@article{ author = {}, title = {Modares Mechanical Engineering}, abstract ={Modares Mechanical Engineering}, Keywords = {Mechanical Engineering}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {1-1}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مهندسی مکانیک مدرس}, abstract_fa ={مهندسی مکانیک مدرس}, keywords_fa = {مهندسی مکانیک}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11312-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11312-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {musavi, seyed hasan and davoodi, behnam and nankali, moham}, title = {Creating the micro-grooves on tool rake face for improving the anti-wear properties}, abstract ={Due to high ability of built-up edge formation during aluminum machining, this study aim to reducing adhesive wear and increasing surface integrity of 5052 aluminum alloy workpiece has been focused on creating different surface texture on tungsten carbide cutting tool. For this purpose, four types of micro-grooves such as parallel and perpendicular to cutting edge and also pit and cross mode have been created on rake face by laser machining process. In addition to the types of texture, three methods of cooling-lubrication condition include: dry machining, flood mode without pressure and flood mode with high-pressure along with various holder and cutting inserts (with chip-breaker and without chip-breaker) as well as three levels of cutting speed (fixed feed rate and depth of cut) were considered as process variables. The experimental results obtained from surface roughness survey of the machined parts along with prepared images of optical microscopy from the workpiece surface showed that the presence of parallel micro-grooves significantly improves the cooling-lubrication conditions of the tool-chip surface and its effect on numerical reduction of surface roughness value and reduction of density of defective regions on the workpiece surface is visible. The prepared images by scanning electron microscope (SEM) of the tool rake face showed that the presence of chip-breaker did not significantly effect on reduction of adhesion wear in the machining of aluminum alloy but micro-texture can be largely improved the adhesion wear area compared to non-textured tool (with chip-breaker or without chip-breaker).}, Keywords = {"5052 aluminum alloy"؛ "Micro- texture tool"؛ "Flood mode with pressure"؛ "Surface quality"؛ "Adhesive wear"}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {2-10}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ایجاد میکرو-شیار بر روی سطح ابزار برشی به ‌منظور بهبود خواص ضدسایشی}, abstract_fa ={با توجه به توانایی بالای تشکیل براده با لبه انباشته در فرآیند ماشینکاری آلومینیم، پژوهش حاضر به بررسی تاثیر تغییرات بافت سطحی ابزار تنگستن کارباید با هدف کاهش سایش چسبندگی و افزایش سلامت سطح قطعه‌کار از جنس آلومینیم آلیاژی 5052 اختصاص یافت. به این منظور چهار نوع میکروبافت‌ شامل موازی و عمود بر لبه برش و همچنین حالت حفره‌ای و صلیبی به کمک ماشینکاری با لیزر بر روی سطح براده ابزار ایجاد شده است. علاوه بر نوع بافت، سه روش روانکاری-خنک‌کاری شامل: ماشینکاری خشک، غوطه‌وری بدون فشار و غوطه‌وری با فشار بالا به همراه ابزارگیر و اینسرت‌های برش مختلف (با براده شکن و بدون براده شکن) و همچنین سه سطح از سرعت برش با سرعت پیشروی و عمق برش ثابت به عنوان متغیرهای فرآیند در نظر گرفته شده‌اند. نتایج حاصل از زبری سنجی قطعات ماشینکاری شده به‌همراه تصاویر میکروسکوپ نوری تهیه شده از سطح قطعه‌کار نشان داد که وجود میکروشیارهای موازی لبه برش شرایط روانکاری-خنک‌کاری در سطح ابزار-براده را به نحو چشمگیری بهبود می‌بخشد و تاثیر آن در کاهش عددی زبری سطح و کاهش چگالی مناطق معیوب در سطح قطعه‌کار قابل مشاهده است. تصاویر میکروسکوب الکترونی روبشی تهیه شده از سطح براده ابزار نشان داد که وجود براده‌شکن در ماشینکاری آلیاژ آلومینیم تاثیر چندانی بر کاهش سایش چسبندگی ندارد ولی میکروبافت می‌تواند مساحت منطقه سایش چسبندگی را تا حدود زیادی نسبت به ابزار بدون بافت (با براده شکن و بدون براده شکن) بهبود ببخشد.}, keywords_fa = {"آلومینیم آلیاژی 5052"؛ "ابزار میکروبافت"؛ "روش غوطه‌وری با فشار"؛ "کیفیت سطح"؛ "سایش چسبندگی"}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11365-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11365-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Tahani, Mojtaba and saremian, salm}, title = {Investigation Effect of Changes Geometry of Impeller on Turbine Mode Performance of the Centrifugal Pump at the Governing Condition of the Urban Water Distribution Network}, abstract ={With increasing amount of pollution by thermal power plants in Industrial and developing countries, tend to use small-sized hydroelectric plants increased. In complex terrain regions there are usually a significant height difference between refineries and using place, the pressure can to produce electricity by power plants pressure reducer. The power plant is due to the relatively high initial cost less were used. Gradually, with the possibility of using pump as turbine and reducing the cost of building a micro power plant use the plant was expanded. Therefore, in this study centrifugal pump by CFturbo software was designed and for Numerical analysis of the three-dimensional fluid, the simulation was performed using the CFX software on SST k-ω turbulence model. The numerical results were compared with experimental in pump and turbine modes and showed good agreement. In order to increase the efficiency of the turbine pump (reverse pump), the decrease in the diameter of the impeller blades at different flow rates was investigated, which resulted was decrease in the amount of separation phenomenon around blades and causing increase in hydraulic quantities nearby the turbine bep point, but reducing the diameter at the flow rates very lower from bep point, didn’t have great impact at improvement of efficiency, at the bep point reducing the diameter, caused to increase 11.86 and 13.65 percent of the head and torque, and improved efficiency 1.26 percent.}, Keywords = {Pump as turbine؛ Pressure Reducer؛ Computational Fluid Dynamics؛ Increase the efficiency؛ Blade thickness}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {11-19}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر تغییرات هندسه چرخ متحرک بر عملکرد حالت توربینی پمپ سانتریفیوژ در شرایط حاکم بر شبکه توزیع آب شهری}, abstract_fa ={با افزایش میزان آلایندگی نیروگاه‌های حرارتی در کشورهای صنعتی و در حال توسعه، تمایل به استفاده از نیروگاه‌های برق آبی در اندازه‌های کوچک افزایش یافت. در مناطق شهری با اقلیم ناهموار، اختلاف ارتفاع قابل‌توجهی بین تصفیه‌خانه‌ها و محل مصرف وجود دارد که می‌توان این فشار را از طریق نیروگاه‌های فشارشکن به برق تبدیل نمود. با بررسی امکان استفاده از پمپ به عنوان توربین و کاهش هزینه احداث یک نیروگاه برق آبی میکرو، و امکان جایگزینی آن با فشارشکن‌های سنتی خطوط توزیع آب، استفاده از این نیروگاه‌ها گسترش یافته است. لذا در این بررسی پمپ سانتریفیوژ توسط نرم‌افزار سی اف توربو طراحی و جهت تحلیل عددی سه‌بعدی سیال از مدل آشفتگی کا-امگا اس‌اس‌تی با استفاده از نرم‌افزار سی اف ایکس شبیه‌سازی انجام شده است. نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود در حالت پمپی و توربینی مقایسه شده‌اند و تطابق خوبی را نشان دادند. جهت افزایش بازده پمپ توربین (پمپ معکوس) کاهش قطر پره‌های پروانه در دبی‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از کاهش میزان پدیده جدایش در اطراف پره‌ها و سبب افزایش کمیت‌های هیدرولیکی در نزدیکی نقطه عملکردی حالت توربینی بود، اما کاهش قطر در دبی‌های خیلی پایین‌تر از نقطه عملکردی تأثیر چندانی در بهبود بازده نداشت، در نقطه عملکردی کاهش قطر سبب افزایش 85/11 و 65/13 درصدی هد و گشتاور شد و بازده 26/1 درصد بهبود یافت.}, keywords_fa = {پمپ-توربین؛ فشارشکن؛ دینامیک سیالات محاسباتی؛ افزایش بازده؛ ضخامت پره}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-825-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-825-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {basati, yaser and Mohammadipour, Omid Reza and Niazmand, Hami}, title = {Investigation and optimization of geometry and zeta-potential effects on electroosmotic mixing efficiency in converging-diverging microchannels by response surface methodology}, abstract ={In this study, effects of zeta potential distribution and geometrical specifications are investigated on mixing efficiency in electroosmotic flows. Flow geometry in this research is a series of converging-diverging microchannels with different diverging ratios. Governing equations including the Navier Stokes equation for fluid flow and the Poisson-Boltzmann equation for internal electrical field are solved numerically in a two-dimensional domain by using the lattice Boltzmann method. Numerical simulations are validated against available analytic solutions for electroosmotic flow in homogeneous straight channels. The response surface methodology (RSM) is then employed to investigate relationship between flow variables and consequently to optimize mixing efficiency and flow rate of the channel. Results indicate that increasing the zeta potential ratio and diverging ratio, leads to increased value of flow rate, while meanwhile it decreases the mixing efficiency. Zeta potential pattern does not affect flow rate considerably, but its effects on mixing efficiency is noticeable. Furthermore, it is found that mixing efficiency and flow rate are more sensitive to zeta potential ratio than diverging ratio. At last, optimum parameters are determined by RSM which are 0.5 for zeta potential ratio, 0.6 for diverging height, and pp-nn pattern for zeta potential distribution, all associated to simultaneously maximized flow rate and mixing efficiency.}, Keywords = {Lattice Boltzmann Method؛ Mixing؛ Electroosmotic؛ Response surface methodology (RSM)؛ Optimization}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {27-38}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی و بهینه سازی اثر هندسه و بارگذاری سطح بر راندمان اختلاط الکترواسموتیک در میکروکانال‌های همگرا-واگرا به روش سطح پاسخ}, abstract_fa ={در این تحقیق اثرات توزیع پتانسیل سطحی و تغییرات هندسی بر میزان اختلاط الکترواسموتیک مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه مورد بررسی در این پژوهش، مجموعه‌ای از میکرو کانال‌های همگرا-واگرا دوبعدی با نسبت‌های مختلف واگرایی است. شبیه سازی جریان الکترواسموتیک به کمک روش عددی شبکه بولتزمن و با تکیه بر حل معادلات ناویر-استوکس و پواسون-بولتزمن برای محاسبه توزیع میدان سرعت و بار الکتریکی صورت گرفته است. صحت شبیه سازی با مقایسه میان حل عددی به دست آمده از روش شبکه بولتزمن و حل تحلیلی موجود در شرایط بارگذاری یکنواخت مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه از روش سطح پاسخ به منظور ارائه رابطه کلی بین متغیرها جریان و در نهایت بهینه سازی شرایط جریان براساس دبی عبوری و راندمان اختلاط استفاده گردیده است. نتایج عددی حاکی از آن است که با افزایش میزان نسبت پتانسیل سطحی و نسبت واگرایی، دبی افزایش و راندمان اختلاط در خروجی کاهش می‌یابد. نوع بارگذاری تاثیر چندانی در میزان دبی ندارد در حالی که اثرات آن بر راندمان مخلوط قابل توجه است. علاوه بر این نتایج نشان داده‌اند که میزان حساسیت دبی و راندمان اختلاط به تغییرات زتاپتانسیل سطح بیشتر از تغییرات نسبت واگرایی است. در انتها پارامترهای بهینه‌ توسط روش سطح پاسخ محاسبه شدند. بر اساس این بهینه‌سازی، مقادیر بهینه 0.5، 0.6 و pp-nn به ترتیب برای نسبت پتانسیل سطح، نسبت انسداد و نوع بارگذاری جهت حصول بیشینه دبی و راندمان اختلاط به طور همزمان به دست آمدند.}, keywords_fa = {شبکه بولتزمن؛ اختلاط؛ الکترواسموتیک؛ روش سطح پاسخ؛ بهینه سازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-93-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-93-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {AghaSeyedMirzabozorg, Mohsen and Kheradmand, Saeid and Roueini, Ali}, title = {A C-programming code for selecting the optimum turbocharged propulsion system for UAV’s}, abstract ={In this paper, a C-programming code is produced to introduce the best propulsion system including an internal combustion engine combined with turbochargers. Because the power of internal combustion engine will reduce as the altitude increasing, it is required to use one or more turbochargers in order to compensate the loss of power which is caused by reduced ambient air pressure. For this purpose, a code is written that will be able to introduce the best turbochargers combination including intercoolers, according to the target power and the desired altitude of the UAV flight. In other words, input required parameters of the code is the target power of the engine and desired altitude of flight and output of the code is number and characteristics of the turbochargers with their exact manufacturing company names and also the number of intercoolers required for best performance of propulsion system. It should be noted that, if the turbochargers that is chosen by the program are not available, user can select of the similar turbochargers with similar characteristics without any significant difference in performance of the propulsion system.}, Keywords = {Internal combustion engine؛ Turbocharger؛ Intercooler؛ UAV؛ High flight altitude}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {39-50}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {توسعه کدی به منظور انتخاب بهینه سیستم پیشرانش توربوشارژ شده برای وسایل پرنده بدون سرنشین}, abstract_fa ={در این مقاله، برنامه ای برای معرفی بهترین و مناسب ترین سیستم پیشرانش شامل ترکیبی از یک موتور احتراق داخلی به همراه تعدادی توربوشارژر، تهیه و کدنویسی شده است. به دلیل اینکه با افزایش ارتفاع پروازی، موتور احتراق داخلی دچار افت توان خواهد شد، نیاز است به منظور جبران این افت توان، که ناشی از کاهش فشار هوا با افزایش ارتفاع می باشد، از یک یا چند عدد توربوشارژر استفاده نمود. بدین منظور در کد تهیه شده، با توجه به ارتفاع پروازی و توان موردنظر وسیله ی پرنده، مجموعه ی توربوشارژرهای مناسب به همراه تعداد خنک کننده های مورد نیاز، برای پرواز در ارتفاع موردنظر، معرفی می گردند. این مجموعه توربوشارژر، می تواند شامل یک تا سه عدد توربوشارژر شود که برای جبران افت فشار ناشی از افزایش ارتفاع، به یک موتور احتراق داخلی متصل می گردند. بنابراین، تعداد و مشخصات توربوشارژها و خنک کننده های مورد نیاز برای بهترین عملکرد سیستم پیشرانش، بستگی به ارتفاع و توان پروازی موردنظر کاربر دارد. به عبارتی، ورودی کد تهیه شده، ارتفاع پروازی و توان مورد نیاز وسیله پرنده، و خروجی آن تعداد خنک کننده های میانی و توربوشارژرهای مورد نیاز به همراه مشخصات عملکردی آن ها و ذکر نام دقیق این توربوشارژرها برای بهترین عملکرد مجموعه پیشرانش می باشد. قابل ذکر است که در صورت عدم دسترسی به توربوشارژرهای معرفی شده توسط برنامه، می توان از توربوشارژرهایی با مشخصات عملکردی مشابه با خروجی کد، استفاده نمود.}, keywords_fa = {موتور احترق داخلی؛ توربوشارژر؛ خنک کننده میانی؛ وسیله پرنده بدون سرنشین؛ ارتفاع پروازی بالا}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11765-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11765-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Navabi, M. and Hosseini, M.R.}, title = {Modeling and Spacecraft Attitude Control Using Reaction Wheel with Feedback Linearization, its Performance Study Subject to Power and EULERINT}, abstract ={The rotational Equations of motion of spacecraft are generally nonlinear, so use of nonlinear control techniques are helpful in real conditions. Feedback linearization theory is a nonlinear control technique which transforms nonlinear system dynamics into a new form that linear control techniques can be applied. Choosing output functions in input-output linearization which is a specific method of feedback linearization, has a significant effect on internal dynamics stability. In this study the kinematic equations of spacecraft motion are expressed by quaternion parameters, these parameters are selected as output functions. Linear quadratic regulator as a linear optimal control law is used to design a controller for linearized system in feedback linearization control and also to design attitude control of spacecraft separately. By considering the actuator constraints on different control methods that are used here, the EULERINT which is the integral of the Euler angles error about the Euler axis, is evaluated. Then, the power and control effort of the actuators are considered for comparison between controllers. The simulation results show that the amount of EULERINT for feedback linearization method is less among the others. Also study of the power and control effort shows that Feedback linearization method is not only quicker but also more efficient and displays better performance of the actuators.}, Keywords = {Spacecraft؛ Satellite؛ EULERINT؛ Feedback linearization control؛ Zero Dynamic؛ Reaction Wheel}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {51-61}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل‌سازی و کنترل وضعیت یک ماهواره به کمک چرخ عکس‌العملی با روش خطی‌سازی پسخورد و بررسی عملکرد آن با معیارهای توان و اولراینت}, abstract_fa ={معادلات فضاپیما به طور کلی غیرخطی هستند بنابراین استفاده از تئوری‌های کنترل غیرخطی کمک می‌کند تا مسئله کنترل وضعیت فضاپیما در شرایط واقعی‌تری بررسی شود. روش خطی‌سازی پسخورد یک روش کنترل غیرخطی است که دینامیک‌های غیرخطی سیستم را به فرم جدیدی تبدیل می‌کند تا بتوان در طراحی ورودی کنترلی سیستم، از تئوری‌های کنترل خطی نیز استفاده نمود. تعیین توابع خروجی در خطی‌سازی ورودی-خروجی که حالت خاصی از خطی‌سازی پسخورد است، نقش مهمی بر پایداری دینامیک درونی سیستم دارد. معادلات سینماتیک در این مقاله برحسب کواترنیون‌ها بیان شده که موجب انتخاب این پارامترها به عنوان توابع خروجی می‌شود. هم‌چنین از روش تنظیم‌کننده مربعی خطی که یک کنترل بهینه خطی است، برای طراحی کنترل‌کننده سیستم خطی شده در روش خطی‌سازی پسخورد و هم‌چنین طراحی یک کنترل‌کننده وضعیت فضاپیما به صورت مجزا استفاده شده است. روش‌های کنترلی استفاده شده با توجه به محدودیت عملگرها، با معیار اولراینت که انتگرال خطای زاویه دوران حول محور اویلر است، مورد ارزیابی عملکرد قرار می‌گیرند. سپس معیارهای توان مصرفی و تلاش کنترلی عملگرها، برای مقایسه کنترل‌کننده‌ها در نظر گرفته شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که مقدار اولراینت برای روش خطی‌سازی پسخورد در تمام مانورهای تغییر وضعیت طراحی شده مقدار کمتری است. بررسی معیارهای توان و تلاش کنترلی نیز نشان می‌دهد که روش خطی‌سازی پسخورد نه‌تنها روش سریع‌تری می‌باشد بلکه عملگرها نیز رفتاری بهینه‌تر از خود نشان می‌دهند.}, keywords_fa = {فضاپیما؛ ماهواره؛ اولراینت؛ کنترل خطی‌سازی پسخورد؛ دینامیک صفر؛ چرخ عکس‌العملی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12181-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12181-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {sokout, mohammad sajjad and Beigzadeh, Borh}, title = {Mechanical pulse signal analysis in order to feature extraction to use in the diagnosis of CAD}, abstract ={Nowadays, diagnosis of diseases with high precision, high speed, low-cost and non-invasive approaches has become a necessity. In this regard, taking pulse signal is very easy and inexpensive, which due to the availability and feasibility of the process, can be very useful in the rapid diagnosis heart disease. If we can use the appropriate signal processing and intelligent methods in such a way that its accuracy and total cost equal those of other corresponding methods, we can say that we have reached a valuable achievement; in the current study we pursue the same purpose. In the first step, pressure pulse signals of 45 Coronary Arterial Disease (CAD) patients and 45 healthy persons are acquired from the left fingers using Task Force Monitor (TFM). Then the signals are filtered by wavelet transform (db6) and the wrong items are discarded. Then, the features corresponding to the CAD and healthy states are extracted which based on Time Domain Analysis. Finally, by choosing the best features, the data of healthy people and patients (CAD) are classified with Support Vector Machine (SVM) classifier by the accuracy rate of more than 85%.