@article{ author = {Nazghelichi, Tayyeb and Torabi, Farschad and Esfahanian, Vahi}, title = {Optimization of geometrical parameters in a lead-acid battery using response surface method to access of maximum capacity, minimum charge-time and minimum temperature rise}, abstract ={Increasing of capacity in lead-acid batteries and reducing charging time in lower temperature are considered as some main challenges of designers and manufacturers. Geometrical properties of battery plates such as thickness and maximum activated area are some of effective parameters on battery performance. Thus, determining of optimum values for independent variables is an important problem for battery industry. In the present study, a numerical solution code is developed using computational fluid dynamic method to simulate battery behavior. Numbers of 50 runs are suggested using response surface method. For each response one empirical model is extracted as a function of independent variables and from these models the optimization process is done. The results shows that in positive electrode thickness of 0.078 cm, negative electrode thickness of 0.53 cm, separator thickness of 0.04 cm and maximum activated areas for positive and negative electrode of 80 cm-1 is an optimum condition to get maximum capacity, minimum charging time and temperature. A confirmation test is done and it demonstrates that the results are in good agreement to predicted optimum results. In conclusion, the present study shows that by changing geometrical properties of the battery one can improve its performance.}, Keywords = {Lead-acid battery,Optimization,Response surface method,Electrode,Simulation}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {1-10}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهینه‌سازی متغیرهای هندسی باتری سرب-اسید به‌روش صفحه پاسخ برای دست‌یابی به بیشترین ظرفیت، کمترین زمان شارژ و کمترین افزایش دما}, abstract_fa ={افزایش ظرفیت باتری‌های سرب-اسید و کاهش زمان شارژ آن‌ها در دمای پایین از چالش‌های اصلی طراحان و سازندگان باتری‌ها است. خصوصیت‌های هندسی صفحه‌های باتری مانند ضخامت و سطح فعال بیشینه از جمله متغیرهای موثر بر عملکرد باتری است. از این رو تعیین بهترین مقدار برای این متغیرهای مستقل، یک مساله مهم برای این صنعت است. در مطالعه حاضر، با استفاده از مدل بی‌بعد باتری‌های سرب-اسید یک کد عددی به‌روش دینامیک سیالات محاسباتی ایجاد شده است تا رفتار باتری توسط آن شبیه‌سازی شود. در گام بعدی با استفاده از روش صفحه پاسخ، تعداد 50 اجرا برای شبیه‌سازی پیشنهاد شده است. با استفاده از پاسخ‌های به‌دست آمده از اجراها، برای هر پاسخ (ظرفیت، زمان شارژ و دما) یک مدل تجربی به‌صورت تابعی از متغیرهای مستقل استخراج و از مدل‌های تجربی به‌عنوان تابع‌های هدف برای بهینه‌سازی استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که در ضخامت‌های الکترود مثبت 0.078 cm، الکترود منفی 0.053 cm و جداکننده 0.04 cm و هم‌چنین بیشینه سطح فعال 80 cm-1 برای هر دو الکترود، بیشترین ظرفیت و کمترین زمان شارژ و کمترین دما به‌دست می‌آید. برای مطالعه بهینه سازی حاضر، دقت و صحت آزمایش انجام شده توسط یک آزمون صحت‌سنجی تایید شده است. مطالعه حاضر اثبات کرده است که با تغییر خصوصیت‌های هندسی باتری می‌توان عملکرد آن‌را بهبود بخشید.}, keywords_fa = {باتری سرب-اسید, بهینه‌سازی, روش صفحه پاسخ, الکترود, شبیه‌سازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6676-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6676-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {abdolalipouradl, mehran and Khalilarya, Shahram and jafarmadar, sam}, title = {Exergy analysis of a new proposal combined cycle from Sabalan geothermal source}, abstract ={The use of new energies, including geothermal energy, is rapidly devoloping in the world. In Iran, the Sabalan area has a great potential for generating energy from geothermal energy sources. In this paper, a new power generation combined cycle (flash combined cycle with supercritical carbon dioxide and organic Rankine cycle) is proposed with respect to two wells with different temperatures and pressures for Sabalan geothermal sources. For the organic Rankine cycle, four fluids are considered appropriately and then proposed combination cycle is investigated by energy and exergy analysis. In this study, a new method proposed for the determination of Pinch point for carbon dioxide heat exchangers. In the end the proposed cycle has been optimized relative to seprators pressure, the second evaporator temperature and the carbon dioxide cycle pressure ratio. The results show that the n-butane agent has been selected as the most suitable fluid for the Rankine cycle. For the optimal condition, the net power of the proposed cycle is 19934 kW, the cycle efficiency will be 17.05% and the exergy efficiency will be65.38 %.The results of exergy analysis show that the low pressure turbine in geothermal have the highest value of exergy destruction. The results show that net power output, energy and exergy efficiencies of the proposed cycle in this paper is 15.29 %, 17.06% and 18.35% higher than the corresponding values obtained for the previously proposed system.}, Keywords = {Exergy analysis,Sabalan Geothermal Power Plant,Organic Rankine Cycle,Supercritical Carbon Dioxide Cycle}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {11-22}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل اگزرژی چرخه‌ی ترکیبی پیشنهادی دی‌اکسید کربن فوق بحرانی و رانکین آلی از منبع زمین گرمایی سبلان}, abstract_fa ={استفاده از انرژی‌های نو از جمله انرژی زمین گرمایی به سرعت در جهان در حال گسترش می‌باشد، منطقه سبلان در ایران پتانسیل بسیار خوبی برای تولید توان از منابع انرژی زمین گرمایی را دارا می‌باشد. در این مقاله یک چرخه‌ی ترکیبی تولید توان جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی با چرخه دی‌اکسید کربن فوق بحرانی و رانکین آلی) با توجه به دو چاه با دما و فشار متفاوت برای منابع زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده است. برای چرخه رانکین آلی چهار سیال عامل مناسب در نظر گرفته شده و سپس چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار می‌گیرد. در این مطالعه برای مبدل‌های چرخه‌ی دی‌اکسید کربن یک روش برای پیدا کردن محل نقطه تنگش پیشنهاد شده و در انتها چرخه پیشنهادی نسبت به فشار جداسازها، دمای اواپراتور دوم و نسبت فشار چرخه دی‌اکسید‌کربن مورد بهینهسازی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که سیال ان-‌بوتان مناسبترین سیال برای چرخه رانکین می‌باشد، که در حالت بهینه برای چرخه پیشنهادی توان خالص 19934 کیلووات، بازده انرژی %17.05 و بازده اگزرژی %65.38 محاسبه شده است. طبق نتایج تحلیل اگزرژی توربین فشار پایین زمین گرمایی دارای بیشترین تخریب اگزرژی می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که برای چرخه‌ی پیشنهادی در این مقاله توان خالص تولیدی %15.29، بازده حرارتی %17.06 و بازده اگزرژی %18.35 نسبت به مطالعات قبلی بهبود یافته اند.}, keywords_fa = {تحلیل اگزرژی, نیروگاه زمین گرمایی سبلان, چرخه رانکین آلی, چرخه دی اکسیدکربن فوق بحرانی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5347-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5347-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Rashiddadash, Shidokht and sadighi, mojtab}, title = {An Experimental and numerical investigation on low velocity impact properties of sandwich panels with bilateral connection}, abstract ={Large and/or complicated sandwich structures are often manufactured by connecting pre-fabricated sandwich panels by means of connections, adhesive or bolts. In nearly all sandwich constructions certain types of joints have to be used for assembly but little is known about their mechanical behavior. This paper deals with the investigation of the behavior of two aluminum joints with different geometries under low velocity impact tests. These two joints are used to connecting sandwich panels with glass-epoxy skins and aluminum honeycomb core. The joints and sandwich panels are connected by means of epoxy resin. After construction of the specimens, low velocity impact tests were performed on the specimens. Finite element analysis were used to simulate the behavior of sandwich panels with connection. Verification of the numerical results was performed by comparing the numerical and experimental results. There was a good compliance between numerical and experimental results. Also, the effect of increasing the length and the thickness of the connections on the behavior of the sandwich panel was done through a parametric study using the FEM model.}, Keywords = {Sandwich panel,connection,glass/epoxy composite,honeycomb,low velocity impact}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {23-31}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تجربی و عددی رفتار سازه های ساندویچی با اتصال دو طرفه تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین}, abstract_fa ={عموما ساختارهای ساندویچی با ابعاد بزرگ، از اجزاء کوچکتری تشکیل شده‌اند. این اجزاء با نوع خاصی از اتصالات به یکدیگر متصل می‌شوند. این اتصالات می‌توانند فلزی یا چسبی بوده و از نظر هندسی به منظور تحمل بارهای مختلف طراحی شده باشند. این در حالی است که مطالعات محدودی روی رفتار مکانیکی اتصالات سازه‌های ساندویچی صورت پذیرفته است. مقاله حاضر به بررسی رفتار دو نوع اتصال آلومینیومی با هندسه متفاوت تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین می‌پردازد که این اتصالات بین دو سازه ساندویچی با رویه‌های کامپوزیت شیشه/ اپوکسی و هسته لانه زنبوری آلومینیومی استفاده شده و با استفاده از رزین اپوکسی به سازه ساندویچی متصل گردیده‌ است . پس از ساخت نمونه‌ها، آزمون‌ ضربه سرعت پایین بر روی نمونه‌های ساندویچی متشکل از دو نوع اتصال انجام شد و رفتار هر یک ار اتصالات تحت این نوع بارگذاری مورد بررسی قرار گرفت. بعلاوه به منظور شبیه سازی رفتار سازه‌های ساندویچی دارای اتصال، مدلسازی نمونه‌ها با استفاده از یک نرم افزار بر پایه روش المان محدود صورت پذیرفت. صحه گذاری نتایج شبیه سازی نرم افزاری با مقایسه نتایج عددی و تجربی، انجام شد و تطابق مناسبی بین نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مشاهده گردید. سپس برای هر دو نوع اتصال، تاثیر افزایش طول و ضخامت بر رفتار سازه از طریق تحلیل پارامتری با استفاده از مدل المان محدود، مورد مطالعه قرار گرفت.}, keywords_fa = {سازه ساندویچی, اتصال, کامپوزیت شیشه/ اپوکسی, لانه زنبوری, آزمون ضربه سرعت پایین}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-844-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-844-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Bagheri, Alireza and Toroghinejad, Mohammad Reza and Taherizadeh, Aboozar}, title = {Investigation of formability of three-layered brass-IF steel-brass composite}, abstract ={In this research, three-layered composite of brass-IF steel-brass was fabricated by cold roll bonding process (CRB) and formability of composite were investigated. Due to high work hardening of composite during rolling process, specimens were heat treated at annealing temperatures at 500°Ϲ through 700 °Ϲ for 10 min. Formability properties of composite were investigated by using tensile, anisotropy and Erichsen tests. The results showed that, heat treatment after rolling resulted in occurrence of recrystallization phenomenon in composite, consequently a reduction tensile strength and rising strain hardening rate. Dome height created by Erichsen test prior to heat treatment was 10/53 mm, by annealing composite at 500℃, Dome height reached at 14.62 mm. By increasing annealing temperature to 600℃ and owing to relatively high stacking fault energies of IF steel, recrystallization solitary occurred in brass layer. Nevertheless, as a result of upward trend of annealing temperature up to 650℃ as well as resultant driving force, recrystallization occurred in all layers and gradient of formability properties increased. As at 700℃, recrystallization phenomenon was completed in the composite and dome height was peaked at 17/29 mm. Moreover, by increasing annealing temperature, normal anisotropy and planer anisotropy respectively increased and decreased. Anisotropy properties of composite in comparison with brass and IF steel during complete recrystallization, it was clear that production of brass-IF steel-brass composite caused to improve normal anisotropy in brass and reduce negative effects of planer anisotropy in IF steel.