دانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Investigation of the impact of blowing jet on the dynamic stall of NACA0012مطالعه اثرگذاری کنترلکننده دمشی بر روی جریان وامانده دینامیکی بالواره ناکا00121204208610.22067/jacsm.2022.74008.1074FAسامان کسمائیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانمهران تاجفردانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانسیروس کسمائیدانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20211204In this study, the effect of blowing jet parameters, which include location, blowing angle, momentum coefficient, and orifice area, on the average aerodynamic coefficients and aerodynamic performance parameter of the NACA0012 is investigated. The airfoil has a sinusoidal oscillating motion around a quarter of the chord. As a result of this movement, the angle of attack of the airfoil changes from -5 to 25 degrees. Five locations by 1, 4, 6, 10, and 20% of the chord length were examined and the results showed that the placement of the jet at 1% of the chord length is more appropriate than the other locations and significantly improves performance and have more impact on the flow control. Three angles of 30, 60, and 90 degrees were considered as the angles of the blowing jet and it was observed that the angle of 60 degrees is better in controlling the flow than the other two angles and this effective angle decreases when orifice length increases. The results show that there is no regular uptrend or downtrend for the angle effect. For the jet momentum coefficient, which actually aimed to investigate the effect of blowing jet velocity, the values of 0.14, 0.08, and 0.04 were considered while the orifice length is considered constants for these cases. The results showed that increasing the blowing jet velocity as well as increasing the jet orifice length improves aerodynamic performance, although increasing the orifice length at a constant momentum coefficient decreases the mean of lift coefficient.در این مطالعه به بررسی تاثیر پارامترهای جت دمشی که شامل مکان، زاویه، ضریب ممنتوم و مساحت دهانه میباشد، در میانگین ضرایب و پارامتر عملکرد آیرودینامیکی بالواره متقارن ناکا0012 پرداخته شدهاست. بالواره دارای حرکت نوسانی سینوسی حول یک چهارم وتر میباشد. در اثر این حرکت زاویه حمله بالواره از 5- تا 25 درجه تغییر میکند. پنج مکان 1، 4، 6، 10 و 20 درصد طول وتر مورد بررسی قرار گرفتند و نتایچ نشان دادند که قرارگیری جت در مکان 1 درصد طول وتر نسبت به سایر مکانها مناسبتر است و باعث بهبود قابلتوجهای در عملکرد و تاثیر بیشتر جت در کنترل جریان میشود . سه زاویه 60،30 و 90 درجه به عنوان زوایای جت خروجی در نظر گرفته شدند و مشاهده شد که زاویه 60 درجه نسبت به دو زاویه دیگر در کنترل جریان بهتر عمل مینماید و این زاویهموثر در اثر افزایش اندازه دهانه خروجی، کاهش مییابد. نتایج نشان دادند که یک روند صعودی یا نزولی منظم برای تاثیر زاویه وجود ندارد. برای ضریب ممنتوم جت که در واقع هدف از آن بررسی تاثیر سرعت جت دمشی بود، مقادیر 0.04، 0.08 و 0.14 در یک اندازه دهانه ثابت در نظرگرفته شد. نتایج حاکی از آن بود که افزایش سرعت جت خروجی و همچنین افزایش اندازه دهانه جت باعث بهبود عملکرد آیرودینامیکی میشود اگرچه با افزایش اندازه دهانه در ضریب ممنتوم ثابت، ضریب برای میانگین کاهش مییابد.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42086_85907dd172c7cd1601c2f85b650629dc.pdfدانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Effect of microtube addition on thermal and hydrodynamic behavior of microchannel heatsink for nanofluid Flowاثر افزودن میکرولوله بر رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی میکروکانال چاه گرمایی برای جریان نانوسیال21364215610.22067/jacsm.2022.75344.1100FAاکرم جهانبخشیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانافشین احمدی ندوشندانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران0000-0003-4345-9527مرتضی بیارهدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران0000-0002-1821-3771Journal Article20220215In the present study, two geometries of microtube and microchannel are used simultaneously in a