}, Keywords = {Pulse Signal؛ Blood Pressure Pulse؛ Disease Diagnosis؛ Coronary Arteries؛ Feature Extraction}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {62-68}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {استخراج ویژگی از سیگنال مکانیکی نبض به منظور تشخیص بیماری عروق کرونری}, abstract_fa ={تشخیص هوشمند بیماریها با دقت بالا، سرعت زیاد، هزینه پایین و به صورت غیرتهاجمی امروزه به یک ضرورت در روند درمان بیماریها تبدیل شده است. در این راستا، گرفتن سیگنال نبض، امری بسیار آسان و کم هزینه است که با توجه به در دسترس بودن آن و نیز آسان بودن فرآیند مربوطه، می تواند در تشخیص سریع و کم هزینه بیماریهای قلبی بسیار مفید باشد. چنانچه در این زمینه بتوان از روش مناسب پردازش سیگنال و هوشمندسازی آن نیز بهره جست بگونه ای که دقت آن با سایر روشهای هزینه بر و زمان بر برابری کند، می توان گفت که به دستاورد ارزشمندی رسیده ایم که هدف از این مطالعه نیز همین امر است. در ابتدا با استفاده از دستگاه تسک فورس مانیتور، داده های مربوط به سیگنال فشاری نبض در انگشت دست چپ برای دو گروه سالم و مبتلا به بیماری عروق کرونر دریافت شده است. سپس سیگنالها فیلتر شده و موارد نادرست از آن جدا شده است. آنگاه ویژگی های مربوط به حالت سالم و بیمار استخراج شده و در نهایت با انتخاب ویژگی های برتر، داده های افراد سالم و افراد بیمار با دقت بیش از 85 درصد با استفاده از الگوریتم ماشین‌های بردار پشتیبان از هم جدا می شوند.}, keywords_fa = {سیگنال نبض؛ پالس فشاری خون؛ تشخیص بیماری؛ عروق کرونری؛ استخراج ویژگی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5442-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5442-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Eivazibagheri, Hadi and Gorji, Hamid and nourouzi, salman and Mohammadreza, Shabghar}, title = {Improving the surface properties of pure aluminum using Monel 400 by Electrical Discharge Alloying (EDA)}, abstract ={Surface engineering in many manufacturing industries plays an important role in improving product performance and increasing the operating time of parts. Pure aluminum has a very high electrical conductivity, good corrosion resistance and strength to weight ratio. However, due to very low hardness and wear resistance, its application is limited. Therefore, this paper is studied may improve the surface properties of pure aluminum using copper and nickel as alloying elements using electric discharge process. The pulse on time and pulse current as input parameters and surface hardness, alloyed layer texture and surface roughness as output parameters have been considered. According to the microhardness testing results, in this alloying method, the average hardness of the aluminum parts is about more than 8 times and in some parts of the 38.5 Vickers reached up to 450 Vickers, Based on the results of XRD analysis, the formation of intermetallic compounds Al3Ni2, ALCu, and Al4C3 increased surface hardness. The results show that by increasing the pulse on time surface hardness increased and surface roughness becomes greater. Also, Increasing pulse current the surface roughness increasing trend.}, Keywords = {Monel؛ Aluminum؛ Electrical Discharge؛ Microhardness}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {69-74}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهبود خواص سطحی آلومینیوم خالص با استفاده از آلیاژمونل 400بوسیله فرآیند آلیاژسازی تخلیه الکتریکیEDA) )}, abstract_fa ={مهندسی سطح در بسیاری از صنایع تولید نقش مهمی در بهبود عملکرد محصولات و افزایش زمان کارکرد قطعات دارد. آلومینیوم خالص دارای رسانایی الکتریکی بسیار بالا، مقاومت خوردگی خوب و نسبت استحکام به وزن مناسبی می باشد، با این وجود به علت سختی و مقاومت به سایش بسیار کم کاربرد آن محدود شده است. لذا در این تحقیق امکان بهبود خواص سطحی آلومینیوم خالص با استفاده از عناصر مس و نیکل به عنوان عناصر آلیاژساز با استفاده از فرآیند تخلیه الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. در این فرآیند زمان روشنی پالس و شدت جریان الکتریکی به عنوان پارامترهای ورودی و مقادیر سختی سطح ایجاد شده، بافت و زبری سطح لایه ی آلیاژی به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شده اند. براساس نتایج میکروسختی بدست آمده در این روش بطور میانگین سختی سطح قطعات آلومینیومی بیش از 8 برابر شده و در برخی از نمونه ها از مقدار اولیه 5/38 تا مقدار450 ویکرز رسیده است که بر اساس نتایج آنالیز XRD)) تشکیل ترکیبات بین فلزی Al3Ni2 ALCu, و کاربید آلومینیوم Al4C3در سطح عامل افزایش مقدار سختی سطح می باشد. نتایج نشان می دهد با افزایش زمان روشنی پالس مقادیر سختی سطح افزایش یافته و مقدار زبری سطح نیز بیشتر می شود. همچنین با افزایش شدت جریان الکتریکی تغییرات زبری سطح روندی صعودی دارد.}, keywords_fa = {مونل؛ آلومینیوم؛ تخلیه الکتریکی؛ میکروسختی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2107-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2107-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Allahverdizadeh, Firouz and KhakiSedigh, Ali and Rowshanian, Jafar}, title = {Applying Multiple Model Adaptive Control to Adjustment of Satellite Antenna Position with time varying input delay}, abstract ={In this paper, a new Multiple Model Adaptive Control (MMAC) is proposed to control of the satellite antenna position with time varying input delay. Selecting of adequate delay estimation method and weighting algorithm using delay estimation error are features of proposed controller. Input delay can be effect on the performance of the closed loop system and if delay time is unknown and time varying, the closed loop system will probably be unstable. At these cases, delay time must be identified to adopt control signal. It is assumed that upper bound of the delay time is known. Delay time is divided into several small bounds and then an adequate PI controller is designed for each bound to guarantee closed loop system performance and stability. In the on-line mode, delay time is identified by adequate estimation algorithm and the control signal is constructed by a weighted sum of the designed controllers output. Control signals weights are a function of the absolute error between the estimated and the average delay time in each bound. Performance of the proposed method and stability of closed-loop system is assessed using several simulations of the system. Simulation results confirm the effectiveness of the proposed algorithm with respect to conventional PI controller.}, Keywords = {Multiple Model Adaptive Control؛ Delay Systems؛ delay time estimation methods؛ weighted switching method؛ Satellite communication}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {75-84}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بکارگیری کنترل تطبیقی مدل چندگانه برای تنظیم موقعیت آنتن سیستم ارتباط ماهواره با تأخیر متغیر با زمان در ورودی کنترل}, abstract_fa ={در این مقاله، یک روش جدید برای کنترل موقعیت آنتن یک ماهواره با تاخیر متغیر با زمان در ورودی با استفاده از رویکرد کنترل کننده تطبیقی مدل چندگانه پیشنهاد می‌گردد. انتخاب تخمینگر مناسب و آلگوریتم وزندهی کنترل کننده‌ها با استفاده از خطای تخمین تأخیر، از ویژگیهای کنترل کننده ارائه شده است. تأخیر در ورودی سیستم باعث انحراف از عملکرد مطلوب شده و در صورتی که تأخیر ناشناخته و متغیر با زمان باشد، احتمال ناپایداری سیستم تحت کنترل وجود دارد. در این موارد می‌بایست تاخیر زمانی را شناسایی و سیگنال کنترل برای مقابله با اثرات نامطلوب آن تنظیم شود. با فرض معلوم بودن مقدار بیشینه تاخیر. تاخیر سیستم به چندین محدوده کوچکتر تقسیم شده و برای هر محدوده یک کنترل کننده مناسب PI جهت تضمین پایداری و بهبود رفتار سیستم حلقه بسته طراحی می‌شود. در حالت بر خط با بکارگیری یک روش موثر و مناسب، تاخیر زمانی سیستم تخمین زده شده و سیگنال کنترل نهایی با استفاده از ترکیب وزنی کنترل کننده‌ها تولید و به سیستم اعمال می‌شود. وزن سیگنالهای کنترل تابعی از قدر مطلق خطای بین زمان تأخیر تخمینی و متوسط زمان تأخیر واقعی در هر باند می‌باشد. کارآیی سیستم کنترل طراحی شده با استفاده از شبیه‌سازی متعدد‌ مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته و نشان داده می شود که سیستم حلقه بسته تحت شرایط مختلف پایدار است. نتایج شبیه‌سازی، کارآیی مطلوب سیستم کنترل پیشنهادی نسبت به روش کنترل معمولی PI را نشان می‌دهد.}, keywords_fa = {کنترل کننده تطبیقی مدل چندگانه؛ سیستم‌های تأخیردار؛ الگوریتم‌های تخمین تأخیر؛ سوئچینگ گسسته و وزن دار. سیستم ارتباط ماهواره ای}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5425-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5425-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Pourabbas, Mehdi and Abdolahzadeh, A. and Pouranvari, Maji}, title = {Investigation on the Effects of Magnetic Pulse Welding Parameters on the Structural and Mechanical Properties of AA4014-AA7075 Joint}, abstract ={In this work, joining of 4014 Aluminum tube to 7075 rod is studied using magnetic pulse welding process. The effect of impact angle (4, 6 and 8 degrees) and welding voltage (6 and 7 kV) on the joint are investigated. The microstructure of the weld cross section was evaluated using optical and scanning electron microscopy and mechanical properties of the welds were evaluated by microhardness and tensile tests. The results showed that, for the impact angles of 4 and 6º, the increase of welding voltage from 6 to 7 kV, leads to the change morphology of interfacial from straight to wavy. While, for the impact angle of 8º, the increase of the welding voltage increases local melting and results in the degradation of the interface. At the same angle, increasing the welding voltage increases the hardness due to the higher work hardening and severe plastic deformation. On the other hand, the effect of welding voltage on the hardness is dominant compared to the impact angle. The results of the tensile test showed that, for the low impact angles, increasing the welding voltage increases the shear strength, while, for the higher impact angles, it decreases the shear strength because of creating holes in welding interface. The results showed that joining of aluminum tube/rod with impact angle of 6º and welding voltage of 7 kV leads in uniform and wavy interface with higher shear strength in comparison with other conditions.}, Keywords = {Aluminum؛ Magnetic Pulse Welding؛ Local Melting؛ Shear Strength}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {85-93}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تاثیر متغیرهای جوشکاری ضربانی مغناطیسی بر خواص ساختاری و مکانیکی اتصال‌-AA4014-AA7075}, abstract_fa ={در پژوهش حاضر، اتصال های لوله آلومینیم 4014 به مفتول آلومینیم 7075 توسط فرآیند جوشکاری ضربانی مغناطیسی بررسی شد. برای ایجاد اتصال از سه زاویه برخورد 4، 6 و 8o و ولتاژهای جوشکاری 6 و kV 7 استفاده شد. ریزساختار سطح مقطع جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص مکانیکی به سیله آزمون سختی‎ و کشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در زاویه های برخورد 4 و 6o، با افزایش ولتاژ جوشکاری از 6 به kV 7، مورفولوژی فصل مشترک از خطی به موجی تغییر می یابد. در زاویه برخورد 8o، افزایش ولتاژ باعث ذوب شدگی موضعی بیشتر و تخریب فصل مشترک می شود. در زاویه یکسان با افزایش ولتاژ، به دلیل کارسختی و تغییرشکل پلاستیک بالاتر، سختی افزایش می یابد. از طرف دیگر، اثر ولتاژ جوشکاری بر سختی فصل‎مشترک جوش نسبت به زاویه برخورد بیشتر است. نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش ولتاژ، در زوایای برخورد کم، استحکام برشی افزایش و در زاویه برخورد بالا، به دلیل تشکیل حفره در فصل مشترک، استحکام برشی کاهش می یابد. نتایج نشان داد که اتصال لوله به مفتول، تحت زاویه برخورد 6o و ولتاژ kV 7، دارای فصل مشترک موجی و پیوسته بوده و بالاترین استحکام برشی را در میان نمونه ها دارد.}, keywords_fa = {آلومینیم؛ جوشکاری ضربانی مغناطیسی؛ ذوب شدگی موضعی؛ استحکام برشی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2389-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2389-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Ebadati, Shahrzad and Zabetian, Mohamm}, title = {Analytical Modeling of a Mechanism for Micro Particle Measurement and Separation Using Thermophoresis and Photophoresis}, abstract ={The two thermal effects, thermophoresis and photophoresis phenomena that cause particle movements due to thermal gradient through the liquid and thermal gradient through the particle, respectively, have been widely studied over the past years because of their wide range of applications. This thermal gradient can be made by laser beam. There are a few studies concerning these two effects, especially photophoresis, in liquid media. In this paper, these two effects and their induced velocity to particles are studied in liquid media. The affecting parameters on these effects are studied and their effect on particles are determined. Effect of laser parameters like laser power and wavelength in the channel are discussed and the maximum velocity and temperature inside the channel are calculated. Also in the photophoresis part, the effect of parameters like laser power, particle and laser beam diameter is calculated. By considering the existing models for calculation of thermophoretic velocity, Brenner model is chosen as the most accurate model and will be used in calculations. It is also found that the effect of laser wavelength on thermophoretic velocity is more than changing laser power. In the photophoresis part, photophoretic velocity is calculated by using existing analytical models. The calculated velocities of thermophoresis and photophoresis are compared with the experimental values and there is an acceptable matching between them. The results of this paper will be used for designing and making a particle separator tool.}, Keywords = {Thermophoresis؛ Photophoresis؛ Analytical Modeling؛ Laser؛ Separation}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {94-102}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدلسازی تحلیلی سامانه اندازه گیری و جداسازی میکروذرات به کمک اثرات ترموفورسیس و فوتوفورسیس}, abstract_fa ={اثرات حرارتی ترموفورسیس و فوتوفورسیس که حرکت ذرات به ترتیب به دلیل گرادیان دمای کلی داخل سیال و گرادیان دما داخل ذره به وجود می آید، با توجه به کاربردهای فراوانی که دارد، در سال های گذشته بسیار مورد بررسی قرار گرفته است. ایجاد این گرادیان دما می تواند توسط نور لیزر ایجاد شود. بررسی این دو اثر، خصوصا اثر فوتوفورسیس در محیط مایع به صورت بسیار محدود انجام شده است. در این پژوهش، به بررسی این دو اثر در محیط مایع و سرعت القایی توسط این دو نیرو به ذرات پرداخته شده است. پارامترهای موثر بر این دو اثر، بررسی و نحوه تاثیر آن بر ذرات مشخص شده است. اثر پارامترهای لیزر همچون توان و طول موج لیزر بررسی و بیشینه سرعت و دما، داخل کانال محاسبه شده است. در بخش فوتوفورسیس نیز، اثر پارامترهایی همچون توان لیزر، قطر ذرات و طول باریکه نور لیزر بر سرعت فوتوفورسیس محاسبه شده است. با بررسی مدل های موجود در محاسبه سرعت ترموفورسیس، مدل برنر به عنوان مدل دقیق تر انتخاب و در محاسبات استفاده می شود. همچنین مشاهده شد که تاثیر تغییر طول موج لیزر بر سرعت ترموفورسیس، بسیار بیش تر از تاثیر تغییر توان لیزر است. در محاسبه سرعت فوتوفورسیس، با استفاده از مدل های تحلیلی موجود، میزان این سرعت نیز محاسبه شده است. مقادیر بدست آمده سرعت های ترموفوروسیس و فوتوفورسیس با مقادیر تجربی موجود مقایسه شده و تطابق مناسبی وجود دارد. نتایج این پژوهش در طراحی و ساخت سامانه جداساز ذرات، قابل استفاده است.}, keywords_fa = {ترموفورسیس؛ فوتوفورسیس؛ مدل تحلیلی؛ لیزر؛ جداسازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2560-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2560-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {rasti, amir and Sadeghi, Mohammad Hossein and SABBAGHIFARSHI, SINA}, title = {Evaluation of Surface Roughness Effect on Fatigue Life in Drilling of Hardened Steel}, abstract ={In this study, the effect of surface roughness on fatigue life was investigated in drilling process of AISI4340 steel. Three hole making methods including drilling with and without pre-drill and helical milling were utilized. In order to study the effect of surface roughness and process parameters on fatigue strength, the two main cutting parameters including cutting speed (Vc) and feed rate (fz) were changed at 5 levels using the response surface method. Five main parameter of surface roughness profile including Rz, Rt, Ra, Rq, and Rsm were measured in each experiment. Then, the fatigue life of specimens were obtained using fatigue tests. Regarding the validation experiments, 13 fatigue tests were carried out for each drilling strategy (39 fatigue tests totally). Investigation of surface texture showed the signs of the tool path, scratches by the chip collisions and ploughing on hole surfaces in the conventional drilling. These effects were negligible in other processes. Accordingly, the highest roughness was observed in conventional drilling, drilling with pre-drill and helical milling processes respectively. Also, the fatigue life estimation model based on Rz had the best estimation with an average error of 4.4%. In fact, the fatigue life is more dependent on the difference between adjacent peaks and valleys. It was also observed that a model based on the roughness parameter will predict the fatigue life with lower error compared to a model based on the cutting parameters.}, Keywords = {Drilling؛ Fatigue Life؛ Surface Roughness؛ Surface Texture}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {103-110}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر زبری سطح بر عمر خستگی در فرایند‌ سوراخ‌کاری فولاد سخت}, abstract_fa ={در این پژوهش، اثر زبری سطح بر عمر خستگی در فرایند سوراخ‌کاری فولاد AISI4340 مورد بررسی قرار گرفت. سه روش ایجاد سوراخ شامل سوراخ‌کاری سنتی با و بدون پیش‌مته و فرزکاری مارپیچ به‌کارگرفته شدند. به منظور مطالعه اثر زبری سطح و پارامترهای فرایند روی استحکام خستگی، دو پارامتر اصلی برش شامل؛ سرعت برشی (Vc) و نرخ پیشروی (fz) با استفاده از طرح آزمایش رویه پاسخ در 5 سطح تغییر داده شدند. در هر آزمایش 5 پارامتر اصلی پروفیل زبری سطح شامل Rz، Rt، Ra، Rq و Rsm اندازه‌گیری شدند. سپس عمر هر نمونه با استفاده از آزمون‌های خستگی بدست آمد. با درنظرگرفتن آزمایش‌های اعتبارسنجی، 13 آزمون خستگی برای هر راهبرد سوراخ‌کاری انجام گرفت (مجموع 39 آزمون خستگی). نتایج نشان داد که روی سطح سوراخ ایجاد شده توسط فرایند سوراخ‌کاری سنتی، اثراتی از مسیر ابزار، خراش‌های ناشی از برخورد براده‌ها و اثر شخم‌زنی بوجود می‌آید. این اثرات در سایر فرایندها ناچیز بود. بر همین اساس نیز، بیشترین زبری سطح به‌ترتیب در فرایند‌های سوراخ‌کاری سنتی، سوراخ‌کاری با پیش‌مته و فرایند فرزکاری مارپیچ مشاهده گردید. همچنین، مدل تخمین عمر بر اساس معیار زبری Rz با خطای میانگین 4.4% بهترین تخمین عمر خستگی را دارا بود. در واقع، عمر خستگی وابستگی بیشتری به اختلاف ارتفاع پستی و بلندی ماکزیممی دارد که در مجاور هم هستند. همچنین مشاهده شد که در توسعه مدل تخمین عمر خستگی قطعات سوراخ‌دار، استفاده از مدل بر پایه پارامتر زبری سطح در مقایسه با پارامترهای برش، عمر خستگی را بهتر و با خطای کمتری محاسبه می‌کند.}, keywords_fa = {سوراخ‌کاری؛ عمر خستگی؛ زبری سطح؛ بافت سطح}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10108-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10108-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {AhmadpourRoudsari, Mojtaba and Parhizkar, Hamid and Pouryoussefi, Gholam Hossein and TARABI, ABBAS}, title = {Numerical investigation of factors affecting in the steady and unsteady plasma actuators performance on the airflow through the flat plate}, abstract ={The ability to control the flow, is one of the basic needs of Fluid Mechanics that constantly pursued by researchers. One of the new methods in this area, is using Dielectric barrier discharge (DBD) plasma actuators that by injecting momentum into the boundary layer, causing a delay in the phenomenon separation. The main object in this work was to help to optimize the electrical parameters to obtain stranger vortex and more effective ionic wind created by steady and unsteady plasma actuators on the air through the flat plate. For this reason, simulation is done for a flat plate with the compressible 5 m/s velocity airflow. The time averaged velocity profiles of the ionic wind show that averaged velocity come more and the position of the maximum velocity come near the surface by increasing the excitation voltage and frequency. The power, of the vortices that are shed form the unsteady actuator, increases by increasing duty cycle percentage. Our results on the ionic wind velocity on different position on the flat plate indicate that the maximum averaged velocity occurs in downstream of plasma actuator.