}, Keywords = {Layered composite,Formability properties,Recrystallization,Erichsen test,Anisotropy}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {32-38}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی خواص شکل‌پذیری کامپوزیت سه لایه برنج - فولاد IF- برنج}, abstract_fa ={در این پژوهش، کامپوزیت سه لایه برنج- فولاد IF- برنج به روش فرایند نورد سرد پیوندی ساخته شد و خواص شکل‌پذیری آن مورد بررسی قرار گرفت. بدلیل کارسختی بالای کامپوزیت حین فرایند نورد ، نمونه‌ها در دماهای آنیل 500 تا ℃700 و زمان ثابت 10 دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. خواص شکل‌پذیری کامپوزیت به وسیله آزمون‌های کشش، ناهمسانگردی و اریکسن ارزیابی شد. نتایج نشان داد عملیات حرارتی بعد از نورد باعث رخ دادن پدیده تبلور مجدد در کامپوزیت و در نتیجه کاهش استحکام کششی و افزایش توان کرنش سختی می‌شود. ارتفاع گنبد ایجاد شده در آزمون اریکسن قبل از عملیات حرارتی، 10/53mm می‌باشد. با آنیل کردن کامپوزیت در دمای ℃500، ارتفاع گنبد به 14/62mm می‌رسد. با بیشتر شدن دمای آنیل تا دمای ℃600 به دلیل انرژی نقص در چیدن نسبتا بالای فولاد IF، تبلور مجدد تنها در لایه برنج رخ می‌دهد. اما با افزایش دمای آنیل به ℃650 و محیا شدن نیروی محرکه، تبلور مجدد در همه لایه‌ها اتفاق افتاده و شیب تغییرات خواص شکل‌پذیری بیشتر می‌شود. به طوری که در دمای ℃700 پدیده تبلور مجدد در کامپوزیت کامل شده و ارتفاع گنبد به بیشترین میزان خود یعنی17/29mm می‌رسد. همچنین با بیشتر شدن دمای آنیل، ناهمسانگردی قائم و صفحه‌ای به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. با مقایسه خواص ناهمسانگردی کامپوزیت با ورق‌های برنج و فولاد IF در حالت تبلور مجددکامل، مشاهده شدکه تولیدکامپوزیت برنج- فولاد IF- برنج باعث بهبود ناهمسانگردی قائم در برنج و کاهش اثر منفی ناهمسانگردی صفحه ای در فولاد IF می‌گردد.}, keywords_fa = {کامپوزیت لایه‌ای, خواص شکل‌پذیری, تبلور مجدد, آزمون اریکسن, ناهمسانگردی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7443-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7443-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {gerdabi, jafar and Nikseresht, Amir H.}, title = {2D Simulation of a wedge impact problem into the Newtonian and Herschel Bulkley Dilatant non-Newtonian fluids, using WCSPH method}, abstract ={The impact problems associated with water entry have important applications in various aspects of naval architecture and ocean engineering. Also the calculation of impact force is favorable to many researchers. The purpose of this study is to simulate the impact problem of a wedge into the Newtonian and also Herschel Bulkley dilatant non-Newtonian fluids using the Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH) method. Some non-Newtonian fluids, such as dilatant or Herschel Bulkley dilatant fluids can resist against the wedge entry due to their shear thickening effect. In this research a prediction and correction algorithm is used to solve the governing equations. Density correction and also artificial viscosity (which is used only in Newtonian fluids) are used to prevent the numerical instability. To show the validation, ability and robustness of the generated code to capture the free surface in Newtonian and non-Newtonian fluids, the dam break problem with the image boundary condition is simulated. After validating the code and the used method, the impact problem of a wedge with Monaghan repulsive force boundary condition in Newtonian and Herschel Bulkley Dilatant non-Newtonian fluids are investigated and the results of force, pressure coefficient and velocity of the wedge are presented and compared with experiments and also with each other. To save time, the initial values of hydrostatic pressure are imposed as an initial condition of the fluid.}, Keywords = {Impact of a wedge,non-Newtonian fluid,Herschel Bulkley Dilatant,WCSPH method,Repulsive force}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {39-50}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی دو بعدی برخورد گوه به سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی از نوع هرشل‌بالکلی-دایلاتنت با استفاده از روش WCSPH}, abstract_fa ={مسئله برخورد گوه به سطح آزاد سیال کاربردهای مهمی در زمینه‌های مختلف مهندسی و در صنایع دریایی دارد و محاسبه نیروی وارد به گوه به خصوص در لحظات اولیه برخورد مورد علاقه بسیاری از محققان می باشد. هدف این مقاله حل عددی برخورد گوه به سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی هرشل بالکلی دایلاتنت با استفاده از روش لاگرانژی هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری ضعیف است. برخی سیالات غیرنیوتنی مانند سیال دایلاتنت یا هرشل بالکلی دایلاتنت به دلیل داشتن خاصیت غلیظ شوندگی در محل اعمال تنش، در برابر ورود گوه به سیال از خود مقاومت نشان می دهند. در این تحقیق از الگوریتم پیش بینی و تصحیح جهت حل معادلات استفاده شده است. جهت ایجاد پایداری از تصحیح چگالی(در سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی) و ویسکوزیته مصنوعی (فقط در سیال نیوتنی) استفاده شده است. جهت اعتبار سنجی سطح آزاد و بررسی صحت استفاده از سیال هرشل بالکلی دایلاتنت مسئله شکست سد با استفاده از شرط مرزی انعکاسی حل شده است. در ادامه مسئله برخورد گوه به سیال نیوتنی صحت سنجی شده و با تغییر سه پارامتر لزجت، تنش تسلیم و توان نرخ برش در سیال هرشل بالکلی و استفاده از شرط مرزی نیروی دافعه موناقان مسئله برخورد شبیه سازی شده و نتایج آن به صورت مقادیر نیرو، ضریب فشار و سرعت گوه با هم و همچنین با نتایج آزمایشگاهی سیال نیوتنی مقایسه شده است. جهت صرفه‌جویی در زمان، مقادیر اولیه فشار هیدرواستاتیکی از ابتدا به سیال اعمال می شود.}, keywords_fa = {برخورد گوه, سیال غیرنیوتنی, هرسچل بالکلی دایلاتنت, روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری ضعیف, نیروی دافعه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7437-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7437-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Mansoori, Has}, title = {Numerical simulation of projectile penetration on fuel filled tank and comparing with experimental method}, abstract ={In this study, the effects of impact of a projectile on a fuel tank are studied using the finite element method and compared with experimental method. Due to penetration of the bullet into the tank, large internal pressures from the fluid are imposed on the tank's walls which can damage it. The considered fluid structure interaction (FSI) problem is solved in an Eulerian-Lagrangian reference frame by using the LS-Dyna software. By comparing of the results obtained from the simulations and the experimental data, it can be seen that the LS-Dyna software is able to model the different phases of event accurately. In previous researches mostly the penetration and cavitation phases are investigated numerically. In this paper all phases namely penetration, cavitation, stresses applied to tank’s walls and bullet exit are investigated. The comparison between the Von Mises stress of walls in the fluid-filled tank and the empty one signifies 30 percent growth of the maximum Von Mises stress in the wall of the fluid-filled tank compared to the walls of the empty tank. Also in addition to what has been done in previous numerical works, the failure mode of fluid-filled tanks are determined numerically. The numerical results show that because fluid-filled tank walls are pre-stress due to the fluid shock waves, the failure mode of fluid-filled tank is quite different with the failure mode of the empty one.}, Keywords = {Eulerian-Lagrangian,Impact,Hyper Velocity Projectile,Tank}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {51-61}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل عددی نفوذ گلوله به مخزن حاوی سوخت و مقایسه با روش تجربی}, abstract_fa ={در این تحقیق، اثرات برخورد گلوله به یک مخزن سوخت با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج تجربی مقایسه شده است. در اثر نفوذ گلوله یک فشار داخلی بزرگ از جانب سوخت به دیوارهای مخزن وارد می آید که به نوبه خود می تواند آسیب های ساختاری شدیدی را به آن متحمل سازد. مسئله برهم‌کنش سازه و سیال در نظر گرفته شده با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی و توسط نرم‌افزار ال‌اس‌داینا حل شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی‌های انجام شده با نتایج تجربی نشان داده است که نرم‌افزار ال‌اس‌داینا با دقت مناسبی قادر است تا فازهای مختلف برخورد را مدل‌سازی نماید. در تحقیقات پیشین انجام شده بیشتر مرحله نفوذ گلوله و فاز کاویتاسیون به صورت عددی شبیه سازی شده است. در این تحقیق کلیه مراحل شامل نفوذ گلوله، فاز کاویتاسیون، تنشهای وارده به مخزن وخروج گلوله بررسی شده است. مقایسه کانتورهای تنش ون‌میسز دیواره‌های مخزن خالی و مخزن حاوی سیال نشان از ازدیاد 30 درصدی ماکزیمم تنش ون‌میسز ایجاد شده در دیواره مخزن حاوی سیال نسبت به مقدار آن در مخزن خالی دارد. همچنین در این پژوهش علاوه بر آنچه در پژوهش‌های عددی قبل انجام شده است، مد خرابی مخزن حاوی مایع بصورت عددی تعیین شده است. نتایج عددی نشان می‌دهند که به دلیل وجود تنش‌های وارد شده از جانب سیال بر جداره‌های مخزن حاوی سیال، مد خرابی ایجاد شده در آن با مد خرابی مخزن خالی کاملا متفاوت است.}, keywords_fa = {اویلری-لاگرانژی , برخورد, گلوله فوق‌سریع, مخزن حاوی سیال}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-981-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-981-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Abbasi, sarallah and Gholamalipoor, Afshi}, title = {Numerical Simulation of the effect of passive control method by changing tip geometry on the performance of the axial turbine}, abstract ={Turbine tip leakage flow is one of the effective factors in reducing the efficiency and performance of axial turbines, which can also destroy turbine blades. Accordingly, it is important to identify and control the tip leakage flow. In this paper, we investigate the effect of tip clearance sizes and changes in tip shape as a passive control method on tip structure and total turbine flow performance. For this purpose, the flow loss in a two-stage axial turbine is performed using the CFX software. In order to ensure the accuracy of the results, the turbine performance curves were compared with the experimental results which good consistency have been observed. Considering the four cases for tip clearance size, the turbine performance curves and resulting pressure loss have been investigated. It was found that increasing the tip clearance size leads to reduced efficiency and increased losses in the axial turbine. In the following, we examine the application of the passive control method through the change of the tip geometry. In this regard, the shape of the blade tip is somehow considered that the tip clearance size is variable from leading edge to trailing edge. The results show that in these cases, tip leakage flow and the resulting vertices are weakened, which leads to a decrease in the rotor loss coefficient. Observing the flow contours results in lower temperatures in the blade region due to the formation of a weaker tipping leak flow, which helps cool the turbine blades.