@article{ author = {}, title = {Cover}, abstract ={}, Keywords = {}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {0-0}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {جلد این شماره}, abstract_fa ={}, keywords_fa = {}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9870-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9870-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {}, title = {Content}, abstract ={}, Keywords = {}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {0-0}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {فهرست این شماره}, abstract_fa ={}, keywords_fa = {}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9457-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9457-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {}, title = {IFC}, abstract ={}, Keywords = {}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {0-0}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شناسه این شماره}, abstract_fa ={}, keywords_fa = {}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1583-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1583-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Bozorgasareh, Hamidreza and Kazemipour, Ali and Afshin, Hossein and Farhanieh, Bij}, title = {Numerical Investigation of Fire Spread from a Fire Source to a Near Body in a Tunnel}, abstract ={Fire spread from one body to another in a road tunnel is investigated in this study, with respect to the phenomena and the physical concept. Fire Dynamics Simulator will be used as a CFD tool. Two wood boxes representing cars are modeled in a 40m long tunnel with longitudinal ventilation and fire transmission from one to another is considered. Ignition temperature is assigned to the second box surface as the ignition start condition. Indeed, ignition start of the second box depends on its temperature rise to a certain value that is extracted from experimental data. At each case, ignition time of the second box is captured. Furthermore, fire spread phenomena is considered quantitatively and qualitatively. The results show that increase of ventilation velocity causes a first increment and then decrease in ignition time, due to both cooling and smoke plume inclination effects. Also with increasing the distance, ignition time increment rate is faster at low HRRs. In addition, the results show that the tunnel height reduction has stronger effect on ignition time for lower HRRs. Finally, because of forced ventilation dominance in high ventilation velocities, no noticeable influence on ignition time is observed by changing the tunnel slope. To confirm accuracy of the numerical model, a validation with experiments will be presented too.}, Keywords = {Fire in tunnel,CFD,FDS,Fire spread}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {1-11}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه عددی پدیده گسترش آتش‌سوزی از یک منبع آتش به جسم مجاور در تونل}, abstract_fa ={در مطالعه حاضر، انتقال آتش از یک جسم به جسم دیگر در یک تونل و پدیده‌های فیزیکی حاکم بر آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. روش تحقیق به صورت عددی است و از نرم‌افزار متن‌باز شبیه‌ساز دینامیک آتش استفاده می‌شود. دو جسم از جنس چوب با ابعادی نزدیک به ابعاد یک خودرو در تونلی به طول 40 متر با تهویه اجباری به صورت طولی قرار داده می‌شوند و انتقال آتش از جسم اول به جسم دوم بررسی می‌گردد. جهت انتقال آتش به جسم هدف، معیار دمای اشتعال مورد استفاده قرار خواهد گرفت، به گونه‌ای که شروع اشتعال مشروط به رسیدن دمای سطح جسم به مقدار خاصی است که از داده‌های آزمایشگاهی استخراج می‌گردد. با اندازه‌گیری زمان شروع اشتعال جسم دوم، چگونگی تأثیر هر پارامتر آشکار می‌گردد. همچنین با ارائه کانتورها و نمودارهای مختلف، پدیده‌های دخیل در انتقال آتش به‌صورت کمی و کیفی مورد تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش سرعت تهویه، زمان انتقال آتش ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد که این پدیده به دلیل کارکرد همزمان اثرات خنک‌کنندگی و انحراف پلوم دود می‌باشد. همچنین در نرخ‌های رهایش گرمای کمتر، با افزایش فاصله، زمان اشتعال با نرخ سریع‌تری افزایش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد که اثر کاهش ارتفاع بر کاهش زمان اشتعال در نرخ‌های رهایش کمتر به مراتب شدیدتر است. همچنین، اثر تغییر شیب تونل در سرعت‌ تهویه بالا به دلیل غالب شدن سرعت تهویه اجباری و افزایش عدد فرود، چندان محسوس نیست. برای تأیید کارایی مدل عددی به کار گرفته شده، اعتبارسنجی با کارهای تجربی نیز ارائه می‌گردد.}, keywords_fa = {آتش در تونل,دینامیک سیالات محاسباتی,شبیه‌ساز دینامیکی آتش,گسترش آتش}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5958-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5958-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {ShamshiriAmirkolaii, Faryar and HasanzadehGhasemi, Rez}, title = {Representation of an Autonomous Underwater Vehicle and Trajectory Controller design for in-water ship hull inspection}, abstract ={This paper presents a trajectory controller for a Hovering type Autonomous Underwater (HAUV) Vehicle to meet the demands of in-water ship hull inspection. Accomplishing this task can just be done by a vehicle that has all special requirements like high maneuverability, precise controllability and especially Hovering Capability, utility of such vehicle causes increasing precision, saving more time and money and less health hazard of divers. Thrusters' configuration in terms of number of the thrusters, position and the thrust direction of each thruster is presented to provide the most suitable formation in terms of less energy consuming, reducing complexity of control strategies and control the most degrees of freedom. In this paper, roll degree of freedom is just constrained. The controller is demonstrated, was designed upon the linearized dynamic model and then applied to the non-linear model to validate the controller's practicality. This controller consist of 3 different loops, one for horizontal plane another for the vertical plane, both where designed in state space and the last one is a PID controller which is developed to control the forward speed. In the next step, the robustness of the controller is investigated in the presence of underwater disturbance and uncertainty of the hydrodynamic coefficients. State feedback controllers have the advantages such as being suitable for non-linear models, useful for MIMO system and simplicity in application development.}, Keywords = {HAUV,Ship Hull Inspection,State feedback controller}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {12-22}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه یک ربات خودکار زیرسطحی و طراحی کنترلر مسیر آن به منظور بازرسی بدنه کشتی‌}, abstract_fa ={در این مقاله یک ربات هوشمند زیرسطحی برای بازرسی قسمت آبخور بدنه کشتی‌ها ارئه شده است. انجام این گونه عملیات تنها با استفاده از رباتی که دارای قابلیت‌ مانور بالا، قابلیت هاورینگ و کنترل‌پذیری بالا باشد به درستی امکان‌پذیر بوده و باعث افزایش دقت و سرعت در انجام کار، کاهش هزینه‌ها و خطر بکارگیری نیروی انسانی می‌شود. در ربات ارائه شده، تعداد، موقعیت و جهت تراستر ها با توجه به کاربرد مورد نظر بهینه‌سازی شده است تا بهترین ترکیب، از نظر مصرف انرژی و پیچیدگی کنترلر بدست آید و مانورپذیری مطلوب ربات برای بازرسی تامین شود. از 6 درجه آزادی فقط حرکت در جهت زاویه رول مقید شده است. کنترلر پیشنهادی در این مقاله روی مدل دینامیکی خطی سازی شده طراحی و پیاده سازی شده و سپس، به مدل دینامیکی غیر خطی اعمال و اعتبار سنجی انجام شده است، کنترلر پیشنهادی دارای 3 حلقه می‌باشد، یک حلقه برای کنترل مسیر در صفحه‌ی عمودی، دیگری برای کنترل مسیر در صفحه‌ی افقی می‌باشد که هر دو در فضای حالت طراحی شده‌اند و از یک کنترلر ‌PID برای کنترل سرعت رو به جلوی ربات استفاده شده است. میزان مقاوم بودن کنترلر به جریان‌های آبی که باعث اعمال نیروهای ناگهانی به ربات می‌شود و همچنین میزان عدم قطعیت ضرایب هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. طراحی کنترلر فیدبک حالت که یکی از روش‌های کنترل مدرن می‌باشد به علت مناسب بودن برای سیستم‌های غیر خطی و قابلیت کنترل سیستم‌های چند ورودی چند خروجی و همچنین پیاده‌سازی آسان نسبت به دیگر کنترلر‌ها از محبوبیت بالایی برخوردار می‌باشند.}, keywords_fa = {ربات هوشمند زیرسطحی,بازرسی بدنه کشتی,کنترلر فیدبک حالت}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10859-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10859-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {KargarPishbijari, Hassan and Hosseinipour, Seyed Jamal and JamshidiAval, Hame}, title = {An Investigation into the formability of AA8111 Alloy in the grooved micro channels of bipolar plate using gas blow forming process}, abstract ={Metal bipolar plates are key components in fuel cells that are considered as the best alternative to replace graphite plates. Material selection in bipolar plates depends on its weight and corrosion resistance. Metallic bipolar plate can be considered as the best alternative instead of graphite and composite plates. One of the new processes in order to produce this plat is gas blow forming process. In this study, forming of AA8111 bipolar plates with 200 µm thickness in concave groove dies is investigated by gas blow forming process at various pressures (20, 30 and40 bar) and temperatures (300 and 400 ° C). The filling percent of die at various wall angles and depth to width ratios are examined. According to the dimension of channels, maximum and minimum thinning percentage at high temperature and pressure are investigated. Results show that at wall angle of ∝=0, and the depth to width ratio of h/w=0.5, rupture occurs at pressure of 20bar and at temperature of 300° C and at pressures of 20 and 40 bar at temperature of 400° C. The best channel filling with lowest thinning obtained at ∝=15 and h/w=0.5.}, Keywords = {Micro channel,Metallic bipolar plates,Gas blow forming,Aluminum alloy 8111}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {23-31}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی شکل پذیری آلیاژ 8111AA در میکرو کانال‌های شیاری صفحات دوقطبی بوسیله فرآیند شکل دهی با دمش گاز}, abstract_fa ={صفحات دوقطبی فلزی از کلیدی ترین اجزای پیل سوختی می باشند که به ‌عنوان بهترین جایگزین به‌جای صفحات گرافیتی محسوب می‌شوند. انتخاب فرایند شکل دهی مناسب، تاثیر زیادی در هزینه تمام شده و کیفیت صفحات تولید شده ایجاد می کند. از فرآیندهای نو در ساخت صفحات دوقطبی فلزی شکل‌دهی با دمش گاز می باشد. در این پژوهش شکل‌پذیری صفحات آلومینیوم 8111 با ضخامت 200 میکرون در قالب‌های شیاری مقعر مورد بررسی قرار گرفت. شکل دهی داغ ورق فلزی در دماهای300 و 400 درجه سانتی‌گراد و در فشارهای 20تا 40 بار مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی پروفیل پرشدگی در الگوی شیاری مستقیم صفحات دوقطبی شکل داده شده در مقاطع مختلف کانال ها، میزان درصد پرشدگی، نازک شدگی و پارگی در مقاطع مختلف شیارهای قالب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با کاهش نسبت عمق به عرض کانال از مقدار ( 75/0> h/w)، میزان شکل پذیری ورق افزایش می یابد و با افزایش نسبت عمق به عرض کانال از (5/0< h/w)، میزان عمق شکل گیری کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش زاویه دیواره کانال(0∝=) به (15∝=)، میزان شکل پذیری وررق بدون ایجاد پارگی دارای بشترین میزان شکل پذیری ورق در قالب شیاری مقعر می باشد.}, keywords_fa = {میکرو کانال,صفحات دوقطبی فلزی,شکل دهی با دمش گاز,آلیاژ آلومینیوم 8111}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2878-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2878-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Khalghani, Abbas and Javareshkian, Mohammad Hassan and PasndidehFard, Mahmou}, title = {Aerodynamic Shape Investigation of a Supersonic Missile Flexible Nose}, abstract ={The aerodynamic characteristics of nine configurations of supersonic continuous deflectable nose guided missiles have been investigated. Then the optimized geometry is achieved based on the maneuverability from aerodynamic and flight dynamic point of view. The studied configurations consists of a spherical nose tip, a tangent ogive, one set of stabilizing tail fins and a cylindrical body that its mid-section is flexible to form an arc of a circle. So the cylindrical body consists of a fix part in vicinity of nose, middle flexible part and main body with stabilizers. The effects of fix length and flexible length parameters on the aerodynamic and flight dynamics of guided missile have been studied. A code has been developed to solve full Navier-Stokes equations using finite volume and modified Baldwin-Lomax turbulence model. Multi-block technique is also used to solve main body and fin parts flow field. Further, a 3 degree of freedom code has been developed to compare planar flight dynamic of missiles. It is found that missiles with bigger lengths for fix and flexible parts show more aerodynamic maneuverability, but drag force grows concurrently. Flight dynamic analysis shows that drag effect is negligible and aerodynamic maneuverability analysis is compatible with flight maneuverability.}, Keywords = {"Aerodynamics","Deflectable nose","Body flexure","Maneuverability","Flight dynamic"}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {32-40}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {آیرودینامیک هندسه های مختلف دماغه انعطاف‌پذیر در یک موشک مافوق صوت}, abstract_fa ={در این تحقیق، آیرودینامیک نه هندسه از موشک هدایت‌شونده مافوق صوت، با دماغه انعطاف‌پذیر پیوسته، بررسی شده و بهترین هندسه بر اساس قدرت مانور بیشتر از دو دیدگاه آیرودینامیک و دینامیک پرواز ارزیابی شده است. هندسه مورد بررسی، شامل دماغه اجایو مماسی با نوک کروی، بالک‌های پایدارکننده در انتها و بدنه استوانه‌ای است که بخش میانی بدنه، جهت تولید فرمان هدایتی، به شکل قوسی از دایره خمیده می‌شود. بدنه استوانه‌ای از سه بخش تشکیل شده است، بخش ثابت در مجاورت دماغه، بخش انعطاف‌پذیر در وسط و بدنه اصلی در مجاورت بالک‌ها قرار دارد. در این تحقیق اثر طول بخش ثابت و طول بخش انعطاف‌پذیر بر آیرودینامیک و دینامیک پرواز بررسی شده است. جهت حل معادلات کامل ناویر استوکس و تأثیر آشفتگی، از روش حجم محدود و مدل اغتشاشی بلدوین-لمکس استفاده شده است. همچنین جهت حل همزمان جریان در اطراف بدنه و بالک‌ها، روش حل چند بلوکی بکار رفته است. یک کد 3 درجه آزادی نیز برای محاسبه دینامیک پرواز دو بعدی موشک‌ها تولید شده است. مشاهده گردیده است که با افزایش طول بخش ثابت و نیز افزایش طول بخش انعطاف‌پذیر قدرت مانور موشک افزایش می‌یابد ولی همزمان ضریب پسا نیز افزایش می‌یابد. ولی محاسبات دینامیک پرواز نشان می‌دهد افزایش ضریب پسا اثر تعیین کننده در قدرت مانور پروازی موشک نداشته است و قدرت مانور از دو نگاه آیرودینامیک و دینامیک پرواز بر یکدیگر منطبق است.}, keywords_fa = {"آیرودینامیک","دماغه متحرک","بدنه انعطاف‌پذیر"," قدرت مانور","دینامیک پرواز"}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5265-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5265-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Ansari, Mohammad Reza and RafieiAsl, Sahar and Samkhaniani, Nim}, title = {Numerical simulation of slug flow pattern in T junction using volume of fluid method}, abstract ={In this research two-phase slug flow regime in a T-junction branching divider is examined in two regular and irregular groups. Simulation is accomplished by OpenFOAM™ open source software. Simulation uses single fluid with volume of fluid (VOF) method to follow gas-liquid two-phase flow interface. Constant velocity boundary condition for inlet, constant pressure for outlet boundaries and no slip boundary condition are considered for fixed walls. Since slug flow regimes are one of the most complex two-phase flow regimes which its behavior could result in serious damages to the downward equipment's; the present research concentrates on the examination of slug flow behavior in the downstream of the T-junction. This study has concluded that using T junction eliminates flow fluctuation so the pressure and air velocity values decrease. Although the inlet of the vertical branch with cross section of 5×5 cm2 is not fully effective in decreasing upward slugs, but with increasing size of the inlet vertical side-branch from 5×5 cm2 to 10×5 cm2 and 20×5 cm2, pressure value of two-phase flow in the whole duct decreases. The consequences are the slug flow decreases in downstream but the plug flow grows up which means the objectives of the research has been accomplished. To verify the numerical results, comparison was made with the well justified previous works. The agreement was encouraging.