}, Keywords = {Plasma Actuator؛ Active Flow Control Method؛ Boundary Layer؛ Duty Cycle}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {111-121}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی عوامل موثر بر کارایی محرک‌های پلاسمایی پایا و ناپایا بر روی جریان هوای عبوری از روی صفحه تخت}, abstract_fa ={توانایی کنترل جریان، یکی از نیازهای اساسی در علم مکانیک سیالات است که پیوسته توسط محققین دنبال می‌شود. یکی از روش‌های نوین در این حیطه، استفاده از عملگرهای پلاسمایی است که به وسیله‌ی تزریق ممنتوم به لایه مرزی، سبب تأخیر در وقوع پدیده جدایش می‌شود. هدف از این بررسی، کمک به بهینه سازی پرامترهای الکتریکی به منظور دستیابی به گردابه‌های تولیدی قوی‌تر و به دنبال آن باد یونی موثرتر، ایجاد شده توسط محرک‌های پلاسمایی تخلیه سد دی الکتریکی پایا و ناپایا (موج ورودی به این محرک دارای رفتار غیردائمی می‌باشد) بر روی جریان هوای عبوری از روی یک صفحه تخت می‌باشد. برای این منظور، صفحه تخت مذکورتحت جریان هوای عبوری با سرعت m/s5 شبیه‌سازی گردید. پروفیل‌های سرعت متوسط باد یونی القایی نشان داد که در هر دو محرک پایا و ناپایا، با افزایش فرکانس و ولتاژ اعمالی به محرک‌، سرعت متوسط جریان افزایش می‌یابد و به سطح نزدیک‌تر می‌گردد. همچنین در محرک ناپایا با افزایش سیکل وظیفه قدرت گردابه‌های تولید شده توسط محرک‌های پلاسمایی افزایش می‌یابد. در ادامه با بررسی‌های انجام شده بر روی سرعت باد یونی القایی در موقعیت‌های مختلف بر روی صفحه (در بالا دست و پایین دست محرک)، مشاهده گردید که مقدار ماکزیمم سرعت متوسط جریان در پایین دست محرک و در نزدیکی سطح اتفاق می‌افتد.}, keywords_fa = {محرک پلاسما, روش فعال کنترل جریان, لایه مرزی, سیکل وظیفه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2040-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2040-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Nosratolahi, Mehran and Soleymani, Ahmad and Sadati, Hosei}, title = {Design of Satellite’s Combined Attitude and Thermal Control System Equipped with FMC Actuators}, abstract ={The purpose of this paper is to design a control systwm with a pre-designed algorithm in order to reach a compromise between satellite attitude and thermal control systems. In addition to the indispensable attitude control system, a thermal control system (TCS) is regarded as a substantial subsystem in any given satellite. The latter is commonly used to effectively reduce the internal heat and/or the thermal tensions caused by solar radiations. In this paper, a novel actuators known as fluid momentum controllers (FMCs) have been utilized to simultaneously produce control torques and develop a cooling mechanism by circulating liquid through a ring. In this research, it has been assumed that the satellite’s internal temperature has reached a critical level to the extent that the FMCs are not able to reduce this temperature sufficiently. In such a case, it is possible to mitigate this problem using a combination of both attitude and thermal control subsystems (CATCS). To accomplish this, a thermal model has been employed to yield the temperature of all six sides of the satellite at each time step and a switching algorithm to design an integrated system. This algorithm uses a particular decision making logic to realize the reconciliation of the two subsystems. Also, a sliding mode controller has been used for the three axis stabilization of the satellite. Simulation results of the integrated attitude and thermal control system indicate that it is possible to conduct an appropriate temperature control while saving power and integrating the two subsystems.}, Keywords = {Combined Attitude and Thermal Control System (CATCS)؛ Switching Algorithm؛ Fluidic Momentum Controller (FMC)؛ Sliding Mode Control؛ Decision Making Logic}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {122-130}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی سیستم کنترل یکپارچه وضعیت و دمای ماهواره مجهز به عملگرهای مومنتوم سیالی}, abstract_fa ={هدف از این مقاله، طراحی یک سیستم کنترلی با الگوریتم از پیش طراحی شده برای مصالحه بین کنترل وضعیت و دمای ماهواره می‌باشد. بعد از زیرسیستم کنترل وضعیت، یکی از مهم‌ترین زیرسیستم‌های موجود در ماهواره‌ها، کنترل دما است. استفاده از یک مکانیزم موثر برای از بین بردن حرارت داخلی و یا تنش‌های حرارتی ناشی از طوفان-های خورشیدی در ماهواره‌ها امری ضروری است. در این مقاله از مکانیزم نوینی به نام عملگرهای مومنتوم سیالی استفاده شده است. در این عملگرها همزمان با تولید گشتاور، می‌توان از این چرخش سیالجهت خنک‌کاری نیز استفاده نمود. در این پژوهش فرض شده است، دمای داخلی ماهواره‌در طول ماموریتبه شرایط بحرانی رسیده و عملگرهای مومنتوم سیالی نیز نمی‌توانند دمای فعلی ماهواره را به میزان کافی کاهش دهند. در این حالت با استفاده از طراحی یک الگوریتم، وظیفهاین دو زیرسیستم با هم ترکیب می‌شود. بدین منظور، از یک مدل حرارتی برای به‌دست آوردن دمای شش صفحه ماهواره در هر گام زمانی استفاده شده وبا استفاده از یک الگوریتم سوئیچینگ به طراحی سیستم یکپارچه پرداخته شده است. این الگوریتم با یک منطق تصمیم گیری خاص، وظیفه مصالحه بین دو زیرسیستم را به عهده دارد. همچنین در این طراحی، از کنترلر مود لغزشی برای پایدارسازی سه محوره ماهواره استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ این سیستم یکپارچه کنترل وضعیت و دما، نشان می‌دهد که به کمک این الگوریتم می‌توان ضمن صرفه‌جویی در توان مصرفی و یکپارچه‌سازی این دو زیرسیستم، مدیریت دمایی مناسبی را طی یک ماموریت مداری اجرا نمود.}, keywords_fa = {سیستم یکپارچه کنترل وضعیت و دما, الگوریتم سوئیچینگ, عملگرهای مومنتوم سیالی, کنترل مود لغزشی, منطق تصمیم گیری}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2886-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2886-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Rahmanifard, Roohollah and Alipour, davoo}, title = {Effect of nanostructured Al2O3-TiO2 Coating on performance of Kevlar Fabric}, abstract ={Since woven fabrics have uniqe characteristrics such as light weight, flexibility, high strength, etc. and they are also capable to be improved for mechanical properties by nano thechnology, it is expectal to gain more efficient composite using intrinsic properties of the ceramic nanoparticles and proper coating method. The uniqe properties of the nanoparticles such as high elastic modulus, high strength to weight ratio etc. as well as participating in defeat mechanisms agains external loadings, can be of the factors reinforcing the textiles. Al2O3-13%TiO2 coatings were deposited on Kevlar Fabric substrates from nanostructured powders using atmospheric plasma spraying (APS). A complete characterization of the feedstock confirmed its nanostructured nature. Coating microstructures and phase compositions were characterized using SEM, and XRD techniques. The microstructure comprised two clearly differentiated regions. One region, completely fused, consisted mainly of nanometer-sized grains of α-Al2O3 with dissolved Ti+4. The other region, partly fused, retained the microstructure of the starting powder and was principally made up of nanometer -sized grains of γ-Al2O3, as confirmed by FESEM. coatings were in average slightly lower than the values for nanostructured coating. The results of tensile testing on kevlar fabrics before and after coating showed that APS could improve tensile strength up to 60%. High velocity impact test (V50) performed on coated fabrics well indicated that their ballistic limit experienced a significant increase. In addition, the results of V50 showed revealed that APS can decrease final weight of new composite panel compared to plain polyetylen panel with identical protection level.}, Keywords = {Al2O3-TiO2 coating؛ Thermal Spray؛ High velocity impact؛ Kevlar Fabric}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {131-140}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تاثیر پوشش Al2O3-TiO2 نانوساختار بر عملکرد پارچه ‌های الیاف کولار}, abstract_fa ={در این تحقیق پوشش Al2O3- 13%wt.TiO2 از پودرهای اولیه نانومتری بر روی پارچه با الیاف کولار با استفاده از فرایند پاشش پلاسما اتمسفری (APS) رسوب داده شد. بررسی های ساختاری با استفاده از روشهای XRD و FESEM معرف حضور دو ناحیه متفاوت در ساختار پوشش بود: یک ناحیه کاملا ذوب شده، عمدتا از دانه‌های با میانگین اندازه 85 نانومتر با ترکیبی از Al2O3- γ و تیتانیم حل شده و ناحیه دیگر شامل ذراتی نیمه ذوب که از ساختار Al2O3- α پودر اولیه نیز برخوردار بود. بررسی آزمون های مکانیکی نشان دهنده بهبود خواص مکانیکی پارچه های پوشش یافته بود. نتایج بدست آمده از آزمون استحکام کششی پارچه، قبل و بعد از پوشش دهی نشان‌ داد که اعمال فرایند پوشش دهی پاشش پلاسما اتمسفری می تواند استحکام پارچه را به مقدار 60% افزایش دهد. نتایج آزمون ضربه سرعت بالا (V50) بر روی پارچه های پوشش یافته با الیاف کولار نیز به خوبی نشان داد که حد بالستیکی نمونه ها افزایش چشمگیری داشته است. نتایج این آزمون نشان داد که اعمال پوشش نانو ذرات سرامیکی روی پارچه های الیاف کولار می تواند باعث حذف تعدادی از لایه های الیاف بکاررفته و در نتیجه کاهش وزن صفحات زرهی با حفظ سطح تهدید مربوطه گردد.}, keywords_fa = {پوشش Al2O3-TiO2, اسپری حرارتی, ضربه سرعت بالا , الیاف کولار}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3388-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3388-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Hadi, Ali and mazare, mahmood and Najafi, Mohammad Rasool}, title = {Optimal Nonlinear Control for a 2D Under-Actuated Crane System Based on Harmony Search Algorithm}, abstract ={Container crane is an under-actuated system, which is why it is much more difficult to control such systems. In this paper, partial feedback linearization and sliding mode controllers are employed to control a 2D container crane with varying cable length. Since, the dynamic model of the system cannot present the real one and the system contains some uncertainties, a controller is designed to reduce the effect of model uncertainties and external disturbances. Since the considered system is under-actuated, in order to design controller, first, dynamics of the system is divided into two parts, actuated and under-actuated. Then, stability of the controllers is discussed. An objective function is considered as the combination of integral of absolute error and rate of variation of control signal. The introduced objective function is minimized employing Harmony Search and particle swarm optimization algorithms and optimum values for parameters of the designed controllers are determined to make it possible to compare performance of the mentioned controllers in their optimum conditions. Simulation results show suitable performance of the designed controllers by harmony search algorithm for the 2D crane in the presence of mass uncertainty, actuator disturbances and sensor noises.}, Keywords = {2D container crane؛ Under-actuated system؛ Partial feedback linearization؛ Sliding mode؛ Harmony Search}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {141-152}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل غیرخطی بهینه برای سیستم زیرفعال جرثقیل دو بعدی بر مبنای الگوریتم جستجوی هارمونی}, abstract_fa ={جرثقیل دوبعدی، یک سیستم زیر فعال است و از این رو مسئله کنترل چنین سیستم‌هایی تا حدودی پیچیده می‌باشد. در این مقاله به طراحی کنترل کننده‌های خطی سازی فیدبک جزئی و مود لغزشی برای یک سیستم جرثقیل کانتینر دو بعدی با طول کابل متغیر پرداخته شده است. از آنجایی که مدل دینامیکی سیستم بیان دقیقی از رفتار واقعی سیستم نیست و سیستم دارای عدم قطعیت می‌باشد، لذا کنترل کننده‌ای طراحی شده که تا حدودی اثرات عدم قطعیت مدل و اغتشاشات خارجی را کاهش داده و در مقابل این عوامل مقاوم باشد. از آنجا که سیستم مورد مطالعه، یک سیستم زیرفعال است، به منظور طراحی کنترل کننده، ابتدا دینامیک سیستم به دو بخش فعال و غیرفعال تفکیک و سپس، پایداری کنترل کننده‌های طراحی شده مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، یک تابع هدف به صورت ترکیب معیار انتگرال خطا و نرخ تغییر سیگنال کنترلی در نظر گرفته شده است. تابع هدف معرفی شده، به کمک الگوریتم‌های جستجوی هارمونی و ازدحام ذرات، مینیمم شده و مقادیر بهینه برای پارامترهای کنترلی استخراج شده است، تا امکان مقایسه عملکرد کنترلرها در شرایط بهینه آنها فراهم شود. نتایج شبیه سازی، حاکی از عملکرد مناسب کنترل کننده‌های خطی سازی فیدبک جزئی و مود لغزشی بهینه شده به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی در حضور عدم قطعیت پارامتری، اغتشاش خارجی متغیر با زمان، و نویز سنسورها می باشد.}, keywords_fa = {جرثقیل کانتینر دو بعدی, سیستم زیر فعال, خطی سازی پسخوراند جزئی, مود لغزشی, جستجوی هارمونی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-450-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-450-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Saadatfard, Hamidreza and Niknejad, Abbas and Liaghat, Gholamhossein and Hatami, Shahab}, title = {Numerical analysis of energy absorption behavior of quadrangular thin-walled metal sections under the applied lateral loading by a cylindrical rigid punch}, abstract ={In this article, indentation process of thin-walled metal sections with quadrangular cross-section was studied under the applied lateral compressive loading by a rigid cylindrical punch through numerical simulations by the ABAQUS. Based on numerical simulations and by changing one of the parameters and fixing the other parameters, effects of that parameter was investigated on total and specific absorbed energy by the structure. In other words, influences of various geometrical dimensions such as height, width and wall thickness of cross-section, punch diameter, loading rate and also, effects of material were investigated. In each part, physical justifications of the obtained results were presented, based on theoretical and engineering concepts. Comparison of the results showed that in the specimens with the same cross-sectional perimeter, but, with different aspect ratios, the highest ratio of height/width of the cross-section, results in the best energy absorber, in the studied domain. Furthermore, by changing the height and fixing the width of cross-section and the other parameters, when height of the cross-section was selected equal to punch diameter, the maximum value of total and specific absorbed energy was achieved. But, when cross-section width changed and height and the other characteristics remained constant, by reducing the width, energy absorption performance of the structure improved. In addition, numerical simulations showed that total and specific absorbed energy of quadrangular sections are dependent on the second and first power of wall thickness of the cross-section, respectively. Also, in same specimens, by increasing punch diameter, both TAE and SAE increased.}, Keywords = {Numerical simulation؛ Indentation؛ Rigid cylindrical punch؛ Thin-walled metal section؛ Energy absorption capacity}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {153-164}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل عددی رفتار جذب انرژی مقاطع جدارنازک فلزی چهارگوش تحت بار جانبی اعمالی توسط یک سنبه صلب استوانه ای}, abstract_fa ={در این مقاله، فرآیند فرورفتگی مقاطع جدارنازک فلزی با سطح مقطع چهارگوش تحت اثر نیروی فشار جانبی سنبه صلب استوانه ای از روش تجربی و شبیه سازی عددی توسط نرم افزار آباکوس تحلیل شده است. از آزمایش ها برای صحت سنجی تحلیل های عددی استفاده شده است. براساس شبیه سازی های عددی، با تغییر یکی از پارامترها و ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، اثر آن پارامتر بر میزان جذب انرژی کل و مخصوص بررسی شده است. اثر ابعاد هندسی مختلف، مانند ارتفاع، عرض و ضخامت جداره سطح مقطع، اندازه قطر سنبه، سرعت بارگذاری و اثر جنس ماده سازنده، بررسی و در هر قسمت، براساس مفاهیم تئوری و مهندسی، توجیه فیزیکی نتایج، ارائه شده است. مقایسه نتایج نشان داد، در نمونه هایی با محیط سطح مقطع یکسان و نسبت های متفاوت اندازه دو ضلع سطح مقطع، بهترین جاذب انرژی، دارای بالاترین نسبت ارتفاع به عرض، در محدوده مورد بررسی است. همچنین، با تغییر ارتفاع سطح مقطع و ثابت نگهداشتن عرض سطح مقطع و دیگر خصوصیات، نمونه ای بیشینه مقدار جذب انرژی کل و مخصوص را دارد که اندازه ارتفاع سطح مقطع آن برابر با قطر سنبه باشد. در شرایطی که عرض سطح مقطع تغییر کرد و سایر خصوصیات ثابت ماند، با کاهش عرض، عملکرد جذب انرژی ساختار بهبود یافت. در ضمن، شبیه سازی ها نشان داد، میزان جذب انرژی کل و مخصوص ساختار چهارگوش، به ترتیب، به توان دوم و اول ضخامت جداره وابسته است. همچنین، در نمونه های یکسان، با افزایش قطر سنبه، هر دو پارامتر جذب انرژی، افزایش یافتند.}, keywords_fa = {شبیه سازی عددی, فرورفتگی, پانچ صلب استوانه ای, مقاطع جدارنازک فلزی, ظرفیت جذب انرژی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6839-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6839-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {bohlouri, vahi}, title = {Quasi-Normalized Analysis of Satellite Stabilization with Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator in Presence of Noise}, abstract ={In this study, stabilization attitude control of a rigid satellite with on-off thrusters using pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulator is investigated in presence of sensor noise. The preferred regions of the PWPF modulator parameters and stabilization control gain are obtained based on the two performance indices of the fuel consumption and the total number of thruster firings. The analyses include tumbling, detumbling, and stabilization block as an internal loop of the satellite pointing mode. The design parameters are reduced by using the quasi-normalized equations of PWPF modulator. Therefore, the preferred regions are extracted based on search method in terms of grouped parameters, regardless of the value of each parameter, separately. In quasi-normalized form, the computational burden is considerably decreased, especially in the statistical analysis in the presence of sensor noise. The parametric study is carried out with/without sensor noise. The parameters are also tuned using multi-objective optimization with genetic algorithm for stabilization mode without sensor noise. In the presence of sensor noise, the behaviors of the parameters are plotted versus the noise power spectral density. In order to better specify the preferred regions, each quasi-normalized design curve is plotted for a specified value of the input noise power spectral density. The parameters of the satellite attitude control system are suggested to be tuned/optimized within the preferred regions of the parameters in the stabilization loop as an internal loop.}, Keywords = {Satellite Attitude Stabilization؛ Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator؛ Sensor Noise؛ Quasi-Normalized Equations}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {165-176}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل شبه بی بعد پایدارسازی وضعیت ماهواره با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس در حضور نویز}, abstract_fa ={در این مقاله، پایدارسازی کنترل وضعیت ماهواره صلب با عملگر دو وضعیتی تراستر و مدولاتور پهنا و فرکانس پالس در حضور نویز حسگر مطالعه شده است. در این خصوص، بازههای ترجیجی پارامترهای مدولاتور و ضریب بهره مدار پایدارسازی بر مبنای دو معیار عملکرد مصرف سوخت و فعالیت تراستر استخراج شده است. تحلیلها برای مود آرامسازی، دوراندهی و بلوک پایدارسازی به عنوان حلقه داخلی مود نشانهروی، انجام شده است. با استفاده از معادلات شبه بیبعد، تعداد پارامترهای تنظیمی مدولاتور و پایدارسازی، کاهش یافته و بازههای پیشنهادی بصورت شبه بیبعد و بر مبنای روش جستجوی پارامتری استخراج شده است. در فرم شبه بیبعد معادلات، بار محاسباتی بطور قابل توجهی کاهش یافته، بویژه در حضور نویز حسگر که از تحلیل آماری استفاده شده است. مطالعه پارامتری صورت گرفته در حضور/عدم حضور نویز حسگر انجام شده است. پارامترهای تنظیمی مدار پایدارسازی، برای حالت بدون نویز حسگر، با استفاده از بهینهسازی ژنتیک چند هدفه بدست آمده است. همچنین رفتار پارامترهای پایدارسازی بر اساس چگالی طیفی نویز، تحلیل شده و به منظور بررسی دقیقتر نواحی ترجیحی، هر کدام از نمودارهای طراحی برای یک مقدار مشخص چگالی طیفی نویز ترسیم شده است. در نهایت، توصیه میشود پارامترهای سیستمی کنترل وضعیت ماهواره در داخل نواحی ترجیحی مدار پایدارسازی، به عنوان حلقه داخلی، تنظیم شود.}, keywords_fa = {پایدارسازی وضعیت ماهواره, مدولاتور پهنا و فرکانس پالس, نویز حسگر, معادلات شبه بیبعد}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2978-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2978-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Hayatijafarbeigi, Saeed and MosharafDehkordi, Mehdi and Ziaei-Rad, Masou}, title = {Approximation of Oil Production Well Index in Hydrocarbon Reservoirs Using Computational Fluid Dynamics}, abstract ={In the present work, the three dimensional fluid flow inside a hydrocarbon reservoir block along with the fluid flow inside the wellbore of a production well drilled in this reservoir block is numerically simulated. To do this, the single-phase incompressible fluid flow in the hydrocarbon reservoir in terms of Darcy’s law (porous media flow) along with the fluid flow inside the wellbore in terms of Navier-Stokes equations (free flow) are simultaneously solved. The effects of boundary conditions imposed on the faces of the reservoir block, the off-centered wellbore, and the reservoir rock permeability on the fluid flow behavior inside a reservoir block are investigated. In each case, the well index is numerically approximated, using the pressure and velocity distributions in the reservoir block and the wellbore pressure, and compared with analytical well index. The numerical results indicate that the well equivalent radius and also the well index not only depend on the geometrical properties of reservoir block and well bore and the rock absolute permeability, but also depend on the boundary conditions imposed on the reservoir block faces and the well drilling location.