}, Keywords = {Axial turbine,tip leakage flow,passive control,numerical simulation}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {62-70}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی اثر اعمال روش کنترل غیرفعال از طریق تغییر هندسه نوک پره بر عملکرد کلی توربین محوری}, abstract_fa ={جریان نشتی نوک پره توربین یکی از عوامل موثر بر کاهش راندمان و عملکرد توربین‌های محوری است که می‌تواند موجب تخریب پره‌های توربین نیز گردد. لذا شناسایی و کنترل جریان نشتی نوک از اهمیت زیادی برخوردار است. در مقاله حاضر به بررسی اثر اندازه درز نوک و اعمال تغییر در شکل نوک پره به عنوان یک روش کنترلی غیرفعال بر ساختار جریان نشتی نوک و عملکرد کلی توربین پرداخته می‌شود. بدین منظور، تحلیل عددی جریان در یک توربین محوری دو طبقه با استفاده از نرم افزار سی اف ایکس انجام می‌گردد. به منظور اطمینان از صحت نتایج حاصله، منحنی‌های عملکرد توربین با نتایج تجربی مقایسه و تطابق خوبی مشاهده گردید. با در نظر گرفتن چهار درز نوک مختلف (از %0.5 تا %3 اسپن پره)، منحنی‌های عملکرد توربین مورد بررسی قرار می‌گیرند. مشخص می‌گردد که افزایش اندازه درز نوک منجر به کاهش راندمان و افزایش افتهای موجود در توربین محوری می‌گردد. در ادامه به بررسی اعمال روش کنترلی غیرفعال (در دوازده حالت مختلف) از طریق تغییر شکل هندسه نوک پره به نحوی که اندازه درز نوک از لبه حمله تا فرار به صورت متغیرمی‌باشد. نتایج نشان می‌دهند که با تغییر شکل هندسی نوک پره، جریان نشتی نوک و بالتبع ورتکس‌های ایجاد شده تضعیف می‌گردند که این امر منجر به کاهش ضریب افت رتور می‌گردد. مشاهده کانتورهای جریان از ایجاد دمای کمتر در منطقه نوک پره به واسطه ایجاد جریان نشتی نوک ضعیف‌تر خبر می‌دهد که این امر به خنک‌کاری پره‌های توربین کمک می‌کند.}, keywords_fa = {توربین محوری, جریان نشتی, درز نوک, کنترل غیر فعال}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6498-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6498-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Meghdadi, Nargess and Niroomand-Oscuii, Hanieh and Soltani, Madji}, title = {Investigation of mass effect and reaction terms on the prediction of brain tumor growth by using mathematical model based on MRIs}, abstract ={Cancer is one of the main causes of mortality and morbidity worldwide. Using a single treatment plan for all of the patients is not efficient due to the biological heterogeneity in the individuals. In order to personalize the therapy plan, tumors behavior in each patient must be understood. For this purpose clinical information of the patients are used. Mathematical modeling has gained significant interest in tumor growth investigations, due to its higher flexibility than the other methods. Mass effect and the reaction terms are the key parameters that are investigated in this paper. This is the first time that the effects of these parameters are considered in brain tumor growth modeling and there are few researches that have used only MR images in this area. The mathematical models are used for predicting the growth of brain tumors based on personal MRIs and introducing intracellular fraction into the model. Results of the comparisons show that considering the mass effect in the growth model would improve the prediction. Furthermore, it is necessary to define the optimum formulation for reaction term according to patients' medical information, to be used in the personalized model of tumor growth prediction. The represented approach can be used as a basis for personalizing the therapy plan in patients with brain tumors.}, Keywords = {Brain tumor,Mass effect,Reaction term,Mathematical modeling,Personalized medicine}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {71-78}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر جرمی و ترم واکنش در پیش بینی رشد تومور مغزی به کمک مدل ریاضی مبتنی بر تصاویر ام آر}, abstract_fa ={امروزه سرطان یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در جهان محسوب می‌شود و تفاوت بیولوژیکی افراد با یکدیگر موجب می‌شود که استفاده از یک برنامه‌ی درمانیِ واحد برای همه‌ی بیماران نتیجه‌ی مطلوبی نداشته باشد. به‌منظور شخصی‌سازی درمان، لازم است رفتار تومور در هر بیمار مشخص گردد؛ برای این منظور می‌توان از اطلاعات کلینیکی بیماران استفاده نمود. از میان روش‌های مختلف بررسی رشد تومور‌های سرطانی، روش‌های مدل‌سازی به علت انعطاف پذیریِ بیشتر برای بررسی شرایط مختلف، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند. مطالعات متعددی در زمینه بررسی تومورهای مغزی صورت گرفته است اما تنها مطالعات محدودی از تصاویر پزشکیِ خودِ بیمار برای شخصی‌سازی مدل رشد استفاده کرده‌اند. در مطالعه‌ی حاضر به بررسی رشد تومور مغزی با استفاده از مدل‌سازی ریاضی مبتنی بر تصاویر پزشکی ام آر پرداخته شده و اثر جرمی و ترم-های واکنش مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند؛ هم‌چنین برای اولین بار پارامتر کسر درون سلولی برای ایجاد ارتباط میان مدل و تصاویر مربوط به تومور مغزی، به‌کار رفته است. نتایج پیش‌بینی شده با استفاده از دو معیار خطای جذر میانگین مربعاتِ کسر درون سلولی و ضریب دایس مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. طبق این نتایج درنظر گرفتن اثر جرمی در مدل ریاضی رشد تومور مغزی موجب بهبود پیش‌بینی می‌شود. هم‌چنین لازم است به منظور بهبود دقت پیش‌بینی، ترم واکنش مناسب با توجه به اطلاعات پزشکی بیمار در مدل‌سازی درنظر گرفته شود. از روش ارائه شده در این پژوهش می‌توان به‌عنوان مبنایی جهت شخصی‌سازی درمان در بیماران مبتلا به تومور مغزی استفاده نمود.}, keywords_fa = {تومور مغزی, اثر جرمی ,ترم واکنش , مدل‌سازی ریاضی, شخصی‌سازی درمان}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9564-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9564-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {NajafzadeAsl, omid and Pol, Mohammad Hossein and RezaeiGolshan, Nabiollah}, title = {Experimental study on the parameters affecting behavior of glass/epoxy composite tubes under axial impact loading}, abstract ={Composite tubes may be subjected to impact loads during placement or operation. By determining the impact properties of composite tubes and using them in the design process, the accuracy of the behavior of these structures in the loading condition is guaranteed. In this study, the behavior of glass/epoxy composite tubes under dynamic axial loading was experimentally investigated. Also, the effects of parameters such as fiber density, fiber alignment angle, internal diameter of the tube and impact energy on the amount of pipe damage were also studied. To prepare composite specimens, E-type glass fiber was used with two different densities of 200 gr⁄m^2 and 400 gr⁄m^2 . The specimens were placed on a drop weight machine of Tafresh University by a fixture, and the Impactor was released from the height of 2 meters. The force -displacement diagrams for each test were extracted and compared with each other. Also, a parameter called specific energy absorption was calculated for all samples in order to compare the efficiency of the samples as energy absorber. The results of this study showed that increasing the fiber density, number of layers and diameter of the tube increases the specific energy absorption. It was also observed that with the increase of the axial dynamic impact energy, the mechanical properties of the specimen will be changed and the specimen will be firmly established.}, Keywords = {composite tubes,dynamic loading,Specific energy absorption,drop weight}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {79-89}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تجربی پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار لوله‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری ضربه‌ای محوری}, abstract_fa ={لوله‌های کامپوزیتی در طول استقرار در محل یا کارکرد، ممکن است تحت بارهای ضربه‌ای قرار گیرند. با تعیین خواص ضربه‌ای لوله‌های کامپوزیتی و بهره‌گیری از آن‌ها در فرایند طراحی، صحت رفتار این سازه‌ها در شرایط بارگذاری ضربه‌ای تضمین می‌شود. در این پژوهش، رفتار لوله‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری دینامیکی محوری به صورت تجربی، بررسی شده است. همچنین تاثیر پارامترهایی نظیر چگالی الیاف، زاویه چیدمان الیاف، قطر داخلی لوله و انرژی ضربه بر میزان تخریب لوله‌ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. برای تهیه نمونه های کامپوزیتی از الیاف شیشه نوع E با دو چگالی متفاوت 200 gr⁄m^2 و 400 gr⁄m^2 استفاده شد. نمونه‌ها توسط یک فیکسچر، بر روی دستگاه سقوط وزنه دانشگاه تفرش قرار داده شدند و ضربه زن از ارتفاع 2 متری بر روی آن‌ها رها شد. نمودارهای نیرو-جابجایی برای هر آزمایش، استخراج و با یکدیگر مقایسه شدند. همچنین پارامتری به نام جذب انرژی ویژه، جهت مقایسه بهتر کارایی نمونه‌ها به عنوان انرژی ، برای نمونه‌های تمام آزمایش‌ها محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش چگالی الیاف، تعداد لایه‌ها و قطر داخلی لوله، سبب افزایش انرژی جذب شده ویژه می‌شود. همچنین مشاهده شد که با افزایش انرژی ضربه دینامیکی محوری، خواص مکانیکی نمونه تغییر پیدا کرده و نمونه مستحکم‌تر خواهد شد.}, keywords_fa = {لوله‌های کامپوزیتی, بارگذاری دینامیکی محوری, انرژی جذب شده ویژه, سقوط وزنه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7749-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7749-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {haghgoo, mojtaba and Ansari, Reza and Darvizeh, Abolfazl and Hassanzadeh-Aghdam, mohammad kazem}, title = {Study of viscoelastic characteristics and hysteresis loop of carbon nanotube polymer matrix composites}, abstract ={In this research, an analytical method is presented for predicting the viscoelastic and dynamic behavior of polymer nanocomposite. The analytical model is achieved by coupling the SUC micromechanical model with standard linear solid model. Boltzmann superposition principle is used to develop the constitutive equations. First, the strain associated with a relaxation experiment is considered, and then by using the idea of linearity as embodied in the Boltzmann superposition principle, the resulting stress history is predicted. Eventually, the creep function corresponding to the relaxation modulus is obtained and the hysteresis loop for nanocomposite material is represented. Creep response is sinusoidal in time and a function of stress history. Loss and storage modulus and material behavior in Laplace domain are obtained using standard linear solid model and SUC micromechanical model, respectively. Standard linear solid model is achieved by paralleling the Kelvin model with Maxwell model. The model is validated with experimental results. Effects of different interphase thickness, CNT volume fraction and phase angle on hysteresis loop is studied. Obtained results reveal that increasing the CNT volume fraction and phase angle leads to decreasing and increasing the nanocomposite hysteresis loop area, respectively. Also, Interphase thickness contains considerable effects on the nanocomposite dynamic behavior.}, Keywords = {Micromechanics,Unit cell,Viscoelastic,Hysteresis,Standard linear solid}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {90-98}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه‌ی مشخصه‌های ویسکوالاستیک و منحنی هیسترزیس کامپوزیت زمینه پلیمری تقویت‌شده با نانولوله‌ی کربنی}, abstract_fa ={در این تحقیق، یک مدل تحلیلی برای مطالعه‌ی رفتار دینامیکی و ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت پلیمری استفاده شده است. مدل تحلیلی با استفاده از ادغام مدل میکرومکانیکی سلول واحد و مدل جامد خطی استاندارد به دست آمده است. اصل انطباق بولتزمن برای ایجاد روابط ساختاری استفاده شده است. ابتدا کرنش متناسب با فرایند آسایش به دست آمده است. سپس با استفاده از ایده‌ی خطی‌سازی اصل انطباق بولتزمن، پیشینه تنش به دست می‌آید. در پایان، تابع خزش مرتبط با مدول آسایش به دست می‌آید و حلقه هیسترزیس برای مواد نانوکامپوزیت ترسیم می‌شود. پاسخ خزش با زمان به صورت سینوسی تغییر می‌کند و تابعی از پیشینه تنش است. مدول‌های اتلاف و انباشتگی و رفتار ماده در فضای لاپلاس به ترتیب توسط مدل جامد خطی استاندارد و مدل میکرومکانیکی سلول واحد به دست آمده است. مدل جامد خطی استاندارد با موازی کردن مدل کلوین و مدل مکسول به دست می‌آید. مدل با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. تاثیرات ضخامت فاز میانی، درصد حجمی نانولوله‌ی کربنی و زاویه‌ی فازی بر حلقه هیسترزیس بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که با افزایش درصد حجمی نانولوله‌ی کربنی و زاویه‌ی فازی سطح حلقه هیسترزیس به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابند. هم‌چنین ضخامت فاز میانی تاثیرات قابل توجهی بر رفتار دینامیکی نانوکامپوزیت دارد.