@article{ author = {}, title = {IFC}, abstract ={}, Keywords = {}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {0-0}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شناسه این شماره}, abstract_fa ={}, keywords_fa = {}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10353-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10353-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Mirchi, Pedram and ZiaBasharhagh, Masoud and Soltani, Maji}, title = {Calculation of diffusion coefficients in a normal tissue and tumor using the Levenberg-Marquardt method}, abstract ={In this paper, the diffusion coefficient in a normal tissue and tumor are to be estimated by the method of inverse problems. At the beginning, distribution of drug (with the assumption of uniform and isentropic diffusion coefficient) in the tissue is considered as the direct problem. In the direct problem, the governing equation is the convection–diffusion, which is the generalized form of fick’s law. Here, a source and a sink are defined; the source as the rate of solute transport per unit volume from blood vessels into the interstitial space and the sink as the rate of solute transport per unit volume from the interstitial space into lymph vessels are added to this equation. To solve the direct problem, the finite difference method has been considered. Additionally, the diffusion coefficient of a normal tissue and tumor will be approximated by parameter estimation method of Levenberg-Marquardt. This method is based on minimizing the sum of squared errors which in the present study, considered error is the difference of the estimated concentration and the concentration measured by medical images (simulated numerically). Finally, the results obtained by Levenberg-Marquardt method have provided an acceptable estimation of diffusion coefficient in normal tissue and tumor.}, Keywords = {Inverse problems,Levenberg-Marquardt,Tumor,Normal tissue,Parameter estimation}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {1-8}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {محاسبه ضرایب پخش بافت سالم و تومور با استفاده از روش لونبرگ-مارکوات}, abstract_fa ={در مقاله حاضر ضریب پخش در یک بافت سالم و تومور با استفاده از روش مسائل معکوس تخمین زده می‌شود. برای این کار ابتدا توزیع پخش دارو (با فرض ضریب پخش یکنواخت و آیزنتروپیک) در بافت به عنوان مسئله مستقیم در نظر گرفته شده است. در مسئله مستقیم معادله حاکم، معادله پخش-جابجایی می‌باشد که فرم تعمیم یافته قانون فیک است. در اینجا یک چشمه و یک چاه تعریف می‌گردد به صورتیکه، چشمه تحت عنوان نرخ انتقال ماده حل شدنی بر واحد حجم از رگ به فضای بافت و چاه تحت عنوان نرخ انتقال ماده حل شدنی بر واحد حجم از فضای میان‌بافتی به رگهای لنفاوی، به این معادله ها اضافه می‌گردد. برای حل مسئله مستقیم روش تفاضل محدود در نظر گرفته شده است. سپس ضرایب پخش بافت سالم و تومور را توسط روش تخمین پارامتر لونبرگ-مارکوات تقریب می‌زنیم. این روش بر اساس کمینه کردن مجموع مربعات خطاها می‌باشد که در مقاله حاضر اختلاف بین غلظت تخمینی و غلظت اندازه‌گیری شده توسط تصاویر پزشکی (شبیه سازی شده به صورت عددی) به عنوان خطا در نظر گرفته می‌شود. نهایتاً، نتایج به دست آمده توسط روش لونبرگ- مارکوات پاسخ های قابل قبولی در تخمین ضرایب پخش بافت سالم و تومور ارائه داد.}, keywords_fa = {مسائل معکوس,لونبرگ-مارکوات,تومور,بافت سالم,تخمین پارامتر}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1992-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1992-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Sahebifard, Mohammad Mahdi and Shahidi, Alireza and Ziaei-Rad, Saee}, title = {Investigation of spontaneous curvature and membrane initial configuration on shape evolution of two-component vesicle}, abstract ={This article aims to study the effect of membrane initial configuration and the membrane spontaneous curvature (local asymmetry of layers) on the shape transformation of lipid bilayer vesicles. Since the evolutionary models are considered as a generalization to the equilibrium