}, Keywords = {slug flow regime,dividing T-junction,Volume of Fluid Method,OpenFoam}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {41-48}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی عددی الگوی جریان لخته‌ای در کانال‌های T شکل به روش حجم سیال}, abstract_fa ={در مطالعه حاضر به بررسی الگوی جریان دوفازی لخته‌ای در اتصال T شکل تقسیم‌کننده منشعب در دو گروه منظم و نامنظم پرداخته شده است. شبیه‌سازی صورت گرفته توسط نرم‌افزار متن‌باز اوپن‌فوم، با استفاده از روش یک سیالی و مدل حجم سیال (VOF) به تعقیب سطح مشترک جریان دو فازی مایع- گاز پرداخته است. شرط مرزی سرعت ثابت برای ورودی، فشار ثابت برای مرزهای خروجی و شرط مرزی عدم لغزش برای دیواره‌ها در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه الگوی جریان لخته‌ای یکی از پیچیده‌ترین الگوهای جریان دو فازی می‌باشد که نوسانات ناشی از آن می‌تواند صدمات جبران‌ناپذیری را به تجهیزات موجود در پایین دست وارد کند، تمرکز اصلی تحقیق حاضر به بررسی کاهش الگوی جریان لخته‌ای با استفاده از اتصال T شکل می‌باشد. استنتاج شده است که با استفاده از تقاطع، دامنه نوسانات فشار و سرعت کاهش می‌یابد. اگرچه ورودی شاخه عمودی با ابعاد سطح مقطع cm25×5، در کاهش لخته‌های بالادست بطور کامل موثر نیست، با این حال با افزایش ابعاد ورودی شاخه جانبی عمودی از cm25×5 به cm25×10 و cm25×20 نوسانات فشار جریان دو فازی در کل کانال کاهش یافته و محدوده جریان لخته‌ای در پایین‌دست کاهش و گستره جریان توپی افزایش می‌یابد. این بدین معنی است که اهداف مورد نظر در تحقیق حاضر تحقق یافته است. همچنین به منظور اثبات درستی شبیه‌سازی عددی، به صحت‌سنجی مدل‌سازی حاضر با کارهای انجام شده معتبر قبلی پرداخته شد که توافق خوبی را بین نتایج نشان می دهد.}, keywords_fa = {الگوی جریان لخته‌ای,اتصال T شکل تقسیم‌کننده,روش حجم سیال,اوپن‌فوم}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8450-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8450-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Chaibakhsh, Ali and Ensansefat, Nasim and KiyaeiJamali, Aidin and Jamali, Ali and KouhiKamali, Rami}, title = {Fouling detection inside the tubes of crude oil preheat furnace using optimized support vector machines}, abstract ={In this study, an application of support vector machines are presented for fouling detection and estimating the amount of deposit layer development and tube blockage percent at the radiation section of the crude oil preheat furnace. Crude oil preheat furnaces are the main elements in processing crude oil in distillation towers, which may always suffer from fouling and its consequent risks. In order to predict fouling inside the tubes, first by considering independent input parameters effecting the furnace performance and by using a dynamic model of a particular furnace, the behaviors of the furnace in unusual conditions were simulated. The effects of fouling type and its location inside the tubes were considered on the thermal performances and pressure drops of the furnace. In the second part, based on the different fouling scenarios, a fouling detection mechanism was designed. The operational conditions such as pressure drop inside the tubes, temperatures of the tubes and temperatures of the crude oil were employed for fouling detection and evaluating the thickness of deposits. The obtained results indicated the accuracy and feasibility of proposed approach.}, Keywords = {Fouling,Dynamic modelling,Fault Detector,Fouling detection}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {49-55}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تشخیص گرفتگی در لوله‌های کوره پیش‌گرمکن نفت خام با استفاده از ماشین‌های بردار پشتیبان بهینه}, abstract_fa ={در این تحقیق، استفاده از ماشین‌های بردار پشتیبان برای پیش‌بینی وقوع گرفتگی و همچنین تعیین درصد آن در لوله‌های بخش تابشی کوره پیش‌گرمکن نفت خام مورد مطالعه قرار گرفته است. کوره‌های پیش‌گرمکن نفت خام به عنوان یکی از المان‌های اصلی تامین حرارت در فرآیند جداسازی مشتقات نفتی، همواره در معرض گرفتگی لوله‌ها و خطرات ناشی از آن هستند. به منظور پیش‌بینی شرایط گرفتگی در لوله‌ها، در بخش اول با توجه به پارامترهای مستقل موثر بر عملکرد کوره و بر اساس مدلسازی دینامیکی ارائه شده برای یک کوره پیش‌گرمکن نوع کابینتی، رفتار کوره در شرایط غیرایده‌ال شبیه‌سازی شده است. تاثیر تغییر نوع گرفتگی، همچنین تغییر موقعیت آن در لوله‌های مختلف بر شرایط دمایی لوله‌ها و نفت خام خروجی از آن‌ها بررسی شده‌ است. سپس بر اساس نتایج بدست آمده از سناریوها و شرایط مختلف گرفتگی لوله، شناساگر خطا طراحی شده است. شرایط عملکردی کوره شامل افت فشار در لوله‌ها، شرایط دمایی لوله‌ها و نفت خام خروجی از آنها برای تعیین بروز گرفتگی و تعیین میزان ته‌نشست‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نتایج حاصل دقت و قابلیت روش پیشنهادی برای تعیین میزان گرفتگی لوله‌ها را نشان می‌دهد.}, keywords_fa = {گرفتگی,مدلسازی دینامیکی,شناساگر خطا,تشخیص گرفتگی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10200-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10200-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Ahmadi, Habib and HosseinpourKalateh, Hossei}, title = {Adaptive Backstepping Control for Safe Grasping of an Object by a Robotic Gripper}, abstract ={This paper deals with the problem of safe grasping of an object. According to robot maneuvers during of movement, the slipping or falling of the objects is possible. Here, an adaptive backstepping control method is used for controlling of slipping and tracking of desirable paths. First, the robot dynamics of grasping of an object including mechanical arm with three rotational joints, one prismatic joint, jaw gripper as well as dynamic of the electrical actuators is derived. Then, backstepping technique, which is a systematic approach based on Lyaponov theory, is applied for this nonlinear system. Beacuse of existence of different uncertainties in this system such as mass and inertia of robot and object mass, it is required to design a controller to be able to cope with these uncertainties. Accordingly, a stable controller using adaptive backstepping control methodology is also designed to estimate of these parameters’ uncertainties. Stability analysis is provided based on Lyapunov theory. Simulations are carried out to evaluate the performance of the proposed controller. Results show the effectiveness of the proposed control method.}, Keywords = {Adaptive Backstepping Control,Slip Control,Grasping,Object,Robot Gripper}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {56-66}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل گام به‌عقب تطبیقی برای گرفتن ایمن یک جسم توسط پنجه ربات}, abstract_fa ={این مقاله به مسئله گرفتن ایمن جسم توسط یک ربات با استفاده از روش کنترل گام به‌عقب می‌پردازد. با توجه به مانورهای ربات در طی حرکت امکان لغزش و افتادن جسم وجود دارد؛ لذا به‌منظور کنترل لغزش و ردیابی مسیرهای مطلوب در نظر گرفته‌شده از کنترل گام به عقب تطبیقی استفاده شده است. ابتدا معادلات دینامیکی ربات مورد مطالعه شامل بازوی مکانیکی با 3 مفصل دورانی، 1 مفصل کشویی و پنجه فک موازی به همراه دینامیک محرک‌های الکتریکی برای گرفتن یک جسم استخراج می‌شود. سپس، روش گام به‌عقب که یک تکنیک سیستماتیک بر پایه لیاپانوف است جهت طراحی این سیستم غیرخطی بکار گرفته می‌شود. به واسطه وجود عدم قطعیت‌های مختلف در این سیستم از جمله جرم و اینرسی ربات و جرم جسم نیاز است که کنترل‌کننده طراحی شده قابلیت مقابله با این عدم قطعیت‌ها را داشته باشد. از اینرو، با استفاده از روش گام به-عقب تطبیقی، یک کنترل‌کننده پایدار برای تخمین نامعینی‌های پارامتری برای سیستم مورد مطالعه طراحی می‌شود. آنالیز پایداری بر اساس نظریه لیاپانوف اثبات می‌شود. شبیه‌سازی جهت بررسی عملکرد کنترل‌کننده پیشنهادی انجام می‌شود. نتایج نشان‌دهنده کارایی روش پیشنهادی است.}, keywords_fa = {کنترل گام به عقب تطبیقی,کنترل لغزش,عمل گرفتن,جسم,پنجه ربات}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8913-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8913-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Moghbeli, Siamak and Mahmoodi, MohammadJav}, title = {An efficient algorithm based on micromechanics to predict response of metal matrix composites activated with shape memory alloy fiber}, abstract ={In this paper, by applying a new programming mode, thermomechanical behavior of activated composite with shape memory alloy fiber is extracted subjected to cyclic off axis loading using a 3D analytical micromechanical model. Object-orientation and its applied principles are implemented on the micromechanical model and response of the composite is determined by Newton - Raphson nonlinear numerical solution method at different thermal interval. In order to achieve an optimal response, a factor as convergence coefficient in the Newton - Raphson nonlinear solution method is employed. Representative volume element of the composite consists of two-phases including shape memory alloy fiber and metal matrix. behavior of the metallic matrix is considered as viscoplastic while shape memory alloys is assumed nonlinear inelastic based on Lagoudas model which is able to model phase transformation and superelastic behavior of the shape memory alloys. Moreover, arrangement of fibers within the matrix is considered randomly. Thermomechanical responses of composite at different temperature ranges are investigated to display the shape memory effect and superelasticity properties of shape memory fiber. In this regard, at the first, the composite system is exposed to cyclic mechanical loading and unloading and then exposed to thermal loading. Shape memory effect property of shape memory wire and composite are compared and the effects of forces within the active composite induced via axially constraining of the composite are investigated. Furthermore, the effect of fiber orientation is illustrated. Comparison between the present research results and previous available researches shows good agreement.}, Keywords = {Shape memory alloy fiber reinforced composite,Micromechanics,Object oriented programming,Shape memory properties}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {67-77}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {یک الگوریتم کارای پایه میکرومکانیکی جهت پیش‌بینی پاسخ کامپوزیت‌های زمینه فلزی فعال‌شده با الیاف آلیاژ حافظه‌دار}, abstract_fa ={در این مقاله، با اعمال یک شیوه نوین برنامه‌نویسی و استفاده از یک مدل تحلیلی میکرومکانیکی سه‌بعدی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت‌های فعال‌شده با الیاف آلیاژ حافظه‌دار تحت بارگذاری خارج از محور چرخه‌ای استخراج می‌شود. شی‌گرایی و اصول کاربردی آن بر مدل میکرومکانیکی پیاده‌سازی می‌گردد و با استفاده از روش حل عددی غیرخطی نیوتن – رافسون پاسخ کامپوزیت در بازه‌های مختلف دمایی تعیین می‌گردد. به‌منظور رسیدن به پاسخی بهینه ضریبی به عنوان ضریب همگرایی در روش حل غیرخطی نیوتن – رافسون استفاده می‌گردد. المان حجمی نماینده‌ی کامپوزیت از دو فاز شامل الیاف آلیاژ حافظه‌دار و زمینه فلزی تشکیل می‌شود. رفتار زمینه به‌صورت ویسکوپلاستیک و رفتار الیاف به صورت غیرخطی غیرالاستیک براساس مدل لاگوداس در نظر گرفته می‌شود که قادر به مدل‌سازی استحاله‌ی فاز آلیاژ حافظه‌دار و رفتار سوپرالاستیک آلیاژ حافظه‌دار می‌باشد. همچنین آرایش الیاف در زمینه به‌صورت توزیع اتفاقی در نظر گرفته می‌شود. پاسخ‌های ترمومکانیکی کامپوزیت در بازه‌های دمایی مختلف جهت نمایش خواص حافظه‌شکلی و سوپرالاستیسته الیاف حافظه‌دار بررسی می‌گردند. در این راستا، ابتدا کامپوزیت تحت بارگذاری و باربرداری چرخه‌ای مکانیکی قرار می‌گیرد و سپس تحت بارگذاری حرارتی قرار می‌گیرد. خاصیت حافظه‌شکلی سیم آلیاژ حافظه‌دار و کامپوزیت مورد مقایسه قرار می‌گیرد و اثرات نیروهای به وجودآمده در کامپوزیت فعال، به وسیله مقیدسازی محوری کامپوزیت بررسی می‌گردد. همچنین اثرات زاویه‌داری الیاف نشان داده می‌شود. مقایسه نتایج تحقیق حاضر با تحقیقات موجود در دسترس پیشین، تطابق بسیار خوبی را نشان می‌دهد.}, keywords_fa = {کامپوزیت تقویت شده با الیاف آلیاژ حافظه‌دار,میکرومکانیک,برنامه نویسی شی‌گرایی,خواص حافظه‌شکلی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4470-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4470-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Daneshmand, Morteza and TaleMasouleh, Mehdi and Anbarjafari, Gholamrez}, title = {Kinematic Sensitivity Analysis of Parallel Mechanisms by Considering the Effect of Uncertainties in Passive Joints}, abstract ={The sensitivity of the moving platform of parallel mechanisms to the uncertainties in the design and control stages is of paramount importance. The mechanism has to be designed such that the negative effect of the foregoing errors is minimized. The latter issue has encouraged many researchers to derive and propose relevant indices being responsible for outputting a metric representing the kinetostatic performance of parallel mechanisms. Most of such indices entail severe drawbacks in the sense of leading to physically inapplicable interpretation, which was considerably alleviated by the emergence of kinematic sensitivity. Nevertheless, none of the studies heretofore has investigated the influence of the uncertainties in the passive joints on the kinetostatic performance. In other words, the assumption has always been that the aforementioned errors are negligible. This paper proposes a novel formulation for the kinematic sensitivity index, which, apart from that of the active joints, takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, and brings about the advantage that the mechanism can be optimized and improved in terms of kinetostatic performance, together with the workspace. The formulation, for the sake of illustration and verification, is also applied to the 4-bar linkage and 3-RPR parallel mechanisms, as well as the Tripteron robot. The results of the implementation of the proposed kinematic sensitivity index, which takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, show that the values associated with the case-studies considered in this paper fall within the intervals 1-2.4, 0.1-0.9 and 0.6-2.2, respectively.