}, keywords_fa = {میکرومکانیک, سلول واحد, ویسکوالاستیک, هیسترزیس, جامد خطی استاندارد}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5689-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5689-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {damadipour, majid and Tarinejad, Rez}, title = {Health monitoring of an arch concrete dam using a combined effective method in the time-frequency domain}, abstract ={Operational modal analysis (OMA), as a branch of the system identification, plays a very important and practical role in determining the dynamic characteristics of the structures. In the operational approach that is implemented based on the ambient vibration test, the ambient and operation loads are considered as the excitation source of the structure. In the present research, an integrative method composed of frequency domain decomposition (FDD) and wavelet transform (WT) called FDD-WT is proposed in order to identify the natural frequencies and damping ratios of an arch concrete dam. Furthermore, the wavelet transform of the seismic responses is also calculated in order to validate and compare the results. For this purpose, the time and frequency position of the system modes during the different earthquakes is evaluated using the time-frequency representation obtained from wavelet transform. In this paper, Pacoima arch concrete dam located in California, US is selected as the case study and the seismic records related to 1994 Northridge, 2001 San Fernando and 2008 Chino Hills earthquakes are also used to evaluate the dynamic characteristics and structural health monitoring during the period between 1994 to 2008. Investigation of changes in the natural frequencies of the structure indicates that the dam had taken serious damage during 1994 Northridge earthquake (about the fourth second), while the vibrations of the concrete structure has been almost linear during the first 4 seconds of the earthquake and also in 2001 and 2008 earthquakes.}, Keywords = {Operational modal analysis,Ambient vibration test,Frequency domain decomposition,Wavelet transform,Structural health monitoring,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {99-109}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل سلامت یک سد بتنی قوسی با استفاده از یک روش ترکیبی مؤثر مبتنی‌بر تجزیه حوزه فرکانس و تبدیل موجک}, abstract_fa ={تحلیل مودال عملیاتی، به عنوان شاخه‌ای از شناسایی سیستم، نقش بسیار مهم و کاربردی در تعیین مشخصات دینامیکی سازه‌ها ایفا می‌کند. در این رویکرد عملیاتی که مبتنی بر آزمایش ارتعاش محیطی تحقق می‌پذیرد، بارهای محیطی و بهره‌برداری به عنوان منشأ تحریک سازه در نظر گرفته می‌شوند. در تحقیق حاضر، یک روش تلفیقی تشکیل یافته از تجزیه حوزه فرکانس (FDD) و تبدیل موجک (WT)، تحت عنوان FDD-WT، به منظور شناسایی فرکانس‌های طبیعی و نسبت‌های میرایی یک سد بتنی قوسی پیشنهاد شده است. علاوه بر این، تبدیل موجک پاسخ‌های لرزه‌ای‌ نیز به منظور صحت‌سنجی و مقایسه نتایج محاسبه شده‌اند. برای این منظور، با استفاده از نمایش زمان- فرکانس بدست آمده از تبدیل موجک، موقعیت زمانی و فرکانسی مودهای سیستم در طی وقوع زلزله‌های مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. در این مقاله، سد بتنی قوسی پاکویما واقع در ایالت کالیفرنیای آمریکا به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است و از رکوردهای لرزه‌ای مربوط به زلزله‌های 1994 نورتریج، 2001 سن‌فرناندو و 2008 چینوهیلز نیز به منظور ارزیابی مشخصات دینامیکی و کنترل سلامت سازه‌ای، در طول دوره زمانی 1994 تا 2008 استفاده شده است. بررسی تغییرات فرکانس‌های طبیعی سازه نشان می‌دهد که سد مذکور در طی زلزله 1994 نورتریج (حدود ثانیه چهارم) دچار آسیب جدی شده بود، در حالی که ارتعاشات این سازه بتنی در طی 4 ثانیه اول این زلزله و نیز زلزله‌های 2001 و 2008، تقریباً به صورت خطی بوده است.}, keywords_fa = {تحلیل مودال عملیاتی,آزمایش ارتعاش محیطی,تجزیه حوزه فرکانس,تبدیل موجک,کنترل سلامت سازه‌ای,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20088-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20088-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Farsad, Saeed and Ardekani, Mohammed Ali and Farhani, Fo}, title = {Experimental Investigation on Parameters Affecting the Directional Sensitivity of Hot Wire Anemometer}, abstract ={measurement accuracy. The angular response of the sensor describes the relationship between flow velocity vector and heat transfer from the sensor, which is determined by a sensitivity function. In this paper, two sensitivity functions, namely cosine law and Hinze equation, have been studied using wind tunnel experiments to evaluate the effect of various parameters such as flow conditions (velocity and direction), probe aspect ratio (l/d) and probe operational condition (sensor temperature) on the range of applicability of cosine law and magnitude of the sensitivity coefficient, k. Results show that the angular range of applicability of cosine law depends on flow and probe conditions. At 1% measurement error, the range of applicability of cosine law for flow measurements of velocities exceeding 10 m/s was found to be in the range of ±30º. Moreover, at geometrical ratios higher than 600, two-dimensional flow measurements using the cosine law presents results with acceptable accuracy. In addition, the sensitivity coefficient is completely dependent on flow condition and probe aspect ratio, and its value decreases with increase in flow angle and velocity and reduction in probe aspect ratio. The results of this research can be used in the selection and proper design of probes for two-dimensional flow measurements using hot wire anemometers.}, Keywords = {Cosine law,Directional sensitivity,Hot wire anemometer,Probe aspect ratio,Sensitivity coefficient}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {110-116}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تجربی عوامل تاثیرگذار بر حساسیت جهت در جریان‌سنج سیم‌داغ}, abstract_fa ={در اندازه‌گیری جریان دوبعدی توسط جریان‌سنج سیم‌داغ، حساسیت سنسور به تغییر جهت جریان (حساسیت جهت یا پاسخ زاویه-ای) از اهمیت زیادی برخوردار است. پاسخ زاویه‌ای سنسور، رابطه بین بردار سرعت جریان و انتقال حرارت از سنسور است که توسط تابع حساسیت تعیین می‌شود. در این مقاله با هدف بررسی دو تابع حساسیت شناخته شده (قانون کسینوسی و رابطه هینز) با استفاده از آزمایش‌های تونل باد، تاثیر عوامل مختلفی از جمله شرایط جریان (سرعت و جهت)، شرایط هندسی پراب (نسبت هندسی طول به قطر سنسور، l/d) و شرایط عملکردی پراب (دمای سنسور) بر محدوده قابلیت استفاده از قانون کسینوسی و مقدار ضریب حساسیت k بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد، بازه زاویه‌ای استفاده از قانون کسینوسی به شرایط جریان و شرایط هندسی پراب وابسته است. در صورتی که خطای اندازه‌گیری توسط قانون کسینوسی تا 1% قابل قبول باشد، محدوده زاویه‌ای قابلیت کاربرد این قانون برای اندازه‌گیری جریان با سرعت‌هایی بیش از 10 m/s، به حدود ±30° میرسد. در نسبت‌های هندسی بالاتر از 600، اندازه‌گیری توسط قانون کسینوسی از دقت خوبی برخوردار است. همچنین ضریب k، کاملا به شرایط جریان و شرایط هندسی پراب وابسته است، به نحوی که مقدار آن با افزایش زاویه و سرعت جریان و همینطور نسبت هندسی l/d، کاهش می‌یابد. نتایج این تحقیق در انتخاب و طراحی مناسب پراب برای افزایش دقت و بازه اندازه‌گیری دوبعدی جریان توسط جریان سنج سیم داغ قابل استفاده می باشد.}, keywords_fa = {جریان‌سنج سیم‌داغ, نسبت هندسی پراب, حساسیت جهت, ضریب حساسیت, قانون کسینوسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-127-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-127-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {mazare, mahmood and taghizadeh, mostafa and pourgholi, mahdi}, title = {Nonlinear Model Predictive Multivariable Control for Trajectory Tracking of a Type of Delta-Parallel Robot}, abstract ={In this paper, an optimal robust nonlinear model predictive controller based on harmony search algorithm is designed for a type of 3-DOF translational parallel robot. Dynamic model of the mechanism is derived using Lagrange method and the model predictive controller augmented by uncertainty estimator is designed and stability is proved by Lyapanov theorem. Performance of the designed controller is evaluated in different conditions such as presence of disturbance and parameter variation. Furthermore, an optimal trajectory consisting four circular obstacles is designed as the reference trajectory of the robot. In order to obtain the optimum control parameters, a cost function combining control signal rate and error is considered and minimized by harmony search algorithm. In order to compare the performance of the designed controller with other nonlinear controllers, two controllers, an optimal sliding mode and a feedback linearization controller are also designed and their results are compared. Simulation results depict the desirable performance of the three controllers in spite of disturbance and model uncertainty, however, error criteria indicate priority of the robust nonlinear model predictive controller over the two other controllers.}, Keywords = {Parallel manipulator,dynamic modeling,constrained systems equations,model predictive control,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {117-125}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل چند متغیره پیش‌بین غیرخطی برای ردیابی مسیر یک نوع ربات موازی دلتا}, abstract_fa ={در این مقاله، کنترل کننده پیش بین غیرخطی مقاوم بهینه بر مبنای الگوریتم جستجوی هارمونی برای یک نوع ربات موازی سه درجه آزادی انتقالی طراحی شده است. مدل دینامیکی مکانیزم با استفاده از روش لاگرانژ استخراج شده و کنترل کننده پیش‌بین به همراه تخمین‌گر عدم قطعیت، طراحی و پایداری آن با استفاده از تئوری لیاپانوف اثبات شده است. عملکرد کنترل‌کننده طراحی شده در شرایط مختلف از جمله در حضور اغتشاش و تغییر پارامترهای سیستم، شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، یک مسیر بهینه برای ربات در حضور چهار مانع دایروی طراحی شده و به عنوان مسیر مطلوب به ربات داده شده است. برای تعیین پارامترهای کنترلی بهینه، یک تابع هزینه بصورت ترکیبی از نرخ تغییرات ورودی کنترلی و خطا در نظر گرفته شده و به الگوریتم جستجوی هارمونی جهت کمینه‌سازی داده شده است. به منظور مقایسه عملکرد کنترل کننده طراحی شده با سایر کنترل‌کننده‌های غیرخطی، دو کنترل کننده مود لغزشی بهینه و خطی‌سازی پسخورد بهینه نیز طراحی و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج بیانگر عملکرد مطلوب هر سه کنترل‌کننده در شرایط وجود اغتشاش و عدم قطعیت‌های مدل می‌باشند، اگرچه معیارهای خطا برتری کنترل‌کننده‌ پیش بین غیرخطی مقاوم را نسبت به دو کنترل‌کننده دیگر نشان می‌دهند.}, keywords_fa = {ربات‌ها موازی,مدل‌سازی دینامیکی,معادلات سیستم مقید,کنترل پیش‌بین,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20296-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20296-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {habibi, mahdi and yousefi, jalal}, title = {Damage assessment of mode II of polymer composite material using a new acoustic emission and finite element methods}, abstract ={Delamination is one of the major failure modes of the laminated composite material, which is responsible for the stiffness degradation of these materials. Hence, it is necessary to investigate this damage mechanism in these types of materials in order to distinguish their behaviors and their effects on the residual strength of the composite laminates. In this paper, a very capable procedure is proposed to assess delamination using Acoustic Emission (AE) method in composite laminates. Firstly, a novel procedure was established to decompose the fundamental Lamb wave modes in small size specimens. The damage mechanisms in End Notched Flexure (ENF) in woven and unidirectional specimens were then distinguished using Fuzzy Clustering Method (FCM). Subsequently, the crack-arrest phenomenon was inspected in each specimen. Next, experimental and Cohesive Zone Modeling (CZM) methods were done to characterize the delamination using ENF specimens. The results displayed how, it is possible to effectively reduce the effect of propagating media such as attenuation of AE signals using the new proposed procedure. In conclusion, the results of this research could lead to proficiently distinguishing different damages in laminated composite using AE Lamb-based technique.