methods, the used model is developed based on the dynamic equilibrium between the membrane bending potential and the environmental fluid friction in each domain of two-phase vesicle. The effect of membrane inertia on the dynamics of the system is ignored. Key parameters are the size of each phase and different combinations of protein distribution as the local spontaneous curvature. Assumed initial conditions are simple shapes such as dumbbell, biconcave and oblate that free vesicles are usually visible in these shapes. Previously published experimental observations are used to evaluate the numerical results. Some situations of homogeneous and multi-phase vesicles and red blood cells under the influence of the spontaneous curvature induction mechanisms (for example the composition of the membranes, membrane proteins such as albumin, environmental solution concentration changes) are simulated and the results presented in details. The possibility of the membrane deformation and the relation of membrane phenomena with the primary form and various curvature distributions are discussed.}, Keywords = {Two-phase vesicle,Evolutionary model,Spontaneous curvature,Initial configuration,Membrane protein}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {9-16}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر انحنای ذاتی و هیئت اولیه غشاء بر تکامل شکل وزیکول دوفازی}, abstract_fa ={در تحقیق پیش‌رو وابستگی تغییر شکل وزیکول‌های با غشای دولایه چربی به هیئت اولیه و انحنای ذاتی (عدم تقارن موضعی تک لایه‌ها) بررسی‌شده است. ازآنجایی‌که مدل‌سازی تکاملی به‌عنوان تعمیم و معیار ارزیابی روش‌های تعادلی مطرح هست، از مدل تکاملی استفاده‌شده که بر اساس تعادل بین نیروی حاصل از پتانسیل خمشی غشاء و نیروی موضعی اصطکاک سیال محیطی در هر دامنه توسعه‌یافته و در آن از اثرات اینرسی غشا صرف‌نظر شده است. پارامترهای مهمی مثل نسبت اندازه هر فاز و نیز اثر حضور پروتئین‌ها در قالب ترکیبات مختلف انحنای ذاتی در هر دو دامنه مطالعه شده است. شرایط اولیه فرض شده، شامل شکل‌های ساده‌ای چون دمبلی، مقعرالطرفین و کروی تخت است که معمولاً وزیکول‌ها به این شکل‌ها در وضعیت‌های آزاد مشاهده‌شده‌اند. برای ارزیابی نتایج به‌دست‌آمده از مشاهدات آزمایشگاهی که پیش‌ازاین منتشرشده، استفاده‌شده است. وضعیت‌هایی از وزیکول‌های همگن و دوفازی و گلبول قرمز تحت اثر انواع مکانیسم‌های القای انحنای ذاتی مانند جنس غشاء، تغییرات غلظت محلول محیطی و پروتئین‌های غشایی مانند آلبومین در شباهت با نتایج شبیه‌سازی ریاضی ارائه گردیده‌اند. امکان تغییر شکل غشاء در اثر انحنای مثبت یا منفی و بروز پدیده‌های غشایی با هر شکل اولیه و توزیع انحنای ذاتی مختلف موردبحث قرارگرفته است.}, keywords_fa = {وزیکول دوفازی,مدل تکاملی,انحنای ذاتی,هیئت اولیه,پروتئین غشائی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1224-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1224-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Haghani, Masoome and Kari, Behrouz and Fayaz, Rim}, title = {The Assessment of Window Blinds effect on Conserving Energy Consumption of Office Building in Tehran}, abstract ={Windows, as elements connecting built and natural environment, play an important role in providing internal comfort. During winter, solar heat gain through windows reduces heating demand, heating load and energy consumption of the building. On the other hand, it increases cooling load in summer. Hence, using blinds is common in office buildings to control solar radiation. Although using blinds prevents from entering part of the solar radiation, simultaneously, it improves comfort conditions for the employees. It should be mentioned that an appropriate control of blinds, regarding changes in external and internal environmental conditions, will lead to a decrease of energy consumption and discomfort caused by direct solar radiation. In this paper, the use of blinds on windows is simulated for cardinal orientations and different blind angles and positions; finally, the total thermal load of the space and the amount of glare is studied. According to the results, blinds have a significant impact on spaces total load, as well as reduction of interior glare compared to the reference case with no blinds.