}, Keywords = {Hydrocarbon reservoir؛ Vertical production well؛ Well index؛ Computational Fluid Dynamics}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {177-187}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تخمین میزان شاخص چاه‌ برداشت نفت در مخازن هیدروکربنی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی}, abstract_fa ={در کار حاضر، جریان سیال درون یک بلوک از مخزن هیدروکربنی و جریان سیال درون حفره چاه برداشت حفاری شده در این بلوک مخزن به صورت سه بعدی شبیه‌سازی شده است. برای این منظور، جریان سیال تک فاز تراکم‌ناپذیر درون مخزن هیدروکربنی بر مبنای قانون دارسی (جریان درون محیط متخلخل) و جریان سیال درون حفره چاه بر مبنای معادله ناویر-استوکس (جریان آزاد) به صورت همزمان حل شده است. اثرات مربوط به شرایط مرزی اعمال شده روی وجوه بلوک مخزن، میزان خارج از مرکز بودن محل حفاری چاه عمودی درون بلوک مخزن و تراوایی مطلق سنگ مخزن روی رفتار جریان سیال بررسی شده است. در هر مورد، مقدار شاخص چاه به صورت عددی و با استفاده از توزیع فشار و سرعت جریان سیال درون بلوک مخزن و فشار سیال در حفره چاه تخمین زده شده و با مقادیر تحلیلی مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که علاوه بر مشخصات هندسی چاه و بلوک مخزن و جنس سنگ مخزن، نوع شرط مرزی اعمال شده روی وجوه بلوک، میزان خارج از مرکز بودن محل حفاری چاه روی شعاع موثر چاه و همچنین شاخص چاه تاثیرگذار هستند.}, keywords_fa = {دینامیک سیالات محاسباتی, مخزن هیدروکربنی, چاه عمودی برداشت, شاخص چاه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8796-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8796-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Esmaili, Qadir and EshaghNimvari, Maji}, title = {Modeling of PEM fuel cells performance using lumped method}, abstract ={One of the most important factors in reducing the lifetime of PEM fuel cells is heterogeneous current distribution on membrane surface. Since flow field plays an important role in reactants distribution and water depletion and consequently current distribution, hence, in this paper, with development of a lumped model, water and current distributions on membrane surface were evaluated in two different designs. In this model, the flow field is divided into equal segments and connection between segments are created through flow field pattern. In both designs, flow field of anode side was serpentine, but on cathode side, parallel and serpentine flow field were used in first and second design, respectively. Simulations were carried out for different input relative humidity from 0 to 100 in both sides. The results showed that flow field had no significant effect on polarization curve and the second design had a little better performance in high current density. Also, in terms of current distribution, the second design shows a better uniformity, so that in the first design in fully saturated inlet condition, difference between the percentage of current generated between the first and last segments is about 1.57 percent which recehes to 1.45 percent in the second case.}, Keywords = {PEM fuel cell؛ Lumped method؛ Water management؛ Current distribution}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {188-198}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل‌سازی عملکرد پیل‌های سوختی پلیمری با استفاده از مدل فشرده}, abstract_fa ={یکی از مهمترین عوامل در کاهش طول عمر پیل‌های سوختی پلیمری، پخش غیریکنواخت جریان در سطح غشاء می‌باشد. از آنجا که میدان شارش نقش زیادی در پخش واکنشگرها و انتقال آب و در نتیجه پخش جریان دارد لذا در این مقاله، با توسعه‌ی مدلی فشرده، پخش آب و جریان در سطح غشاء پیل‌های سوختی پلیمری در دو طرح متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. در مدل استفاده شده، میدان شارش به بخش‌های مساوی تقسیم‌بندی شده و ارتباط میان هر بخش با سایر بخش‌ها از طریق میدان شارش استفاده شده در پیل سوختی ایجاد می‌گردد. میدان شارش سمت آند در هر دو طرح مارپیچ بوده ولی در سمت کاتد در طرح اول از میدان شارش موازی و در طرح دوم از میدان شارش مارپیچ استفاده شده‏است. شبیه‌سازی برای رطوبت‌های ورودی مختلف از 0 تا 100در هر دو سمت انجام گرفت. نتایج نشان داد که تغییر میدان شارش در یک سمت تاثیر اندکی روی منحنی پلاریزاسیون داشته و در چگالی جریان بالا، طرح دوم از عملکرد بهتری برخوردار است. همچنین، از لحاظ پخش جریان، طرح دوم یکنواختی بهتری را نشان می‌دهد بطوری که در طرح اول در شرایط ورودی اشباع، اختلاف بین درصد جریان تولید شده بین ورودی و خروجی 57/1 درصد می‌باشد که در حالت دوم 45/1 درصد می‌رسد.}, keywords_fa = {پیل سوختی پلیمری, مدل فشرده, مدیریت آب, پخش جریان}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2917-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2917-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Mohammadzadeh, Kazem and Gharib, Mohammadreza and Abbasi, Masou}, title = {Numerical Investigation of Oscillatory Fluid Flow Through a Tesla Microvalve}, abstract ={In the present research, the performance of a Tesla microvalve has been studied under the unsteady three dimensional flow. The time averaged of diodicity is the main criteria for the evaluation of the performance of the valve. By simulation and obtaining the velocity and pressure fields within microvalve, changes in operating parameters of valve including total pressure drop and diodicity parameter in the range of various frequencies studied under sinusoidal excitation. The results showed that the amount of diodicity in steady three dimensional with consideration of third dimension is lower with respect to steady two dimensional flow at entire of studied range of Reynolds numbers. Transient effects on microvalve performance in three dimensional is also studied. It is observed that total pressure drop of unsteady case is greater than steady case at both of forward and backward directions. This important result is in a qualitative agreement with simulation results of other researchers which are obtained by two dimensional simulations. Investigation of effect of applied frequency on Tesla microvalve performance at different Reynolds number is another part of this study. The results showed that at the frequencies lower than 100Hz, the performance of the Tesla microvalve is independent of the frequency, however at higher frequencies greater than 100HZ, its performance is improved by increasing the frequency. Microvalve performance is improved and diodicity is increased by increasing of Reynolds number at all frequencies.}, Keywords = {Tesla Microvalve؛ Diodicity؛ Three-dimensional simulation؛ Unsteady flow}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {199-210}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی جریان نوسانی درون یک میکرووالو تسلا}, abstract_fa ={در پژوهش حاضر به بررسی عددی عملکرد میکرووالو تسلا در شرایط جریان سه‌بعدی و غیردائم پرداخته می‌شود. از متوسط زمانی پارامتر یکسوکنندگی به‌عنوان معیار اصلی برای ارزیابی عملکرد والو استفاده می‌شود. با انجام شبیه‌سازی‌ها و به‌دست آوردن میدان‌های سرعت و فشار درون میکروشیر، تغییرات پارامترهای عملکردی میکروشیر تسلا شامل افت فشار و پارامتر یکسوکنندگی در محدوده فرکانس‌های مختلف تحت اعمال تحریک سینوسی مورد بررسی قرار می گیرد. بررسی‌ها نشان داد که شبیه سازی سه‌بعدی پایا با در نظر گرفتن افت فشار بعد سوم، در تمام محدوده اعداد رینولدز مورد بررسی مقدار پارامتر یکسوکنندگی کمتری را نسبت به شبیه‌سازی دوبعدی پایا به نمایش می‌گذارد. اثرات گذرا بر عملکرد میکرووالو در حالت سه بعدی نیز بررسی شد و مشاهده شد که افت فشار کل در پاسخ حالت غیردائم میکرووالودر هر دو جهت رفت و برگشت از پاسخ حالت دائم آن بیشتر می‌باشد. این نتیجه مهم با نتایج سایر محققین در این زمینه که شبیه‌سازی خود را به صورت دوبعدی انجام داده بودند، هم‌خوانی کیفی داشت. بررسی اثر فرکانس اعمالی بر عملکرد میکرووالو تسلا در اعداد رینولدز مختلف، بخش دیگری از پژوهش حاضر بود. نتایج نشان داد که که عملکرد میکرو والو تسلا در فرکانس‌های پایین‌تر از 100 هرتز مستقل از فرکانس اعمالی بوده در حالی که در فرکانس‌های بالاتر از 100 هرتز عملکرد آن با افزایش فرکانس بهبود می‌باید. در تمامی فرکانس‌ها با افزایش عدد رینولدز، عملکرد میکرووالو بهبود می‌یابد و مقدار یکسوکنندگی آن افزایش می‌یابد.}, keywords_fa = {میکرووالو تسلا, یکسوکنندگی, شبیه سازی سه‌بعدی, جریان غیردائم}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-908-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-908-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Zajkani, Asghar and Bandizaki, Ali}, title = {Investigation of formability limit of metallic sheets subjected to non-proportional biaxial loading based on anisotropic diffuse and vertex localized plastic instability models}, abstract ={In this paper, an analytical path-dependent plastic instability model is proposed for the thin metallic sheets through considering a linear pre-straining path for the both diffuse and localized necking. The model is introduced by extending a modified maximum force (MMFC) that the MMFC considers the strain hardening on the diffuse necking as well as the loading conditions. Also, the vertex criterion will be used to prediction of localized necking. The vertex criterion presented by Sto ̈ren and Rice are usually based on the J_2 deformation theory of classical plasticity, which explores the localized necking through the rate discontinuity assumption at the necking band. Both models will be combined with the strain path effect through a linear adoption of an equivalent strain. It will be investigated by applying a pre-strain in the major and minor directions for prediction of the formability in the non-proportional loading. Moreover, a dependent to yield criterion (DYC) - angle is used for prediction of the necking band angle in the vertex theory. Finally, the quadratic Hill criterion is used to investigate the anisotropy effect. The model is verified by experimental results presented by other authors.}, Keywords = {Plastic instability؛ Diffuse and localized necking؛ Vertex model؛ MMFC model؛ Strain path}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {211-218}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل حد شکل پذیری ورق های فلزی تحت بارگذاری نامتناسب دو محوره بر پایه مدل های ناپایداری پلاستیک ناهمسانگرد پخشی و موضعی ورتکس}, abstract_fa ={در این مقاله، یک مدل تحلیلی ناپایداری پلاستیک وابسته به مسیر برای هر دو گلویی شدگی پخشی و محلی پیشنهاد خواهد شد. به منظور پیش بینی گلویی شدگی پخشی وابسته به مسیر کرنش، از معیار نیروی بیشنه اصلاح شده استفاده خواهد شد که علاوه بر سخت شوندگی، تاثیر تغییرات بارگذاری را نیز مد نظر قرار می دهد. همچنین، در پیش بینی گلویی شدگی موضعی شده از مدل ورتکس پیشنهاد شده توسط اشتورن و رایس استفاده خواهد شد که بر مبنای تئوری تغییر شکل پلاستیسیته کلاسیک ارائه شده است. در این مدل، فرض ناپیوستگی نرخ تغییر شکل در لایه گلویی شدگی برقرار می باشد. بررسی تاثیر پیش بار و مسیر کرنش برای هر دو جهت بزرگ و کوچک ورق مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج آن با نتایج تجربی ارائه شده توسط سایر نویسندگان مقایسه و اعتبار سنجی خواهد شد. از طرفی، به منظور بهبود نتایج ارائه شده مدل ورتکس، از زوایه لایه گلویی شدگی موضعی شده وابسته به معیار تسلیم استفاده خواهد شد. نهایتاً، با بهره گیری از معیار تسلیم هیل درجه دوم، تاثیر ناهمسانگردی و معیار تسلیم بر نمودارهای حد شکل دهی بارگذاری نامتناسب اعمال خواهد شد.}, keywords_fa = {ناپایداری پلاستیک, گلویی شدگی های پخشی و موضعی شده, مدل ورتکس, معیار نیروی بیشینه اصلاح شده , مسیر کرنش}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6219-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6219-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Faraji, Javad and TaleMasouleh, Mehdi and Saket, Mostafa and Radseresht, Mojtab}, title = {Design And Simulation Non-Singular Backstepping Terminal Sliding Mode Control And Extended Kalman Filter For Quadrotor}, abstract ={In this paper, we used a non-singular backstepping terminal sliding mode control approach to the unmanned aerial vehicle (quadrotor). In the first step, the governing dynamical equations were obtained based on the quadrotor considering all the effective parameters. The controller objective is limited to obtaining proper tracking of the desired positions (x, y, z) and the yaw angle (ψ), as well as maintaining the stability of the roll and pitch angles despite the presence of external disturbances. Controlling methods require complete information about system states that may be limited in practice. Even if all system conditions are available, it is interfered by noise, and also large number of applier sensors to measure states, makes the entire system more complex and costly. For this purpose, the Extended Kalman Filter (EKF) has been used as an observer. The extended Kalman filter is used as a speed observer and estimator of external disturbances such as wind force. Therefore, the use of a controller-observer is suggested to estimate the effects of external disturbances in order to compensate for them. The design method is based on the stability of Lyapunov. Simulation results show the promising performance and suitability of the observer-controller.}, Keywords = {Non-Singular Terminal Sliding Mode Control؛ Backstepping؛ Extended Kalman Filter؛ Quadrotor}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {219-230}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی و شبیه سازی کنترل‌کننده مود لغزشی ترمینالی پسگام غیرتکین و فیلتر کالمن توسعه‌یافته برای کوادروتور}, abstract_fa ={در این مقاله با استفاده از روش مود لغزشی ترمینالی پسگام غیر تکین به کنترل پرنده بدون سرنشین (کوادروتور) پرداخته‌شده است. در مرحله اول معادلات دینامیکی حاکم بر کوادروتور با در نظر گرفتن همه پارامترهای مؤثر به‌دست‌آمده‌اند. هدف کنترل‌کننده دستیابی به ردیابی مناسب از موقعیت‌های مطلوب (x، y، z) و زاویه یاو (𝜓) و همچنین حفظ پایداری زوایای رول و پیچ به‌رغم وجود اغتشاشات خارجی محدود می باشد. روش‌های کنترلی به اطلاعات کامل از حالت‌های سیستم نیاز دارند که در عمل ممکن است امکان استفاده از آن‌ها محدود شود. حتی اگر تمام حالات سیستم در دسترس باشد همراه نویز بوده و همچنین استفاده زیاد از سنسورها برای اندازه‌گیری حالات، کل سیستم را در اجرا پیچیده و گران می‌کند. لذا برای این منظور از فیلتر کالمن توسعه‌یافته (EKF) به‌عنوان رؤیت گر استفاده‌شده است. فیلتر کالمن توسعه‌یافته به‌عنوان رؤیت گر سرعت و تخمین گر اغتشاشات خارجی مانند باد به کار می‌رود به همین علت استفاده از کنترل‌کننده رؤیت گر برای تخمین اثرات اغتشاشات خارجی به‌منظور جبران آن‌ها پیشنهادشده است. روش طراحی بر پایه پایداری لیاپانوف استوار است. نتایج شبیه‌سازی نشان‌دهنده عملکرد و مقاوم بودن خوب رؤیت گر کنترل‌کننده است.}, keywords_fa = {کنترل‌کننده مود لغزشی ترمینالی غیرتکین, پسگام, فیلتر کالمن توسعه یافته, کوادروتور}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4596-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4596-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {MokhtariAmirMajdi, Mohammad Ali and Tahani, Masou}, title = {Size-dependent analysis of micro-bridge gyroscopes under the combined effects of instantaneous DC voltage and harmonic base excitations}, abstract ={The aim of the proposed study is to investigate the size dependent behavior of the micro-bridge gyroscopes under the combined effects of instantaneous DC voltage and harmonic base excitation. To do so, modified couple stress theory is utilized to model the size-dependent behavior of the micro-gyroscope. To avoid resonance, viscous damping is used. Hamilton’s principle is then employed to derive the governing equations of motion. Afterwards, to convert the partial differential equations of motion to ordinary differential equations of motion, a Galerkin based single mode approximation is made. Then fourth-order Range-Kutta method is used to solve the governing equations of motion. To check the accuracy of the present model, the results are then validated through comparison with the available results in the literature and the comparison shows good agreements. In addition to the previous comparison, the present results are the validated through comparison with the results of COMSOL simulation. Furthermore, the effects of different parameters on the dynamic pull-in instability and amplitude of the vibrations are investigated. The observation shows that for the case of the harmonic base excitation, the system will be excited on two frequencies.}, Keywords = {Micro-bridge gyroscopes؛ Pull-in instability؛ Modified couple stress theory؛ Harmonic base excitation}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {231-238}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی رفتار وابسته به اندازه‌ی دینامیکی ژیروسکوپ‌های با ساختار میکرو-تیر دوسر گیردار تحت تأثیر همزمان ولتاژ DC ناگهانی و تحریک از پایه‌ی هارمونیک}, abstract_fa ={هدف پژوهش پیش‌رو، بررسی رفتار وابسته به اندازه‌ی ژیروسکوپ‌های با ساختار میکرو-تیر دوسرگیردار با جرم متمرکز در وسط تحت تأثیر همزمان ولتاژ DC ناگهانی و تحریک از پایه‌ی هارمونیک می‌باشد. بدین منظور، جهت مدل‌سازی اثرات اندازه از تئوری تئوری تنش کوپل اصلاح شده بهره گرفته می‌شود. همچنین برای جلوگیری از وقوع پدیده‌ی تشدید میرایی ویسکوز در مدل‌سازی لحاظ می‌گردد. در ادامه با بکارگیری اصل همیلتون معادله‌های حاکم بر مسئله بدست آورده می‌شوند. سپس با استفاده از تقریب تک مدی گالرکین، معادله‌های دیفرانسیل با مشتقات جزئی به معادله‌های دیفرانسیل معمولی تبدیل می‌گردند. جهت حل معادله‌های بدست آمده از روش رانج-کوتای مرتبه‌ی چهار استفاده می‌شود. جهت کسب اطمینان از صحت نتایج بدست آمده، نتایج بدست آمده با مقدارهای گزارش شده‌ی موجود در ادبیات صحه‌گذاری شده و تطابق خوبی مشاهده می‌گردد. به علاوه، نتایج بدست آمده با داده‌های حاصل از شبیه‌سازی در نرم‌افزار کامسول مقایسه و صحه‌گذاری می‌شوند. در نهایت، اثر پارمترهای متفاوت موجود در مسئله بر روی ناپایداری کشیدگی میکرو-ژیروسکوپ و همچنین دامنه‌ی نوسان‌های آن بررسی می‌شود. همچنین مشاهده می‌شود که در اثر قرار گرفتن سیستم در معرض تحریک از پایه‌ی هارمونیک، میکرو-ژیروسکوپ توسط دو فرکانس متفاوت تحریک می‌گردد.}, keywords_fa = {ژیروسکوپ‌های با ساختار میکرو-تیر دوسر گیردار, ناپایداری کشیدگی, تئوری تنش کوپل اصلاح شده, تحریک از پایه‌ی هارمونیک}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9890-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9890-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Arbabi, Sohil and mafi, mostafa and Soltani, Madji}, title = {Two-dimensional modeling of bio-particles separation by Inertia in micro-channel}, abstract ={Early diagnosis of hypertensive diseases such as cancer plays an essential role in preventing disease progression. The main cause of death from cancer is the reappearance of the disease due to the release of tumor cells in the blood of the patient. Among the various methods that have been devised for monitoring blood in recent years, the techniques based on micro-scale flow have specially been considered. The development of these methods has led to the emergence of microfluidics laboratories on the chips, which their main advantages are low prices and simplicity. Since the particles’ sizes are different in the flow of blood, the direction of these particles in the micro-channels will vary due to the different forces, and therefore they can be analyzed to the design of bio-microchips. In the present study, a two-phase flow containing spherical particles with the dimensions of blood cells was considered, and the forces affecting the particles of this current, including the lift forces and drag forces, were studied using COMSOL software. For this purpose, a micro divergent channel was designed and the effect of ratio of the outlet width to the inlet width (Aspect Ratio) as an effective geometric parameter in the biological particle separation was analyzed. The study of the effect of particle dimensions and various geometric parameters of the channel on bio-particles separation are the main goals of this research. The results show that by increasing the Aspect ratio, focusing of the larger particles would increase at the outlet of micro-channel.