}, Keywords = {Parallel Mechanisms,Kinetostatic Performance,Kinematic Sensitivity,Joint Clearance,Passive Joints}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {78-88}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺣﺴﺎﺳﯿﺖ ﺳﯿﻨﻤﺎﺗﯿﮑﯽ ﻣﮑﺎﻧﯿﺰمﻫﺎی ﻣﻮازی ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻋﺪم ﻗﻄﻌﯿﺖ ﻣﻮﺟﻮد‬ ‫در ﻣﻔﺎﺻﻞ ﻏﯿﺮﻓﻌﺎل‬}, abstract_fa ={حساسیت صفحه متحرک مکانیزم‌های موازی به خطاهای موجود در طراحی و کنترل از اهمیت بسزایی برخوردار است. در واقع، طراحی این مکانیزم‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که تأثیرپذیری مجری نهایی را از انواع مختلف عدم قطعیت تا حد امکان کاهش دهد. از این رو، شاخص‌های متنوعی برای ارزیابی کیفیت کارایی این مکانیزم‌ها تاکنون توسط محققان پیشنهاد شده، که اکثر این شاخص‌ها مشکلات مفهومی زیادی از نظر تعبیر فیزیکی و کاربردی دارند، و تنها شاخصی که از این لحاظ قابل اعتماد است شاخص حساسیت سینماتیکی است. با این حال، تاکنون، هیچ پژوهشی تأثیر عدم قطعیت موجود در مفاصل غیرفعال را بر روی شاخص مذکور بررسی نکرده است. شاخص‌های کارایی سینماتیک-استاتیکی‌ای که تاکنون برای ارزیابی مکانیزم‌های موازی پیشنهاد شده‌اند، با این فرض فرمول‌بندی شده‌اند که خطا یا لقی‌ای در مفاصل غیرفعال وجود ندارد، یا اگر وجود دارد، قابل چشم‌پوشی است. این مقاله مدل ریاضی جدیدی را برای محاسبه حساسیت سینماتیکی مکانیزم‌های موازی با توجه به خطای موجود در مفاصل غیرفعال ارایه می‌دهد، که می‌تواند برای طراحی بهینه و ارتقای کارایی مکانیزم‌های موازی با توجه به شاخص‌های سینماتیک-استاتیکی و فضای کاری مورد استفاده قرار گیرد. روش مذکور، برای اثبات صحت و کارایی، در مورد مکانیزم‌های موازی چهار میله‌ای و 3-RPR، و نیز ربات تریپترون، به طور نمونه، اعمال می‌گردد. نتایج پیاده‌سازی حاکی از آن است میزان شاخص حساسیت سینماتیکی با در نظر گرفتن خطای موجود در مفاصل غیر فعال، برای مکانیزم‌های امتحان شده، به‌ترتیب در بازه‌های 1-4/2، 1/0-9/0 و 6/0-2/2 می‌باشد.}, keywords_fa = {مکانیزمهای موازی,کارایی سینماتیک-استاتیکی,حساسیت سینماتیکی,عدم قطعیت مفاصل,مفاصل غیرفعال}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7486-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7486-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Hajizadeh, Sajad and Seif, Mohammad Saeed and Mehdigholi, Hami}, title = {Evaluation of planing craft maneuverability using numerical modeling}, abstract ={Ship maneuvering in calm water and waves are important topics to avoid collisions and broaching, therefore reliable ship maneuvering simulations are required for incident analysis and prevention. The maneuverability of planing crafts has been the subject of many research projects during the last few decades. To assess the maneuverability of planing crafts at the early design stage, reliable simulation models are required. Traditionally, these tools have used empiric descriptions of the forces and moments on the planing craft’s hull. However, nowadays new numerical modeling techniques are available enabling more reliable predictions of the maneuvering behaviour of planing crafts. Ship maneuvering performance evaluation is essential in primary design stages. Ship maneuvering calculations, horizontal plane motion control and development of maneuvering simulators need a mathematical description of ship maneuvering. In the recent years, different mathematical models are suggested for maneuvering of displacement vessels that are capable of estimation of vessel maneuvers with acceptable precision. But simulation of planing craft maneuverability through mathematical model is not common yet and is the subject of future research. In this paper different maneuvers are executed through the mathematical model. Then the mathematical model is solved and different maneuvers are simulated. Simulations are validated by model tests. Finally the influence of rudder angle on maneuverability of planing ship is studied. Different between simulation results and experimental are lower than ten percentages. At the end of this paper the effect of the rudder dimension on the tactical diameter of planing ship in turning maneuvering is evaluated.}, Keywords = {Maneuvering,Modeling,Planing Ship}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {89-96}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی مانورپذیری در شناورهای تندرو به کمک مدل سازی عددی}, abstract_fa ={مدل‌سازی مانور شناورها در مراحل ابتدایی طراحی و بهره‌برداری از شناور از اهمیت فراوان برخوردار است. در طی سالیان اخیر مدلهای مختلفی از مانور شناورهای جابجایی ارائه شده که قادر هستند با تقریب مناسبی کیفیت مانور شناور را تبیین نمایند، لیکن در زمینه مانورپذیری شناورهای تندرو همچنان شبیه‌سازی مانور آنها با استفاده از مدلهای ریاضی هنوز وضعیت مناسبی ندارد. در این مقاله یک مدل ریاضی جهت مدلسازی مانور شناورهای تندروی پروازی توسعه داده شده و تاثیرات سیسستم‌های کنترلی از جمله سکان بر مانور شناور تندرو، بررسی شده است. نیروها و ممانهای ایجاد شده ناشی از وجود سکان به سمت راست معادلات مانور اضافه شده است و شبیه سازی های حرکت شناور تندرو در مسیر مستقیم و غیر مستقیم با زوایای سکان مثبت و منفی انجام شده است و همچنین شبیه سازی مانور دور زدن برای شناور تندرو صورت پذیرفته است. در نهایت نتایج عددی بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه گردیده و دقت آنها ارزیابی شده است. بر اساس نتایج حاصله استفاده از مدل ریاضی توسعه داده شده برای شبیه سازی مانور مستقیم و غیر مستقیم مقدار مجاز مطرح شده در آیین نامه را پاس می کند، برای شبیه سازی مانور دور زدن، نتایج بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تست تجربی کمتر از ده درصد اختلاف دارد. در نهایت حساسیت سنجی بر روی اندازه سکان در مانور دور زدن شناور تندرو و تاثیر آن بر روی میزان دایره چرخش شناور تندرو انجام شده است.}, keywords_fa = {مانور,مدلسازی,شناور تندرو}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2696-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2696-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Rezaee, Mousa and Fathi, Rez}, title = {Presenting and dynamic analysis of a new type of three-ball automatic balancer}, abstract ={The unbalancing is a destructive phenomenon and is a major cause of undesired vibrations in rotating machinery. One of the new methods used to reduce the imbalance is the implementing of automatic dynamic ball balancer. In previous studies the dynamic behavior of automatic ball balancer has been investigated. These studies indicate numerous advantages of automatic ball balancer. However, the traditional automatic ball balancer has two major deficiencies: First, the rotor vibration amplitude is larger than that of a rotor without an automatic ball balancer in speeds below the first critical speed and, the second deficiency is that it has a limited stable region of the perfect balancing configuration. In this paper, a new design of a three-ball automatic balancer is introduced. The governing equations of motion are derived using the Lagrange's equations, and the balanced stable region is obtained. It is shown that this type of automatic ball balancer can prevent from increasing the vibrations of the rotor at the speed range below the first critical speed. Moreover, the new type of balancer increases the balance stable region of the system. Reducing the vibration amplitude in the mentioned range causes the life time of the system to be increased. Moreover, increasing the balanced stable range makes the new design of balancer can balance the systems with a wider range of parameters.}, Keywords = {Automatic Ball Balancer,Transient State,Balanced stable region}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {97-103}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه و تحلیل دینامیکی نوع جدیدی از اتوبالانسر اتوماتیک سه ساچمه‌ای}, abstract_fa ={نابالانسی یکی از عوامل مخرب و از دلایل اصلی ارتعاشات ناخواسته در ماشین‌های دوار است. یکی از روش‌های جدید مورد استفاده برای رفع نابالانسی استفاده از بالانسر دینامیکی اتوماتیک ساچمه‌ای است. در تحقیقات پیشین، مطالعات گسترده‌ای بر روی رفتار دینامیکی و پایداری این نوع بالانسرها انجام شده است که این مطالعات علاوه بر مزایای متعدد، نشانگر دو عیب عمده در عملکرد این نوع اتوبالانسر است. افزایش دامنه در سرعت‌های دورانی زیر دور بحرانی اول و محدود بودن ناحیه بالانس پایدار دو عیب مذکور می‌باشد. در این مقاله طرح جدیدی از اتوبالانسر با سه ساچمه ارائه شده و معادلات حاکم بر سیستم با استفاده از معادلات لاگرانژ استخراج و محدوده‌ی بالانس پایدار سیستم تعیین شده است. با تحلیل دینامیکی مدل ارائه شده، نشان داده شده است که در سیستم جدید علاوه بر کاهش قابل ملاحظه دامنه در دورهای زیر دور بحرانی اول، محدوه‌ی بالانس پایدار سیستم نیز افزایش می‌یابد. کاهش دامنه در ناحیه مذکور سبب افزایش عمر سیستم می‌شود. همچنین افزایش ناحیه بالانس پایدار سبب می‌شود که این نوع بالانسر توانائی بالانس سیستم‌ها با محدوده‌ی وسیع‌تری از پارامترها را داشته باشد.}, keywords_fa = {اتوبالانسر ساچمه ای,ناحیه گذرا,ناحیه بالانس پایدار}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4730-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4730-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Tarinejad, Reza and Pourgholi, Mehran and Yaghmaei-Sabegh, Sam}, title = {Signal Processing of Dynamic Tests Results using Subspace Identification based on Orthogonal Decomposition Technique (SI-ORT)}, abstract ={The dominant excitation forces are generally measurable during the forced vibration tests of structures unlike the ambient vibration tests. Not considering of input forces in the system identification is one of the main sources for error generation in the Operational Modal Analysis (OMA). Therefore, some non-structural dynamic characteristics obtained due to the excitations effects can be eliminated by considering the input forces. In this paper, a special modal analysis is presented in the subspace method that removes the excitation effect of the measured input forces from the test data using orthogonal decomposition and identifies the system with an optimal subspace method based on canonical correlation analysis (SSI-CCA). To evaluate the proposed method, the seismic response of the Pacoima dam and forced vibration test results of the Alamosa Canyon Bridge are used. Non-structural and noisy pole removal, and increased accuracy of the extracted modal properties, specially damping ratios, can be mentioned as one of the important results of this study. Four non-structural modes are identified using the SSI-Data method while the first two modes without any noises, the same as previous results, are extracted using the proposed method. In addition, the damping ratios of the Alamosa Bridge are obtained by Hammer test, which are not obtained in the previous investigations.}, Keywords = {Orthogonal Decomposition,State Space,Subspace,Hankel Matrix}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {104-116}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {پردازش رکوردهای آزمایشهای دینامیکی با ورودیهای قابل اندازه گیری به روش زیرفضا برپایه تجزیه متعامد}, abstract_fa ={در ارتعاشات لرزه‌ای سازه‌های بزرگ و پرکاربرد همچون سدها و پل‌ها و همچنین در آزمایش‌های ارتعاش اجباری با لرزاننده‌های مصنوعی، بر خلاف آزمایش‌های ارتعاش محیطی نیروهای تحریک‌کننده غالب معمولاً قابل اندازه‌گیری می‌باشند. از آنجائیکه یکی از دلایل اصلی ایجاد خطا در آنالیز مودال عملیاتی عدم اعمال ورودی‌ها در شناسائی سیستم می‌باشد، می‌توان با اعمال آن‌ها در مدل دینامیکی سیستم، مشخصات دینامیکی غیر سازه‌ای سیستم را که ناشی از تحریک‌های ورودی هستند را کاهش داد. در این نوشتار آنالیز مودال ویژه‌ای در حوزه روش‌های زیرفضا ارایه‌ شده است که با استفاده از تجزیه متعامد تاثیر تحریک نیروهای ورودی اندازه‌گیری شده را از داده‌های آزمایش فیلتر کرده و شناسائی سیستم تصادفی را با استفاده از روش بهینه زیرفضا برپایه همبستگی انجام می‌دهد. برای بررسی قابلیت روش ارائه شده از داده‌های لرزه‌ای سد پاکویما و همچنین نتایج آزمایش‌های ارتعاش اجباری پل دره آلاموسا استفاده شده است. از مهمترین نتایج این تحقیق می‌توان به حذف قطب‌های نویزی و غیر سازه‌ای و همچنین افزایش دقت مشخصات مودال استخراج‌شده بویژه ضرایب میرائی اشاره کرد. در سد پاکویما روش‌ زیرفضا- داده 4 مود غیر سازه‌ای را شناسائی کرده درحالیکه الگوریتم پیشنهادی دو مد اول سد را مطابق نتایج پیشین بدون هیچ مقدار نویزی استخراج کرده است. بعلاوه در تحقیقات قبلی مربوط به آزمایش ارتعاش اجباری پل آلاموسا ضرایب میرائی استخراج نشده بودند ولی الگوریتم پیشنهادی ضرایب میرائی را متاظر با نتایج آزمایش چکش ضربه استخراج کرده است. در سد پاکویما نیز ضرایب میرائی متناظر، تطابق معناداری با نتایج آزمایش ارتعاش اجباری دارند.}, keywords_fa = {تجزیه متعامد,فضای حالت,زیرفضا,ماتریس هانکل}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10883-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10883-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Navabi, Mohammad and Kakavand, Esmaeel}, title = {Combined model-reference adaptive controller for coordinated turn of a tailless aircraft}, abstract ={Due to instability and specific configuration of tailless aircraft, there should be a controller with capability of stabilizing the aircraft in various maneuvers and flight conditions and also to have desired robustness against different parametric and non-parametric uncertainties. Different researches are done in the field of controlling such aircraft. But, most of them are concerned with longitudinal motion of the aircraft and its modes or stable maneuvers. In this paper, we design a multi input-multi output combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. Coordinated turn is an unstable maneuver, itself. The addition of the instability of this maneuver and the instability of a tailless aircraft causes a highly unstable situation. Combined model-reference adaptive control benefits the aggregation of the tracking error and prediction error. Combining these two sources of errors alleviates the transient response characteristics, and a combined model-reference adaptive controller has better performance comparing to the classical model-reference adaptive controllers (with tracking error as the only source of parameter estimation error), and this property could be useful in highly unstable systems like tailless aircraft. Here, after extracting the equations of motion of an aircraft and exerting the conditions of coordinated turn maneuver, we design a combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. The simulation results show accuracy of the designed controller in stabilizing the aircraft during the coordinated turn maneuver and its robustness against uncertainties.}, Keywords = {}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {117-127}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی مانور گردش موزون هواپیمای بدون دم به کمک کنترل تطبیقی مدل مرجع مرکب}, abstract_fa ={در این مقاله، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع با خطای مرکب چند ورودی-چند خروجی برای کنترل هواپیمای بدون دم ناپایدار در مانور گردش موزون طراحی شده است. به دلیل ناپایداری شدید و ویژگی‌های ظاهری خاص هواپیماهای بدون دم، نیاز به کنترلی است که بتواند این هواپیماها را در مانورها و شرایط پروازی مختلف پایدار نموده و نیز در برابر انواع عدم قطعیت‌ها مقاومت خوبی داشته باشد. گردش موزون، یک مانور عرضی-سمتی با ناپایداری کم است و کنترل هواپیمای بدون دم در این مانور مساله دشواری می‌باشد. انجام صحیح این مانور در تمام هواپیماها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور، یک کنترل عرضی-سمتی و یک کنترلر طولی برای کنترل هر دو حرکت هواپیما طراحی گردیده است. ترکیب دو خطای تعقیب و پیشگویی باعث بهبود ویژگی‌های پاسخ می‌شود و یک کنترلر مدل مرجع مرکب نسبت به کنترلر مدل مرجعی که تنها با خطای تعقیب به تخمین خطا می‌پردازد دارای عملکرد بهتری است و این ویژگی‌ها می‌تواند در کنترل سیستم‌هایی مانند هواپیماهای بدون دم که دارای ناپایداری زیادی هستند، مفید واقع گردد. برای این منظور پس از استخراج معادلات حرکت هواپیما و اعمال شرایط مربوط به مانور گردش موزون، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع برای یک هواپیمای بدون دم در حضور عدم قطعیت‌های پارامتری و غیر پارامتری طراحی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده دقت این کنترلر در پایدارسازی هواپیما در مانور گردش موزون و نیز مقاومت سیستم کنترلی در برابر عدم قطعیت‌ها است.