}, Keywords = {LambWave,Acoustic Emission,Damage Mechanisms,Composite Laminates,Delamination,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {126-134}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی خرابی مود II کامپوزیت‌های لایه‌ای با استفاده از نوع جدیدی از موج نشر آوایی و روش المان محدود‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬}, abstract_fa ={جدایش بین لایه‌ای یکی از مهم ترین عیوب در مواد کامپوزیتی لایه لایه می باشد که وجود این عیب در یک سازه باعث کاهش استحکام آن سازه می گردد. در این مقاله، روشی با قابلیت اطمینان بالا برای ارزیابی جدایش بین لایه ای در کامپوزیت های لایه ای با استفاده از روش نشر آوایی پیشنهاد شده است. ابتدا یک روش جدید برای تجزیه بنیادی حالت های موجی در نمونه های کوچک توسعه داده شد. مکانیزم های خرابی در مد II شکست برای نمونه های بافته و تک جهته با استفاده از روش دسته بندی فازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از آن، پدیده توقف ترک در هر نمونه مورد بررسی گردید. در ادامه، تست های تجربی و مدل سازی لایه چسبنده برای مشخص کردن جدایش بین لایه ای در نمونه های مود دو به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که امکان پذیر است اثر پراکندگی صوت نظیر اتلاف سیگنال های نشرآوایی با استفاده از روش پیشنهادی جدید را با موفقیت کاهش داد. به عنوان نکته نهایی، نتایج این مطالعه می تواند انواع خرابی را در کامپوزیت های لایه ای به طور موثر با استفاده از تکنیک موجی انتشار آوایی متمایز سازد.}, keywords_fa = {موج لمب,نشر آوایی,مکانیزم خرابی,کامپوزیت لایه ای,جدایش بین لایه ای‬‬‬‬‬‬‬,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20096-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20096-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {shahgholianghahfarokhi, davoud and Rahimi, G. H.}, title = {Prediction of the critical buckling load of stiffened composite cylindrical shells with lozenge grid based on the nonlinear vibration analysis}, abstract ={Due to unique properties, grid stiffened composite cylinder shells are used extensively in aviation, marine and automotive industry. In recent decades, several studies are done to predict the critical buckling load of grid stiffened composite cylinder shells without breakdown or failure. Vibration Correlation Technique (VCT) is one of the most important non-destructive methods that based on nonlinear vibration analysis. The aim of this research is the prediction of the critical buckling load of stiffened composite cylinder shells with lozenge grid by using VCT. For this purpose, linear and nonlinear vibration analysis of composite cylindrical shells were performed in different compressive loads by using finite element software ABAQUS, firstly. In the next step, linear buckling critical load was determined by using numerical methods. Then, non-linear critical buckling load of grid stiffened composite cylinder shells was predicted by using VCT. To validate the results of VCT, five composite cylindrical shells were fabricated by using filament winding method with same conditions and was placed under axial compression test. Finally, the critical buckling load was measured experimentally. The results show that the difference between the critical buckling load of VCT with experimental buckling load is less than 3%. This subject implies that VCT is suitable for prediction of critical buckling load of stiffened composite cylinder shells with lozenge grid with very high accuracy.}, Keywords = {Grid Stiffened Composite Cylinder Shells,Vibration Correlation Technique,Buckling,Fabrication,Numerical Analysis,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {135-143}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {پیش‌بینی بار بحرانی کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده‌ با شبکه های لوزی شکل بر اساس آنالیز ارتعاشات غیرخطی}, abstract_fa ={پوسته‌های کامپوزیتی تقویت‌شده مشبک به دلیل خواص منحصربفردشان، یکی از سازه‌های پرکاربرد در صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی می‌باشد. در دهه‌های اخیر تحقیقات بسیاری زیادی برای پیش‌بینی بار بحرانی کمانش پوسته‌های کامپوزیتی تقویت‌شده مشبک، بدون خرابی یا شکست انجام شده است. یکی از مهم‌ترین روش‌های غیرمخرب، روش همبستگی ارتعاشی یا وی‌سی‌تی می‌باشد که مبنای آن آنالیز ارتعاشات غیرخطی می‌باشد. هدف تحقیق حاضر پیش‌بینی بار بحرانی کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده با شبکه‌های لوزی شکل با استفاده از روش وی‌سی‌تی می‌باشد. برای این منظور در ابتدا تحلیل ارتعاشات خطی و غیرخطی پوسته‌ی استوانه-ای کامپوزیتی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباکوس و در بارهای فشاری مختلف انجام شد. در مرحله‌ی بعد با استفاده از نتایج عددی، بار بحرانی کمانش خطی سازه مذکور محاسبه شد. سپس به کمک روش وی‌سی‌تی بار بحرانی کمانش غیرخطی پوسته‌ها‌ی استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده مشبک پیش‌بینی گردید. در ادامه و برای صحت‌سنجی نتایج روش وی‌سی‌تی، پنج پوسته‌ی کامپوزیتی تقویت‌شده مشابه و با شرایط یکسان و با استفاده از روش پیچش الیاف ساخته شد و تحت آزمون فشار محوری قرار داده شد. در نهایت بار بحرانی کمانش تجربی به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که اختلاف بار بحرانی کمانش غیرخطی پیش‌بینی شده به روش وی‌سی‌تی با بار بحرانی کمانش به دست آمده از آزمایش تجربی کمتر از 3 درصد می‌باشد که این موضوع دال بر مناسب بودن روش وی‌سی‌تی برای پیش‌بینی بار بحرانی کمانش با دقت بسیار بالا برای پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده با شبکه‌های لوزی شکل می‌باشد.}, keywords_fa = {پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده‌ی مشبک,روش همبستگی با ارتعاشات,کمانش,ساخت,تحلیل عددی,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20086-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-20086-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {KeymasiKhalaji, Ali and Jalalnezhad, Mostaf}, title = {Control of a wheeled robot in presence of sliding of wheels using adaptive backstepping method}, abstract ={There exist satisfactory results in the analysis of the motion control of the vehicles with the assumption of nonslip (pure rolling) condition of robot wheeles, But unfortunately in practice due to the presence of uncertainties such as sliding of wheels especially in agriculture applications where working conditions are rough the results and the quality of the control performance of the system are affected. The ideal control of wheeled systems is performed with the assumption of the existence of nonholonomic non-slip constraints, while in the real system these constraints are violated due to the presence of slippages. In this paper the problem of trajectory tracking control of wheeled vehicles in the presence of sliding is addressed. To take sliding effects into account, sliding models are introduced into the kinematic model. In other words, these effects are added as unknown parameters to the ideal kinematic model. For taking into account the sliding effects their mathematical models are introduced in system kinematic model. In another word these effects as an unknown parameters are added to the system ideal kinematics. An integrating parameter adaptation technique and backstepping control algorithm has been utilized in order to control the system. The backstepping control law is designed to track the reference trajectories and make the robot asymptotically stable around the reference trajectories. Finally, the obtained results are presented for tracking reference trajectories and comparison results shows the efficiency of using the estimation of slips in control of the system.}, Keywords = {Wheeled mobile robot,Nonholonomic systems,Trajectory tracking,Backstepping method,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {144-152}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل یک ربات چرخ دار در حضور لغزش چرخ ها به روش تطبیقی بازگشت گام به گام}, abstract_fa ={در تحلیل کنترل حرکت خودکار ربات‌های چرخدار با فرض عدم لغزش چرخ ها (غلتش خالص) نتایج رضایت بخشی وجود دارد، اما متاسفانه در عمل به خاطر وجود عدم قطعیت‌هایی مانند لغزش چرخ‌ها به خصوص در کاربردهایی همچون کشاورزی که شرایط کار دارای ناهمواری‌ها نیز می‌باشد، نتایج تحت تأثیر قرار گرفته و کیفیت عملکرد روش‌های کنترلی تحت‌الشعاع قرار می‌گیرد. کنترل ایده‌آل سیستم‌های چرخدار با فرض وجود قیود عدم لغزش غیرهولونومیک انجام شده در حالی که در سیستم واقعی به خاطر حضور لغزش‌ها این قیود نقض می‌شوند. در این مقاله، مسئله کنترل تعقیب مسیر ربات چرخ دار در حضور پدیده لغزش انجام شده است. برای در نظر گرفتن اثرات لغزش‌ها، مدل آنها وارد معادلات سینماتیک مساله می‌گردند. به عبارت دیگر این اثرات به عنوان پارامترهای ناشناخته به مدل سینماتیک ایده آل اضافه می شود. این پارامترهای ناشناخته را با یک روش تطبیقی تخمین زده و با الگوریتم کنترلی بازگشت گام به گام سیستم را کنترل می‌نماییم. قانون کنترلی بازگشت گام به گام برای تعقیب مسیرهای مرجع ربات طراحی گردیده و ربات را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که کنترل‌کننده تطبیقی پیشنهادی می تواند تعقیب مسیر ردیابی را در حضور لغزش چرخ‌ها تضمین کند. در پایان نتایج بدست آمده برای مسیرهای مرجع ارائه گردیده و نتایج مقایسه‌ای کارایی استفاده از تخمین لغزش‌ها در کنترل سیستم را نشان می‌دهد.}, keywords_fa = {ربات متحرک چرخ دار,سیستم های غیرهولونومیک,تعقیب مسیرهای حرکت زمانی,روش بازگشت گام به گام,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16838-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16838-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {ُSaliminia, Aref and AbootorabiZarchi, Mohammad Mahdi}, title = {The effect of lubrication type on tool temperature and wear in turning of AISI 304 steel}, abstract ={One way of reducing the cutting zone temperature is the use of an appropriate coolant. Common coolants, in addition to the adverse health effects on operator, cause environmental pollution as well. Because of this, interest in dry machining or green cooling methods in recent years has been greatly increased. Cryogenic cooling is one of the green cooling methods where liquid nitrogen is usually used as coolant. In the present paper, the effect of cryogenic cooling by liquid nitrogen on the cutting tool temperature and wear in turning process of AISI 304 austenitic stainless steel has been investigated. Among different methods of cryogenic cooling, the spraying technique due to its direct effect on the cutting zone has been selected. Turning with dry, wet (conventional) and cryogenic cooling methods are done. The obtained results indicated that the cryogenic cooling decreased the tool temperature compared to the dry and wet machining by 83% and 67%, respectively and reduced the flank wear of the tool by 75% and 53%, respectively. Analysis of variance showed that cutting speed relative to feed rate has a much greater impact on the tool temperature and wear. Increase of cutting speed in all cooling cases increased the tool temperature and wear.}, Keywords = {Turning,Cryogenic cooling,Flank wear,Temperature,Liquid nitrogen.,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {153-162}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تأثیر نوع روانکاری بر دما و سایش ابزار در تراشکاری فولاد AISI 304}, abstract_fa ={یکی از راه‌های کاهش دمای ناحیه برش، استفاده از خنک‌کار مناسب است. خنک‌کارهای رایج، علاوه‌بر اثر نامطلوب بر سلامتی اپراتور، باعث آلودگی محیط زیست نیز می‌شوند. به این دلیل، علاقه به ماشین‌کاری خشک یا روش‌های خنک‌کاری سبز در سال‌های اخیر افزایش زیادی یافته است. یکی از روش‌های خنک‌کاری سبز، خنک‌کاری تبریدی است که در آن، معمولاً از نیتروژن مایع به عنوان خنک‌کار در فرآیند براده‌برداری استفاده می‌شود. در این مقاله، اثر خنک‌کاری تبریدی به‌وسیله نیتروژن مایع بر دما و سایش ابزار برشی در فرآیند تراشکاری فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 304 مورد بررسی قرار گرفته است. از بین روش‌های مختلف خنک‌کاری تبریدی، روش پاششی به علت تأثیر مستقیم بر ناحیه برش، انتخاب شده است. ماشین‌کاری با روش‌های خنک‌کاری تبریدی و معمولی و همچنین ماشین‌کاری خشک انجام شده است. مقایسه نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که ترا‌شکاری تبریدی فولاد 304 در مقایسه با ترا‌شکاری خشک و معمولی، دما را به ترتیب تا 83 و 67 درصد و سایش در سطح آزاد ابزار را به ترتیب تا 75 و 53 درصد کاهش می‌دهد. آنالیز واریانس نشان داد که سرعت برشی نسبت به نرخ پیشروی تأثیر بسیار بیشتری بر دما و سایش ابزار دارد. افزایش سرعت برشی در تمام حالت‌های روانکاری باعث افزایش دما و سایش ابزار شده است.