}, Keywords = {Micro fluidics؛ Bio particles Separation؛ Lab on a chip؛ Inertia}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {239-246}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل سازی دو بعدی جداسازی ذرات زیستی با استفاده از اینرسی در میکرو کانال}, abstract_fa ={امروزه شناخت زود هنگام بیماری‌های صعب‌العلاج از قبیل سرطان، نقش اساسی را در جلوگیری از پیشرفت بیماری ایفا می کند. عامل اصلی مرگ و میر ناشی از سرطان، بازگشت دوباره‌ی این بیماری به سبب رها شدن سلول‌های سرگردان توموری در خون بیمار است. از میان روش‌های مختلفی که جهت پایش خون در سال‌های اخیر ابداع شده‌اند، روش‌های مبتنی بر بکارگیری جریان در مقیاس میکرو مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. رشد و توسعه‌ی این روش‌‌ها‌ منجر به ظهور آزمایشگاه‌ها در ابعاد میکرو بر روی تراشه گردیده است که قیمت پایین و سادگی، مزیت اصلی آن است. از آنجایی که اندازه‌ی ذرات زیستی در جریان خون متفاوت است، مسیر حرکت این ذرات در میکروکانال به سبب نیروهای متفاوت وارد بر آن‌ها نیز متفاوت خواهد شد و در نتیجه می‌توان با تحلیل مسیر آن‌ها، به طراحی ریزتراشه‌های زیستی پرداخت. در تحقیق حاضر، یک جریان دو فاز حاوی ذراتی کروی با ابعاد سلول‌های خونی مدنظر قرار گرفته و نیروهای موثر بر ذرات این جریان اعم از نیروهای لیفت و درگ با استفاده از نرم‌افزار کامسول مطالعه شده‌اند. برای این منظور کانالی واگرا در ابعاد میکرو، طراحی شده و اثر نسبت عرض خروجی به عرض ورودی کانال به عنوان پارامتر هندسی موثر در جداسازی ذرات زیستی، بررسی شده است. مطالعه تاثیر ابعاد ذرات و پارامترهای هندسی کانال بر جداسازی ذرات زیستی، اهداف اصلی تحقیق حاضر است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش نسبت عرض خروجی به ورودی، تجمیع ذرات بزرگتر در خروجی کانال بیشتر خواهد شد.}, keywords_fa = {میکروسیالات, جداسازی ذرات زیستی, آزمایشگاه بر روی تراشه, اینرسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5875-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5875-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Ismaily, Adel and Varmazyar, Mostafa and Varmazyar, Mohse}, title = {Introduce a linear discrete model to optimization of wind farm layout using mixed integer programming considering of sound constraint}, abstract ={Optimization of the arrangement of turbines with the aim of producing the maximum power in a wind farm is inherently part of continuous and nonlinear problems. In the present study, for the linearization of the Wake constraint and the connection between turbine power and single Wake and discrete models. Also, the criterion of placing a turbine in another turbine has been applied indirectly and linearly. The proposed mathematical model compares to continuous nonlinear mathematical models, while maintaining the advantage of achieving exact optimum, has a lower runtime and higher stability. Comparison of the results of the present study with the results of previous studies suggests that metaheuristics algorithms may not be obtained in absolute optimal answer. In addition to the power output, environmental issues can also affect the arrangement of turbines. As an example, the maximum noise level is applied in the present model. In order to calculate the intensity of sound, Euclidean distance based on the spread of the hemisphere and the effects of atmospheric absorption has been used. According to the results, it can be said that under the conditions under consideration, the noise level can cause a significant reduction in the output power of the wind farm. Therefore, in selecting the field, attention should be paid to the distance to residential areas. In addition, the effect of cell count on the accuracy of the results was investigated. The results show that there is no clear relationship between optimal power and number of cells.}, Keywords = {Optimization of wind turbine layout؛ Mixed integer linear programming؛ sound level constraint؛ Euclidean distance}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {247-257}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه یک مدل خطی گسسته جهت بهینه‌سازی مزرعه بادی بر مبنای مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط با لحاظ قید صدا}, abstract_fa ={بهینه‌سازی چیدمان توربین‌ها با هدف تولید بیش‌ترین توان در یک مزرعه بادی ذاتا جزو مسایل پیوسته و غیرخطی محسوب می‌شود. در پژوهش حاضر، جهت خطی‌سازی قید اثر ویک و رابطه توان توربین از مدل ویک منفرد و فضای گسسته استفاده گردیده است. هم‌چنین معیار قرارگیری یک توربین در ویک توربین دیگر نیز به صورت غیرمستقیم و خطی اعمال گردیده است. مدل ریاضی‌ پیشنهادی در قیاس با مدل‌های ریاضی پیوسته غیرخطی،‌ ضمن حفظ مزیت رسیدن به بهینه مطلق،‌ دارای حجم محاسبات و زمان اجرای به‌مراتب کم‌تر و پایداری بالاتر است. قیاس نتایج پژوهش حاضر با نتایج مطالعات گذشته نشان می دهد که ممکن است الگوریتم های فراابتکاری به جواب بهینه مطلق نرسند. علاوه بر توان خروجی، مسایل زیست محیطی نیز می‌تواند بر چیدمان توربین‌ها، ‌تاثیرگذار باشد که از آن جمله می‌توان به محدودیت در بیشینه صدای تولید شده در نقاط مشخصی از مزرعه یا اطراف آن اشاره نمود. به‌عنوان نمونه قید بیشینه شدت صدا نیز در مدل حاضر اعمال گردیده است. جهت محاسبه شدت صدا از فاصله اقلیدسی بر مبنای گسترش نیم‌کره‌ای و با لحاظ اثرات جذب اتمسفر استفاده شده است. با توجه به نتایج موجود می‌توان گفت که تحت شرایط مورد بررسی، قید سطح صدا می‌تواند کاهش نسبتا قابل توجهی در توان خروجی مزرعه بادی ایجاد نماید، لذا در انتخاب مزرعه می‌بایست به فاصله تا مناطق مسکونی توجه ویژه نمود. به علاوه میزان تاثیرگذاری تعداد سلول‌ها بر دقت نتایج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که ارتباط مشخصی میان توان بهینه و تعداد سلول‌ها وجود ندارد.}, keywords_fa = {بهینه‌سازی چیدمان توربین‌ها, برنامه‌ریزی عدد صحیح خطی, محدودیت شدت صدا, فاصله اقلیدسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5529-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5529-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {RAMEZANI, ALI and TAVAKOLIGOLPAYGANI, ALI and HASSANI, KAMRAN}, title = {Design and Construction of a Novel Automated and Portable Chest Compression Device}, abstract ={Sudden cardiac arrest and heart diseases are the leading causes of death globally, but cardiopulmonary resuscitation (CPR) may prevent multitude of death if being performed timely and accurately. Since in many cases of cardiac arrest there is not a trained rescuer and conventional CPR method is difficult and may being performed incorrectly, various equipment has been produced for this purpose. In this study, by reviewing of previous important studies on automated chest compression devices and comparing their effectiveness in returning of spontaneous circulation (ROSC), a novel, portable, programmable, flexible and automated chest compression system is introduced. For prototyping of this device, first required data were extracted from studies on CPR, then mechanical components for compression system and chassis, and electronic components for controlling unit were designed and produced. The novel device which is developed in this research could be installed easily and perform the chest compression according to the patient’s condition and guidelines automatically. It also enables chest compression even during patient transport. Furthermore, because of user-friendly design, everybody could use it easily. Eventually comparison between this device and other similar automated devices indicates that this device has more benefits and more reasonable price as well.}, Keywords = {Cardiac Arrest؛ Cardiopulmonary Resuscitation؛ CPR؛ Chest Compression؛ Mechanical Compression}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {258-264}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی و ساخت یک دستگاه نوین ماساژ قلبی خودکار با قابلیت ‌حمل}, abstract_fa ={ایست ناگهانی قلب و بیماری‌های قلبی از مهم‌ترین علل مرگ‌ومیر در جهان به شمار می‌روند که در صورت احیای قلبی ریوی صحیح و به‌موقع می‌توان از مرگ تعداد زیادی از افراد جلوگیری کرد. ازآنجایی‌که در بسیاری از موارد احیاگر آموزش‌دیده حضور ندارد و روش مرسوم احیا سخت و پر خطا است، تجهیزاتی خودکار و غیر خودکار برای این امر ساخته‌شده‌اند. در این پژوهش با استفاده از مطالعات مهم صورت گرفته بر روی این‌گونه تجهیزات، علاوه بر بررسی و مقایسه‌ی میزان اثربخشی تجهیزات ماساژ قلبی در افزایش نرخ بازگشت جریان خودبه‌خودی خون، یک دستگاه خودکار ماساژ قلبی قابل‌حمل، قابل‌برنامه‌ریزی و انعطاف‌پذیر که طراحی و ساخته‌شده، معرفی شده است. در ساخت این دستگاه با استفاده از مطالعات صورت گرفته بر روی فرآیند احیا، ابتدا داده‌های موردنیاز در طراحی استخراج و سپس بخش‌های مکانیکی برای سیستم اعمال فشار و بخش‌های الکترونیکی برای سیستم کنترل طراحی و ساخته شدند. دستگاه نوین ساخته‌شده در این پژوهش به‌راحتی و در کمترین زمان در محل بیمار نصب‌شده و ماساژ قلبی را با توجه به شرایط بیمار و طبق آخرین دستورالعمل‌ها، به‌صورت خودکار انجام می‌دهد. با این دستگاه بیمار حتی در حین انتقال نیز می‌تواند از ماساژ قلبی بهره ببرد. همچنین به علت راحتی در استفاده از این سیستم، حتی افراد غیرمتخصص نیز می‌توانند از آن استفاده کنند. در انتها با مقایسه این دستگاه با سایر دستگاه‌های خودکار مشابه می‌توان به مزیت‌های کاربردی دستگاه ساخته‌شده از قبیل قیمت بسیار پایین آن نسبت به موارد مشابه درعین‌حال بالا بودن کارایی و آسان بودن کاربری این دستگاه اشاره نمود.}, keywords_fa = {ایست قلبی, احیای قلبی ریوی, ماساژ قلبی, ماساژ مکانیکی خودکار}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5630-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5630-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Darmiyani, Mohammad Reza and Amirabadi, Hossei}, title = {Eccentric lap plate mechanism for ceramic balls lapping}, abstract ={Among the pieces are ceramic balls that are special because of the physical and mechanical properties that have been the industry's attention. Ceramic balls are produced by powder metallurgy way. Finally, by grinding, lapping and polishing processes is reached to surface smoothness, roundness and diameter of the desired. Since the required finishing process to ceramic finishing for surface quality and geometry accuracy of the desired is Time consuming and expensive, creating an economical finishing way is an important issue in the application of ceramic balls. In this article, a mechanism for ceramic balls lapping is proposed. Proposed mechanism consist of two lap plates. Lower lap plate has an eccentric v-shaped groove and placed on out of upper lap plate rotation center. Kinematic analysis of proposed mechanism has been done and lapping trajectory has been investigated on the ball surface. The results of kinematic analysis and lapping trajectory show that the proposed mechanism increases removal rate and roundness of the ball. In general, efficiency and productivity of balls lapping process will improve to achieve the desired surface smoothness and roundness. It can increase the speed of operation and reduce the process time by increasing removal rate.}, Keywords = {Lapping؛ Ceramic balls؛ Kinematic analysis؛ Lapping trajectory}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {265-272}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مکانیزم صفحه لپ خارج از مرکز برای لپینگ ساچمه‌های سرامیکی}, abstract_fa ={ساچمه‌های سرامیکی از جمله قطعاتی هستند که امروزه به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه‌ای که دارند مورد توجه صنعت قرار گرفته‌اند. ساچمه‌های سرامیکی به روش متالورژی پودر تولید می‌شوند. در نهایت توسط فرآیندهای سنگ‌زنی، لپینگ و پولیش‌کاری به صافی سطح، گردی و قطر موردنظر می‌رسد. از آن‌جا که فرآیند پرداخت‌کاری لازم برای پرداخت سرامیک‌ها تا کیفیت سطح و دقت هندسی موردنظر زمان‌بر و گران است، ایجاد یک روش پرداخت‌کاری اقتصادی‌، مسئله‌ای مهم در کاربرد ساچمه‌های سرامیکی است. در این مقاله مکانیزمی برای لپینگ ساچمه‌های سرامیکی پیشنهاد شده است. مکانیزم پیشنهادی از دو صفحه لپ تشکیل گردیده است. صفحه لپ پایینی دارای شیار غیرهم‌مرکز V شکل و به صورت خارج از مرکز دوران صفحه لپ بالا قرار می‌گیرد. تحلیل سینماتیکی مکانیزم پیشنهادی انجام گردیده است و خط سیر لپینگ بر روی سطح ساچمه بررسی گردیده است. نتایج تحلیل سینماتیکی و خط سیر لپینگ نشان می‌دهد که در مکانیزم پیشنهادی نرخ براده‌برداری و مقدار گردی ساچمه افزایش می‌یابد. در مجموع راندمان و بهره‌وری عملیات لپینگ ساچمه‌ها برای دست‌یابی به صافی سطح و میزان گردی موردنظر را بهبود می‌دهد و می‌تواند با افزایش نرخ براده‌برداری، سرعت انجام عملیات را بالا برده و زمان انجام فرآیند را کاهش دهد.}, keywords_fa = {لپینگ, ساچمه‌های سرامیکی, تحلیل سینماتیکی, خط سیر لپینگ}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-403-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-403-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Soukhtanlou, Ehsan and Teymourtash, Ali Reza and Mahpeykar, Mohammad Rez}, title = {Proposal of Experimental Relations for Determining the Number of Sides of Polygonal Hydraulic Jumps}, abstract ={The circular hydraulic jump usually forms when a liquid jet impinges on a horizontal flat plate. However, under certain conditions of fluid viscosity, volume flow rate and obstacle height downstream of the jump, the flow changes from super-critical to sub-critical and hydraulic jump changes shape from circular to polygonal. Despite the phenomenon of the hydraulic polygon jump has observed about two decades, the experimental relationship has not been presented to estimate the number of sides of hydraulic polygon jumps. The size and number of sides of a polygonal hydraulic jump depend on various factors such as fluid volume flow rate, jet diameter, fluid height downstream of the jump, and fluid physical properties; in other words, they depend on the dimensionless numbers of Reynolds, Weber, and Bond. Hence, in this study Taguchi analysis, as a Design of Experiment method, was used to investigate the effect of volume flow rate, jet diameter and obstacle height downstream of the jump on the number of the sides of a polygon hydraulic jump and Linear and nonlinear relationships was proposed for estimating the number of the sides of a polygonal hydraulic jump in terms of the above mentioned parameters.}, Keywords = {Polygonal hydraulic jump؛ Design of Experiments by Taguchi method؛ least square method}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {273-280}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه روابط تجربی برای تعیین تعداد اضلاع پرش های هیدرولیکی چندضلعی}, abstract_fa ={به‌ طور معمول از برخورد جت مایع عمودی به یک صفحه‌ی صاف افقی، پرش هیدرولیکی دایروی تشکیل می‌شود. با این وجود، در شرایط خاصی که متأثر از عواملی مانند لزجت سیال، دبی حجمی، قطر جت و ارتفاع سیال در پایین‌دست پرش می‌باشد، تغییر جریان از حالت فوق بحرانی به زیربحرانی از ظاهر دایروی خود خارج شده و به‌صورت چندضلعی نمایان می‌گردد. باوجود گذشت نزدیک به دو دهه از مشاهده پدیده پرش هیدرولیکی چندضلعی، تاکنون رابطه‌ی تجربی برای تخمین تعداد اضلاع پرش‌های هیدرولیکی چند ضلعی برحسب پارامترهای مختلف ارائه نگردیده است. اندازه و تعداد اضلاع پرش‌های هیدرولیکی چندضلعی به عوامل مختلفی مانند دبی حجمی سیال، قطر جت، ارتفاع سیال در پایین‌دست پرش و خواص فیزیکی سیال و به عبارتی به اعداد بدون بعد رینولدز، وبر و باند بستگی دارند. ازاین‌رو در این پژوهش با استفاده از روش طراحی آزمایشات به کمک تحلیل تاگوچی به بررسی آزمایشگاهی اثرات دبی حجمی سیال، قطر جت و ارتفاع مانع در پایین‌دست پرش بر تعداد اضلاع پرش‌های هیدرولیکی چندضلعی پرداخته شده و دو رابطه‌ی خطی و غیرخطی برای تخمین تعداد اضلاع پرش‌های هیدرولیکی چندضلعی برحسب پارامترهای مذکور ارائه می‌گردد.}, keywords_fa = {پرش هیدرولیکی چندضلعی , طراحی آزمایشات به روش تاگوچی , روش حداقل مربعات}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-199-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-199-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Ghorbani, Ramin and Hosseinalipoor, Seyed Mostaf}, title = {Improvement of Linear Instability Analysis of an Annular Liquid Jet Emanating from a Swirl Injector}, abstract ={In this paper, the instability of wave motion on the surface of liquid sheet emanating from a swirl injector exposed to inner and outer air streams, before the breakup is considered using the linear instability analysis by a perturbation method. The forces acting on a liquid gas interface in sprays, including surface tension, pressure, inertia force, centrifugal force and viscous force, lead to grow the disturbances originated from inside the injector on the outgoing liquid sheet. Interaction between these forces ultimately breaks up the jet into the ligaments. The linear instability analysis used in the present study is different from prior analysis. A cylindrical liquid sheet has been considered in previous studies but the present study implements the linear instability on a conical annular liquid sheet. Due to the complexity of derived governing equations a semi-analytical and numerical method was utilized in the solution procedure. The present model is capable to solve governing equations for the liquid jet with large range of spray angle. The predicted results compared with the prior studies results and experiments. The results of the current model in comparison with prior models have better accordance with experimental data. Also, the results show that the improved linear theory (the present model) predicts the breakup length better than linear theory.}, Keywords = {Spray؛ Linear Instability Analysis؛ Primary Breakup}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {281-289}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهبود روش تحلیل ناپایداری خطی لایه سیال توخالی خروجی از اتمایزر جریان چرخشی}, abstract_fa ={در مقاله حاضر، به مطالعه آنالیز ناپایداری حرکت امواج روی سطح جت مایع خروجی از اتمایزر جریان چرخشی با وجود هوای داخل و خارج تا قبل از شکست اولیه پرداخته شده است. نیروهای اینرسی، فشار، ویسکوزیته و تنش سطحی در سطح مشترک مایع-گاز عمل می کنند. مجموع اثر این نیروها موجب رشد و افزایش نوسانات ریز و ناچیز موجود در جریان می شود. رشد این نوسانات موجب ناپایداری لایه مایع و شکست آن به لیگامنت و در نهایت تعداد زیادی قطره می شود. الگوی خطی استفاده شده در این مقاله، با الگو های قبلی متفاوت و می توان گفت بهبود یافته روش قبلی است. وجه تمایز این روش در این است که معادلات با در نظر گرفتن این نکته که جت به شکل مخروط توخالی از اتمایزر خارج می شود استخراج شده است. در این حالت معادلات حاکم به گونه ای است که امکان حل تحلیلی آن ها وجود ندارد. به همین منظور از روشی نیمه تحلیلی و عددی استفاده شده است. روش حل نیز به گونه ای است که این امکان را فراهم می سازد شکست اولیه جت را در حالات مختلف، از زاویه پاشش 0 تا 180 درجه، مدل سازی کرد. به منظور اعتبار سنجی با رسم شکل هایی، نتایج روش خطی بهبود یافته با نتایج تجربی و تحلیلی موجود، مقایسه شده است. مقایسه نشان می دهد که روش خطی مورد استفاده در این مقاله تطابق بیشتری با نتایج تجربی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد مدل حاضر طول شکست را با دقت بهتری پیش بینی می کند.}, keywords_fa = {اتمایزر جریان چرخشی, ناپایداری خطی, شکست اولیه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7220-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7220-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Soltani, Mohsen and Bozorg, S. Mohammad and Zakerzadeh, Mohammad Rez}, title = {Online Estimation of the Temperature of Shape Memory Alloy Wire Using Extended Kalman Filter}, abstract ={In order to use and control Shape Memory Alloy (SMA) actuators, it is essential to measure its state variables to be used as the feedback in the control loop. The wire temperature is one of critical state variables need to be fed back. However, measuring this variable is difficult and usually contains some noises and delay. Therefore, it is desirable to estimate this variable instead of measuring it. Thermoelectric model is one of the most common models used to estimate the SMA wire temperature. This model calculates the SMA wire temperature based on its input electric current. In this paper, first three unknown parameters of thermoelectric model are estimated using Extended Kalman filter (EKF) and the wire temperature is calculated based on the identified model. The parameter estimation and temperature calculation are performed on a practical SMA actuator. Then, in order to eliminate the effects of environmental disturbances and the thermoelectric model inaccuracies, the temperature is estimated using EKF. In this method, all measurable data such as the input current, the strain and stress of the SMA wire are used in the temperature estimation. The estimator combines the information obtained from both thermoelectric and Brinson models and the measurement data. This method is used for online temperature estimation of the SMA wire on a practical SMA actuator. The results show that the estimated temperature matches the actual wire temperature with high precision. Furthermore, the temperature estimation using EKF is more accurate than the estimates of the thermoelectric model.