}, keywords_fa = {کنترلر تطبیقی مدل مرجع,خطای مرکب,مانور گردش موزون,هواپیمای بدون دم,عدم قطعیت پارامتری و غیر پارامتری,کنترلر تطبیقی مدل مرجع,خطای مرکب,مانور گردش موزون,هواپیمای بدون دم,عدم قطعیت پارامتری و غیر پارامتری}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11938-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11938-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Zarei, Hamed and Ghazavi, Mohamad-Reza and Najafi, Asghar}, title = {Stability Analysis of the Vibrations of Unbalanced Rotors with Krein’s Method}, abstract ={In this research, the stable regions of an unbalanced rotor are specified. Krein’s theorem is applied to this system for the first time. In this case, the disk has six degrees of freedom and there might be coupling between all dynamic modes. The effect of the skew angle is observable in equations of motion. The equations of motion are derived using Lagrange’s equations. Krein’s signature of each mode is calculated in order to find possibility of frequency coalescence. Campbell diagrams are used to verify Krein’s theorem. The damping and unbalancing effect on the system stability are studied. For all effective parameters, the stable and unstable zones are computed. Numerical analysis for the nonlinear governing equations is applied to compare the results. It was observed that, growth of the unbalancing makes the coupling more powerful and increase instability. Cylindrical rotor has more instability than disk-shaped rotor. When the polar moment of inertia is equal to the diametral moment of inertia, the maximum instability occurs. When rotor moves toward bearings, unstable regions shift toward larger velocities. Increasing the rotor mass shifts unstable velocities toward lower velocities.}, Keywords = {Rotor,Krein,stability,frequency coalescence,unbalance}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {128-136}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل پایداری ارتعاشات روتورهای نامیزان با استفاده از روش کرین}, abstract_fa ={در این تحقیق به بررسی و تعیین محدوده پایداری روتور نامیزان، پرداخته شده است. از نظریه کرین برای اولین بار در این مسئله برای تعیین معیار پایداری استفاده شده است. در این حالت دیسک دارای شش درجه آزادی است و امکان کوپل شدن همه مودها وجود دارد. اثر پارامتر انحراف زاویه‌ای وارد معادلات حرکت شده است. از روش لاگرانژ برای به دست آوردن معادلات حرکت استفاده شده است. علامت کرین هر یک از مودهای حرکتی مشخص شده است تا امکان وقوع ادغام فرکانسی بین مودها معلوم شود. از نمودار کمپل برای بررسی صحت نظریه کرین استفاده شده است. اثر استهلاک و نامیزانی بر پایداری بررسی شدند. نواحی پایدار و ناپایدار بر حسب متغیرهای مؤثر رسم شده است. نتایج حل عددی معادلات غیرخطی با نتایج به دست آمده از حل‌های دیگر مقایسه شدند. مشخص شد که افزایش نامیزانی باعث قوی‌تر شدن کوپلینگ و بیشتر شدن ناپایداری می‌شود. روتور استوانه‌ای دارای ناپایداری بیشتری نسبت به روتور دیسکی است. بیشترین یا بزرگترین بازه ناپایداری زمانی رخ می‌دهد که ممان اینرسی قطبی و عرضی دیسک برابر باشد. هر چه روتور به یاتاقان‌ها نزدیک‌تر شود ناپایداری‌ها به سمت سرعت‌های بیشتر جابجا می‌شوند. افزایش جرم باعث انتقال ناپایداری‌ها به سمت سرعت‌های کمتر می‌شود.}, keywords_fa = {روتور,کرین,پایداری,ادغام فرکانسی,نامیزان}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11282-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11282-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Torabi, Jalal and Bazdid-Vahdati, Majid and Ansari, Rez}, title = {Thermal buckling of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical shells}, abstract ={In the present study, thermal buckling analysis of functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) conical shells is presented. The effective material properties of FG-CNTRCs are determined using the extended rule of mixture. By employing the Hamilton’s principle and based on first-order shear deformation theory and Donnell strain-displacement relations, the governing equations are obtaind. The membrane solution of linear equilibrium equations is considered to obtain the pre-buckling force resultants. Using the generalized differential quadrature method in axial direction and periodic differential operators in circumferential direction, the stability equations are discretized and the critical buckling temperature difference of shell is obtained. The accuracy of the present work are first validated by the results given in the literature and then the impacts of involved parameters such as volume fractions and types of distributions of carbon nanotubes, boundary conditions and geometrical parameters on thermal buckling of functionally graded nanocomposite conical shell are investigated. The results indicate that the values of volume fractions and types of distributions of carbon nanotubes along the thickness direction play an important role on thermal instability of FG-CNTRC conical shells.}, Keywords = {Thermal buckling analysis,Conical shell,Functionally graded carbon nanotube reinforced composite,generalized differential quadrature,Periodic differential operators}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {137-146}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل کمانش حرارتی پوسته‌های مخروطی ساخته شده از کامپوزیت‌های تقویت شده با توزیع هدفمند نانو لوله‌های کربنی}, abstract_fa ={در این مقاله کمانش حرارتی پوسته‌های مخروطی ساخته شده از کامپوزیت‌های تقویت شده با توزیع هدفمند نانو لوله‌های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص مکانیکی موثر ماده نانو کامپوزیت با استفاده از قانون ترکیب اصلاح شده ارائه گردیده است. روابط حاکم بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و روابط کرنش-تغییر مکان غیرخطی دانل و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. با در نظر گرفتن حل غشایی معادلات تعادل در حالت خطی نیروهای پیش‌کمانش بدست آمده است. با بکارگیری روش تفاضل مربعات تعمیم یافته در راستای محوری و عملگر مشتق‌گیر متناوب در راستای محیطی معادلات پایداری گسسته‌سازی شده و دمای بحرانی کمانش محاسبه گردیده است. نتایج تحقیق حاضر با نتایج موجود در مقالات دیگر اعتبار سنجی شده و سپس تاثیر عوامل مختلف از جمله مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی، شرایط مرزی و پارامترهای هندسی بر کمانش حرارتی پوسته مخروطی نانو کامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی در راستای ضخامت تاثیر قابل توجهی بر پایداری حرارتی پوسته مخروطی ساخته شده از مواد نانو کامپوزیت دارد.}, keywords_fa = {کمانش حرارتی,پوسته مخروطی,نانو کامپوزیت‌های هدفمند,روش تفاضل مربعات تعمیم یافته,عملگر مشتق‌گیر متناوب}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10668-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10668-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Derakhshan, Sharam and Yazdani, Alirez}, title = {Modeling of a refrigerator utilizing solar energy and vehicle exhaust, for refrigerating pharmaceutical products and vaccines in disaster vehicle}, abstract ={In critical situations such as floods and earthquakes, the relief forces require a refrigerator for pharmaceuticals and vaccines which can operate without electrical energy and instead, it uses alternative energies such as solar energy, vehicle exhaust energy, wind energy, etc. In this paper, modeling of a refrigerator with an adsorption refrigeration cycle using activated carbon/methanol as adsorbent/adsorbate pair which utilizes two sources of energy, solar energy and vehicle exhaust energy is presented in MATLAB. The solar refrigeration cycle includes a collector with area of 1m2 and the exhaust gas cycle includes a heat exchanger with temperature difference of 100°C between its inlet and outlet gases. Modeling results represent the temperature profile in adsorbent bed, evaporator and condenser. Moreover, the pressure profile, overall heat transfer coefficient of collector and adsorbent bed, concentration and solar radiation are reported. The results show coefficient of performance of 0.5491 and solar coefficient of performance of 0.2000 for solar adsorption refrigeration and coefficient of performance of 0.5607 with specific cooling power of 2.4777 for exhaust heat adsorption refrigeration. These results reveal the good performance of the proposed model in the climate of Iran.}, Keywords = {refrigeration cycle,Refrigerator,Solar Energy,Vehicle exhaust,vaccine}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {147-157}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدلسازی یخچال، با منابع انرژی خورشیدی و انرژی خروجی از اگزوز خودرو، جهت نگهداری محصولات دارویی و واکسن ها در خودرو}, abstract_fa ={در مواقع بحرانی همچون سیل و زلزله، نیروهای امدادی برای نگهداری مواد دارویی و واکسن ها نیاز به یخچالی دارند که بدون استفاده از انرژی الکتریکی و با استفاده از انرژی های جایگزین، مانند انرژی خورشیدی، انرژی اتلافی خروجی از اگزوز خودروها، باد و ... کار کند. در این مقاله مدلسازی یخچال با سیکل تبرید جذب سطحی با زوج کربن فعال/ متانول به عنوان جاذب/ ماده جذب شدنی و با دو منبع انرژی حرارتی خورشیدی و گازهای اتلافی خروجی از اگزوز خودرو در نرم افزار متلب صورت گرفته است. سیکل خورشیدی شامل گرداورنده‌ای به مساحت 1 متر مربع و سیکل اگزوزی شامل یک مبدل حرارتی با اختلاف دمای گازهای ورودی و خروجی برابر با ℃100 می باشد. در مدلسازی صورت گرفته، پروفیل دمایی در بستر جاذب، اواپراتور و کندانسور، پروفیل فشار، ضریب کلی انتقال حرارت در گرداورنده و بستر جاذب، غلظت و میزان تابش خورشیدی به دست آمده اند. نتایج حاصل نشان دهنده ضریب عملکرد 0.5491 ، ضریب عملکرد خورشیدی 0.2000 در قسمت خورشیدی و ضریب عملکرد 0.5607 و قدرت خنک کنندگی ویژه برابر با 2.4777 برای سیکل اگزوزی می باشند. این نتایج نشان از عملکرد خوب سیستم مدلسازی شده برای شرایط اقلیمی ایران دارد.}, keywords_fa = {یخچال,انرژی خورشیدی,اگزوز خودرو,چرخه تبرید,نگهداری واکسن}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6727-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6727-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Dialame, Mojtaba and Kamyabi, Ata and Moradi, Ali}, title = {Study of the helix angle effect on the pumping performance of Newtonian and non-Newtonian flows in single screw extruders}, abstract ={In this research the effect of the screw angle and the depth of the channel were examined on the flow rate of an incompressible Newtonian isothermal and a non-Newtonian fluid flow in a single screw extruder. In the presented study the pressure drop has not been considered and only drag force was considered. For this purpose, the channel of extruder was assumed a cubic and spiral channel. Accordingly the Newtonian flow was simulated by Fluent foftware package and the results were compared with analytical solution in several angles. Then one step from the shallow spiral channel was examined and the results were compared with analytical solution in different angles and also at low Reynolds numbers. Hence, the obtained results reveal the range of validity for the analytical solution at different Reynolds numbers. As the results show, at low Reynolds numbers, up to 10, and the ratio of channel depth to diameter, less than 0.2, numerical and analytical results are the same for Newtonian fluids. Identically in this range the analytical solution can be used for screw design, calculation of the maximum flow rate, the evaluation of the optimum angle, etc. The results of the study of non-Newtonian fluid showed that the flow rate at low screw angles for non­-Newtonian fluids were higher than the Newtonian cases and at high angles, were smaller.}, Keywords = {Optimum angle of extruder screw,Maximum flow rate,Single screw extruder,Carreau yasuda model}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {158-164}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تأثیر زاویه پیچ اکسترودر تک پیچه بر عملکرد پمپاژ آن در سیّالات نیوتنی و غیر نیوتنی}, abstract_fa ={در این تحقیق اثر زاویه پیچ و عمق کانال بر دبی جریان یک سیال نیوتنی و یک سیال غیر نیوتنی دما ثابت تراکم ناپذیر در اکسترودر تک پیچه بررسی شده است. در این تحقیق از افت فشار صرف نظر شده و تنها نیروی محرکه درون اکسترودر، نیروی درگ است. به این منظور کانال اکسترودر به دو صورت کانال مستقیم و مارپیچ در نظر گرفته شده است. شبیه­سازی کانال مستقیم توسط نرم­افزار فلوئنت برای سیال نیوتنی انجام گرفت و نتایج با حل تحلیلی در چندین زاویه مقایسه شد. در مرحله بعد یک گام کانال مارپیچ کم عمق برای سیال نیوتنی مورد بررسی قرار گرفت و با حل تحلیلی در زاویه­های مختلف و در رینولدز­های پایین مقایسه شد. بررسی­ها دامنه­ی صحت رابطه تحلیلی را در رینولدز­های مختلف نشان داد. نتایج نشان دادند که در رینولدز های کم­­تر از 10­ و نسبت عمق کانال به شعاع کم­تر از 0.2 حل عددی و تحلیلی نتایج یکسانی در سیالات نیوتنی دارند. بنابراین در این بازه می­توان از حل تحلیلی برای محاسبه زاویه بهینه، محاسبه دبی، توزیع سرعت، توزیع تنش برشی و پارامتر­های دیگر استفاده کرد. نتایج مطالعه سیال غیر نیوتنی نشان می­دهند که دبی پمپاژ اکسترودر در زوایای کم پیچ برای سیال غیر نیوتنی بیش از مورد نیوتنی و در زوایای بالاتر کم­تر می­باشد.}, keywords_fa = {زاویه بهینه پیچ اکسترودر,دبی بیشینه,اکسترودر تک پیچه,مدل کارو-یاشودا}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2585-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2585-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Malekpour, Touraj and KeshavarzValian, Ali and ZiaBasharHagh, Masoud and Soleimani, Bagher}, title = {Experimental investigation of nanofluid concentration and material type effect on pool boiling}, abstract ={In recent years, many researches have investigated nanofluids pool boiling and reported some contradictory results. In this study, the pool boiling heat transfer of water- alumina and TiO2-water nanofluids at saturated temperature was investigated experimentally. The experiments were conducted to investigate the impact of concentration and type of nanofluid on the pool boiling heat transfer of brass surface. Water- alumina and TiO2-water nanofluids with volumetric concentration of 0.0025-1% and 0.0025, 0.01, 0.25 % was used, respectively. An experimental setup with a cylindrical heated test section made of brass and surface roughness of 0.2µm was designed and fabricated. The experimental results showed that, the heat transfer decreases as the nanoparticles added into the pure water base fluid. At a constant heat flux, the heat transfer coefficient decreases as the alumina volumetric concentration increments from 0.0025 to 0.01% and then increases for further addition from 0.01 to 1%. The TiO2-water nanofluids performance with respect to the water-alumina nanofluids was not very promising. That means, the boiling heat transfer decreases while the boiling surface temperature increase at a constant heat flux.}, Keywords = {Pool Boiling,nanofluid,brass surface,boiling heat transfer coefficient,Concentration}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {165-172}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی آزمایشگاهی اثر غلظت و جنس نانوسیال بر جوشش استخری}, abstract_fa ={در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در مورد استفاده از نانوسیال روی جوشش استخری انجام شده که نتایج متناقضی در این مورد ارائه شده است. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال آب-آلومینا در دمای اشباع با غلظت‌های حجمی مختلف 0025/0 تا 1 درصد، و آب-تیتانیا با غلظت‌های 0025/0 ، 01/0 و 25/0 درصد حجمی به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایش طراحی و ساخته شد. قطعه‌ی مورد آزمایش یک هیتر استوانه‌ای از جنس برنج با زبری 2/0 میکرومتر می‌باشد. این آزمایش‌ها برای بررسی تأثیر غلظت و جنس نانوسیال بر ضریب انتقال حرارت جوشش استخری سطح برنجی انجام شده‌اند. نتایج نشان دادند که با افزودن ذرات نانو به سیال پایه‌ آب خالص، ضریب انتقال حرارت کاهش می ‌یابد. در یک شار ثابت، با افزایش غلظت نانوسیال آلومینا از 0025/0 تا 01/0 درصد حجمی ضریب انتقال حرارت کاهش و با افزایش بیشتر غلظت آن از 01/0 تا 1 درصد حجمی، ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. نانوسیال تیتانیا رفتار بدتری نسبت به نانوسیال آلومینا از خود نشان داد و باعث کاهش بیشتر انتقال حرارت جوششی و افزایش بیشتر دمای سطح جوشش در یک شار ثابت شد.