}, keywords_fa = {تراشکاری,خنک‌کاری تبریدی,سایش ابزار,دما,نیتروژن مایع,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16836-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16836-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {taghipoor, hossein and damghaninoori, mohamm}, title = {Topology Optimization Study in Energy Absorption of Lattice-core Sandwich Beams under Three-point Bending Test}, abstract ={In this research, an influence of topology optimization in energy absorption of lattice core sandwich beams by using ABAQUS software was an investigation. Relationships between the force and displacement at the midspan of the sandwich beams were obtained from the experiments. Two types of Steel lattice cores with three cell orientation were subjected to the low-velocity impact test under three-point bending. The core of sandwich beams was made from expanded metal sheets and a topology optimization with Solid Isotropic Microstructure with Penalization (SIMP) method was used to remove the redundant expanded metal cell. In the following, by studying the topology optimization to evaluate the impact parameters, including Specific Energy Absorption (SEA), as discussed testing purposes. The energy absorbing system can be used in the aerospace industry, shipbuilding, automotive, railway industry and elevators to absorb impact energy. Experimental and numerical results showed that topology optimization could significantly increase specific absorbed energy. Results of three-point bending crushing tests showed that the SEA of a sandwich beam with optimal core structure increased between 45% and 94% compared to the initial design structure of the core. In addition, appropriate orientation of expanded metal cell in the core of sandwich beam caused to increase the specific energy absorption by more than 90%. Finally, an appropriate optimal geometric structure with three tape of volume fraction and the best examples of criteria considered with respect to the objectives were introduced.}, Keywords = {Topology optimization,energy absorption,expanded metal sheet,sandwich beam,transverse bending,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {163-173}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر بهینه سازی ساختاری در قابلیت جذب انرژی تیرهای ساندویچی با هسته مشبک فلزی تحت بارگذاری خمش سه نقطه}, abstract_fa ={در این پژوهش تاثیر بهینهسازی ساختاری هسته های مشبک در تیرهای ساندویچی به عنوان جاذب انرژی با نرمافزار اباکوس ، مورد مطالعه قرار گرفته است. ارتباط بین نیرو و جابهجایی در مرکز تیر با استفاده از نتایج آزمایشگاهی بدست آمده است. دو نوع هسته مشبک از جنس فولاد با سه جهت گیری متفاوت در سلولهای هسته، تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین به صورت خمش سه نقطه، مورد بررسی قرار گرفته است. هسته تیر ساندویچی از صفحات فلزی گسترش یافته ساخته شده که برای بهینهسازی ساختاری و حذف سلول های ناکارآمد از روش ریزسازه های ایزوتروپیک جامد با تابع جریمه (SIMP) استفاده شده است. در ادامه با انجام بهینهسازی ساختاری، به بررسی پارامترهای ضربه پذیری، از جمله جذب انرژی ویژه، بعنوان اهداف آزمایش پرداخته شده است. این نوع سیستم جاذب انرژی، میتواند در صنایع هوایی، کشتی سازی، خودروسازی، صنایع ریلی و آسانسورها جهت جذب انرژی ضربه مورد استفاده قرار گیرد. نتایج تحلیل آزمایشگاهی و بررسی عددی در بارگذاری خمشی نشان داد، که به کارگیری روش بهینهسازی ساختاری، میتواند ظرفیت جذب انرژی را به صورت قابل ملاحظه ای افزایش دهد. نتایج آزمایشهای خمشی نشان داد که ظرفیت جذب انرژی ویژه در تیر ساندویچی با ساختاربهینه، بین 45 تا 94%افزایش یافته است. همچنین، جهتگیری مناسب هسته مشبک در تیر ساندویچی با ساختاری بهینه موجب افزایش جذب انرژی ویژه تا بیش از 90% میشود. در انتها ساختارهای هندسی بهینه برای سه درصد مختلف کاهش حجمی، و بهترین نمونه ها از لحاظ معیارهای در نظر گرفته شده با توجه به اهداف طراحی، معرفی میشوند.}, keywords_fa = {بهینه سازی ساختاری,جذب انرژی,هسته مشبک فلزی,تیر ساندویچی,بارگذاری عرضی,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16856-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16856-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {gharehbaghi, hussai}, title = {Experimental measurements and finite element residual stress caused by welding aluminum sheets and investigating its effect on natural frequency values}, abstract ={Welding is very important in the aerospace industry and widely used in aerospace structures. One of the problems that most industries are facing is created residual stress by the welding process. Residual stresses in the surrounding areas of welding can cause cracks and crack growth so identify and evaluate of residual stresses in the welded structures is necessary. There are different methods for determining the residual stress. In this paper, the laboratory and numerical methods were presented for determining the residual stress. Then, the welding process of two aluminum sheets of 6061-T6 alloy has been done and the residual stresses have been obtained by drilling method. Welding is done in two passes and by spot welding the first, the end and the middle of the weld line are connected to prevent the sheets from moving. Also, the welding process of the two aluminum sheets was simulated in 3D in the ABAQUS finite element software and the residual stresses were extracted. All conditions in the finite element analysis are similar to the welding conditions in the laboratory. Results show high accuracy in the modeling of finite element processes in the welding process. Finally, the effect of residual stress in the value of natural frequencies is studied.}, Keywords = {Simulation of welding process,crack growth,residual stress,Natural frequency,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {174-180}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {اندازه‌ گیری تجربی و اجزاء محدود تنش پسماند حاصل از جوشکاری ورق آلومینیومی و بررسی تأثیر آن بر روی مقادیر فرکانس طبیعی}, abstract_fa ={جوشکاری در صنایع هوافضا از اهمیت بسیاری برخوردار بوده و در اتصالات سازه ‏های هوافضایی کاربرد فراوانی دارد. از مشکلاتی که اغلب صنایع کشور با آن مواجه ‏اند تنش پسماند ناشی از فرآیند جوشکاری است. تنش پسماند در نواحی اطراف جوش می‏تواند باعث ایجاد و رشد ترک شود به همین علت شناخت و بررسی آن در سازه‏ های جوشکاری شده ضروری می‏باشد. روش‏های مختلفی برای اندازه ‏گیری تنش پسماند وجود دارد. در این مقاله به معرفی انواع روش‏های آزمایشگاهی و عددی در جهت تعیین تنش پسماند پرداخته شده است. سپس به کمک فرآیند جوش آرگون دو ورق آلومینیومی از جنس آلیاژ 6061-T6 به یکدیگر متصل شده‏ و تنش‏های پسماند حاصله به روش سوراخ کاری‏ به دست آمده است. جوشکاری به صورت دو پاسه صورت گرفته و توسط جوش نقطه‏ ای ابتدا، انتها و وسط خط جوش برای جلوگیری از جابجایی ورق‏ها به یکدیگر متصل شده ‏اند. همچنین فرآیند جوشکاری دو ورق آلومینیومی مذکور به صورت سه‏ بعدی در نرم‏ افزار اجزاء محدود آباکوس شبیه‏ سازی شده و تنش‏های پسماند استخراج شده‏ است. تمامی شرایط در تحلیل اجزای محدود مشابه شرایط جوشکاری در آزمایشگاه در نظر گرفته شده است، نتایج حاکی از دقت بالا در مدلسازی اجزای محدود فرآیند جوشکاری دارد. در نهایت تأثیر حضور تنش‏های پسماند در مقادیر فرکانس‏های طبیعی مورد بررسی قرار گرفته شده است.}, keywords_fa = {شبیه‌ سازی فرآیند جوشکاری,رشد ترک,تنش پسماند,فرکانس طبیعی,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16886-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16886-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Heidarinejad, Ghassem and yousefi, amir}, title = {Extending Reynolds Number range in numerical simulation Of fluid flow using Boundary Element Method}, abstract ={With the development of computers, the application of numerical methods in solving engineering problems has increased considerably. Methods such as Finite Element Method, Finite Volume Method and Finite Difference Method can be mentioned as some. In this research a Boundary Element Method is applied for numerical simulation. The main difference among the Boundary Element method and other numerical methods is the governing mathematics. At first In this method the governing equation is integrated. This leads to a decrease in the dimensions of the problem and then the simulation is performed. In this research, by a change of variable, the Navier Stokes equation is transformed to Navier equation in Elastostatics at first. Subsequently the methods proposed for solving the problems in Elastostatics is utilized to solve the viscous fluid flow. In fact, the applied fundamental solution is the main difference among the proposed method and other Boundary Element Methods. In the proposed method, in contrast to previously proposed methods, the fundamental solution of the Navier equation is utilized for simulation. At last, by considering the governing mathematics a computer code is developed for viscous flow simulation. The code is applied to two different geometries, a lid-driven-cavity and a backward facing step. Convergent solutions is achieved up to Reynolsds numbers equal with 600 and 100 respectively.}, Keywords = {Boundary Element Method,viscous fluid flow,Navier equation,cavity,Elastostatics,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {181-190}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {افزایش دامنه عدد رینولدز در شبیه‌سازی با استفاده از روش المان مرزی}, abstract_fa ={با توسعه روزافزون رایانه‌ها استفاده از روش‌های عددی برای حل مسائل مهندسی کاربرد بسیاری یافته‌است. از جمله‌ی این روش‌ها می‌توان به روشهایی همچون تفاضل محدود، المان محدود، حجم محدود، روش المان مرزی و ... اشاره نمود. در این پژوهش از روش المان مرزی برای شبیه‌سازی عددی استفاده شده‌است. تفاوت روش المان مرزی با روش‌هایی همچون روش المان محدود در ریاضیات حاکم بر مسأله است. در این روش ابتدا از معادله دیفرانسیلی حاکم بر مسأله یک‌بار انتگرال گرفته می‌شود. این انتگرال‌گیری منجر به کاهش یک بعد از ابعاد مسأله می‌گردد و سپس اقدام به شبیه‌سازی می‌شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از یک تغییر متغیر معادله ناویر استوکس به معادله ناویر در الاستواستاتیک تبدیل می‌گردد. سپس از روش‌های پیشنهادی برای مسأله الاستواستاتیک، برای حل جریان سیال لزج استفاده می‌شود. در واقع تفاوت اصلی میان این شیوه و سایر شیوه‌های پیشنهادی در روش المان مرزی در پاسخ بنیادینی است که در این شیوه از آن استفاده شده‌است. در واقع در این پژوهش، برخلاف پژوهش‌های پیشین، از پاسخ بنیادین معادله ناویر استفاده شده است. در پایان با استفاده از ریاضیات حاکم بر مسأله یک برنامه کامپیوتری برای حل جریان سیال لزج نوشته شد. این برنامه برای دو هندسه متفاوت داخل حفره و پشت پله اعمال گردید، که به ترتیب تا اعداد رینولدز 600 و 100 موفق به دست‌یابی به پاسخ‌های همگرا شدیم.