}, Keywords = {"Energy efficiency","Office building","Window","Blind","Shading","Glare"}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {17-28}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تأثیر سایه‌بان‌های کرکره‌ای در صرفه‌جویی مصرف انرژی ساختمان‌های اداری تهران}, abstract_fa ={پنجره به عنوان رابط بین محیط مصنوع و طبیعی نقش منحصربه‌ فردی در ایجاد احساس آسایش افراد ایفا می‌کند. در فصل زمستان گرمای حاصل از نور خورشید سبب کاهش نیاز حرارتی و درنتیجه بار حرارتی ساختمان، و به طور کلی کاهش مصرف انرژی می‌شود، لیکن این دریافت در فصل گرم سبب افزایش بار برودتی ساختمان می‌شود. بنابراین، در ساختمان‌های اداری استفاده از کرکره وسیله‌ای معمول برای کنترل تابش خورشید است. اگرچه استفاده از کرکره مانعی برای ورود بخشی از نور خورشید می‌شود، اما به طور همزمان باعث افزایش سطح آسایش کاربران خواهد شد. شایان ذکر است اگر کرکره، با توجه به تغییرات شرایط محیطی داخل و خارج، به درستی تنظیم شود، کنترل تابش مستقیم خورشید به میزان زیادی در کاهش مصرف انرژی و بهبود شرایط آسایش کاربران مؤثر است. در این پژوهش، شبیه‌سازی کرکره بر روی پنجره در چهار جهت اصلی و در حالت‌های مختلف کرکره انجام شده و میزان بار سالانه و مقادیر خیرگی فضا به‌دست آمده است. با توجه به نتایج شبیه‌سازی، وجود کرکره تأثیر بسزایی بر بار کل فضا و همچنین کاهش میزان خیرگی فضا در مقایسه با حالت بدون کرکره دارد.}, keywords_fa = {"صرفه‌جویی مصرف انرژی","ساختمان اداری","پنجره","سایه‌بان","کرکره","خیرگی"}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2268-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2268-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Shahriari, Alirez}, title = {Effect of magnetic field on natural convection heat transfer of nanofluid in wavy cavity with non-uniform temperature distribution}, abstract ={In the present paper, natural convection heat transfer of CuO-water nanofluid subjected to a uniform magnetic field within an enclosed cavity considering of Brownian motion is studied by adopting the lattice Boltzmann Model. The left wavy wall is heated sinusoidal, while the right flat wall is maintained at the constant temperature of Tc. The top and the bottom horizontal walls are smooth and insulated against heat and mass. The variation of density is slight thus hydrodynamics and thermal fields equation are coupled using the Boussinesq approximation. The density and energy distribution are both solved by D2Q9 model. In this paper, the influence of pertinent parameters such as solid volume fraction of nanoparticles, Rayleigh number, Hartmann number and wavy-wall geometry parameters on flow and heat transfer fields are investigated. Results show that the heat transfer increases with the increment of Rayleigh number and nanoparticles volume fraction, but it decreases by the increment of the Hartmann number. The enhancement of magnetic field augments or plummets the effect produced by the presence of nanoparticles at different Rayleigh numbers. In addition, it is shown that for a fixed Rayleigh number and Hartmann number, the heat transfer performance depends on tuning the wavy-surface geometry parameters. The greatest effect of nanoparticles is observed by considering the role of Brownian motion. This study can, provide useful insight for enhancing the convection heat transfer performance within enclosed cavities with wavy-wall surfaces and sinusoidal temperature distribution under influence of magnetic field.