}, keywords_fa = {جوشش استخری,نانوسیال,سطح برنجی,ضریب انتقال حرارت جوششی,غلظت}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11103-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11103-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Raeisi, Mohammad and Ariaei, Alirez}, title = {Free vibration analysis of cracked rotating multi-span Timoshenko beams using differential transform method}, abstract ={Free vibration analysis of a cracked rotating multi-span Timoshenko beam is studied in this article to determine the natural frequencies and mode shapes of this beam. First, the relationships between each two segments are obtained by considering the compatibility requirements in the frame angles and in the cracks. To determine the transformed compatibility requirements, the boundary conditions, and the vibrational equations, the so-called differential transform method (DTM) is used. Then, these equations are performed to determine the natural frequencies. The mode shapes of the beam are determined by using the inverse of differential transform method. The results have been validated against those obtained from Abaqus software for a rotating multi-span beam and the ones obtained from transfer matrix method for a non-rotating case that an appropriate agreement is observed. Finally, the effects of the angle of break, the rotational speed, and the crack location on the natural frequencies are investigated. It is shown that the natural frequencies will be increased by increasing the rotational speed. Also, it is seen that the first natural frequency will be increased by moving the crack location from the cantilever support to free support and the variations of other frequencies are dependent to the crack distance to the vibrational nodes. The validation results show the accuracy of DTM in the process of studying the free vibration of this problem.}, Keywords = {Rotating multi-spam beam,Timoshenko Beam,Differential transform method,Crack,Natural Frequency,Mode Shape}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {173-182}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای تیموشنکوی چند تکه دورانی و دارای ترک با استفاده از روش انتقال دیفرانسیل}, abstract_fa ={در این مقاله معادلات ارتعاشی تیر تیموشنکوی چند تکه دورانی و دارای ترک به‌دست می‌آید و با حل آن فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای تیر تعیین می‌شود. در ابتدا با بررسی شرایط سازگاری در محل شکستگی‌ها و ترک‌ها، روابط بین هر دو تکه تعیین می‌شود و با کاربرد روشی تحلیلی موسوم به روش انتقال دیفرانسیل، معادلات تبدیل یافته مربوط به شرایط سازگاری، شرایط مرزی و معادلات ارتعاشی اصلی سیستم به‌دست می‌آید. سپس با استفاده از این معادلات، فرکانس‌های طبیعی و در ادامه با کاربرد معکوس روش انتقال دیفرانسیل، شکل مودها تعیین می‌شود. به منظور اعتبارسنجی، نتایج حاصل با مقادیر به‌دست آمده از شبیه‌سازی در نرم افزار آباکوس و همچنین در حالت خاصی که تیر ثابت است، با مقادیر به‌دست آمده از روش ماتریس انتقال مقایسه می‌گردد که تطابق خوبی بین نتایج مشاهده می‌شود. در نهایت اثر زاویه‌ی شکستگی، سرعت دوران و موقعیت ترک روی فرکانس‌های طبیعی تیر مورد بررسی قرار می‌گیرد. مشاهده می‌شود که با افزایش سرعت دوران، فرکانس‌های طبیعی افزایش می‌یابد. همچنین با دور شدن ترک از تکیه‌گاه گیردار، فرکانس طبیعی اول افزایش و سایر فرکانس‌ها بسته به دور یا نزدیک شدن به گره‌های ارتعاشی، کاهش یا افزایش می‌یابند. نتایج اعتبارسنجی نشان‌دهنده دقت بالای روش انتقال دیفرانسیل برای تحلیل ارتعاشات آزاد این نوع سیستم است.}, keywords_fa = {تیر چند تکه دورانی,تیر تیموشنکو,روش انتقال دیفرانسیل,ترک,فرکانس طبیعی,شکل مود}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8670-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8670-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Pahamly, Unes and HosseiniKahsari, Seyed Mohammad Javad and Ranjbar, Ali Akbar}, title = {Investigating geometrical and flow parameters in behavior of melting Phase Change Material in a double pipe heat exchanger}, abstract ={This paper presents a numerical study on melting behavior of phase change material (PCM) in a horizontal double pipe heat exchanger. The shell side is filled with RT50 as PCM and water is used as heat transfer fluid (HTF) which flows through inner tube. The aim of the study is to investigate the effect of eccentricity as a geometrical parameter on melting behavior of PCM through downward movement of the inner tube. In addition, effective flow parameters such as mass flow rate and HTF inlet temperature are investigated on thermal storage performance. Enthalpy porosity method is used to modeling the phase change process. At the beginning of melting process, conduction is dominant heat transfer mechanism and by time pass natural convection will be the main heat transfer mechanism. Results show that by increasing eccentricity, the dominant area for the natural convection expands and phase front penetration velocity increases which leads to considerable decrease in melting time. By increasing inlet temperature from 70˚C to 75˚C and 80˚C, total melting time decreases up to 16% and 27% respectively. Although By Increasing Reynolds number from 1000 to 1500 and 2000, total melting time only decreases to 1% and 3%, respectively. These results show that Stefan number influences melting time more pronounced than Reynolds number.}, Keywords = {Heat exchanger,Phase change material,Melting,Geometrical and flow parameters}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {183-191}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی پارامترهای هندسی و جریانی بر روی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده در مبدل حرارتی دو لوله‏ای}, abstract_fa ={در این مقاله به بررسی عددی رفتار ذوب ماده تغییر‏فاز‏دهنده در یک مبدل دو لوله‏ای افقی سه بعدی پرداخته شده است. فضای داخلی بین پوسته و لوله با RT50 به عنوان ماده ‏تغییر ‏فاز ‏دهنده پر شده و آب به عنوان سیال گرم در لوله داخلی جریان دارد. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر خروج از مرکزیت لوله داخلی با تغییر موقعیت آن در راستای عمودی به عنوان یک پارامتر هندسی و هم‏چنین تاثیر دما و دبی سیال ورودی به عنوان پارامترهای جریانی بر روی رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده می‏باشد. به منظور مدل‏سازی فرآیند تغییر فاز از روش آنتالپی متخلخل استفاده شده است. مشاهده می‏گردد در ابتدای فرآیند ذوب هدایت مکانیزم غالب انتقال حرارت بوده و با گذشت زمان جابه‏جایی طبیعی مکانیزم اصلی انتقال حرارت می‏گردد. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش خروج از مرکزیت، ناحیه غالب مربوط به جابه‏جایی طبیعی بیشتر شده و سرعت نفوذ جبهه ذوب افزایش یافته که این امر موجب کاهش قابل توجهی در زمان ذوب می‏گردد. افزایش دمای سیال ورودی از 70 به 75 و 80 درجه سانتیگراد باعث کاهش زمان ذوب تا 16 و 27 درصد می‏گردد. هم‏چنین افزایش رینولدز سیال ورودی از 1000 به 1500 و 2000 به ترتیب باعث کاهش زمان ذوب تا 1 و 3 درصد می‏شود. این نتایج نشان می‏دهد که افزایش دمای سیال ورودی تاثیر بیشتری را نسبت به دبی در کاهش زمان ذوب دارد.}, keywords_fa = {مبدل حرارتی,ماده تغییر فاز دهنده,ذوب,پارامترهای هندسی و جریانی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-665-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-665-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Alavi, Fatemeh Sadat and Mirzaei, Maji}, title = {Experimental and Computational Analysis of Fracture Load and Pattern of Femur using Cohesive Zone Model}, abstract ={Fracture of femur is considered as one of the most significant causes of disability and death, especially among the elderly. Therefore, there is a global effort towards noninvasive assessment of the femoral fractures. This study was aimed at the investigation of the mechanical behavior of human femur subjected to various loading orientations, under the two categories of high-stiffness (HS) and low-stiffness (LS) loading conditions. The experimental and computational analysis of deformation and fracture patterns were carried out using the QCT images and finite element analysis. The predictions of the force and fracture pattern of the HS and LS specimens were performed using linear and nonlinear finite element analyses, respectively. Also, the cohesive zone model (CZM) was used to simulate the damage initiation and propagation in the finite element analysis of latter specimens. The comparison between the results of the numerical analysis and the experimentation showed successful simulation and prediction of fracture force of human femur under various loading orientations.}, Keywords = {Experimental and computational analysis,Femur fracture,Finite Element Method (FEM),Quantitative computed tomography (QCT),Cohesive zone model (CZM)}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {192-200}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی نیرو و الگوی شکست استخوان ران با استفاده از مدل ناحیه چسبنده}, abstract_fa ={شکست استخوان ران از جمله پر اهمیت ترین دلایل ناتوانی و مرگ، علی الخصوص در میان سالمندان به شمار می آید. بنابراین تلاش های جهانی برای تحقیق در زمینه ارزیابی غیرتهاجمی شکست استخوان ران در حال انجام است. در این تحقیق، به منظور مطالعه رفتار استخوان ران تحت بارگذاری های مختلف، استخوان ها به دو گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی بالا و با بارگذاری منتج به سفتی پائین تقسیم بندی شده اند. تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی الگوهای تغییرفرم و شکست استخوان با استفاده از تصاویر برش نگاری کمی کامپیوتری و روش اجزاء محدود صورت گرفته شده است. برای پیش بینی نیرو و الگوی شکست استخوان ران برای گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی بالا از تحلیل خطی و برای گروه استخوان ها با بارگذاری منتج به سفتی پائین از تحلیل غیرخطی المان محدود استفاده شده است. در تحلیل المان محدود این گروه، از مدل ناحیه چسبنده برای مدل سازی شروع و رشد آسیب استفاده شده است. مقایسه نتایج تحلیل عددی و نتایج آزمون های تجربی نشان دهنده شبیه سازی و پیش بینی موفق شکست استخوان ران تحت بارگذاری های مختلف بوده است.}, keywords_fa = {تحلیل آزمایشگاهی و محاسباتی,شکست استخوان ران,روش المان محدود,برش نگاری کمی کامپیوتری,مدل ناحیه چسبنده}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1488-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1488-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Rahimi, Abdolreza and Saberi, Amir and Parsa, Hasan and Ashrafijou, Mortez}, title = {Improvement of grinding process performance by minimum quantity lubrication technique -using compressed cold air jet from vortex tube}, abstract ={Consumption of cutting fluids imposes high costs on industry. These cutting fluids contaminate the environment and are harmful to human health. Minimum quantity lubrication technique (MQL) is a new approach to reduction of cutting fluids consumption, improving efficiency of cutting fluid at machining zone and using harmless fluids. However, this technique faces cooling limitation in grinding. The purpose of this study is an accurate study of heat transfer mechanism in minimum quantity lubrication technique by its temperature numerical simulation and improving the cooling ability of its air jet by using a simple and inexpensive vortex tube. For this purpose, a system was designed and manufactured to measure the convection heat transfer coefficient of different conditions of MQL environments. The result of convection heat transfer tests shows 95% share of compressed air in heat transfer and also air pressure is a more important factor than temperature in cooling process. The result of temperature numerical simulation shows that by increasing pressure, the increasing rate of convection heat transfer coefficient decreases; also, the cooling ability temperature of the vortex tube at low thermal power is tangible. In grinding of soft steel, the minimum quantity lubrication technique with cold air (CAMQL) in comparison with other methods lead to significant reduction of tangential grinding force and friction coefficient, but in general, except in the case of optimum condition which has the highest heat transfer coefficient, surface finish is worse which relate to low heat transfer coefficient of gases at low pressures.}, Keywords = {Grinding,Minimum Quantity Lubrication with Cold Air,Heat transfer mechanism,Grinding force,surface quality}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {201-211}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهبود عملکرد فرآیند سنگزنی با تکنیک روانکاری کمینه- استفاده از جت هوای سرد فشرده ناشی از دستگاه خنک‌کن هوای چرخشی}, abstract_fa ={مصرف سیالات ماشین‌کاری هزینه‌های زیادی به صنعت تحمیل می‌کند. این سیالات باعث آلودگی محیط‌زیست شده و برای سلامتی انسان زیان آورند. تکنیک ماشین‌کاری با روانکاری کمینه روش نوینی می‌باشد که به‌منظور کاهش مصرف سیالات خنک‌کننده، افزایش کارایی سیال در ناحیه ماشین‌کاری و به‌کارگیری سیالات بی‌خطر استفاده می‌شود. با این حال، این روش در سنگ‌زنی با محدودیت خنک‌کاری روبروست. هدف پروژه حاضر بررسی عمیق‌تر سازو کار انتقال حرارت در تکنیک روانکاری کمینه با شبیه‌سازی عددی دمای آن و بهبود توانایی خنک‌کاری جت هوای آن با استفاده از دستگاه ساده و ارزان‌قیمت خنک‌کن هوای چرخشی است. بدین منظور سامانه‌ای برای اندازه‌گیری ضریب انتقال حرارت جابجایی شرایط مختلف محیط روانکاری کمینه طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایش‌های اندازه‌گیری ضریب انتقال حرارت جابجایی حاکی از سهم 95 درصدی هوای فشرده در انتقال حرارت بوده و ضمن اینکه در فرایند خنک‌کاری، افزایش فشار هوا عامل موثرتری نسبت به کاهش دمای آن محسوب می‌شود. نتایج شبیه‌سازی عددی دما نشان می‌دهد با افزایش فشار، نرخ افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی کاهش می‌یابد؛ همچنین توانایی خنک‌کاری دمایی دستگاه خنک‌کن هوای چرخشی در توان حرارتی کم بروز پیدا می‌کند. در سنگ‌زنی فولاد نرم، تکنیک روانکاری کمینه با هوای سرد باعث کاهش چشمگیر نیروی مماسی، ضریب اصطکاک در مقایسه با روش‌های دیگر می‌شود ولی در مجموع، جز در حالت بهینه که بیشترین ضریب انتقال حرارت جابجایی را داراست، کیفیت سطح مطلوبی ارائه نمی‌دهد که به ضریب انتقال حرارت کم گازها در فشارهای پایین مربوط می‌شود.}, keywords_fa = {سنگزنی,روانکاری کمینه با هوای سرد,مکانیزم انتقال حرارت,نیروی سنگزنی,کیفیت سطح}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-172-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-172-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Zaree, Amir Hossein and Javareshkian, Mohammad Hass}, title = {Investigation of induced velocity and lift sensitivity analysis in blade element theory for simulation of flapping wing in hovering flight}, abstract ={In first part of this study the methods of direct and indirect entering the effect of induced velocity in blade element theory to achieve lift force in hover flight of Drosophila flapping insect are investigated. Then a new algorithm for Induced velocity correction based on Rankin-Froude jet theory and direct method is presented. The results of previous and new methods to aerodynamic simulation of this insect in hovering flight with combined flapping and pitching angles were compared with published experimental results. The results of this comparison indicate that one of the models based on the indirect method as the best way to predict the experimental results. In second part of this work, the sensitivity of the instantaneous and mean force, produced by insect modeled wing, is examined with change in six wing important motion parameters. This parameters Includes: flapping frequency, phase difference between flapping and pitching angle, flapping and pitching amplitudes and flapping and pitching variations with respect to time in flapping cycle. The results show that with increasing frequency and flapping amplitude lift increasingly increases. Also, range of phase difference percent between flapping and pitching angle that lead to maximum lift of the wings is introduced. Results also show that with tending variation of flapping angle in cycle to sinusoidal trend, the lift force increases.