}, keywords_fa = {روش المان مرزی,جریان سیال لزج,معادله ناویر استوکس,حفره,الاستواستاتیک,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16835-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16835-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Heidari-Rarani, Mohammad and Ahmadi-Jebeli, Mohse}, title = {Finite element modeling of failure in IV type composite pressure vessel using WCM plug-in in ABAQUS software}, abstract ={Hydrogen has become an attractive source of energy for transportation industry, which is adaptable to the environment. Using composite pressure vessel type IV for storing compressed hydrogen gas seems to be a safety solution because of their ratio of strength to weight. Type IV composite pressure vessels consist of three main parts of polymeric liner, metallic boss and carbon fiber/epoxy composite shell. In the dome zones of these vessels, the thickness of composite layers and the fiber angle would increase because of accumulation of resin and reduction in radius. This issue is caused the modeling of these vessels to be a serious challenge. The WCM plug-in is presented for simulation of axisymmetric or three-dimensional composite pressure vessels type III and IV in ABAQUS software. In addition to the parameters like layer thicknesses and fiber angles, manufacturing parameters such as bandwidth, transition angle and end fraction could be also defined in this plug-in in order to achieve more accurate results. In this study, a type IV high pressure composite vessel with inner volume of two liters is modeled using the WCM plug-in in ABAQUS software. Numerical results are assessed by the available experimental results in the literature. Moreover, failure pressure of this vessel has been estimated by calculating the on-axis stresses and using failure criteria such as Tsai-Hill, Tsai-Wu and Hashin which is not done in other investigations.}, Keywords = {Pressure vessel,Filament winding,WCM plug-in,Burst pressure,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {191-200}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل‌سازی المان محدود تخریب در مخزن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV با استفاده از افزونه WCM در نرم‌افزار آباکوس}, abstract_fa ={امروزه هیدروژن به ‌عنوان یک منبع انرژی سازگار با محیط زیست مورد توجه صنعت حمل‌ و ‌نقل قرار گرفته است. استفاده از مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV به دلیل نسبت استحکام به وزن مناسب آن‌ها، راه‌حلی مطمئن برای ذخیره گاز هیدروژن متراکم به شمار می‌آید. مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV از سه بخش اصلی، لاینر پلیمری، فلنج فلزی و پوسته کامپوزیتی الیاف کربن/اپوکسی تشکیل شده‌اند. در ناحیه عدسی‌های این مخازن به ‌دلیل کاهش شعاع و تجمع رزین، ضخامت لایه‌های کامپوزیتی و زاویه الیاف افزایش می‌یابد و این امر مدل‌سازی این نواحی را در این مخازن به جدی‌ترین چالش تبدیل کرده است. افزونه WCM به منظور شبیه‌سازی المان محدود متقارن محوری یا سه‌بعدی مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع III و IV، برای نرم‌افزار آباکوس ارائه شده است. در این افزونه علاوه‌ بر کمیت‌هایی چون ضخامت لایه‌ها و زاویه الیاف می‌توان کمیت‌های ساختی چون پهنای باند، زاویه انتقال و بخش پایانی را نیز تعیین کرد تا مدل‌سازی دقیق‌تری حاصل شود. در این پژوهش، مخزن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV با حجم داخلی دو لیتر، توسط افزونه WCM در نرم‌افزار آباکوس مدل شده است. مقایسه نتایج عددی حاصل از این مدل‌سازی با نتایج تجربی و شبیه‌سازی‌های موجود در مقالات، دقت قابل قبول این مدل‌سازی را نشان می‌دهد. همچنین در این پژوهش، پس از استخراج تنش‌های راستای اصلی ماده و کدنویسی روابط حاکم بر معیارهای شکست مواد کامپوزیتی چون تسای-هیل، تسای- وو و هشین، فشار تخریب مخزن پیش‌بینی شده است که در پژوهش‌های دیگر به آن پرداخته نشده است.}, keywords_fa = {مخزن تحت فشار,پیچش الیاف,افزونه WCM,فشار انفجار,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16879-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16879-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Abadeh, Abazar and Maghrebi, Mohammad jav}, title = {An experimental energy and exergy analysis of uniform and step heat flux effects on heat transfer over of circular cross-section tube}, abstract ={Heat transfer enhancement is widely applicable in various industries, specifically in heat exchangers. Optimizing of heat transfer in the absence of increased pumping energy will result in increased of total efficiency in different systems. In this paper, forced convection heat transfer and fluid flow of fully developed laminar regime in a horizontal tube under uniform and non-uniform step heat fluxes is investigated experimentally. The effect of uniform, non-uniform increasing and decreasing applied heat fluxes on heat transfer and fluid flow are investigated. The effect of various parameters on heat transfer and fluid flow characteristics in these models are reported. Uncertainty analysis is performed and acceptable maximum of 1.8 percent is acquired. The primary results compared to well-known Shah and London equation for validation and maximum error of 8.5 percent is reported. In the present paper, Energy and exergy are two approach of analyzing. Convection heat transfer coefficient enhancement of 19.3 and 22.3 percent compared with model 1 are reported for model 2 and 3 respectively, in energy analysis. Furthermore, in this paper, exergy analysis is done and irreversibility values of 0.0887, 0.0803 and 0.1037 are reported for model 1, model 2 and model 3 respectively. Finally, it is concluded that the model number 3 is the best way to enhance heat transfer because of the maximum averaged Nusselt number and the minimum entropy generation values}, Keywords = {Heat flux,Heat transfer coefficient enhancement,Fluid flow,Exergy,Energy,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {201-210}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل آزمایشگاهی انرژی و اگزرژی اثر شار حرارتی یکنواخت و پله ای بر انتقال حرارت روی یک لوله با مقطع دایره ای}, abstract_fa ={بهبود انتقال حرارت در صنایع مختلف و مشخصاً در مبدل‌های حرارتی کاربرد فراوان دارد. بهینه‌سازی انتقال حرارت در مقابل عدم افزایش انرژی مورد نیاز پمپاژ، منتج به افزایش راندمان کل در سیستم‌های مختلف خواهد شد. در این پژوهش بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی اجباری در رژیم جریان آرام توسعه یافته هیدرودینامیکی، در یک لوله افقی و تحت شارهای حرارتی یکنواخت و پله، به صورت آزمایشگاهی مورد توجه است. تاثیر استفاده از سه مدل مختلف اعمال شار حرارتی یکنواخت، پله صعودی و پله نزولی بر انتقال حرارت و جریان سیال، بررسی می‌گردد. مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف بر مشخصه‌های انتقال حرارت و جریان سیال در مدل-های مختلف اعمال شارهای حرارتی، گزارش شده است. آنالیز عدم قطعیت صورت گرفته و حداکثر مقدار قابل قبول 1.8 درصد بدست آمده است. در این مقاله برای اعتبار سنجی، بررسی نتایج اولیه در قیاس با رابطه معروف شاه و لاندن صورت گرفته است و تطابق نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی با حداکثر خطای 8.5 درصد گزارش شده است. در این پژوهش دو رویکرد تحلیل انرژی و اگزرژی مورد توجه قرار دارد و در تحلیل با رویکرد انرژی، بهبود ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری 19.3 و 22.3 درصد به ترتیب برای مدل دو و سه نسبت به مدل شماره یک بدست آمده و در تحلیل اگزرژی، مقادیر بازگشت ناپذیری 0.0887، 0.1037 و 0.0807 به ترتیب برای مدل‌های یک، دو و سه گزارش شده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل شماره سه دارای بیشترین مقدار متوسط ناسلت و کمترین مقدار تولید آنتروپی است}, keywords_fa = {شار حرارتی,بهبود ضریب انتقال حرارت,جریان سیال,اگزرژی,انرژی,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16899-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16899-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Darroudi, Mojtaba and Kowsary, Farsh}, title = {Detection and Accurate Estimation of Geometrical Parameters of Defects on the Internal Surfaces of Pipes Using Inverse Heat Conduction Method}, abstract ={Detection of defects in the internal surfaces of pipes due to the inherent feature of these surfaces which is inaccessibility is always a troublesome process. In this study, a novel method has been designed for detection of defect locations on the internal surfaces of pipes and accurate estimation of defect geometrical parameters such as length and average material loss depth. The way that this method works is that a band heater is located on the external surface of the pipe in inspection segment, and specified heat flux is applied to this surface for a short time, and the temperature of these sensors located on rear of the band heater is measured during and after of applying thermal heat flux. The local temperature rise on the section of the external surface of the pipe indicates a defect on its internal surface. In this case, a defect with unknown parameters is supposed on the internal surface of the pipe, and by using the inverse heat conduction method, an iterative numerical simulation procedure continues until the unknown geometrical parameters of defects are estimated in a way to minimize the difference between the measured and simulated temperature in the location of sensors.}, Keywords = {Defect Detection,Pipe System,Heat Conduction Equation,Inverse Problem,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {211-222}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شناسایی و تخمین دقیق پارامترهای هندسی عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله ها با استفاده از روش رسانش حرارتی معکوس}, abstract_fa ={شناسایی عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله‌ها، به علت ویژگی ذاتی این سطوح که غیرقابل‌دسترس می‌باشند، همواره فرآیندی دشوار بوده است. در این پژوهش به طراحی روشی نوین در شناسایی محل عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله‌ها و تخمین دقیق پارامترهای هندسی آن از قبیل طول عیب و متوسط عمق کاسته شده از دیواره لوله پرداخته شده است. روش کار بدین‌صورت است که در محل بازرسی، یک گرم‌کن نواری بر روی سطح بیرونی لوله قرارگرفته و برای مدت کوتاهی شار حرارتی مشخصی به آن سطح اعمال می‌گردد و دمای حسگرهای واقع در زیر گرم‌کن در زمان اعمال شار حرارتی و اندکی پس‌ازآن اندازه‌گیری می‌شود. افزایش موضعی درجه حرارت در قسمتی از سطح بیرونی لوله، نشان از وجود عیب بر روی سطح داخلی آن است؛ در این صورت با فرض یک عیب با پارامترهای نامشخص بر روی سطح داخلی لوله و بهره‌گیری از روش رسانش حرارتی معکوس، فرآیند شبیه‌سازی عددی در یک الگوریتم تکرارپذیر تا جایی ادامه می‌یابد که پارامترهای هندسی نامشخص عیب موجود به نحوی تخمین زده شود که اختلاف دمای اندازه‌گیری شده و شبیه‌سازی‌شده در محل حسگرها حداقل شود.}, keywords_fa = {شناسایی عیوب,سیستم لوله,معادله رسانش حرارتی,مسئله معکوس,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16935-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16935-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {Mehdizadehyoushanloei, Mohamm}, title = {Numerical simulation of FHD micro pump using magnetic field of permanent magnet}, abstract ={Nowadays, magnetic nanofluids have drawn a lot of attention toward themselves due to various applications in different fields such as medicine and industry. In this paper, for the first time new pumping method for magnetic nanofluids and ferro-fluids is presented. Moreover, magnetic nanofluid flow inside a rectangular channel under the effect of nonuniform magnetic field of permanent magnet is investigated. Iron oxide nanoparticles which lie completely homogeneous inside the based fluid of water are used. The governing equations obtained by adding the Kelvin body force term to the Navier-Stokes equations, and the equations are discretized using finite volume method and PISO algorithm. In order to study the effective parameters in the function of the FHD micro pump, a selected ranges of nanoparticles size, volume fraction of nanoparticles, saturated magnetization, and the length and width of the magnet are studied. The results demonstrate the increase in any of the mentioned parameters leads to rise in velocity magnitude inside the channel. Change in the diameter of magnetic nanoparticles has greatest effect on the velocity magnitude inside the channel. Furthermore, vertical magnet has better performance than horizontal one in FHD micro pump.