}, Keywords = {Shape Memory Alloys؛ ,Thermoelectric Model؛ State Estimation؛ Extended Kalman Filter}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {290-298}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تخمین برخط دمای سیم آلیاژ حافظه دار به کمک فیلتر کالمن توسعه یافته}, abstract_fa ={برای کنترل عملگرهای هوشمند دارای آلیاژ حافظه دار، لازم است متغیرهای حالت این عملگرها اندازه گیری یا تخمین زده شوند تا در حلقه کنترل به عنوان بازخورد استفاده شوند. دمای سیم یکی از این متغیرهای حالت است که اندازه گیری آن بسیار سخت بوده و با تاخیر و نویز زیادی همراه است. از این رو، تلاشهای بسیاری برای تخمین این متغیر صورت گرفته است. مدل ترموالکتریک یکی از پرکاربردترین مدل هایی است که در آن با داشتن جریان سیم، دمای سیم محاسبه می شود. در این مقاله، ابتدا سه پارامتر مدل ترموالکتریک به صورت همزمان به کمک فیلتر کالمن توسعه یافته تخمین زده شده و دمای سیم به کمک مدل شناسایی شده، محاسبه می شود. تخمین پارامترها و محاسبه دما روی یک عملگر واقعی آلیاژ حافظه دار انجام می شود. در ادامه برای حذف تاثیر اغتشاشات محیطی و خطاهای مدل ترموالکتریک، دمای سیم توسط فیلتر کالمن توسعه یافته تخمین زده شده است. در این روش از دو مدل ترموالکتریک و برینسون برای پیش بینی متغیرها و از داده های قابل اندازه گیری مانند جریان، تنش و کرنش سیم آلیاژ حافظه دار، برای به روزرسانی تخمین ها استفاده می شود. این روش برای تخمین برخط دمای سیم آلیاژ حافظه دار روی یک عملگر آلیاژ حافظه دار ساخته شده مورد استفاده قرار می گیرد. بررسی نتایج این تخمین نشان دهنده انطباق بالای دمای تخمین زده شده با دمای واقعی سیم است. همچنین نتایج این تخمین دقیق تر از حالتی است که از مدل ترموالکتریک به تنهایی برای محاسبه دما استفاده شود.}, keywords_fa = {آلیاژهای حافظه دار, مدل ترموالکتریک, تخمین متغیرهای حالت, فیلتر کالمن توسعه یافته}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12002-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12002-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {NasiriSoloklo1, Has}, title = {Predictive Functional Control for Tracking of Core Power Variations in Pressurized Water Reactor based on Laguerre functions and Reduced-Order Model}, abstract ={In this paper, the design of predictive functional controller based on Laguerre functions to track the load changes in Pressurized Water Reactor (PWR) nuclear power stations has been considered. Since, despite of out-performance of predictive controllers in industrial applications, their implementation implies high computational complexity for constrained large scale systems, in this paper, the design of model predictive controller with low computational complexity was considered. For this purpose, at first, the order of PWR model was reduced via Balanced Truncation method. Then, due to low computational complexity and high performance of predictive functional controllers, we dealt with the design of predictive functional controllers based on Laguerre functions. In this context, the Laguerre polynomial scaling parameter was determined by minimizing integral square error. Then, due to mechanical constraints, some specific constraints were applied to the control effort and its changes, and the Quadratic Programming method was used for solving the constrained model predictive control problem and consequently, designing the control effort signal. Also, in order to show the efficiency of the proposed core power control method, the system response in the presence of disturbance is investigated. It is shown that, by using predictive functional controller on a reduced order model, in addition to the decrease of the computation volume, the performance of the core power control to track load changes in presence of external disturbance is well done.}, Keywords = {Predictive Functional Control؛ Order Reduction؛ Balanced Truncation؛ Power Station؛ Core Power Control؛ Laguerre functions}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {299-306}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل پیش‌بین تابعی برای ردیابی تغییرات توان هسته راکتور آب سبک تحت فشار به کمک توابع لاگر و مدل کاهش‌یافته}, abstract_fa ={در این مقاله به طراحی کنترل پیش‌بین تابعی مبتنی بر توابع لاگر برای ردیابی تغییرات بار راکتور آب سبک تحت فشار (PWR) موجود در نیروگاه‌های هسته‌ای پرداخته شده است. از آنجا که علیرغم کارآیی بسیار خوب کنترل‌کننده‌های پیش‌بین در صنعت، پیاده‌سازی آنها برای سیستم‌های مرتبه بالای مقید، حجم محاسبات بالایی می‌طلبد، در این مقاله، طراحی کنترل پیش‌بین با حجم محاسبات نسبتا پایین مورد نظر قرار گرفت. لذا، ابتدا مرتبه مدل PWR با استفاده از روش برش متعادل، کاهش داده شد. سپس، با توجه به حجم محاسبات نسبتا پایین و کارآیی بالای کنترل‌کننده پیش‌بین تابعی، به طراحی کنترل‌کننده پیش‌بین تابعی مبتنی بر توابع لاگر پرداخته شده است. بدین منظور، با کمینه‌سازی انتگرال مربع خطا، پارامتر مقیاس‌بندی چندجمله‌ای لاگر تعیین شده است. سپس به علت وجود محدودیت‌های مکانیکی، قیدهایی روی فرمان کنترلی و تغییرات فرمان کنترلی در نظر گرفته شده و برای حل مساله کنترل پیش‌بین مقید و طراحی فرمان کنترلی، از روش برنامه‌ریزی مربعی استفاده شده است. همچنین به منظور نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، پاسخ سیستم در حضور اغتشاش بررسی شده است. نشان داده شده که با استفاده از کنترل پیش‌بین تابعی بر روی مدل مرتبه کاهشی، علاوه بر کاهش حجم محاسبات، کنترل توان هسته و ردیابی تغییرات بار در حضور اغتشاش خارجی به خوبی انجام شده است.}, keywords_fa = {کنترل پیش بین تابعی؛ کاهش مرتبه؛ برش متعادل؛ نیروگاه هسته ای؛ کنترل توان هسته؛ توابع لاگر}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-63-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-63-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Farahmand, Mohammad and Ghasemi, Reza and Salari, Mohamm}, title = {Fuzzy Hybrid Super-Twisting Sliding Mode Controller Design for a Class of Non-linear Dynamics of a Quadrotor}, abstract ={Controller design for non-linear multi-input, multi-output systems, such as unmanned quadrotor vehicles, has always been a challenging issue due to the strong interconnection between state variables and highly nonlinear dynamic equations. In addition, quadrotor is an under-actuated non-linear dynamic device. Due to being under-actuated for moving in the horizontal direction, the combination of changes in the speed of the existing quadruple operators should be used. So that, by creating the angle between the quadrotor hypothetical plane and the horizon surface, the device can be forced to move in the longitudinal or transverse direction. Therefore, in the quadrotor control system, two nested control loops are required. An outer loop to determine the appropriate angle of the device relative to the horizon for horizontal movements and an inner loop that is required to angle of the device panel is equal to this angle. In this paper, a fuzzy hybrid super-twisting sliding mode non-linear controller for controlling a sample quadrotor is designed. For this purpose, a fuzzy controller in the outer loop and a super twisting sliding mode controller in inner loop are used. An important advantage of this strategy is that it optimizes the horizontal speed of the device. If the distance from the target is too high, the angle of the device panel also increases, and if the distance is reduced, the angle also decreases. As a result, the device reaches the target with the desired speed. The performed simulation results confirmed this fact.}, Keywords = {Non-linear Controller؛ Fuzzy Hybrid Super-Twisting Sliding Mode Controller؛ Quadrotor؛ Super Twisting Controller؛ Unmanned Aerial Vehicle}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {307-316}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی کنترل‌کننده هیبرید فازی – مد لغزشی فرا‌پیچش برای کلاس خاصی از دینامیک غیر‌‌خطی کوادروتور}, abstract_fa ={طراحی کنترل‌کننده برای سیستم‌های غیر‌خطی چند ورودی- چند خروجی مانند وسایل بدون سرنشین کوادروتور به دلیل کوپلاژ شدید بین متغیرهای حالت و معادلات دینامیکی به شدت غیرخطی آن همیشه یک موضوع چالش‌ برانگیز بوده است. علاوه بر این کوادروتور یک وسیله دینامیکی غیر‌خطی کم‌عملگر (چهار عملگر در مقابل شش درجه آزادی) است، به دلیل کم‌عملگر بودن وسیله برای داشتن حرکت در جهت افقی باید از ترکیب تغییرات در سرعت عملگرهای چهارگانه موجود استفاده کرد. بطوریکه با ایجاد زاویه بین صفحه فرضی کوادروتور و سطح افق می‌توان وسیله را وادار به حرکت در جهت طولی یا عرضی کرد. بنابراین در سیستم کنترل کوادروتور دو حلقه کنترلی تو‌در‌تو نیاز است. یک حلقه بیرونی برای تعیین زاویه مناسب وسیله نسبت به افق برای حرکتهای افقی و یک حلقه داخلی که وظیفه رساندن زاویه صفحه وسیله به این زاویه تعیین شده را دارد و بسته به زیاد یا کم بودن این زاویه، سرعت افقی وسیله زیاد یا کم میشود. در این مقاله تلاش شده که یک کنترل‌کننده غیر‌خطی هیبرید فازی‌-‌مد لغزشی فراپیچش برای کنترل یک کوادروتور نمونه طراحی و از کنترل‌کننده فازی در حلقه بیرونی و از کنترل‌کننده مد لغزشی فراپیچش در حلقه داخلی استفاده شود. مزیت مهم این استراتژی این است که سرعت حرکت افقی وسیله را بهینه می‌کند. اگر فاصله از هدف زیاد باشد زاویه صفحه وسیله نیز زیاد و اگر فاصله کم شود این زاویه نیز کمتر می‌شود. در نتیجه وسیله با سرعت مطلوبی به هدف می‌رسد. نتایج شبیه‌سازی انجام شده موید این امر است.}, keywords_fa = {کنترل‌کننده غیر‌خطی, کنترل‌کننده هیبرید فازی‌–‌مد لغزشی فراپیچش, کوادروتور, کنترل‌کننده فراپیچش, وسیله هوایی بدون سرنشین}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7637-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7637-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Effatpanah, Mojtaba and Askarifarsangi, Mohammad ami}, title = {Global sensitivity analysis of predicted strain and voltage from magnetic shape memory alloy based energy harvester using PAWN method}, abstract ={In this paper, Global sensitivity analysis of predicted strain from clamped–clamped beam magnetic shape memory alloy based energy harvester with PAWN method is presented. In the selected model MSMA units attached to the roots of clamped-clamped beam while coil wrapped around MSMA. A shock load is applied to a proof mass in the middle of the beam. As a result of beam vibration a longitudinal strain is produced in the MSMA and beam. There are limits to harvest energy from this model and one of them is the strain applied to the MSMA. As the strain increases with respect to the applied pre-strain, the MSMA exits the compression region and causes the model to fail. When strain exceeds limits also affect the predicted result. Thus PAWN method as an efficient and easy way for global sensitivity analysis of the inputs has been taken into account. Then the model is analyzed with introduced method to determine the effect of each input on the output. In the following, due to the importance of the harvested voltage, the sensitivity analysis and ranking of inputs are performed. Moreover, using two-sample Kolmogorov-Smirnov test it is shown that for design and optimization of model with respect to strain one can fix thickness, width and length of MSMA while studying model in corresponding maximums and minimums and also with respect to RMS voltage and similar test the width of the beam can be fixed.}, Keywords = {Magnetic shape memory alloy؛ Energy harvester؛ Beam coupled with MSMA؛ Global sensitivity analysis؛ sensitivity index}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {317-326}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل حساسیت کرنش و ولتاژ پیش‌ بینی شده در برداشت‌کننده انرژی با آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی به روش PAWN}, abstract_fa ={در این مقاله تحلیل حساسیت کلی کرنش پیش بینی شده بوسیله مدل برداشت کننده انرژی از ارتعاشات با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ارائه شده است. در مدل انتخاب شده ، قطعه های آلیاژ به یک تیر دو سر درگیر متصل شده اند و سیم پیچ به دور آن‌ها پیچیده شده است. بار ضربه‌ای به جرم محک متصل در وسط تیر اعمال می‌شود . ارتعاشات حاصل از این ضربه باعث ایجاد کرنش در تیر و آلیاژ می‌گردد. بنمظور برداشت انرژی از تیر ، با محدودیت هایی مواجه هستیم که یکی از آن‌ها کرنش ایجاد شده در آلیاژ می-باشد. با زیاد شدن کرنش با توجه به پیش کرنش اعمال شده، آلیاژ از حالت فشاری خارج می‌گردد و باعث عدم کارایی مدل می‌گردد . همچنین زیاد شدن این کرنش از حد مجاز نتایج پیش بینی شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بدین ترتیب روش PAWN بعنوان یک روش کارآمد و آسان برای تحلیل حساسیت کلی مدل نسبت به ورودی‌ها معرفی می‌گردد. سپس مدل درنظر گرفته شده با روش معرفی شده، تحلیل می‌شود و اثر هر یک از ورودی‌ها بر خروجی مدل معرفی می‌گردد. در ادامه با توجه به اهمیت ولتاژ برداشت شده، تحلیل حساسیت و رتبه بندی پارامترها انجام می‌گردد. همچنین با استفاده از آزمون دو-نمونه‌ای کولموگروف–اسمیرنوف نشان داده شد که در طراحی برداشت‌کننده و بهینه‌سازی آن با توجه به کرنش می‌توان طول، ضخامت و عرض آلیاژ و با توجه به ولتاژ می توان ارتفاع تیر را در محدوه ماکزیمم و مینیمم بررسی شده و با معیار مورد نظر، ثابت درنظر گرفت.}, keywords_fa = {آلیاژ حافظه دار مغناطیسی , برداشت کننده انرژی , سازه کوپل با آلیاژ , تحلیل حساسیت کلی, شاخص حساسیت}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3431-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3431-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Shabanpour, Zeinab and Goudarzi, Koorosh}, title = {Identification of thermal properties of polymer insulations using inverse analysis; zirconia ceramic foam}, abstract ={In recent years, the use of insulation polymers in various fields has expanded. Therefore, Considering the importance and application of these polymers in various industries, their behavioral characteristics, including thermal properties evaluating their performance and the optimized and efficient use of them is necessary. The study also estimates that radiant and conductive properties of zirconia ceramic foam as an insulating polymer using inverse heat transfer method are discussed. Heat transfer method used in this paper is conjugate gradient method. The control volume numerical methods for solving the energy and radiation are used. The problem of inverse heat transfer is solved for estimation of radiation-conduction parameters by considering two modes, single sensors and two sensors and taking into account different initial guesses. For solving the inverse problem, the data used for direct solving are used and by entering some error, these data are used in the inverse solution. The results show that conjugate gradient algorithm for calculating the properties of radiative and conductive thermal insulation polymer gives acceptable results and also with the increasing number of sensors, parameters are estimated accurately using the conjugate gradient algorithm increases.}, Keywords = {Polymer insulations؛ Radiation؛ Inverse analysis؛ Conjugate gradient}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {327-334}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شناسایی خواص حرارتی عایقهای پلیمری با استفاده از آنالیز معکوس؛ فوم سرامیکی زیرکونیا}, abstract_fa ={در سال‌های اخیر استفاده از پلیمرهای عایق در زمینه‌های مختلف گسترش پیدا کرده است. لذا با توجه به اهمیت و کاربرد این نوع پلیمرها در صنایع گوناگون، بررسی خصوصیات رفتاری آنها از جمله خصوصیات حرارتی جهت استفاده بهینه و به‌صرفه از آنها ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش با در نظر گرفتن فوم سرامیکی زیرکونیا به صورت یک بعدی به تخمین خواص تابشی و هدایتی این نوع فوم به عنوان یک عایق پلیمری با استفاده از روش انتقال حرارت معکوس پرداخته شده است. روش انتقال حرارت بکار رفته در این پژوهش روش گرادیان مزدوج می‌باشد. همچنین از روش عددی حجم محدود برای حل معادلات انرژی و تابش بهره برده شده است. مسئله انتقال حرارت معکوس برای تخمین پارامترهای تابش- هدایت با در نظر گرفتن دو حالت، تک سنسور و دو سنسور و با در نظر گرفتن حدس‌های اولیه مختلف حل شده است. برای حل مسئله معکوس از داده‌های مربوط به حل مستقیم استفاده شده و با وارد کردن مقداری خطا، این داده‌ها در حل معکوس به‌کار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم گرادیان مزدوج برای محاسبه خواص تابشی و هدایتی پلیمرهای عایق حرارتی نتایج قابل قبولی ارائه می‌دهد و همچنین با افزایش تعداد سنسورها دقت پارامترهای تخمین زده شده با استفاده از الگوریتم گرادیان مزدوج افزایش می‌یابد.}, keywords_fa = {عایقهای پلیمری, تشعشع, آنالیز معکوس, گرادیان مزدوج}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9417-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9417-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {naghibi, seyyed reza and Pirmohamadi, Ali Akbar}, title = {Control of manipulator in task space using Modified Transpose Effective Jacobian and model based friction compensator}, abstract ={This paper considers the issue of precise control of robotic manipulators in the presence of dynamic uncertainties along with hard nonlinear perturbation such as friction using Modified Transpose Effective Jacobian and model based friction compensator. In order to model friction in robot joints, The LuGre friction model has been used and its unknown parameters have been identified by a bio-inspired optimization algorithm called Cuttlefish. By comparing Cuttlefish with other meta-heuristic algorithms such as Glowworm swarm optimization, its superiorities have been proved. After accurate identification of model parameters and determine frictions function, using Modified Transpose Effective Jacobian and model-based friction compensator, a two link planar manipulator has been controlled experimentally. Furthermore in order to compare the controller performance with other methods, the mentioned manipulator has been controlled using computed torque controller and transpose Jacobian besides Adaptive Neural Network Radial Based Function friction compensators. Experimental results offer the Modified Transpose effective Jacobian control method has privileges for better tracking control with more accuracy and better friction compensating as well as better robustness against dynamic uncertainties with lower computational efforts.}, Keywords = {MTJ controller؛ LuGre friction model؛ RBF adaptive neural network}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {335-344}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل بازوی رباتیک با استفاده از روش ترانهاده ژاکوبین بهبودیافته و جبران‌ساز اصطکاک}, abstract_fa ={در این مقاله مسئله کنترل دقیق بازوی رباتیکی با وجود نامعینی‌های دینامیکی و عوامل غیر‌خطی سخت مانند اصطکاک با استفاده از روش ترانهاده ژاکوبین بهبودیافته به همراه جبران‌ساز اصطکاک مدل‌مبنا انجام شده است. برای مدل‌سازی اصطکاک از مدل لاگر استفاده شده است و پارامترهای آن با استفاده از الگوریتم بهینه‌یابی فراابتکاری ماهی ده‌پا بدست آورده شده است. با مقایسه این الگوریتم با الگوریتم‌های فرا‌ابتکاری مشابه مانند توده کرم شب‌تاب، سرعت و دقت بالاتر این الگوریتم نشان داده می‌شود. پس از تعیین دقیق پارامترهای مدل و تعیین الگوی اصطکاک در محرکها، با استفاده از روش ترانهاده ژاکوبین بهبودیافته و جبران‌ساز اصطکاک مدل‌مبنا، پیاده‌سازی تجربی بر روی یک ربات دولینکی در فضای کارتزین ارائه می‌شود. همچنین به منظور مقایسه عملکرد این روش نسبت به دیگر روش‌های کنترل، ربات مورد نظر با استفاده از روش‌های کنترل مدل‌مبنا و ترانهاده ژاکوبین و همچنین جبران‌ساز اصطکاک با استفاده از شبکه‌عصبی تطبیقی توابع گاوسی شعاعی کنترل شده و عملکرد آنها با روش پیشنهادی مقایسه می‌شود. نتایج تجربی نشان می‌دهد که کنترل ربات با استفاده از روش پیشنهادی دارای سرعت بیشتر در رسیدن به جواب، دقت بهتر و حذف کامل‌تر اصطکاک و مقاومت بهتر در برابر نامعینی‌های دینامیکی است. همچنین دارای محاسبات به مراتب کمتر نسبت به الگوریتم‌های مدل‌مبنا است.