}, Keywords = {"Flapping wing","blade element theory","added mass force","rotational force"," induced velocity"}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {212-224}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی سرعت القائی و حساسیت سنجی نیروی برا در تئوری المان تیغه برای شبیه سازی حرکت بالزن در پرواز ایستا}, abstract_fa ={در این پژوهش ابتدا روش های وارد کردن مستقیم و غیر مستقیم اثرات القایی جریان در تئوری المان تیغه برای بدست آوردن نیروی برآ در فاز پروازی ایستا برای بال حشره‌ی دروزوفیلا مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه، الگوریتم جدیدی برای اصلاح سرعت القایی بر مبنای تئوری جت رانکین-فرود، ارائه شده است. نتایج روش‌های پیشین و جدید برای شبیه سازی آیرودینامیکی بال این حشره‌ در پرواز ایستا طی حرکات ترکیبی بالزدن و پیچش بال با نتایج تجربی منتشر شده برای این بال مقایسه شده است. نتایج این مقایسه نشان می دهد که یکی از مدل‌های بر مبنای روش غیر مستقیم به عنوان نزدیک ترین روش به نتایج آزمایشگاهی بهترین پیش بینی را دارد. با استفاده از این مدل، حساسیت نیروی برآی لحظه‌ای و متوسط تولیدی بال مدل شده‌ی این حشره به شش پارامتر ورودی حرکتی بال سنجیده شده است. این پارامترها شامل فرکانس بالزدن، اختلاف فاز زمانی بین زوایای بالزدن و پیچش بال، حداکثر دامنه‌ی زاویه‌ی بالزدن و پیچش بال و روند تغییرات زاویه‌های بالزدن و پیچش بال طی کورس بالزدن می باشند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش فرکانس و دامنه‌ی بالزدن نیروی برآ به نحوی فزاینده افزایش پیدا می‌کند. همچنین مقداری از اختلاف فاز بین دو زاویه بالزدن و پیچش که منجر به حداکثر نیروی برآ شده معرفی می‌گردد. همچنین نتایج نشان می‌دهد که با سینوسی شدن روند تغییرات زاویه‌ی بالزدن با زمان، نیروی برآی تولیدی افزایش پیدا می‌کند.}, keywords_fa = {"بالزن"," تئوری المان تیغه","نیروی جرم اضافه شده","نیروی چرخشی"," سرعت القائی"}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12277-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12277-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Sahebi, Mahdi and Azimian, Ahmad Rez}, title = {Molecular dynamics investigation of the mechanisms of thermal creep flow in nanotubes}, abstract ={Thermal creep is often associated with the flowing of a rarefied gas via the effect of temperature difference in solid boundaries. Recently the feasibility of such flow in dense fluids becomes a challenge. This paper deals with simulating the thermal creep flow in liquids confined in nanotubes. The investigations are carried on by molecular dynamics simulation method. The goal of this work is providing a clean picture of the thermal creep phenomenon mechanism in liquids. Simulation results show the existence of such flow in liquids in nanotubes. The thermal creep effect is stronger in nanotubes with narrower cross sections. Molecular data provided by the simulations shows there is a fluid layering phenomenon near the solid wall. The fluid layering together with the wall temperature gradient develops a pressure gradient near the wall. This pressure gradient acts as a planar force and is assumed to be responsible for the thermal creep effect. This force causes the fluid to flow toward the hot side of the tube. The mechanism of thermal creep phenomena is justified by the use of molecular principles and molecular data which are obtained from the molecular dynamics simulations.}, Keywords = {thermal creep,Nanotubes,Temperature gradient,Liquid Flow}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {225-232}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی مکانیزم جریان خزش گرمایی در نانولوله‌ها به وسیله روش دینامیک مولکولی}, abstract_fa ={در مقاله حاضر امکان ایجاد و علت پدیده خزش گرمایی، که عبارت است از به حرکت در آوردن سیال بر اثر اعمال گرادیان دما در غیاب نیروهای ثقلی، برای مایعات به روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته‌است. این پدیده تاکنون بیشتر در مورد گازهای رقیق اثبات و بررسی شده بود. اخیرا تلاش‌هایی برای اثبات وجود این پدیده برای سیالاتِ چگال محدود در نانومجراها نیز صورت گرفته است. علت و مکانیزم حاکم بر پدیده خزش گرمایی در سیالات چگالِ محدود شده در هندسه-های نانومقیاس هنوز به درستی درک نشده است. مقاله حاضر به بررسی علت و مکانیزم حاکم بر این پدیده برای مایعِ محدود شده در نانولوله‌ای که به دو سر آن یک گرادیان دمایی اعمال شده است می‌پردازد. نتایج نشان می‌دهد که جریان خزش گرمایی در مورد مایعات درون نانولوله‌ها امکان پذیر است. همچنین هر چه قطر نانولوله کوچکتر باشد اثرهای مربوط به خزش گرمایی قوی‌تر است. جزئیات مولکولی شبیه‌سازی نشان می‌دهد که توزیع چگالی سیال، تحت تاثیر دیواره مجرا و در نزدیکی آن، به صورت لایه لایه در می‌آید. این لایه لایه شدن به همراه گرادیان دمایی اعمال شده در طول نانولوله، سبب ایجاد عدم تعادل فشار در نزدیکی دیواره و در راستای محور نانولوله می‌شود. این عدم تعادل فشار به صورت یک نیروی سطحی عمل کرده و موجب رانش سیال از سمت سرد به گرم (در محدوده مورد بررسی در این مقاله) و ایجاد جریان خزش گرمایی می‌شود. برای اثبات این موضوع شکل‌های مربوط به توزیع دما، چگالی و فشار ترسیم شده‌اند.}, keywords_fa = {خزش گرمایی,نانولوله,گرادیان دما,جریان مایع}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6422-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6422-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Rezaeepazhand, Jalil and Alidoost, Hame}, title = {Dynamic Stability of Laminated Composite Beam Subjected to a Follower Force}, abstract ={In this paper, dynamic stability of a laminated composite beam subjected to a tip follower force is investigated. Using elementary theory of bending, Euler-Bernoulli beam theory and Classical Lamination Theory (CLT), bending moment of laminated composite beam is calculated with respect to it’s extensional, bending and bending-extensional coupling stiffness matrices, A, B and D, and dynamic stability equation of laminated beam is established. Due to similarity between this equation and isotropic stability equation, as an assumption, isotropic beam boundary conditions are used for composite beam. Cantilever- free boundary conditions are used and a closed form solution is established. Flutter instability problems for symmetric and un– symmetric laminated beams are solved by this method and results are compared with finite element results in literatures. Considering the simplicity of the present method, results show good agreement with the finite element method. Finally dynamic stability behavior of laminates with different stacking sequences are investigated by present method and effect of different parameters such as fiber orientation, number of layers, and stacking sequence, on the flutter load and corresponding frequency of symmetric and un -symmetric laminates are investigated.}, Keywords = {Laminated Composite Beam,Dynamic Stability,Follower Force,Flutter}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {233-239}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {حل تحلیلی پایداری دینامیکی تیر کامپوزیت چندلایه تحت اثر نیروی دنبال کننده}, abstract_fa ={در این مقاله پایداری دینامیکی یک تیر کامپوزیت چندلایه تحت اثر نیروی دنبال کننده مورد بررسی قرارگرفته است. به این منظور با استفاده از معادله اساسی خمش حاکم بر تیرها و محاسبه ممان خمشی وارد آمده بر یک تیر کامپوزیت چندلایه برحسب عناصر ماتریس‌های سه‌گانه A، B و D، معادله پایداری یک تیر کامپوزیت چندلایه به دست آمد. به دلیل تشابه موجود بین معادله به‌دست‌آمده و معادله‌ی پایداری تیر همسانگرد، بین این دو نوع تیر یک معادل‌سازی صورت پذیرفته و شرایط مرزی تیر همسانگرد برای تیر کامپوزیت چندلایه در نظر گرفته شد. سپس ناپایداری فلاتر تیر کامپوزیت چندلایه به روش حاضر مورد تحلیل قرارگرفته و نتایج حاصل با نتایج به‌دست‌آمده از روش المان محدود موجود در سایر مقالات مقایسه شد. نتایج به ‌دست‌آمده نشان داد با در نظر گرفتن سادگی روش حاضر نسبت به سایر روش‌ها در تحلیل مسائل پایداری تیرهای کامپوزیتی نتایج حاضر از دقت قابل قبولی برخوردار است. در انتها نیز اثر نوع چیدمان یک تیر کامپوزیت چندلایه تحت اثر نیروی دنبال کننده، بر روی مقدار نیرو و فرکانس ناپایداری فلاتر آن به‌وسیله این روش موردبررسی قرار گرفت.}, keywords_fa = {تیر کامپوزیت چندلایه,پایداری دینامیکی,نیروی دنبال کننده,فلاتر}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4710-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4710-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Dadvand, Abdolrahman and Alizadeh, As}, title = {Simulation of the dynamics of an elastic membrane in a grooved channel using a combined lattice Boltzmann-immersed boundary method}, abstract ={In the current study, the motion and deformation of an elastic membrane in a two-dimensional channel with and without a groove is simulated using a combined lattice Boltzmann-immersed boundary method. The lattice Boltzmann method is used to solve the fluid flow equations and the immersed boundary method is used to incorporate the fluid-membrane interaction. The elastic membrane is considered as a flexible boundary immersed in the flow domain. In the immersed boundary method, the membrane is represented in the Lagrangian coordinates while the fluid domain is discretized on a uniform fixed Eulerian grid. The interaction between the fluid and the membrane is modeled using Dirac delta function. The effects of no-slip boundary condition are enforced by addition of a forcing term to the lattice Boltzmann equation. Depending on the flow rate, the initial location and stiffness of the elastic membrane, the size of the groove, the membrane only rotates inside the groove or the flow moves it out of the groove. The results are presented in terms of flow velocity and pressure fields and membrane configuration at different times. Comparison between the present results and the available numerical and experimental ones shows good agreement between them.}, Keywords = {Lattice Boltzmann Method,Immersed Boundary Method,Elastic membrane,Interaction,Grooved channel}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {240-248}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی دینامیک یک غشاء الاستیک در یک کانال دارای گودال با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن- مرز غوطه‌ور}, abstract_fa ={در مطالعه حاضر، حرکت و تغییر شکل یک غشاء الاستیک در یک کانال دوبعدی با گودال و بدون گودال با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن و روش مرز غوطه‌ور شبیه-سازی می‌گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه‌سازی اندرکنش سیال و غشاء از روش مرز غوطه‌ور استفاده می‌شود. غشاء الاستیک به صورت یک مرز انعطاف‌پذیر غوطه‌ور در جریان سیال در نظر گرفته می‌شود. در روش مرز غوطه‌ور، غشاء الاستیک در مختصات لاگرانژی نشان داده می‌شود، در صورتی که میدان جریان سیال با یک شبکه‌بندی اویلری یکنواخت و ثابت گسسته می‌شود. اندرکنش بین سیال و مرز غوطه‌ور با استفاده از تابع دلتای دیراک مدل می‌شود. اثرات شرط مرزی عدم لغزش با افزودن یک جمله نیرو به معادله شبکه بولتزمن در نظر گرفته می‌شود. بسته به شدت جریان (یا عدد رینولدز)، موقعیت اولیه غشاء و سفتی آن و اندازه گودال، غشاء الاستیک در داخل گودال فقط حرکت چرخشی داشته و یا توسط جریان به بیرون از آن هدایت می‌شود. نتایج برحسب میدان سرعت و فشار جریان سیال و نیز شکل غشاء در زمان های مختلف نشان داده شده است. نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی موجود مقایسه گردید که تطابق خوبی را نشان داد.}, keywords_fa = {روش شبکه بولتزمن,روش مرز غوطه ور,غشاء الاستیک,اندرکنش,کانال با گودال}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-964-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-964-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {KhalilzadehBavil, Vahid and Mahmoudimehr, Jav}, title = {Modeling and optimization of the quasi-steady operation of a Solar Power Plant equipped with thermal energy storage system}, abstract ={This study is concerned with optimizing the daily operation of a solar power plant equipped with thermal energy storage system (TES). The modeling is performed by solving a set of non-linear governing equations and is verified through comparison with the literature. "Maximum production period" and "maximum revenue" constitute the objectives of the optimization study which are first considered individually (as two single-objective problems) and are then considered simultaneously (as a multi-objective problem). Genetic Algorithm (GA) is employed as the optimization tool. The results of the first objective (maximum production period) shows 7 hours increase in the daily production time as a result of employing the TES system. This occurred through saving energy during the times of high solar radiation and using the stored energy for electricity generation during the times of low or zero solar radiation. The results of the second objective (maximum revenue) indicate 13.5% increase in the produced profit as a result of employing the TES system. This improvement was resulted from saving energy during the times of low electricity price and using the stored energy for maximum electricity generation during the times of high electricity price. Finally, in the multi-objective study, 5 hours increase in the production period and 8.1% increase in the revenue were simultaneously obtained as a result of a proper tradeoff between the two objectives.}, Keywords = {Solar Thermal Power Plant,Thermal Energy Storage System,Modeling,Optimization}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {249-258}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل سازی و بهینه‌سازی عملکرد شبه‌پایای یک نیروگاه خورشیدی مجهز ‌به سیستم ذخیره سازی انرژی گرمایی}, abstract_fa ={مطالعه حاضر به بهینه‌سازی عملکرد روزانه یک نیروگاه خورشیدی مجهز به سیستم ذخیرهسازی گرما می‌پردازد. مدل‌سازی از طریق حل مجموعه معادلات غیر خطی حاکم صورت پذیرفته و از طریق مقایسه با تحقیقات پیشین اعتبارسنجی می‌گردد. "حداکثر مدت زمان تولید" و "حداکثر سود حاصله" توابع هدف بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهند که ابتدا به‌صورت مجزا (دو مسئله تک‌هدفه) و سپس به‌صورت همزمان (یک ‌مسئله چند‌هدفه) در نظر گرفته می‌شوند. الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزار بهینه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج مربوط به تابع هدف اول (حداکثر زمان تولید) نشان دهنده افزایش 7 ساعته در مدت زمان تولید روزانه، در اثر به کارگیری سیستم ذخیره‌سازی گرما می‌باشد. این امر از طریق ذخیره‌سازی انرژی در زمان‌های با سطح بالای تابش‌ خورشیدی و استفاده از انرژی ذخیره شده برای تولید الکتریسیته در زمان‌های بدون تابش و یا با تابش‌ ناکافی محقق شده است. نتایج مربوط به تابع هدف دوم (حداکثر سود حاصله) بیان‌گر افزایش 5/13% در سود حاصله، در اثر به کارگیری سیستم ذخیره-سازی گرما می‌باشد. این بهبود، از طریق ذخیره‌سازی انرژی گرمایی در زمان‏های با ارزش پایین‏ الکتریسیته و استفاده از آن برای حداکثر تولید در زمان‌های با ارزش بالای الکتریسیته حاصل شده است. در‌نهایت، در بهینه سازی چند هدفه، با ایجاد یک توازن مناسب بین توابع هدف ذکر شده، به طور همزمان، افزایش 5 ساعته در زمان تولید و افزایش 1/8 % در سود، حاصل شده است.