
فائزه
فرهادی
علوم و تحقیقات تهران
farhadi@azarab.ir
10.22067/fum-mech.v31i1.80013
در این مقاله، یک مدل خط لوله گاز همراه با نشت ارائه میشود. این مدل نیازی به ارزیابی ویژگیهای تجهیزات پاییندستی ندارد و به روشهای عددی پیچیده تکیه نمیکند. تغییرات متغیرهای جریان را میتوان با دقّت مدل پیشبینی کرد. در این مدل، یک رویکرد جدید مبتنی بر شباهت بین خط لوله و مدار الکتریکی پیشنهاد میشود، بهطوریکه، یک مدار معادل با یک ساختار خاص برای شبیهسازی خط لوله نشت استفاده میشود. این رویکرد نوین را میتوان برای ارزیابی تلفات ناشی از نشت و راهنمای عملکرد خط لوله و همچنین کمک به تشخیص نشت ارائه کرد. میدانیم که عبارات ریاضی متعدّدی در توصیف جریان در خط لوله با نشت فرموله شده است اما حل آنها بهسادگی امکانپذیر نیست. این در حالی است که مدل ریاضی خط لوله با نشت را نیز میتوان با این روش توسعه داد. این مدل با استفاده از دادههای حاصل از یک خط لوله گاز واقعی تأیید میشود. نتایج شبیهسازی بهخوبی با نتایج تجربی تطابق دارد که این بر صحت مدل و اعتبار و کارایی روش پیشنهادی صحه میگذارد.
خط لوله,مدل سازی ریاضی,الگوی هیدرولیکی الکتریکی,شبیه سازی,نشت,مدار معادل
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33367.html
https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_33367_c741ae7fa19843afc06be0b900b93f62.pdf