heatsink. The aim is to improve the performance of micro heatsink in cooling digital processors. ANSYS FLUENT software is employed to solve the governing equations. The second-order upwind method is utilized to solve the momentum equation and the SIMPLE method is employed for coupling the velocity and pressure fields. The results show that the fluid flow temperature changes less along with the micro heatsink by increasing the Reynolds number due to the high flow rate. Also, the surface temperature of the processor decreases significantly by enhancing the concentration of nanoparticles and improving the heat transfer performance. Hence, at Re =700 and a volume fraction of 0.5%, the average outlet temperature of the system is 316.1 K. It is equal to 319.03 K for a volume fraction of 1%. The addition of microtubes also causes a significant increment in the overall thermal efficiency of the system. For example, at Re = 300, the heat transfer coefficient for the base fluid flow with microtubes is approximately 58.4% higher than that for the system without microtubes. At Re =700 and 1500, this enhancement is 63.3% and 50.9%, respectively. This indicates that the presence of microtubes improves the performance of the heatsink and the access of heat transfer in different parts of the equipment to the cooling fluid flow. It reduces the thermal resistance of far points of the processor, leading to more heat absorption from the CPU surface.در پژوهش حاضر، در یک چاه حرارتی از دو هندسهی میکرولوله و میکروکانال به صورت همزمان استفاده شده است و هدف، بهبود عملکرد میکروچاه حرارتی در خنککاری پردازندههای دیجیتال است. همچنین از نانوسیال نقره-(آب- اتیلن گیلیکول 50%) استفاده شده است. به منظور حل معادلات موجود از نرمافزار انسیس- فلوئنت استفاده شده است. برای حل معادله مومنتوم از روش UPWIND مرتبه دوم و جهت کوپل میدان سرعت و فشار، روش سیمپل با شبکه فشار جابجا شده به کار رفته است. نتایج بدست آمده بیان میکند که با افزایش رینولدز جریان به دلیل بالا بودن دبی، دمای جریان سیال در طول میکروچاه حرارتی تغییر کمتری دارد. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات و بهبود عمکرد انتقال حرارت، دمای سطح پردازنده کاهش قابل توجهی مییابد. به طوریکه در رینولدز 700 و کسر حجمی 5/0% میانگین دمای خروجی از سیستم برابر1/316 درجه کلوین است و در کسر حجمی 1%، برابر 03/319 درجه کلوین است. همچنین افزودن میکرولوله موجب افزایش قابل توجهی در ضریب حرارتی کلی سیستم میشود به طور مثال ضریب انتقال حرارت برای جریان سیال پایه در رینولدز 300، برای سیستم دارای میکرولوله تقریبا 4/58% بیشتر از حالت بدون میکرو لوله است. و برای رینولدزهای 700 و 1500 این افزایش به ترتیب برابر 3/63% و 9/50% است. این امر بیانگر آن است که وجود میکرولوله باعث ارتقای عملکرد چاه حرارتی و بهبود دسترسی انتقال حرارت در قسمتهای مختلف تجهیز به جریان سیال خنککننده و کاهش مقاومت حرارتی نقاط دور دست پردازنده شده است و در نهایت، میزان گرمای بیشتری از سطح پردازنده جذب میشود.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42156_4f263dab9ea8843d51c2c92f3492399e.pdfدانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Investigation of the Effect of Geometric Defects and Temperature Changes on the Fracture Behavior of Boron Carbide Monocrystalline Structure by Molecular Dynamicsبررسی تاثیر عیوب هندسی و تغییرات دما بر رفتار شکست ساختار مونوکریستال کاربید بور به روش دینامیک مولکولی37484223210.22067/jacsm.2022.74654.1087FAعلیرضا آلبویهگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران0000-0002-0236-1497علی دادرسیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد شاهرود، شاهرود، ایران0000-0001-9787-8909محمدامین رضوی کیاگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه دامغان، دامغان، ایرانJournal Article20220110Boron carbid (BC3) is a new two-dimensonal structure that exhibits unique chemical, thermal and mechanical peroperties. In this paper the mechanical properties of BC3 structure were investigated by using of molecular dynamics simulation. By using of Tressof potential and periodic boundry conditions, two elements of circular defect and