}, keywords_fa = {نیروگاه حرارتی خورشیدی,سیستم ذخیره سازی گرما,مدل‌سازی,بهینه‏سازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3053-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3053-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Ghasemi, Iman and RanjbarNoei, Abolfazl and SadatiRostami, Seyed Jalil}, title = {Optimal Fractional order iterative learning control for single-link robot control}, abstract ={In this paper, a new type of iterative learning control systems with fractional order known as iterative learning control with fractional order derivative and iterative learning control with fractional proportional–derivative for linearized systems of single-link robot arm is introduced. First order derivative of classic Arimoto is used for tracking error in updating law of derivative iterative learning control. Suggested method in this paper implement tracking error for updating control law of iterative learning of fractional order. For the first time, nonlinear robot system is linearized by input feedback linearization. Then, convergence analysis of iterative learning control law of type PD^alpha is studied.In the next step, we define a criteria for parameters optimization of proposed controller by using Biogeography-based optimization algorithm. Both updating law of fractional order iterative learning control (D^alpha-type ILC and PD^alpha-type ILC) is applied on linearized robot arm and performance of both controller for different value of alpha is presented. For improving the performance of closed loop system, coefficient of fractional order iterative learning control (proportional and derivative coefficients) is optimized by BBO algorithm. Proposed iterative learning control is compared with common type of system.}, Keywords = {Iterative learning control systems؛ Updating law of iterative learning control؛ fractional order of type Dalpha and PDalpha,single-link robot arm؛ Biogeography-based optimization (BBO)}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {259-268}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل یادگیر تکرار‌شونده مرتبه‌کسری بهینه برای کنترل بازوی ربات تک-لینک}, abstract_fa ={در این مقاله، نوع جدیدی از سیستم‌های کنترل یادگیر تکرار‌شونده مرتبه‌کسری تحت عنوان کنترل یادگیر تکرار‌‌شونده مشتقی مرتبه‌‌کسری و کنترل یادگیر تکرار‌شونده تناسبی-مشتقی مرتبهکسری برای سیستم خطی‌سازی شده بازوی ربات تک-لینک ارائه می‌شود. در قانون بروزرسانی کنترل یادگیر تکرار‌شونده مشتقی، آریمتو کلاسیک از مشتق مرتبه اول (با تابع تبدیل s )‌ خطای ردیابی استفاده می‌شود. روش ارائه شده در این مقاله برای بروزرسانی قانون کنترل یادگیری تکرار‌شونده از مشتق مرتبه‌کسری (با تابع تبدیل s^alpha برای (2 0] alpha in ) خطای ردیابی استفاده می‌کند. برای اولین بار، ابتدا سیستم ربات غیرخطی، با اعمال روش خطی‌سازی فیدبک ورودی- حالت خطی گشته، سپس به آنالیز و تحلیل همگرایی قانون کنترل یادگیر تکرارشونده نوع PD^alpha برای سیستم‌های خطی پرداخته می‌شود. در ادامه، یک معیار برای انتخاب بهینه ضرایب کنترل‌کننده با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی ارائه می‌گردد. در قسمت اول شبیه‌سازی، هر دو قانون بروزرسانی کنترل یادگیر تکرارشونده مرتبه‌کسری (نوع D^alpha و نوع PD^alpha) بر روی بازوی ربات تک-لینک خطی شده، پیاده‌سازی می‌شود، و عملکرد این دو کنترل‌کننده به ازای مقادیر متفاوت alpha نمایش داده می‌شود. در ادامه و جهت بهبود عملکرد سیستم کنترلی حلقه بسته، ضرایب کنترل یادگیر تکرار‌شونده مرتبه‌کسری (ضریب تناسبی k_P و ضریب مشتقی k_D وalpha) با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی، بهینه‌سازی می‌شوند. نهایتاً کنترل یادگیر تکرار‌شونده پیشنهادی با نوع متداول آن مورد مقایسه قرار می‌گیرد.}, keywords_fa = {سیستم‌های کنترل یادگیر تکرار شونده,قانون بروزرسانی کنترل یادگیر تکرارشونده مرتبه‌کسری نوع D^alpha و PD^alpha,بازوی ربات تک-لینک,بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12041-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-12041-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Hashemnia, Saeed and ShariatPanahi, Masou}, title = {Balance Control of an Unmanned Bicycle using an Improved Classifier System}, abstract ={In the present article, an improved Learning Classifier Systems (LCS) is proposed to control the balance of a moving unmanned bicycle. Significant characteristics of learning classifier systems is that they can learn through a set of system actions in the real world (similar to intelligent creatures) while no dynamic model of the system is needed. Contrary to studies reported in the literature where action domain of the controller is discrete and accordingly such controller cannot be used in real world applications, in the present study efficacy of the classifier system is enhanced by definition of continuous domain for the outputs, and then is used to control the balance of unmanned bicycle. A scheme based upon fuzzy membership functions is proposed which makes it possible for the domain of actions to be continuous. The proposed LCS features a dynamic reward assignment mechanism which is invented to cope with the bicycle’s delayed response due to its mass inertias. This allows the rapid calculation of the reward and hence enables the controller to be used in such real time applications as the balance control of unmanned vehicles. A standard 2 degree of freedom (2-DOF) bicycle model is employed to demonstrate the efficiency of the enhanced LCS. Simulation results show that the proposed classifier system outperforms traditional classifier system as well as some of the more common balance-control strategies reported in the literature.}, Keywords = {Balance control,fuzzy membership function,Learning Classifier System,unmanned bicycle}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {269-278}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل تعادل دوچرخه بدون سرنشین با استفاده از یک سیستم طبقه‌بند بهبودیافته}, abstract_fa ={در این مقاله، استفاده از یک سیستم طبقه بند یادگیرنده بهبود یافته برای کنترل تعادل دوچرخه بدون سرنشین در حال حرکت پیشنهاد شده است. ویژگی بارز سیستم های مزبور، بی نیازی از مدل دینامیکی سیستم و توانایی یادگیری رفتار سیستم به کمک مجموعه ای از حرکت های تصادفی در محیط واقعی است. بر خلاف پژوهش های پیشین که در آن ها دامنه متغیرهای خروجی کنترل گر بصورت گسسته در نظر گرفته شده و به همین دلیل استفاده از آن ها در کاربردهای واقعی عملا ناممکن شده است، در پژوهش حاضر کارآیی سیستم طبقه بند یادگیرنده با استفاده از تعریف دامنه پیوسته برای خروجی های آن ارتقا پیدا کرده و سپس از آن برای کنترل تعادل دوچرخه بدون سرنشین استفاده شده است. برای این کار با استفاده از توابع عضویت فازی، امکان تعریف دامنه متغیرهای خروجی بصورت پیوسته فراهم شده است. سیستم پیشنهادی همچنین دارای یک مکانیزم تخصیص پاداش پویاست که برای مقابله با پاسخ تاخیری دوچرخه که ناشی از جرم آن است، ابداع شده است. با استفاده از این مکانیزم، امکان محاسبه سریع پاسخ فراهم شده و استفاده از کنترل گر در کاربردهای زمان- حقیقی مانند کنترل وسایل بدون سرنشین امکان پذیر می گردد. به منظور نشان دادن کارایی سیستم پیشنهادی، یک مدل استاندارد دوچرخه با دو درجه آزادی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیستم پیشنهاد شده نسبت به سیستم های طبقه بند مرسوم و همچنین نسبت به برخی استراتژی های کنترلی مرسوم گزارش شده در پژوهش های پیشین بهتر عمل می کند.}, keywords_fa = {توابع عضویت فازی,دوچرخه بدون سرنشین,سیستم طبقه بند یادگیرنده,کنترل پایداری}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8873-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8873-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Moradtabrizi, Hamid and Nejat, Amir}, title = {Aerodynamic design and optimization of a Megawatt wind turbine blade based on Blade Element Momentum theory}, abstract ={In this paper, a useful method proposed for aerodynamic design of Megawatt wind turbine's blade based on Blade Element Momentum (BEM) theory‌. In this method first a preliminary design is done based on the ideal BEM and then a method have been offered for geometric modifications to approximate the geometry of the blade to a real and functionally one. The advantage of this method is that needed few design parameters that simplify the design procedure, however its results are in good agreement with 5MW NREL reference wind turbine assumed as validation case and show that with use of this method can achieve a good aerodynamic design. then the twist angle has been optimized using Genetic algorithm and Bezier curve with annual energy production (AEP) as the goal function. At the end, a 2.5 MW wind turbine has been design based on this method with considering the Lootak site specifications in province of Sistan and Baloochestan. Then 3D model of the blade has been made and CFD simulation applied on that for showing the designed turbine operation in real conditions and comparison with BEM method and there is acceptable compatibility between two analytical methods.}, Keywords = {Aerodynamic design,Blade Element Momentum (BEM) theory,blade geometric Modification,optimization using Genetic algorithm,3D CFD simulation}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {279-290}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی و بهینه سازی آیرودینامیکی پره توربین بادی مگاواتی بر پایه تئوری اندازه حرکت المان پره}, abstract_fa ={در این مقاله روشی کاربردی برای طراحی آیرودینامیکی پره توربین بادی مگاواتی بر پایه تئوری اندازه حرکت المان پره ارائه شده است. روش کار به این صورت است که ابتدا بر اساس تئوری اندازه حرکت المان پره ایده آل یک طراحی اولیه انجام گرفته و سپس روشی برای اصلاحات هندسی به منظور نزدیک کردن هندسه پره به شکل عملی و کاربردی ارائه شده است. مزیت این روش آن است که طراحی پره بر پایه تعداد متغیرهای ورودی کمتری انجام می گیرد و در عین حال نتایج به دست آمده از آن مطابقت خوبی با توربین مرجع در نظر گرفته شده، یعنی توربین 5 مگاواتی مربوط به مؤسسه ملی انرژی های نوی ایالات متحده نشان می دهد. بنابراین استفاده از این روش می تواند برای دست یافتن به یک طراحی اولیه آیرودینامیکی، پایه ای مناسب باشد. در انتهای طراحی اولیه، یک بهینه سازی توسط روش الگوریتم ژنتیک و استفاده از خم بِزیِر به روی منحنی زاویه پیچش و با در نظر گرفتن تولید انرژی سالیانه به عنوان تابع هدف انجام شده است. در نهایت با استفاده از این روش یک توربین 2.5 مگاواتی با در نظر گرفتن شرایط منطقه لوتَک در نزدیکی زابل در استان سیستان و بلوچستان طراحی شده و به منظور نشان دادن کارایی آن در شرایط واقعی، شبیه سازی و حل 3 بعدی آن به روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است و نتایج آن با نتایج به دست آمده از روش اندازه حرکت المان پره مقایسه شده است که مطابقت قابل قبولی را نشان می دهد.}, keywords_fa = {طراحی آیرودینامیکی,تئوری اندازه حرکت المان پره,اصلاحات هندسی پره,بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک,حل 3 بعدی به روش دینامیک سیالات محاسباتی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9711-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9711-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Heydari, Mohsen and Khalili, Khalili}, title = {Modeling Enhancement and Simulation of Distortion in Drying Process}, abstract ={Drying of porous materials is a critical step in the production of many products such as ceramics, brick and tile. Quality of dried product is severity influenced by drying processes. The aim of the present work is modeling of convection drying of a ceramic by using diffusion model. Material properties changes such as Young's modulus and shrinkage factor to moisture content are considered in simulation. Both two and three dimensional configurations have been investigated. The model is solved numerically by a finite element method. A significant difference was observed between the results obtained for the two different configurations particularly in the intensity of the drying-induced stresses. Validation of results is achieved by comparing the numerical and experimental results. The effect of Young's modulus variation has been investigated. It was observed that drying-induced stresses are highly affected by Young's modulus variations. According to the results, none of the simulation methods, cannot be regarded as a safer method in crack prediction. The changes in Young's modulus, Has no effect on the location of maximum stress However, delays in the timing of it.}, Keywords = {Drying,Simultaneous Heat and Mass Transfer,Stress analysis,Strain Analysis}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {291-301}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهبود مدلسازی و شبیه سازی تغییر شکل در فرآیند خشک شدن}, abstract_fa ={فرایند خشک شدن نقش مهمی در تولید بسیاری از مواد صنعتی مانند کاشی، آجر، سفال و . . . دارد. کیفیت محصولات خشک شده به شدت تحت تاثیر فرآیند خشک شدن است. هدف کار حاضر شبیه سازی فرآیند خشک شدن جابجایی یک سرامیک با استفاده از مدل نفوذ و با در نظر گرفتن تغییرات خواص فیزیکی و مکانیکی ماده مانند مدول یانگ و ضریب انقباض نسبت به رطوبت است. در این مطالعه فرایند خشک شدن در حالت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل به صورت عددی و با روش المان محدود حل شده است. اختلاف زیادی بین مقادیر تنش‌های خشک شدن در حالت دو بعدی و سه بعدی مشاهده شده است. ارزیابی نتایج با مقایسه اطلاعات تجربی و عددی انجام شده است. اثر تغییرات مدول یانگ در طول فرایند مورد بررسی قرارگرفته است. مشاهده شده است که تغییرات مدول یانگ به شدت بر مقدار تنش های خشک شدن موثر است. با توجه به نتایج حاصله نمی‌توان هیچ یک از روش های شبیه سازی با مدول یانگ ثابت و متغیر را به عنوان روش ایمن تر در پیش بینی ترک معرفی کرد. همچنین مشاهده شده است که در نظر گرفتن تغییرات مدول یانگ در مکان وقوع تنش ماکزیمم تاثیری ندارد اما باعث تاخیر در زمان وقوع آن می شود.}, keywords_fa = {خشک شدن,مدل سازی,انتقال جرم و حرارت,تحلیل تنش,تحلیل کرنش}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2405-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2405-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Zolfaghari, Seyed Ali Reza and Foadaddini, Ali and Hoshmand, Seyed Mohamm}, title = {Performance analysis of a task/ambient air conditioning system for providing the thermal comfort conditions during sleep}, abstract ={In this research, the effects of flow rate and temperature of supply air on the performance of a bed-based task/ambient air conditioning system (TAC) have been investigated. For this reason, a bed-based task/ambient air conditioning system including a bed, a supply air inlet on the top of the occupant's head and a return air outlet under the bed have been considered and for the mentioned conditions, the equations of flow, energy and thermal comfort have been solved by OpenFoam numerical solver. Also, the thermal comfort conditions, local thermal discomfort and energy utilization coefficient have been evaluated in the present study. The results show that the performance of the mentioned system significantly depends on the supply air temperature and flow rate. So that, the low supply air flow rates may cause non-uniform temperature and velocity distributions and this leads to unpleasant thermal comfort conditions. Also, in order to achieve the benefits of TAC systems, using of high supply air flow rates must be avoided because in high flow rates a wide area of the room is affected by supply air instead of the bed zone. Also, the results indicate that the energy utilization coefficient decreases with supply air flow rate increment. Therefore, this coefficient has reached to less than 1.5 in 120 lit/s air flow rate that demonstrate the low advantage of using TAC systems in high supply air flow rates.