}, keywords_fa = {کنترلر ترانهاده ژاکوبین, مدل اصطکاک لاگر, شبکه عصبی تطبیقی تابع شعاعی گاوسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8778-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8778-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Akbari-Azar, Samira and Baghani, Mostafa and Shahsavari, Hamid and Zakerzadeh, Mohammad Reza and Sohrabpour, Saee}, title = {Investigation on bending behavior of shape memory polymeric composite beam with a corrugated skin}, abstract ={In this paper, a sandwich beam of a SMP material which have a corrugated core is studied. The corrugated core is from a polymeric material. Structures with corrugated profiles show higher stiffness-to-mass ratio in the transverse to corrugation direction compared to flat structures. As a result, the beam with corrugation along the transverse direction is stiffer than the one with corrugation along the beam length. The flexural behavior of the composite corrugated beam is studied employing a developed constitutive model for SMP and the Euler-Bernoulli beam theory. The constitutive model utilized is in integral form and is discretized employing finite difference scheme. To verify the results of the Euler-Bernoulli beam theory and finite difference method, finite element models of different corrugated sections have been simulated in a 3D finite element program. The results demonstrate that the developed model for the composite beam presented in this study predicts the behavior of the beam successfully. The sandwich beam with different corrugated cores (triangular, sinusoidal and trapezoidal shapes) are compared with each other. Also, results show that the shape fixity is decreased a little, like any other reinforcing method. This decrease in shape fixity results in increase of load capacity in composite beams. The stress-free strain recovery and constrained stress-recovery cycles are both studied.}, Keywords = {Shape Memory Polymers (SMPs)؛ sandwich beam؛ Euler-Bernoulli beam theory؛ corrugated structures؛ finite difference method}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {345-354}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی رفتار خمشی تیر کامپوزیتی از جنس پلیمر حافظه دار با بدنه موج دار}, abstract_fa ={در این مقاله، رفتار خمشی یک تیر کامپوزیتی متشکل از یک بخش موج‌دارکه حفره‌های آن با ماده پلیمری حافظه‌دار پر شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. تیر موردنظر یک تیر ساندویچی ازجنس پلیمر حافظه‌دار است که بدنه‌ای موج‌دار از جنس پلیمری دارد. این تیر در سنسورها و فعال‌کننده‌ها کاربرد فراوانی دارد. از آنجایی که در پروفیل‌های موج‌دار نسبت استحکام به وزن در راستای عمود به موج بیشتر است، لذا تیرهایی که بخش موج‌دار در راستای عرضی تیر قرار دارد، نسبت به تیرهایی که بخش موج‌دار در راستای طولی است، مستحکم‌تر هستند. با استفاده از مدل ساختاری ارائه شده توسط چن ولاگوداس برای مواد پلیمری حافظه‌دار و همچنین باکمک تئوری تیر اویلر- برنولی، رفتار تیر کامپوزیتی بررسی شده است. به دلیل اینکه مدل ساختاری استفاده شده به فرم انتگرالی است، از روش تفاضلات محدود برای جداسازی معادلات استفاده شده است. با استفاده از یک نرم‌افزار المان محدود نیز نتایج تحلیل خمشی تیر بدست آمده است وبا نتایج روش تفاضلات محدود مقایسه گردیده است. نتایج نشانگر دقت بالای روش تفاضلات محدود در حل این مسئله است. نتایج تحلیل خمشی تیر با هسته موج‌دار دارای شکل‌های مثلثی، سینوسی و ذوزنقه‌ای بدست آورده و بایکدیگر مقایسه شده‌اند. نتایج نمایانگر آن است که توانایی حمل بار در تیر کامپوزیتی در مقایسه با تیر پلیمری خالص افزایش یافته است. توانایی تحمل بار بیشتر، با اندکی کاهش در تثبیت شکل تیر بدست می‌آید. در نهایت، شرایط مربوط به چرخه بازیابی تنش مقید نیز برروی تیر کامپوزیتی اعمال و نتایج مربوط به این چرخه نیز بدست آمده‌اند.}, keywords_fa = {پلیمرهای حافظه‌دار, تیر ساندویچی, تئوری تیر اویلر- برنولی, سازه موج‌دار, روش تفاضلات محدود}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6995-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6995-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {khalili, khalili and EzatianSarabi, Ate}, title = {Empirical assessment of the individual and physiological factors affecting the thermal response of human hands under intense cold stimulation}, abstract ={The present study investigates the thermal response of individuals whose forearms were subjected to severe cold stimulation and how it is influenced by the personal and physiological characteristics. So, the hands’ transient thermal responses of 89 individuals (male) was observed by thermography imaging technique. Then, statistical analysis was employed to establish an experimental relationships to estimate the thermal response time of the subjects with different individual and physiological conditions. The results showed that among the 9 individual and physiological parameters (age, vascular fat, muscle percentage, fat percentage, body mass index, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, heart rate and fasting time), only four independent parameters including internal fat, body mass index, systolic blood pressure and fasting time are significant related to the response time. Also, using multivariate linear regression, a relationship was developed to estimate the thermal response time of the subjects against cold stimulation. This relationship indicates that the response time of the obese can be up to 20% higher than that of the lean subjects. In addition, the results shows that for each one hour after the last meal, the thermal response of the body is slower about 1%.}, Keywords = {Skin thermal response؛ Cold stimulation؛ Infrared thermography}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {355-360}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی تجربی عوامل فردی و فیزیولوژیکی مؤثر بر پاسخ حرارتی دست انسان تحت تحریک سرمایی شدید}, abstract_fa ={تحقیق حاضر باهدف بررسی تأثیر هم‌زمان مشخصه‌های فردی و فیزیولوژیکی افراد بر پاسخ حرارتی ناحیه دست تحت اعمال یک تحریک سرمایی شدید صورت پذیرفته است. بر این اساس، پاسخ حرارتی گذرای دستان 89 نفر از دانشجویان پسر با استفاده از تکنیک تصویربرداری ترموگرافی مورد ارزیابی قرارگرفته است. سپس، با به‌کارگیری روش-های تحلیل آماری روابطی تجربی برای تخمین زمان پاسخ حرارتی افراد دارای شرایط فردی و فیزیولوژیکی مختلف توسعه‌یافته است. نتایج نشان داد که از میان 9 پارامتر فردی و فیزیولوژیکی موردبررسی (سن، چربی داخلی، درصد ماهیچه، درصد چربی، شاخص توده بدنی، فشارخون سیستولیک، فشارخون دیاستولیک، ضربان قلب و زمان گرسنگی)، زمان پاسخ حرارتی افراد تنها با چهار پارامتر مستقل چربی داخلی، شاخص توده بدنی، فشارخون سیستولیک و زمان گرسنگی رابطه معنی‌داری برقرار می‌کند. همچنین در تحقیق حاضر، با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره، رابطه‌ای برای تخمین زمان پاسخ حرارتی افراد در برابر تحریکات سرمایی توسعه داده‌شده است. این رابطه نشان می‌دهد که زمان پاسخ حرارتی افراد چاق می‌تواند تا حدود 20 درصد نسبت به افراد لاغر بیشتر باشد. علاوه بر این، نتایج حاکی از آن است که به ازای سپری شدن هر یک ساعت از زمان صرف آخرین وعده غذایی، پاسخ حرارتی بدن افراد حدود 1 درصد کندتر می‌شود.}, keywords_fa = {پاسخ حرارتی پوست, تحریک سرمایی, ترموگرافی مادون‌قرمز}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5581-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5581-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Asaeian, Arman and Jafari-Talookolaei, Ramazan-Ali and abedi, maryam and Attar, Mostaf}, title = {Dynamic investigation of wave energy absorber plate located on the bottom of a channel}, abstract ={How to provide sustainable and clean sources of energy is probably the most vital question of our world today. The population growth and technology development are leading to an increase in the world energy demand and fast depletion of fuel resources. Our environment is facing critical challenges and there are serious uncertainties with the future availability of fossil fuel. The only possible remedy is to increase the share of clean and renewable energies in total energy use and to make our technology more energy efficient. Marine and offshore renewable energies are from the cleanest types that are available from the boundless energy of fluid flow in the oceans, seas, rivers and channels. In the present study, the wave energy absorption in a channel has been studied. A plate with infinite length and finite width and thickness that is placed at the bottom of a channel has been investigated to absorb the energy of gravity waves. The plate is on a viscoelastic foundation which displays linear behavior. The coupled equations of fluid and plate have been investigated to calculate the vibration characteristics of fluid surface and plate. Subsequently, a proper analysis has been done for the plate's ability to absorb wave energy.}, Keywords = {Renewable Energy؛ Surface Gravity Wave؛ Rectangular Plates؛ Water Channel؛ Fluid Structure Interaction}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {361-369}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی دینامیکی صفحه جاذب انرژی امواج قرارگرفته در بستر کانال}, abstract_fa ={امروزه تامین انرژی مورد نیاز بشر به معضلی حیاتی برای بشر تبدیل شده است. همچنین با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و پیشرفت صنعت در سراسر جهان، بشر به زودی با خطر آلودگی محیط زیست و اتمام منابع انرژی تجدیدناپذیر مواجه خواهد شد. راه حل مشکلات مربوطه این است که سهم منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر در مصرف انرژی بشر را افزایش داده تا به این وسیله سهم منابع انرژی‌ فسیلی در مصرف انرژی بشر کاهش یابد. یکی از پاک‌ترین انواع انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی نامحدود و گسترده در جریان سیال در محیط‌هایی از قبیل اقیانوس‌ها، دریاها، رودخانه‌ها و کانال‌ها می‌باشد. در کار حاضر مطالعاتی بر روی جذب انرژی حاصل از جریان سیال به صورت موج به وسیله یک صفحه انعطاف‌پذیر در یک کانال انجام شده است. یک صفحه طویل با عرض و ضخامت محدود قرار گرفته در کف یک کانال جهت جذب انرژی امواج گرانشی سیال مورد بررسی قرار گرفته است. صفحه مذکور بر روی بستر ویسکوالاستیک قرار دارد که رفتاری خطی از خود نشان می‌دهند. معادلات وابسته سیال و صفحه مورد تحلیل قرار گرفته و مشخصات ارتعاشی سطح سیال و صفحه محاسبه شده است. همچنین در انتها تجزیه و تحلیل مناسبی برای جذب انرژی امواج توسط صفحه انجام شده است.}, keywords_fa = {انرژی تجدیدپذیر, امواج سطحی آب, صفحات مستطیلی, کانال آبی, اندرکنش سیال و سازه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1239-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1239-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {SaffarNajib, Habib and Hassani, Behrooz and Yaghoobi, Nim}, title = {Structural topology optimization considering clustered stress constraints}, abstract ={This paper presents an improved approach for handling stress constraints in minimum weight topological design. The Finite Element Method (FEM) and the material model of Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) is used to formulate the topology optimization problem. To evaluate the stress values in elements, the von Mises stresses are calculated at the so called super-convergent Gauss quadrature points. To reduce the time and computational cost, a clustering approach is here adopted and the P-norm integrated stress constraints are used. Doing this, a large number of local constraints are replaced with a few global ones and consequently the stress constraint sensitivities are calculated by using the adjoint method. The employed formulation as well as a complete explanation of the sensitivity analysis is provided. Due to the complexity of the topology optimization problem in the presence of stress constraints, the Method of Moving Asymptotes (MMA) is here employed. To demonstrate the performance and capability of the procedure, a couple of plane stress elasticity problems are taken into consideration. The resulted layouts indicate the superiority of the approach in generating acceptable and practical topological designs.}, Keywords = {Structural Topology Optimization؛ Stress Constraint؛ Clustering؛ Stress Penalization؛ SIMP؛ MMA}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {370-378}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهینه‌سازی توپولوژی سازه با در نظر گرفتن قیود تنش خوشه‌بندی شده}, abstract_fa ={در این مقاله روشی برای بهبود اعمال قید تنش در طراحی توپولوژی سازه‌ با جرم کمینه ارائه شده ‌است. برای فرمول‌بندی مسئله بهینه‌سازی توپولوژی از روش اجزای محدود و برای مدل‌سازی مصالح از تابع چگالی مصنوعی استفاده شده‌ است. برای محاسبه میزان تنش در اجزا از تنش فون‌میزز در نقاط انتگرال‌گیری گوس موسوم به نقاط فوق‌همگرا استفاده شده است. به منظور کاهش زمان و هزینه محاسبات از فن خوشه‌بندی قیود تنش مجتمع شده با روش P-norm برای کاستن از تعداد قیود مسئله بهینه‌سازی، که متناسب با تعداد المان‌های به کار رفته در مدل محاسباتی مسئله است، استفاده شده است. به این منظور تعداد زیادی از قیدهای تنش محلی با تعداد محدودی قید تنش سراسری جایگزین می‌شود. توصیف کاملی از فرمول‌بندی و تحلیل حساسیت قید تنش که با استفاده از روش الحاقی صورت پذیرفته، ارائه شده است. به علت پیچیدگی بهینه‌سازی توپولوژی با استفاده از قیدهای تنش، روش مجانب‌های متحرک برای حل مسئله بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گرفته است. برای بررسی کارایی روش چند مثال تنش صفحه‌ای ارائه و با سایر پژوهش‌ها ارزیابی شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از مزیت روش محاسباتی ارائه شده در تولید توپولوژی‌های قابل قبول و کاربردی است.}, keywords_fa = {بهینه سازی توپولوژی سازه, قید تنش, خوشه‌بندی, جریمه تنش, SIMP, MMA}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2018-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2018-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {esmaeili, hamed and adibi, hamed and rezaei, seyed mehdi}, title = {Experimental study on grinding forces and specific energy in three different environments of grinding carbon fiber reinforced silicon carbide composite}, abstract ={Ceramic matrix composites (CMCs) are a new class of high technology materials which can be utilized as a replacement for metallic super-alloys. CMCs have a vast array of applications in modern industries due to their upstanding properties, including low density, relatively high hardness and fracture toughness, and high corrosion and wear resistance. Extremely high hardness and inhomogeneous structure of CMCs cause unstable process and high grinding forces and temperature. This research was conducted in order to overcome the grinding challenges of these composites by recognizing and analyzing the effects of main process parameters comprising cutting speed, feed speed, and depth of cut on the grinding forces, specific energy, and grinding force ratio in three different environments including dry, wet and MQL grinding. To evaluate the significance of input parameters and their influence on the responses and also to derive predicting equations, Analysis of Variance (ANOVA) was employed. It was concluded that MQL technique is the most efficient cooling-lubrication method where implementation of this process reduces the tangential grinding force by 38.88% and normal grinding force by 31.16%, relative to dry grinding; however, the amount of force reduction in wet grinding is 34.22% for tangential grinding force and 24.81% for normal grinding force, relative to dry grinding. In addition, increase of cutting speed leads to reduced grinding forces and force ratio and higher amounts of specific energy, and also increase of feed speed and depth of cut cause higher grinding forces and force ratio and lower amounts of specific energy.}, Keywords = {Ceramic matrix composite؛ grinding forces؛ minimum quantity lubrication؛ fluid grinding؛ dry grinding}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {379-387}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه تجربی نیروها و انرژی مخصوص در سنگ‌زنی کامپوزیت سیلیکون کارباید تقویت‌شده با فیبر کربن با روش های مختلف روانکاری}, abstract_fa ={کامپوزیت‌های پایه سرامیکی دسته جدیدی از مواد با تکنولوژی پیشرفته هستند که می‌توانند جایگزین مناسبی برای سوپر آلیاژهای فلزی باشند. این کامپوزیت‌ها به دلیل خصوصیات برجسته شامل وزن خیلی پایین، سختی و چقرمگی نسبتا بالا و مقاومت به خوردگی و سایش زیاد کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مدرن پیدا کرده‌اند. به دلیل سختی بالا و ساختار ناهمگون، فرآیند سنگ‌زنی این کامپوزیت‌ها ناپایدار و همراه با نیروها و دماهای بالا در حین فرآیند ماشینکاری است. هدف این پژوهش غلبه بر مشکل سنگ‌زنی این کامپوزیت‌ها با تحلیل و شناخت تاثیر پارامترهای عمده سنگ‌زنی شامل سرعت برش، سرعت پیشروی و عمق بار بر نیروها، انرژی مخصوص و نسبت نیروی سنگ‌زنی در سه محیط مختلف شامل سنگ‌زنی خشک، سنگ‌زنی با سیال برشی و روش روانکاری کمینه می‌باشد. برای ارزیابی معنی‌دار بودن تاثیر پارامترهای ورودی بر پاسخ‌ها و همچنین به دست‌آوردن معادلات پیش‌بینی از آنالیز واریانس استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش روانکاری کمینه موثرترین روش روانکاری و خنک‌کاری می‌باشد بطوریکه موجب کاهش نیروهای مماسی سنگ‌زنی به میزان 38.88% و نیروهای عمودی به مقدار 31.16% نسبت به سنگ زنی خشک می گردد، در حالیکه مقادیر کاهش نیروها در سنگ زنی با سیال برشی برابر 34.22% برای نیروهای مماسی و 24.81% برای نیروهای عمودی نسبت به سنگ زنی خشک است. همچنین ملاحظه گردید که افزایش سرعت برش باعث کاهش نیروها و نسبت نیروی سنگ‌زنی و افزایش انرژی مخصوص می‌گردد در حالیکه افزایش سرعت پیشروی و عمق بار باعث افزایش نیروها و نسبت نیروی سنگ‌زنی و کاهش انرژی مخصوص می‌شود.}, keywords_fa = {کامپوزیت پایه سرامیکی , نیروی سنگ زنی, روانکاری کمینه, سنگ زنی با سیال برش, سنگ زنی خشک}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2007-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2007-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Khoshroo, Morteza and Eftekhari, Mojtaba and Eftekhari, Mahdi}, title = {Reinforcement learning control of four degree of freedom inverted pendulum}, abstract ={In this paper, a robust linear quadratic regulator (LQR) based Reinforcement learning method is designed for a four degree of freedom inverted pendulum. The considered system contains a four degree of freedom inverted pendulum with a concentrated mass at the tip of it. The bottom of inverted pendulum is moved in x-y plane in x and y directions. For tracking control of two angles of inverted pendulum, two plane forces are applied in x and y directions at the bottom of pendulum. The governing equations of the system are derived using the Lagrange method and then a robust linear quadratic regulator (LQR) based Reinforcement learning controller is designed. The inverted pendulum is learned for a range of different angles, different lengths and different masses. The parametric uncertainties are defined as various lengths and masses of inverted pendulum and the disturbances are defined as impact and continuous forces which are applied on the inverted pendulum. After learning, the controller can learn online the system for any arbitrary angle, length, mass or disturbance which are not learned in the defined range. Numerical results show that the good performance of the reinforcement learning controller for the inverted pendulum in the presence of structural and parametric uncertainties, impact and continuous disturbances and sensor noises.}, Keywords = {Reinforcement learning؛ LQR controller؛ Four degree of freedom inverted pendulum}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {388-396}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل به روش یادگیری تقویتی پاندول معکوس چهار درجه آزادی}, abstract_fa ={در این مقاله کنترلر خطی درجه دوم (LQR) مقاوم با استفاده از روش یادگیری تقویتی برای پاندول معکوس چهار درجه آزادی طراحی شده است. سیستم ارائه شده متشکل از یک پاندول معکوس چهار درجه آزادی و یک جرم متمرکز در انتهای آن می باشد. ابتدای پاندول در صفحه x-y توانایی حرکت در جهت های x و y را دارد. برای کنترل دو زاویه پاندول معکوس، دو نیروی صفحه ای در جهت های x و y به پایین پاندول وارد می شود. معادلات مدل حاکم بر سیستم با استفاده از روش لاگرانژ استخراج شده اند و سپس یک کنترلر LQR مقاوم بر اساس روش یادگیری تقویتی برای این مسئله طراحی شده است. پاندول برای بازه ای از زاویه ها مختلف ، طول ها و جرم های مختلف آموزش داده شده است. نامعینی های پارامتری به صورت طول و جرم های مختلف پاندول معکوس و اغتشاشات به صورت نیرو های ضربه ای و متغیر با زمان اعمال شده به پاندول تعریف شده است. پس از یادگیری کنترلر، کنترلر یادگیر می تواند به صورت آنلاین برای بازه ای متفاوت از طول و جرم که قبلا آموزش نیافته و در برابر اغتشاشات پیوسته و ضربه ای که به سیستم اعمال می شود سیستم را کنترل کند. نتایج عددی نشان دهنده عملکرد خوب کنترلر یادگیر در حضور نامعینی های ساختاری و پارامتری، اغتشاشات ضربه ای و پیوسته و نویز سنسورها می باشد.