followed temperature changes on BC3 structure were analyzed. The results of tensile test on boron carbide structure showed that the lowest young’s modulus as well as the failure stress and strain at the breaking point occurred in sample with central defect. Also, by changing the position of the defect towards the edges, the mechanical properties increased. By changing the position of the defect from the center of the structure to the edges, the values of young's modulus, stress and strain at the breaking point in th zigzag direction increased by 1.29%, 15.1% and 20%, respectively. Examination of temperature changes from 100K to 1000K showed that the increase in temperature reduced the mechanical properties, so that the value of the young's modulus decreased from 781.21 GPa at 100K to 616.19 GPa at 1000K. Also, the amount of stress and strain at the breaking point for the mentioned temperature compared to 100 K decreased by 43.05% and 51.08%, respectively.کاربید بور (BC3) یکی از مواد دو بعدی نوظهور میباشد که خواص شیمیایی، مکانیکی و حرارتی منحصر به فردی را به نمایش گذاشته است. در این مقاله، خواص مکانیکی ساختار کاربید بور با بهرهگیری از شبیهسازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از پتانسیل ترسوف و شرایط مرزی دوره-ای، دو المان جایگاه نقص دایروی و تغییرات دما بر ساختار کاربید بور مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی تست کشش بر ساختار کاربید بور نشان داد، کمترین مقدار مدول یانگ و نیز تنش و کرنش در نقطهی شکست در نمونه دارای نقص در مرکز ساختار اتفاق افتاد. همچنین با تغییرجایگاه نقص به سمت لبهها، خواص مکانیکی افزایش یافت. با تغییر جایگاه نقص از مرکز ساختار به لبهها، مقادیر مدول یانگ، تنش و کرنش در نقطهی شکست در راستای زیگزاگ به ترتیب 29/1%، 1/15% و 20% افزایش یافت. بررسی تغییرات دما از 100 کلوین تا 1000 کلوین نشان داد که افزایش دما باعث کاهش خواص مکانیکی شد، به طوریکه مقدار مدول یانگ از 21/781 گیگاپاسکال در دمای 100 کلوین به 19/616 گیگاپاسکال در دمای 1000 کلوین کاهش یافت. همچنین، مقدار تنش و کرنش در نقطهی شکست برای تغییرات دمای ذکر شده نسبت به دمای 100 کلوین به ترتیب 43/05% و 51/08% کاهش یافت.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42232_c5bae6f238bb6c9b72ba1de721bd4495.pdfدانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Effect of Flower Pattern on Uniform Distribution of Force on Rollers in Reshaping of Cold Roll Formingتأثیر الگویگل بر توزیع یکنواخت نیروی وارد بر غلتکها در شکلدهیمجدد غلتکی سرد49604228310.22067/jacsm.2022.74655.1090FAحسین ارزندهدانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانحسن مسلمی نائینیدانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانمهدی تاجداریگروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی الکترونیک، مکانیک و کامپیوتر، دانشگاه ایوانکیسیامک مزدکدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تفرشManabo Kiuchi, Institute of Industrial Science, University of Tokyo, Bunkyo, JapanJournal Article20220116In this paper, the effect of flower pattern design in the cold roll reshaping process, on the energy consumption and uniform distribution of force on the rollers at different forming stations, is investigated experimentally and numerically. Three-dimensional finite element simulations have been used to study the effect of variables and practical experiments have been performed to ensure the accuracy of the simulations. Dimensional and power consumption comparisons have been used to validate the simulation results. Along with the introduction of different design methods, the applied force on the rollers is studied in three different designs of the flower pattern and in each method, changes in external work and internal energy are studied. The distribution of force on the rollers in each method is also described. In addition to the minimum energy consumption, the uniformity of the force distribution on the rollers has also been introduced as a criterion for the design of the flower pattern It has been shown that using the criterion of uniformity of force applied to the rollers along with the criterion of minimum energy consumption, increases the dimensional accuracy of the product.