}, Keywords = {Task/ambient air conditioning system,Thermal Comfort,sleep conditions,energy utilization coefficient}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {302-310}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل عملکرد یک سیستم تهویه مطبوع متمرکز به منظور تامین شرایط آسایش حرارتی در هنگام خواب}, abstract_fa ={در تحقیق حاضر، تاثیرات دبی و دمای هوای ورودی بر عملکرد یک سیستم تهویه مطبوع متمرکز مخصوص خواب مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک سیستم تهویه مطبوع متمرکز مخصوص حالت خواب، شامل یک تخت و دو دریچه ورود و خروج هوا به ترتیب در بالای سر فرد و زیر تخت در نظر گرفته شده و برای شرایط مذکور، معادلات مربوط به جریان، انرژی و آسایش حرارتی به کمک حلگر اپن فوم به صورت عددی حل شده است. همچنین در تحقیق حاضر، شرایط آسایش حرارتی، نارضایتی حرارتی موضعی و ضریب بهره‌وری انرژی برای سیستم تهویه متمرکز در هنگام خواب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که عملکرد سیستم مذکور به طور چشمگیری به دبی و دمای هوای ورودی وابسته است. به طوری که دبی کم برای جریان ورودی می‌تواند موجب توزیع ناهمگن دما و سرعت شده و در نتیجه وضعیت نامناسبی را به لحاظ آسایش حرارتی ایجاد می‌کند. همچنین، جهت بهره‌مندی از مزایای سیستم تهویه متمرکز بایستی از بکار بردن دبی‌های بسیار بالا نیز پرهیز شود؛ چراکه در دبی ها بالا، محدوده وسیعی از اتاق به جای ناحیه خواب فرد تحت تاثیر سیستم تهویه قرار می‌گیرد. همچنین نتایج حاکی از آن است که با افزایش دبی ضریب بهره‌وری انرژی کاهش می‌یابد و مقدار آن به ازای دبی 120 لیتر بر ثانیه به کمتر از 5/1 می‌رسد که این امر نشان دهنده مزیت پایین بکار گیری سیستم‌های تهویه مطبوع متمرکز به لحاظ مصرف انرژی در دبی‌های بالا می‌باشد}, keywords_fa = {سیستم تهویه مطبوع متمرکز,آسایش حرارتی,شرایط خواب,ضریب بهره‌وری انرژی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5791-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5791-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Manafi, Davood and Nategh, Mohammad Jav}, title = {Investigation of Geometrical Rules and Introducing a Method Based on Permutation for Sequencing of Machining Features for Prismatic Parts}, abstract ={Computer-aided process planning (CAPP) is a bridge for integrating computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). One of the basic computer-aided process planning tasks is sequencing of machining features. Sequencing of machining features is determined based on technical and geometrical rules. In this paper, the technical rules, geometrical rules and sequencing of machining features method were discussed. At first, some of the technical rules were pointed. Then, the geometrical interactions were studied and two new geometrical rules were introduced for sequencing the machining features having geometrical interaction. These rules can yield unique results and they are identified easily by the computer systems. Also, an algorithm was introduced for automated application of these geometrical rules in computer systems. The conflict between the technical and geometrical rules that may occur in some cases was studied. This conflict must be considered in the sequencing of machining features methods. Finally, an algorithm was introduced for sequencing of machining features based on permutation. In this algorithm the technical and geometric rules were applied separately and step by step. If there is any conflict between technical and geometrical rules, this conflict could detect automatically in this algorithm. Algorithms were programmed and verified in PythonOCC.}, Keywords = {Computer-Aided Process Planning,Feature Sequencing,Geometrical Rules,Technical Rules,Permutation}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {311-319}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی قواعد ماشین‌کاری هندسی و معرفی روشی بر پایه‌ی جایگشت برای تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها در قطعه‌های منشوری}, abstract_fa ={طرح‌ریزی فرایند بکمک کامپیوتر پلی برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های طراحی بکمک کامپیوتر و تولید بکمک کامپیوتر می‌باشد که تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها، یکی از وظایف اولیه آن است. توالی ماشین‌کاری فیچرها بر اساس قواعد ماشین‌کاری تکنیکی و هندسی تعیین می‌شود. بنابراین در این مقاله سعی شده است قواعد ماشین‌کاری تکنیکی و هندسی و همچنین روش تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها مورد مطالعه قرار گیرد. ابتدا به برخی از قواعد ماشین‌کاری تکنیکی اشاره و سپس تداخل‌های هندسی فیچرها بررسی می‌شود. دو قاعده جدید برای تداخل‌های هندسی بیان می‌شود تا توالی ماشین‌کاری فیچرهای تداخلی مشخص ‌شود. ویژگی این قواعد نسبت به قواعد بیان شده، در استخراج نتایج واحد و شناسایی آسان‌تر آنها توسط سیستم‌های کامپیوتری است. همچنین الگوریتمی برای شناسایی اتوماتیک قواعد ماشین‌کاری هندسی بیان شده معرفی می‌شود. در برخی موارد ممکن است مغایرتی بین قواعد ماشین‌کاری تکنیکی و هندسی رخ دهد، که این مغایرت باید در تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها در نظر گرفته شود. در نهایت الگوریتمی بر پایه روش جایگشت برای تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها معرفی می‌شود. در این الگوریتم قواعد ماشین‌کاری تکنیکی و هندسی، جداگانه و مرحله به مرحله اعمال می‌شود و در صورت وجود مغایرت بیان شده، این مغایرت بطور اتوماتیک شناسایی و رفع می‌گردد. الگوریتم‌‌های بیان شده در برنامه پایتون او‌سی‌سی پیاده‌سازی و آزمایش شده است.}, keywords_fa = {طرح‌ریزی فرایند بکمک کامپیوتر,تعیین توالی ماشین‌کاری فیچرها,قواعد ماشین‌کاری هندسی,قواعد ماشین‌کاری تکنیکی,جایگشت}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9061-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9061-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Bakhshan, Younes and Shadloo, Alirez}, title = {Flow Resistance Analysis of Water flow in the nanochannels with using Non-equilibrium Molecular Dynamics Simulation.}, abstract ={In this paper, non-equilibrium molecular dynamic simulation has been employed to study the effect of wall interfacial properties and temperature of system on the hydrodynamics and heat transfer of water molecules in a nanochannel. The charges and Lennard-Jones potential are used to modeling the interactions between particles. The external forces are applied to the mass center of every water molecule in the x direction to create its flow and the thermal and hydrodynamics behavior of the water molecules was then analyzed. To construct the wall pore model, two silicon solid surfaces were used and the temperature of system has been controlled by utilizing Nose-Hoover thermostat. The interaction strength 〖(ε〗_(Si-W)) between wall atoms and water's oxegen atoms were adjusted to indicate different surface wettability or wall–fluid interaction. The higher value of 〖(ε〗_(Si-W)) , causes the higher hydrophilic wall interface. The simulation results showed that the interaction strength, (ε_(Si-W)) and temperature of system is important in determining the nanorheology of the nanochannel and flow resistance of the confined water. The drag resistance at the solid–fluid interface will increase with increasing the hydrophilicity of walls 〖(ε〗_(Si-W)). Also the heat dissipation of system will increase, with increasing the drag resistance at the solid–fluid interface, and it results, the heat flux of system will decrease.}, Keywords = {Molecular Dynamics,Nano-channel,water molecule,Friction,non-equilibrium}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {320-328}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل مقاومت جریان آب در نانوکانالها با استفاده از شبیهسازی غیر تعادلی دینامیک مولکولی}, abstract_fa ={در این مقاله، از شبیه‌سازی غیر تعادلی دینامیک مولکولی جهت مطالعه تأثیرات خواص سطح و دمای سیستم بر رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارتی مولکول‌های آب در نانو کانال استفاده شده است. در این مطالعه که بر اساس شبیه‌سازی دینامیک مولکولی است از پتانسیل الکتریکی و پتانسیل لنارد- جونز برای مدل کردن برهم‌کنش‌های بین ذرات استفاده‌شده است. نیروهای خارجی به مرکز جرم هر یک از مولکول‌های آب در جهت محور xاعمال شده‌اند تا جریان برقرار شود و سپس رفتار مولکول-های آب تحلیل شده است. برای ساخت مدل دیواره، از دو صفحه جامد سیلیسیم استفاده شده است و برای ثابت نگه‌داشتن دمای سیستم از ترموستات نوز- هوور استفاده شده است. شدت برهم‌کنش 〖(ε〗_(Si-W)) بین اتم‌های دیواره و اتم اکسیژن آب، جهت نشان دادن میزان مختلف خیس شوندگی سطح تنظیم شده است و مقادیر بیشتر 〖(ε〗_(Si-W)) باعث ایجاد سطحی آب دوست‌تر می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که دمای سیستم و شدت برهم‌کنش 〖 ε〗_(Si-W)در تعیین مشخصات نانو کانال‌ها و مقاومت جریان آب محبوس شده مهم است. دراگ مقاومتی در سطح سیال و دیواره با افزایش میزان خیس شوندگی دیواره 〖(ε〗_(Si-W))، افزایش خواهد یافت. همچنین اتلاف حرارتی سیستم با افزایش دراگ مقاومتی در سطح مشترک سیال و دیواره، افزایش می‌یابد و درنهایت شار حرارتی سیستم کاهش خواهد یافت.}, keywords_fa = {دینامیک مولکولی,نانو‌کانال,مولکول آب,اصطکاک}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8788-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8788-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {Khodadadi, Sajad and SamKhaniani, Nima and Gorji, Mofid and DomiriGanji, Davood and Ansari, Mohammad Rez}, title = {Numerical Simulation of Bubble Impact and Movement alongside to the Inclined plate with VOF Method}, abstract ={In present study, impact of single bubble on an inclined wall and its movement are investigated by applying volume of fluid method (VOF) in OpenFOAM open source cfd package using a solver called interFoam. Both phases are incompressible and surface tension between two phases is estimated by CSF method. The effect of some parameters such as contact angle, wall slope and Bond and Morton dimensionless numbers on bubble shapes and velocity are studied. The numerical results show bubble velocity along wall increases with the increase of wall slope angle. The maximum bubble velocity happens at 50 degree. Three bubble regimes are recognized and introduced in this study named as: sliding, bouncing, and zigzagging based on wall slope. The bubble regime changes from sliding to bouncing when wall slope changes from 30 to 40 degrees. In constant Morton number, increment of Bond number increases both velocity and amplitude of fluctuations. In addition, an increment of Morton number in constant Bond number, decreases velocity and amplitude of fluctuations. Moreover, by increment of Morton number, the bubble motion will change from an accelerating motion to a constant velocity condition.}, Keywords = {Bubble Impact,Contact angle,VOF method,interFoam}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {329-340}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {‌‌‌شبیه سازی عددی برخورد و حرکت حباب در کنار صفحه ی مایل به روش حجم سیال}, abstract_fa ={در این پژوهش برخورد حباب به صفحه مایل شبیه‌سازی‌شده است. برای شبیه‌سازی از روش حجم سیال در نرم‌افزار متن باز اپن فوم (حلگر اینترفوم) استفاده شده است. دو سیال غیرقابل تراکم هستند و کشش سطحی بین دوفاز با روش CSF درنظر گرفته می‌شود. در مطالعه‌ی حاضر تأثیر پارامترهایی مانند زاویه شیب، زاویه تماسی و اعداد بی‌بعد مورتون و باند بر سرعت و شکل حباب به‌دست‌آمده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش زاویه شیب، سرعت حباب افزایش می‌یابد. در زاویه‌ی شیب 50 درجه سرعت حباب ماکزیمم می‌شود. در این مطالعه با تغییر زاویه شیب صفحه مایل سه رژیم جریان معرفی شد که این سه رژیم عبارتند از رژیم لغزشی، رژیم پرشی و رژیم زیگزاگی. در زاویه شیب بین 30 تا 40 درجه صفحه از افق، رژیم حباب از حرکت لغزشی به حرکت پرشی تغییر وضعیت می‌دهد. همچنین نشان داده شد که با ثابت نگه‌داشتن عدد مورتون و تغییر عدد باند سرعت و دامنه نوسانات آن افزایش می‌یابد و با افزایش عدد مورتون در عدد باند ثابت سرعت نوسانات سرعت حباب کم می‌شود. با افزایش عدد مورتون حرکت حباب از حرکت شتاب‌دار به حرکت سرعت ثابت تبدیل می‌شود.}, keywords_fa = {برخورد حباب به صفحه,زاویه تماسی,روش حجم سیال,اینترفوم}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1209-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1209-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} } @article{ author = {MosharafDehkordi, Mehdi}, title = {The Localization Error in the Multi-scale Finite Volume Method for Incompressible flow in Porous media}, abstract ={In the present study, the pressure equation associated with two-phase, incompressible and immiscible flow in porous media is solved by the multi-scale finite volume method (MsFV) for 2D problems. The MsFV method along with its main source of errors is mathematically and physically described. Associated with the computational grids used in the MsFV method, a set of two-scale isotropic permeability domains is designed. These permeability domains are produced to show how and where the errors are initiated in the pressure domain of the MsFV method. For each permeability domain, the pressure and velocity solutions obtained by the multi-scale method are compared with those of the standard finite volume method (as the reference solutions). The numerical results indicate that the MsFV method is sensitive to the fine cells with low permeability data located at the faces and corners of the dual grid blocks. The most errors is observed when the corners of the dual blocks are located on fine cells with low permeability value. In addition. By introducing the adjusted boundary condition, the effects of the permeability averaging for the edges and corners of the dual blocks on the MsFV errors are also investigated.}, Keywords = {Porous Media,Multi-scale Finite Volume (MsFV) method,Localization,Coarse grid,Dual grid}, volume = {15}, Number = {10}, pages = {341-350}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {خطای محلی‌سازی در روش حجم محدود چند مقیاسی برای جریان تراکم‌ ناپذیر در محیط‌های متخلخل}, abstract_fa ={در پژوهش حاضر، از روش حجم محدود چند مقیاسی برای حل معادله فشار حاکم بر جریان دو فازی تراکم‌ناپذیر آب-نفت در محیط‌های متخلخل به صورت دو بعدی استفاده شده است. روش حجم محدود چند مقیاسی پایه به همراه عامل اصلی تولید خطا در این روش به صورت ریاضی و فیزیکی تشریح شده است. با توجه به موقعیت مکانی شبکه‌های محاسباتی مورد استفاده در روش حجم محدود چند مقیاسی، یک سری میدان تراوایی مطلق دو مقیاسی همسانگرد طراحی شده‌اند. این میدان‌های تراوایی به گونه‌ای تولید شده‌اند که به نوعی عامل، میزان و محل‌های تولید خطا در میدان فشار روش چند مقیاسی را به تصویر بکشند. برای هر یک از این میدان‌های تراوایی مطلق، میدان فشار و سرعت حاصل از روش چند حجم محدود مقیاسی با نتایج روش حجم محدود استاندارد (به عنوان حل مبنا) مقایسه شده‌اند. نتایج عددی چنین نشان می‌دهند که روش حجم محدود چند مقیاسی با شرط مرزی متغیر نسبت به قرار گرفتن گوشه‌ها و مرزهای بلوک‌های دوگانه بر روی سلول‌های شبکه ریز با مقدار تراوایی کم حساسیت زیادی دارد. بیشترین خطا در میدان فشار و سرعت زمانی مشاهده می‌شود که گوشه‌های بلوک‌های دوگانه در مجاورت یا بر روی سلول‌های ریز با تراوایی بسیار کم قرار داشته باشند. علاوه بر این، با معرفی شرط مرزی تعدیل شده، تاثیر متوسط‌گیری مقادیر تراوایی مطلق بر روی مرزها و گوشه‌های بلوک‌های دوگانه بر روی میزان خطای روش حجم محدود چند مقیاسی نیز بررسی شده است.}, keywords_fa = {محیط متخلخل,روش حجم محدود چند مقیاسی,محلی‌سازی,شبکه درشت,شبکه دوگانه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8635-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8635-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2016} }