}, Keywords = {Magnetic nanofluid,Ferrohydrodynamics (FHD),FHD micro pump,permanent magnet,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {223-231}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدلسازی عددی میکروپمپ فروهیدرودینامیکی(FHD) توسط میدان آهن ربای دائم}, abstract_fa ={امروزه نانو سیالات مغناطیسی به دلیل کاربرد های متنوع در زمینه‌های مختلف از جمله پزشکی و صنعت توجه بیشتری را به خود جلب کرده‌اند. در این مقاله، برای اولین بار طرحی برای پمپ کردن فروسیالات و نانو سیالات مغناطیسی توسط نیروی کلوین ناشی از میدان مغناطیسی غیر یکنواخت داخل میکروکانالها ارائه و با عنوان میکروپمپ فروهیدرودینامیکی (FHD) نامگذاری شد. سپس به بررسی عددی جریان نانوسیال مغناطیسی درون میکرو کانال با سطح مقطع چهارگوش در حضور میدان مغناطیسی ناشی از آهنربای دائم پرداخته شد. در کار حاضر، نانوسیال مغناطیسی متشکل از نانو ذرات اکسید آهن که به طور کاملا همگن درون سیال پایه آب مخلوط شده است، استفاده شده است. معادلات حاکم از اضافه کردن ترم نیروی حجمی کلوین به معادلات ناویر-استوکس حاصل شده که به روش حجم محدود و توسط الگوریتم پیزو گسسته شده است. برای مطالعه پارامترهای تاثیر گذار در عملکرد میکرو پمپ FHD، بازه‌ای منتخب از قطر نانوذرات، کسر حجمی نانوذرات، مغناطیس شوندگی اشباع، طول و عرض آهنربا مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داده‌اند که افزایش هر یک از پارامتر‌های مذکور منجر به افزایش سرعت در کانال میشوند که ناشی از افزایش نیروی کلوین در طول کانال می‌باشد. تاثیر قطر نانوذرات مغناطیسی بر سرعت ایجاد شده در کانال نسبت به پارامترهای دیگر بیشتر بود. همچنین آهنربا در حالت عمودی سرعت بیشتری را نسبت به حالت افقی ایجاد می‌کند.}, keywords_fa = {نانوسیال مغناطیسی,فروهیدرودینامیک,میکروپمپ فروهیدرودینامیکی,آهن‌ربای دائم,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16342-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16342-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {GhasemiGhalebahman, Ahmad and Khakbaz, Ali}, title = {Vibration of graphene sheets with axial force effect in elastic medium based on nonlocal elasticity and third-order shear deformation theory}, abstract ={This study aims to investigate the transverse vibration of single- and double-layered graphene sheets embedded in an elastic medium based on the third-order shear deformation theory considering the axial force effect within the framework of Eringen’s nonlocal elasticity theory, where the governing equations of motion are obtained using Hamilton’s principle. The superiority of the studied non-local continuum model to its local counterpart is to consider the effect of size on the mechanical behavior of the structure. The results from a natural frequency analysis are obtained for different conditions such as the effect of size and aspect ratio, axial force, nonlocal coefficient, and change in the stiffness properties of the surrounding elastic medium by using the Navier-type solution for simply supported boundary conditions. Given that in a double-layered graphene sheet, the system has an in-phase vibrational mode and anti-phase vibrational mode with 180-degrees phase difference, the effect of van der Waals force on both vibrational modes is attempted to be investigated and it is shown that the van der Waals force has no effect on in-phase vibrational mode and by increasing it, the anti-phase frequency increases. It is also demonstrated that the nonlocal parameter is not a constant parameter but its value depends on the size and atomic structure, like chiral and zigzag configurations, and even on the type of boundary conditions.}, Keywords = {Nonlocal theory,Free vibration,Graphene sheet,Third-order shear deformation theory,Axial force,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {232-240}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارتعاشات صفحات گرافن با اثر نیروی محوری در محیط الاستیک بر اساس الاستیسیته غیر‌موضعی و تئوری مرتبه سوم برشی}, abstract_fa ={این مطالعه با هدف بررسی ارتعاشات عرضی صفحات گرافن تک‌لایه و دو‌لایه واقع در محیط الاستیک بر اساس تئوری تغییر شکل مرتبه سوم برشی با در نظر گرفتن اثر نیروی محوری و در غالب نظریه الاستیسیه غیرموضعی ارینگن انجام شده است که در آن معادلات حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون بدست آمده است. برتری مدل پیوسته غیرموضعی مورد مطالعه نسبت به همتای موضعی آن، در نظر گرفتن اثر اندازه روی رفتار مکانیکی سازه می‌باشد. نتایج حاصل از یک تحلیل فرکانس طبیعی برای شرایط مختلف مانند تأثیر اندازه و نسبت ابعادی، نیروی محوری، ضریب غیرموضعی و اثرات ناشی از تغییر در خواص سفتی محیط الاستیک اطراف با استفاده از روش ناویر و برای شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده بدست آمده است. با توجه به اینکه در صفحه گرافن دولایه، سیستم دارای یک مود ارتعاشی هم‌فاز ویک مود ارتعاشی غیر‌هم‌فاز با اختلاف فاز 180 درجه است، تأثیر نیروی ون‌دروالس در هر دو مود ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شد که نیروی ون‌دروالس اثری روی مود ارتعاشی هم‌فاز نداشته و با افزایش آن فرکانس غیرهم‌فاز افزایش می‌یا‌بد. همچنین مشخص شد که پارامتر غیرموضعی یک پارامتر ثابت نبوده بلکه مقدار آن به اندازه و ساختار اتمی مانند آرایش کایرال یا زیگزاگ و حتی به نوع شرایط مرزی وابسته است.}, keywords_fa = {نظریه غیرموضعی,ارتعاشات آزاد,صفحه گرافن,تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم,نیروی محوری,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16788-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16788-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {ansari, mohamadreza and Esmailpour, Mahdi}, title = {Coupling of the VOF and the two-fluid models for the numerical investigation of aerated stepped spillway}, abstract ={In the current study, two-phase flow of water and air over a stepped spillway is probed in the form of a two-dimensional incompressible viscous flow. A novel numerical approach is used for the numerical simulation which is a combination of two models: volume of fluid (VOF) which uses an interface tracking algorithm for the simulation of the two-phase flow and two-fluid model which is based on time and space averaged equations and cannot track the interface explicitly. The most important issue in the introduced approach is to couple the two basic methods and select a proper criterion for status change between two basic methods. The latter criterion is based on an approximation from local distribution of the interface at each cell. In the hybrid method. In order to investigate the aeration effect in the stepped spillway, the air suction is generated by designing some holes at the upper edge of the steps and considering atmosphere pressure for these areas. The obtained results divulge the amount of dispersion is low at the beginning part of the step and also the hybrid model take more advantages from VOF, while in the lower steps where the flow disperses two-fluid model has hegemony. The results are compared in the form of pressure contours and streamlines as well as volume fraction counters. The comparison shows that the results of the proposed method is closer to the experimental results with respect to each of the basic model.}, Keywords = {Aerated Stepped Spillway,Two phase flow,Hybrid method,Two-fluid model,VOF.,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {241-252}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ترکیب مدل‌های حجم سیال و دوسیالی در مطالعه عددی جریان دوفازی روی سرریز پلکانی هوادهی شده}, abstract_fa ={در مقاله حاضر جریان دوفازی آب و هوا روی سرریز پلکانی در حالت دو بعدی، تراکم ناپذیر و ویسکوز شبیه‌سازی شده است. بدین منظور از یک مدل عددی جدید با توانایی‌های بالا استفاده شده است که ترکیبی از دو مدل پایه می‌باشد؛ مدل حجم سیال (VOF) که از یک الگوریتم تعقیب سطح مشترک برای مدلسازی جریان دوفازی استفاده می‌کند و مدل دو سیالی که بر اساس معادلات متوسط گیری شده مکانی و زمانی بوده و نمی‌تواند سطح مشترک را به خوبی بازسازی نماید. مدل حاضر کاستی‌های هر دو مدل را مرتقع و نتایج را با دقت بالا ارائه می‌دهد. مسئله اساسی در مدل ترکیبی، انتخاب یک معیار مناسب جهت تغییر وضعیت بین دو مدل پایه است. این معیار بر اساس تخمینی از پراکندگی موضعی سطح مشترک در هر سلول می‌باشد. روش تدوین شده عددی در کار حاضر برای مطالعه تاثیر هوادهی در سرریز پلکانی، حفره‌هایی را در لبه بالایی پله‌ها بکار گرفته و مکش هوا و تاثیر آن بر توزیع جریان را بررسی نموده است.. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد در قسمت ابتدایی پلکان میزان پراکندگی پایین بوده و مدل ترکیبی بیشتر از مدل VOF بهره می‏برد اما در پلکان‌های پایین که جریان پراکنده می‌شود مدل دوسیالی جایگزین می‌گردد. نتایج حاصل از مدل ترکیبی با ارائه کانتورهای کسر حجمی، فشار، سرعت و خطوط جریان با نتایج حاصل از مدل دوسیالی مقایسه شده است. مقایسه نتایج با یکدیگر نشان داده است که مدل ترکیبی نسبت به مدل پایه، با نتایج آزمایشگاهی انطباق بیشتری داشته و نتایج فیزیکی واقعی‌تری ارائه می‌دهد.}, keywords_fa = {هوادهی سرریز پلکانی,جریان دوفازی,مدل ترکیبی,مدل دو سیالی,مدل حجم سیال (VOF),}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16106-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16106-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} } @article{ author = {esmaili, naser and Hamedtabatabaeioreh, hame}, title = {Increase the stability of an articulated long vehicle by active disturbance rejection backstepping sliding mode control method}, abstract ={Today, the use of articulated long vehicles is surging. The main reasons for tendency of utilizing these vehicles is use of less tractor unit fitted to carry two or more trailers. In other words, in order to carry the same amount of goods, instead of using some tractor semi-trailers, we can make use of fewer articulated long vehicles. Reduction of fuel consumption, a significant decrease in the production of greenhouse gasses as well as using less manpower to direct the vehicle to carry the same load which is related to typical articulated vehicle is of other advantages of long articulated vehicles. The major problems of these vehicles are poor maneuverability at low speed and inappropriate lateral performance at high speed, which would lead to crashes and financial damages. Hence, a control system is required for enhancing the safety of these vehicles, improving the performance of long vehicles and preventing from being unstable. In this study, after mining and verifying the dynamic model, a new control method based on a combination of active disturbance rejection control and backstepping sliding mode control for adjusting lateral dynamic of articulated long vehicles has been utilized. The results portray the superiority of this new method than LQR and sliding mode controllers.}, Keywords = {Transportation Industry,Articulated Long Vehicle,Lateral Stability,Active Disturbance Rejection Backstepping Sliding Mode Controller,}, volume = {18}, Number = {4}, pages = {253-264}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {افزایش پایداری خودروی طویل مفصلی به کمک روش کنترلی حذف‌کننده اختلالات مد لغزشی بازگشتی}, abstract_fa ={امروزه استفاده از خودروهای طویل مفصلی رو به افزایش است. از دلایل اصلی گرایش به این نوع خودروها می‌توان به استفاده از واحد‌های کشنده کمتر برای حمل دو یا چند تریلر اشاره نمود. به عبارت دیگر برای حمل مقدار بار یکسان، به جای استفاده از چند کشنده شبه‌تریلر، می‌توان از تعداد کمتری خودروی طویل مفصلی استفاده نمود.کاهش مصرف سوخت، تولید آلودگی و گاز‌های گلخانه‌ای کمتر و همچنین بکارگیری نیروی انسانی کمتر جهت هدایت خودرو برای حمل بار یکسان به نسبت خودروی مفصلی معمولی از دیگر مزایای استفاده از خودروهای طویل مفصلی می‌باشد. مشکل عمده این خودرو‌ها مانورپذیری ضعیف در سرعت پایین و عملکرد جانبی نامناسب در سرعت بالا می‌باشد، که موجب تصادف‌ها و خسارت‌های جانی و مالی می‌شود. بنابراین برای ارتقا ایمنی آن‌ها به یک سیستم کنترلی نیاز است، که عملکرد خودروهای طویل را بهبود بخشد و از ناپایداری آن‌ها جلوگیری نماید.در این پژوهش پس از استخراج و صحه گذاری مدل دینامیکی، از یک متد کنترلی جدید مبتنی بر ترکیب کنترل‌کننده‌های فعال حذف‌کننده اختلالات و مد لغزشی بازگشتی، به منظور تنظیم دینامیک سمتی خودروی طویل مفصلی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان‌گر برتری این متد جدید نسبت به کنترل کننده‌های بهینه خطی و مد لغزشی می‌باشد.}, keywords_fa = {صنعت حمل و نقل,خودروی طویل مفصلی,پایداری سویی,کنترل کننده حذف‌کننده اختلالات مد لغزشی بازگشتی,}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16834-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-16834-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2018} }