در این مقاله، اثر طراحی الگویگل روی انرژی مصرفی و نیز چگونگی توزیع نیروی وارد بر غلتکها در ایستگاههای مختلف شکلدهیمجدد غلتکی سرد بهصورت تجربی و عددی بررسی گردیده است. جهت مطالعه اثر متغیرها از شبیهسازی اجزای محدود سهبعدی استفاده شده و جهت اطمینان از صحت شبیهسازیها آزمایش عملی انجام شده است. بمنظور صحه گذاری نتایج شبیه سازیها، از مقایسه ابعادی و توان مصرفی استفاده شده است. ضمن معرفی شیوههای مختلف طراحی الگویگل، نیروی اعمالی بر غلتکها در سه طراحی مختلف الگویگل بررسی شده و در هر روش تغییرات کار خارجی و انرژی داخلی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نحوه توزیع نیروی وارد بر غلتکها در هر روش نیز تشریح شده است. علاوه بر انرژی مصرفی کمینه، یکنواختی توزیع نیروی وارد بر غلتکها نیز بهعنوان معیاری برای طراحی الگویگل معرفیشده است. نشان داده شده که استفاده از معیار یکنواختی نیروی اعمالی به غلتکها در کنار معیار انرژی مصرفی کمینه، موجب افزایش دقت ابعادی محصول میشود.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42283_e9e8938a7b8b2acb67fc86908f831516.pdfدانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Thermofluid Numerical simulation of the flat solar heating transpired collector for drying purposesشبیه سازی عددی حرارتی و سیالاتی هواگرمکن خورشیدی صفحه تخت مشبک برای اهداف خشککردن61804236010.22067/jacsm.2022.75507.1104FAمحمد صالح برقی جهرمیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران0000-0002-6241-7050ولی کلانتردانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران0000-0003-4498-1915محمد سفیددانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایرانمسعود ایرانمنشپژوهشکده انرژیهای تجدیدپذیر و تبدیل انرژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان، کرمان، ایران0000-0001-8228-1464هادی صمیمی اخیجهانیگروه مهندسی بیوسیستم دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، کردستان، ایران0000-0001-6393-0326Journal Article20220224the flat solar heating transpired collector can be used for heat buildings and large spaces, industrial applications, and drying of agricultural products. The flow structure and convection heat transfer mechanisms are very important to the air performance of uncovered flat solar heating transpired collector. In these solar air heaters, the air is usually heated by a perforated absorber plate (metal). In this research, copper adsorbent plate has been used and numerical simulation has been performed for mass flow rate (0.007, 0.01, 0.0125, 0.015) kg/s. In order for the simulation to be consistent with the physical reality of the problem, the simulation is three-dimensional, non-continuous with a large computational range and continuous suction. Thermal efficiency, mass flow rate, and outlet temperature parameters were investigated. According to the obtained results, with decreasing mass flow rate, the temperature of the absorber plate and consequently the temperature of the outlet air increases; But increasing the temperature of the absorber plate is more than increasing the temperature of the outlet air. As the mass flow rate increases, the thermal efficiency of the flat solar heating transpired collector increases. The lowest efficiency in mass flow rate is 0.007 kg / s with 66.51 % and the highest efficiency in mass flow rate is 0.015 kg / s with 78.02 %.هوا گرمکنهای خورشیدی مشبک را میتوان به منظورگرمایش ساختمانها و فضاهای بزرگ، کاربردهای صنعتی و خشککردن محصولات کشاورزی استفاده نمود. ساختار جریان و مکانیسمهای انتقال حرارت جابجایی بر عملکرد هوا گرمکنهای خورشیدی مشبک بدون پوشش بسیار مهم است. در این هوا گرمکنها هوا به وسیله صفحه جاذب مشبک (سوراخدار) معمولاً فلزی گرم میشود. در این تحقیق، از صفحه جاذب ازجنس مس استفاده شده است و برای دبیهای به ترتیب (007/0 ، 01/0 ، 0125/0 ، 015/0) کیلوگرم بر ثانیه شبیه سازی عددی صورت گرفته است. برای این که شبیه سازی با واقعیت فیزیکی مسئله انطباق داشته باشد، شبیه سازی صورت گرفته به صورت سه بعدی، غیردائم با دامنه محاسباتی بزرگ و مکش پیوسته میباشد. پارامترهای راندمان حرارتی، دبی جریان و دمای خروجی مورد بررسی قرارگرفت. طبق نتایج بدست آمده، با کاهش دبی جرمی، دمای صفحه جاذب و به دنبال آن دمای هوای خروجی افزایش پیدا میکند؛ اما افزایش دمای صفحه جاذب بیشتر از افزایش دمای هوای خروجی است. با افزایش دبی، بازده حرارتی هواگرمکن خورشیدی صفحه تخت مشبک افزایش پیدا میکند که کمترین بازده در دبی 007/0 کیلوگرم برثانیه با مقدار51/66 درصد و بیشترین بازده در دبی 015/0 کیلوگرم بر ثانیه با مقدار02/78 درصد میباشد.