}, keywords_fa = {یادگیری تقویتی , کنترلر LQR , پاندول معکوس چهار درجه آزادی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-577-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-577-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {mohammadmirzaei, mahdi and Kokabi, Amirhossei}, title = {Production of alloying Bonded Flux and study of Weld Metal properties}, abstract ={In submerged-arc welding, flux is produced through bonding so that alloying element can be added to Weld Metal. In this method, mineral ingredients and alloying elements are milled and mixed with glue in appropriate proportions. Once the drying of the pellets is complete in air, they are baked at 350 degree centigrade and broken up by using a sieve to attain the desired particle size (0.3-1 mm). The various content of Cr, Mo and Cr-Mo was added to bonded flux. Addition of alloying elements was done through flux and slag-weld metal reactions. Mechanical properties were studied by means of Longitudinal Tensile, Hardness and Charpy V-notch tests. Microstructure was studied by means of Optical and Scanning Electron Microscope. The addition of 0.4 wt. % Mo increased the volume fraction of Acicular Ferrite (AF) to 87%. The Ultimate Tensile Strength (UTS) increased by 20% and Impact Toughness (IT) decreased by 25%. Cr affected AF content less than Mo. The addition of 0.4 wt. % Cr increased the volume fraction of AF to 57%. The UTS almost did not change and IT decreased by 35%. Further increase in Cr content led to increase of Ferrite with Second Alloyed phase that strongly impaired IT (60%). The highest proportion of AF (95%) obtained in 0.28 wt. %Cr and 0.35 wt. % Mo. In this specimen UTS increased by 20% (100 Mpa) and Impact Toughness was decreased by 15% (20 j).}, Keywords = {Submerged Arc Welding؛ Bonded Flux؛ Acicular Ferrite؛ Alloying elements؛ Inclusion}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {397-405}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ساخت پودر جوش آلیاژی به روش چسباندن و بررسی خواص فلز جوش آن}, abstract_fa ={در جوشکاری زیرپودری، برای افزودن عناصر آلیاژی، پودر جوش باید به روش چسباندن تهیه شود. در این روش ترکیبات معدنی و عناصر آلیاژی آسیاب شده و با نسبت‌های معین با چسب مخلوط می‌شود. پس از خشک شدن در هوا به‌صورت کلوخه‌ای، در دمای حدود 350 درجه‌ی سانتی‌گراد پخت صورت می‌گیرد و با استفاده از سرند به دانه‌بندی 0.3 تا 1 میلی‌متر می‌رسد. مقادیر مختلف کروم، مولیبدن و کروم-مولیبدن به پودر جوش اضافه شد. در این حالت عناصر آلیاژی از طریق واکنش‌های بین فلز جوش-سرباره وارد فلز جوش شد. برای بررسی خواص مکانیکی آزمون‌های کشش طولی، سختی سنجی و انرژی ضربه شارپی از فلز جوش گرفته شد. ریزساختار به کمک میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی شد. افزودن 0.4 درصد وزنی مولیبدن به فلز جوش باعث افزایش فریت سوزنی تا 87 درصد شد. استحکام 20 درصد افزایش و انرژی ضربه 25 درصد کاهش یافت. تاثیر کروم بر افزایش فریت سوزنی در فلز جوش کمتر از مولیبدن بود. با افزودن 0.4 درصد وزنی کروم به فلز جوش 57 درصد فریت سوزنی تشکیل شد، استحکام تقریبا ثابت ماند ولی انرژی ضربه 35 درصد کاهش یافت. در ادامه با افزایش بیشتر کروم به دلیل افزایش فریت با فاز ثانویه انرژی ضربه به شدت (60 درصد) کاهش یافت. بیش-ترین مقدار فریت سوزنی (95 درصد) با افزودن 0.28 درصد وزنی کروم و 0.35 درصد وزنی مولیبدن به فلز جوش به دست آمد. در این حالت استحکام فلز جوش 20 درصد (100 مگاپاسکال) افزایش و انرژی ضربه 15 درصد (20 ژول) کاهش یافت.}, keywords_fa = {جوشکاری زیرپودری, چسباندن پودر جوش, فریت سوزنی, عناصر آلیاژی, آخال}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2168-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2168-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {nabipour, mostafa and salehineyshabouri, ali akbar and SadeghiDodaran, Reza and zarrati, Amir reza and Mohajeri, Hossein and Zabetian, Mohamm}, title = {Experimental study of side looking ADV probe accuracy in a turbulent flow field}, abstract ={One of the practical and useful techniques for the flow field measurement in open channels is Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). Presence of ADV probe and its holding system against flow disturb natural flow pattern which can change turbulent flow structure. Thus, the error of the Acoustic Doppler Velocimeter is consist of its intrinsic error and the presence of ADV against flow. To have better understating about this effect, in this paper, flow field in an open-channel is measured using Particle Image Velocimetry (PIV) technique and side-looking ADV probe. The results show that sreamwise velocity obtained from both methods are in good agreement and on average, there is 5 percent difference, while vertical and lateral components of velocity are considerably different. Also, comparison of sreamwise and lateral turbulence intensities and the Reynolds shear stress shows lower differences for measured points near the water surface and the differences increase approaching to the bed.}, Keywords = {Side looking Acoustic Doppler Velocimeter؛ Particle Image Velocimetry؛ Flow pattern؛ Turbulence parameters}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {406-412}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی آزمایشگاهی دقت سرعت‌سنج صوتی جانب‌نگر در میدان جریان آشفته}, abstract_fa ={از جمله روش‌های پرکاربرد اندازه‌گیری میدان جریان در کانال‌های باز استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی داپلر می‌باشد. حضور شاخک‌ها و بدنه دستگاه سرعت سنج صوتی در داخل جریان موجب تغییر الگو و ساختار آشفتگی جریان می‌شود. بنابراین خطای دستگاه سرعت سنج صوتی داپلر ناشی از دو عامل خطای ذاتی دستگاه و حضور بدنه و شاخک‌های دستگاه در داخل جریان می‌باشد. برای فهم بهتر این موضوع، در این مقاله میدان جریان با استفاده از ابزار سرعت‌سنجی تصویری ذرات و دستگاه سرعت‌سنج صوتی جانب‌نگر اندازه‌گیری شد. نتایج حاصله نشان داد که در اندازه‌گیری سرعت طولی، نتایج هر دو ابزار به یکدیگر نزدیک بوده و به‌طور متوسط 5 درصد اختلاف دارند، در حالی که سرعت‌های قائم و عرضی دارای تفاوت قابل توجهی با یکدیگر می‌باشند. همچنین مقایسه مقادیر شدت آشفتگی طولی و عرضی و تنش برشی رینولدز نشان می‌دهد که اختلاف مقادیر در نزدیکی سطح آب کمتر و با نزدیک‌شدن به بستر افزایش می‌یابد.}, keywords_fa = {سرعت‌سنج صوتی جانب‌نگر, سرعت‌سنج تصویری ذرات, الگوی جریان, پارامترهای آشفتگی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7143-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7143-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {rohani, saeid and Mohammadi, Arash and Ziabasharhagh, Masou}, title = {Analysis of block and cylinder head separate cooling system}, abstract ={Reduction in warm up time of engine reduces fuel consumption and emissions. The hot spots of IC engine are near the exhaust valves and between the cylinders space which need the maximum value of cooling. Coolant at inlet of the block, having a temperature lower than the cylinder head. As a result, the block cooling is more than necessary value to ensure that maximum temperature in the cylinder head is lower that critical value. Reduction in coolant flow rate is associated with block temperature rise, reduction of brake specific fuel consumption and HC and CO emissions. On the other hand, increasing the cylinder head temperature causes problems such as an increase in the production of NOx. One method to solve this problem, is separate cooling of block and cylinder head. In this method, the coolant at the outlet the pump, is divided into two separate paths one for the block and one for cylinder head, and thus, the flow rate which required for cooling each part must be set separately. In this study, to calculate the warm up time, the cooling circuit of national engine has been modeled. To validate, the numerical results of pressure loss of coolant in the engine water jacket, radiator flow rate and warm up time have been compared with the results of the cooling test. At last, the influence of separation of block and cylinder head cooling circuit of engine on warm up time has been studied. Results show 15 percent reduction in warm-up time.}, Keywords = {Split؛ cooling,warm-up time}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {413-422}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل سیستم خنک کاری جداگانه بلوک و سرسیلندر}, abstract_fa ={کاهش مدت زمان گرم شدن موتور احتراق داخلی، باعث کاهش مصرف سوخت و آلایندگی می‌شود. داغ ترین نقاط موتور نزدیکی سوپاپ دود و بین سیلندرها قرار دارد. در حالی که ورودی مایع خنک کننده از طریق بلوک می باشد که در دمای پایین تری نسبت به سرسیلندر قرار دارد. در نتیجه خنک‌کاری بلوک بیش از مقدار لازم صورت می گیرد تا از دمای بیشینه در سرسیلندر اطمینان داشته باشیم. از سوی دیگر، کاهش دبی سیال خنک کنند، سبب افزایش دمای بلوک، کاهش میزان مصرف سوخت ویژه ترمزی و کاهش آلاینده‌های HC و CO شده و نیز از طرفی باعث افزایش دمای سرسیلندر شده که سبب ایجاد مشکلاتی از قبیل افزایش میزان تولید NOX می گردد. یک روش برای حل این مشکل، خنک‌کاری جداگانه‌ی بلوک و سرسیلندر میباشد. در این روش مایع خنک‌کننده پس از خروج از پمپ به دو مسیر مجزا برای بلوک و سرسیلندر تقسیم می شود. به این ترتیب می توان دبی سیال مورد نیاز برای خنک‌کاری هر کدام را بطور جداگانه تعیین کرد. در این تحقیق به منظور محاسبه‌ی مدت زمان گرم شدن موتور، مدار خنک‌کاری موتور ملی در خودرو سمند مدلسازی شده است. برای اعتبار سنجی، نتایج عددی افت ‌فشار در راهگاه آب موتور، دبی رادیاتور و مدت زمان گرم شدن موتور با نتایج حاصل از تست خنک‌کاری مقایسه شده‌ و در انتها اثر جداسازی مدار خنک‌کاری بلوک و سرسیلندر موتور ملی بر مدت زمان گرم شدن موتور مورد مطالعه قرارگرفته‌ است. نتایج، کاهش مدت زمان گرم شدن به میزان 15 درصد را نشان می دهد.}, keywords_fa = {خنک کاری, جداگانه, زمان گرم شدن}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3599-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3599-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {HASHEMIKHOSROWSHAHI, JAVAD and Sadeghi, Mohammad Hossein and rasti, amir and SABBAGHIFARSHI, SINA}, title = {Finite element modelling of rotary friction welding of dissimilar pipes}, abstract ={In this paper, finite element modeling of friction welding of two ASTM A106-B and AISI 4140 dissimilar pipes is investigated. The effect of the friction welding parameters including rotation speed, friction pressure, friction time, forging pressure and forging time on the axial shortening are investigated using a fractional factorial design method. Because of the extreme material deformation, an innovative remeshing technique was scripted in Abaqus CAE to prevent the creation of distorted elements. 27 models were solved and 3 validation experimental tests were carried out. Results showed that increasing the all parameters cause larger axial shortening. Friction pressure with 33.9% had the most effect on the axial shortening. Moreover, an increase in forging pressure and forging time has a limited effect on the axial shortening. After about 2 seconds from the beginning of the welding, the temperature of the interface becomes steady at about 1250°C. The validation tests revealed that the simulation error was about 5.6% which shows a good agreement between the finite element results and the experimental data.}, Keywords = {Finite Element Modeling؛ Rotary Friction Welding؛ Remeshing method}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {423-432}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی المان محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی دورانی لوله‌های غیرهم‌جنس}, abstract_fa ={در این پژوهش، شبیه‌سازی المان محدود فرایند جوشکاری اصطکاکی دورانی دو لوله غیر هم‌جنس ASTM A106-B و AISI 4140 ارائه شد. با استفاده از طرح آزمایش کسری، تأثیر پارامترهای اصلی جوشکاری شامل سرعت دورانی، فشار اصطکاکی، زمان اصطکاکی، فشار آهنگری و زمان آهنگری بر میزان کوتاه‌شدگی نمونه‌های بعد از جوشکاری مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به وجود تغییرشکل شدید در این فرایند و جلوگیری از ایجاد المان‌های اعوجاج یافته از تکنیک مش‌ریزی مجدد ابتکاری و اسکریپت‌نویسی در نرم‌افزار آباکوس استفاده گردید. در مجموع 27 مدل‌سازی المان محدود و 3 آزمون تجربی جهت اعتبارسنجی انجام گرفت. نتایج نشان داد که افزایش تمامی پارامترهای فرایند، کوتاه‌شدگی بیشتر اتصال را در پی دارد. پارامتر فشار اصطکاکی نیز با 33.9% بیش‌ترین تأثیر را بر میزان کوتاه‌شدگی نمونه‌ها دارا بود. علاوه بر این، افزایش فشار و زمان آهنگری تا مقدار محدودی کوتاه‌شدگی قطعات را افزایش داده و پس از آن بی‌تأثیر بودند. از سوی دیگر، میزان دمای تعادلی در سطح اتصال در حدود 1250 درجه سانتی‌گراد بود که بعد از حدود 2 ثانیه از شروع فرایند ایجاد می‌شد. نتایج آزمون‌های اعتبارسنجی نیز بیانگر وجود خطای شبیه‌سازی در حدود 5.6% بود که نشان از مطابقت بالای مدل المان محدود با شرایط تجربی فرایند دارد.}, keywords_fa = {شبیه‌سازی المان محدود, جوشکاری اصطکاکی دورانی, روش مش‌ریزی مجدد}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6330-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6330-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Aghazadehdokandari, damoon and Naseri, Ali and Bidi, Mokhtar and haghighikhoshkhoo, rami}, title = {First and second laws of thermodynamics analysis of transcritical N2O refrigeration cycle with an ejector}, abstract ={An ejector-expansion refrigeration cycle employing N2O is studied in this paper and thermodynamic and exergy analysis is carried out to find out the effect of some key factor within the system. The results show that Ejector-Expansion Refrigeration Cycle (EERC) obviously has the highest maximum coefficient of performance and exergy efficiency by about 12% and 14% more than Internal Heat Exchanger Cycle (IHEC); meanwhile these are about 15% and 16.5% higher than Vapor-Compression Refrigeration Cycle (VCRC) ones, respectively. Moreover, the total exergy destruction in N2O ejector-expansion cycle is 63.3% and 54% less than IHEC and VCRC and the exergy destructed in expansion process within EERC is 19.39% and 40.497% of total destruction less than IHEC and VCRC. Furthermore, the highest COP for vapor-compression refrigeration, internal heat exchanger and ejector-expansion refrigeration cycles is corresponding to the high side pressure of 7.328 Mpa, while this value for CO2 refrigeration cycle is about 8.5 Mpa.}, Keywords = {refrigeration cycle؛ ejector؛ N2O؛ COP؛ exergy efficiency}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {433-440}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی قانون اول و دوم ترمودینامیک سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی با بکارگیری مبرد فوق بحرانی N2O}, abstract_fa ={در این مطالعه با آنالیز قانون اول و دوم ترمودینامیک سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی (EERC) با بکارگیری مبرد N2O تاثیر برخی پارامترهای کلیدی بر عملکرد سیکل بررسی شد. نتایج شبیه سازی سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی با مبرد N2O نشان داد که نسبت مکش اجکتور به عنوان یک پارامتر تاثیرگذار بر عملکرد سیکل، نسبت مستقیم با فشار مبرد در خروج از کمپرسور خواهد داشت اما کیفیت مبرد خروجی از اجکتور نسبت عکس با فشار مبرد خروجی از کمپرسور دارد. مشاهده شد که با افزایش فشار مبرد در خروج از کمپرسور و در نتیجه افزایش نسبت مکش اجکتور، ضریب عملکرد سیکل افزایش یافته و بعد از رسیدن به بیشینه مقدار با کاهش همراه است. همچنین ضریب عملکرد سیکل با افزایش دمای اواپراتور افزایش می‌یابد. مشخص گردید که ضریب عملکرد سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی 12 درصد بیشتر از سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی و 14 درصد بیشتر از سیکل تبرید تراکمی بخار است همچنین بازده اگزرژی آن به ترتیب 15 و 16.5 درصد بالاتر از سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی و سیکل تبرید تراکمی بخار است. همچنین تلفات اگزرژی سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی به ترتیب 54 و 63.3 کمتر از دو سیکل تبرید تراکمی بخار و سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی خواهد. در ادامه تاثیر نوع مبرد بر عملکرد سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی مقایسه گردید، مشخص گردید که با مبرد N2O سیکل مذکور عملکرد بهتری خواهد داشت بطوری که بیشترین ضریب عملکرد با انتخاب مبرد N2O و به میزان 5.012 خواهد بود که در فشار بالای برابر با MPa 7.328 سیکل حاصل می‌گردد.}, keywords_fa = {سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی, N2O, ضریب عملکرد, بازده اگزرژی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8487-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8487-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Yousefi, Hamid and Khavasi, Ehsan and teymouri, Saba and Nazmi, Parsa and Mashhadi, Zahr}, title = {The Eulerian-Lagrangian and Eulerian-Eulerian methods combination for numerical modeling of the particle laden density current}, abstract ={Density currents flow due to the density difference between the current and surrounding environment. An important category of density currents is called turbidity currents, which density difference created as a result of suspended solid particle presence in fluid. In the present study, it is tried to use both Eulerian-Eulerian and Eulerian-Lagrangian methods, to take advantage of each one. In this way, the larger particle that have a more effective role in sedimentation mechanism due to the more falling velocity are calculated as Lagrangian and smaller particles by the Eulerian method. In order to obtain a criterion for particle assortment, seven currents with different particle sizes in the Eulerian-Eulerian model have been numerically simulated in a simple channel and it is compared with no particle case, and also the Eulerian-Eulerian method has been verified with experimental results and identified when the particle sizes is less than 12 micron, the sedimentation process is not appreciable, and the presence effect of these kind of particle can be ignored. Therefore, the Eulerian-Eulerian method is a suitable method for this case. The Eulerian-Lagrangian method validation has been performed with experimental results. Finally, the current inside the channel with a spectrum of particle dimensions is simulated and described the results by the proposed method (the combination of two methods). To perform numerical simulations, the development of open-source OpenFOAM codes has been used to take into account the effect of particle. Due to the current’s turbulence, a Large Eddy Simulation method has been used for turbulent modeling.}, Keywords = {Continuous gravity current؛ Eulerian-Eulerian method؛ Eulerian-Lagrangian method؛ Large Eddy Simulation؛ particles}, volume = {18}, Number = {1}, pages = {441-451}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ترکیب روش اویلری-لاگرانژی و اویلری-اویلری برای مدلسازی عددی جریان چگال حاوی ذره}, abstract_fa ={جریان‌های چگال، به دلیل تفاوت چگالی بین جریان و محیط اطراف، جریان می‌یابند. دسته مهمی از سیال‌های چگال، جریان‌های گل‌آلود نامیده می‌شوند که اختلاف چگالی، به‌خاطر حضور ذرات جامد معلق در سیال ایجاد می‌شود. در کار حاضر، تلاش گردید تا با کنار هم گذاردن دو روش اویلری و لاگرانژی، از مزیت هر یک استفاده نمود، به این صورت که ذرات بزرگ‌تر که به ‌علت سرعت سقوط بیشتر، نقش موثرتری را در مکانیزم رسوب دارند، به صورت لاگرانژی و ذرات کوچک‌تر با روش اویلری محاسبه می‌شوند. برای بدست‌آمدن معیاری برای این دسته‌بندی ذرات، داخل یک کانال ساده، هفت جریان با ابعاد ذرات متفاوت به صورت اویلری-اویلری، شبیه‌سازی عددی گردید و با حالت بدون ذره مقایسه شد و هم‌چنین روش اویلری-اویلری با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی شده است و مشخص گردید زمانی که ابعاد ذرات کوچک‌تر از 12 میکرون باشد، فرآیند رسوب‌گذاری، محسوس نمی‌باشد و می‌توان از اثر حضور این نوع از ذرات چشم پوشی نمود؛ بنابراین روش اویلری-اویلری برای ذرات کمتر از 12 میکرون روش مناسبی محسوب می‌شود. اعتبار‌سنجی روش اویلری-لاگرانژی با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته است و در نهایت جریان داخل کانال با طیفی از ابعاد ذرات با روش پیشنهاد شده در این پژوهش (ترکیب دو دیدگاه) شبیه‌سازی شده و به تشریح نتایج بدست‌آمده پرداخته شده است. برای انجام شبیه‌سازی‌‌های عددی از توسعه کدهای متن‌باز اپن‌فوم برای لحاظ کردن اثر ذرات استفاده شده است. باتوجه به آشفته بودن جریان از روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ برای مدل‌سازی آشفتگی استفاده شده است.}, keywords_fa = {سیال چگال پیوسته, روش اویلری-اویلری, روش اویلری-لاگرانژی, شبیه سازی گردابه‌های بزرگ, ذره}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12290-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12290-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} }