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42360_482edb1243fe49840154a4ee194d2b38.pdfدانشگاه فردوسی مشهدعلوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک2008-918X34120220522Automatic determination of non-uniform blank-holder force in sheet metal formingتعیین خودکار نیروی ورقگیر غیریکنواخت در قالبهای شکلدهی قطعات ورقی81964236110.22067/jacsm.2022.73195.1066FAقاسم اعظمی راددانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه یزد0000-0001-9323-1294بهروز آرزومهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.Journal Article20211022The blank-holder force is an important and influential parameter in the sheet metal forming process. The size of this force around the part can be very effective in eliminating the defects of fracture and wrinkling in different points of the part. In symmetrical axial parts, a suitable uniform blank-holder force can prevent both defects, but for asymmetric axial parts, it is usually difficult to achieve a suitable uniform blank-holder force. In this case, the non-uniform blank-holder force can have a significant effect on improving the quality of parts. It is clear that simulation of the sheet metal forming process in finite element software and the effective use of optimization algorithms can be of great help in determining the amount of non-uniform blank-holder force. In this research, a method for automatic determination of non-uniform blank-holder force is presented. In this method, which has been created with the help of Catia, Abaqus, and Modefrontier software, various simulations and change of input parameters are performed completely automatically, until the appropriate conditions for sheet metal forming are determined. To show how this method works, two pieces with different geometries were examined. In these two geometries, it was not possible to achieve a piece without fracture and wrinkling with uniform blank-holder force, but the results showed that using this method, a suitable non-uniform arrangement of blank-holder force can be achieved automatically, which produces a flawless piece.نیروی ورقگیر ازجمله پارامترهای مهم و تأثیرگذار در عملیات شکلدهی قطعات ورقی است. اندازه این نیرو در اطراف قطعه میتواند در رفع عیوب پارگی و چینخوردگی در نقاط مختلف قطعه بسیار مؤثر باشد. در قطعات متقارنمحوری نیروی ورقگیر یکنواخت مناسب میتواند از بروز هر دو عیب مذکور جلوگیری کند ولی برای قطعات غیرمتقارنمحوری رسیدن به نیروی ورقگیر یکنواخت مناسب معمولا دشوار است. در این حالت نیروی ورقگیر غیریکنواخت میتواند در بهبود کیفیت قطعات تولیدی تأثیر بسزایی داشته باشد. واضح است که شبیهسازی فرآیند شکلدهی در نرمافزارهای المانمحدود و استفاده مؤثر از الگوریتمهای بهینهسازی میتواند کمک شایانی به طراح در تعیین مقدار نیروی ورقگیر غیریکنواخت داشته باشد. در این پژوهش راهکاری جهت تعیین خودکار نیروی ورقگیر غیریکنواخت برای شکلدهی قطعات ورقی ارائه شده است. در این روش که به کمک نرمافزارهای کتیا، آباکوس و مدفرانتیر ایجاد شده است انجام شبیهسازیهای مختلف و تغییر پارامترهای ورودی نیرو به صورت کاملا خودکار انجام میگیرد تا اینکه شرایط مناسب برای شکلدهی ورق مشخص شود. برای نمایش شیوه عملکرد این ساختار دو قطعه با هندسههای متنوع مورد بررسی قرار گرفت. در این دو هندسه رسیدن به قطعه بدون عیب پارگی و چینخوردگی با نیروی ورقگیر یکنواخت امکانپذیر نبود، ولی نتایج نشان داد با استفاده از روش بیانشده در این پژوهش میتوان به صورت خودکار به چیدمان غیریکنواخت مناسبی از نیروهای ورقگیری دست یافت که قطعهای بدون عیب پارگی و با پتانسیل کم چینخوردگی تولید میکند.https://mechanic-ferdowsi.um.ac.ir/article_42361_c258d6b1a0f1207cab3940fecb0f9ce9.pdf