}, Keywords = {Lattice Boltzmann Method,nanofluid,Magnetic Field,Wavy-Wall,Sinusoidal Temperature Distribution}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {29-40}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {‌مطالعه تأثیر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال در محفظه‌ موجی با توزیع دمای غیر‌یکنواخت}, abstract_fa ={در مقاله حاضر، انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال آب- اکسید مس با در نظر گرفتن حرکت براونی تحت تأثیر میدان مغناطیسی در محفظه بسته به روش شبکه بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. دیواره‌ سمت چپ محفظه دارای هندسه موجی و توزیع دمای غیریکنواخت سینوسی بوده و دیواره سمت راست در دمای ثابت و سرد Tc قرار دارد. دیواره‌های افقی بالا و پایین محفظه هر دو صاف و نسبت به عبور حرارت و جرم عایق شده‌اند. به علت تغییرات ناچیز چگالی، از تقریب بوزینسک استفاده شده است که باعث تأثیرپذیری میدان هیدرودینامیکی از میدان حرارتی می‌گردد. برای توابع توزیع چگالی و انرژی از آرایش شبکه D2Q9 استفاده شده است. در این مقاله اثر پارامترهایی نظیر کسر حجمی نانوذرات، عدد رایلی، عدد هارتمن و پارامترهای هندسی دیواره‌ موجی بر روی میدان‌های جریان و دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش عدد رایلی و افزایش کسر حجمی نانوذرات، عدد ناسلت افزایش ولی با افزایش عدد هارتمن عدد ناسلت کاهش می‌یابد. بااین‌حال با توجه به عدد رایلی، افزایش عدد هارتمن می‌تواند سبب تقویت یا تضعیف اثر نانوذرات شود. علاوه بر این نشان داده شده است که برای یک عدد رایلی و هارتمن ثابت با تنظیم پارامترهای هندسه دیواره‌ موجی می‌توان به یک انتقال حرارت بهینه دست ‌یافت. بیشترین اثر نانوذرات با در نظر گرفتن نقش حرکت براونی مشاهده گردید. درنهایت این مطالعه می‌تواند یک دید کلی برای افزایش انتقال حرارت در محفظه‌هایی با دیواره‌های موجی و توزیع دمای سینوسی در معرض میدان مغناطیسی را فراهم آورد.}, keywords_fa = {روش شبکه بولتزمن,نانوسیال,میدان مغناطیسی,دیواره موجی,توزیع دمای سینوسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1629-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1629-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Bazrgar, Mohammad Javad and DehghanMenshadi, Mojtab}, title = {Numerical Analyses of the Vortical Flow over the Cranked Kite Wing in Ground Proximity}, abstract ={In during take-off and landing phases, flow structures and aerodynamics forces differ from the unbounded flow field. Computational fluid dynamics were used to study the flow field of a cranked kite wing with the focus on studying vortices treatment. Different Angles of attack and heights at free stream equal to 70 m/s were investigated at Mach number 0.2. Q-criteria shows that in ground effect, vortices treatment is at angles of attack 2° similar to 0° and angle of attack 8° similar to angles 4° and 6°.According to the topology of pressure gradient vectors at the angle of attack 2°, the center of all vortices in ground effect is fixed approximately. Axial residual vorticity, axial velocity and induced suction of all vortices increase and isosurfaces of Q-criteria become thicker. At the angle of attack 8° with height decreasing, axial residual vorticity of the primary vortex and the wing kink location vortex increase and decrease respectively. Also, the kink location vortex approach to the primary vortex and it takes away from the wing surface. At the angle of attack 8°, the coherent structure of vortex between leading edge and the kink location vortex breakdown in ground effect and recirculation bubble form on the wing surface. With height decreasing, the most drag and the lift coefficients increment occur on the lower surface.}, Keywords = {Ground Effect,Vortical flow,Cranked kite wing,Computational Fluid Dynamics}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {41-51}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل عددی جریان چرخشی بالای یک بال کِرَنت‌کایت در مجاورت زمین}, abstract_fa ={در طی فازهای نشست و برخاست، ساختارهای جریان و نیروهای آیرودینامیکی متفاوت از میدان جریان آزاد است. دینامیک سیالات محاسباتی جهت مطالعۀ میدان جریان یک بال کِرَنت‌کایت در ناحیۀ اثر سطح با تمرکز بر مطالعه رفتار گردابه‌ها استفاده شده است. زوایای حمله و ارتفاعات مختلف در سرعت جریان آزاد 70m/s بررسی شده است. معیار کیو نشان می‌دهد که در اثر سطح، رفتار گردابه‌ها در زاویه حملۀ 2° با 0° و زاویه حملۀ 8° با زوایای 4° و 6° مشابه است. بر طبق توپولوژی بردارهای گردایان فشار در زاویه حملۀ 2°، مرکز تمامی گردابه‌ها در اثر سطح تقریباً ثابت می‌ماند. گردابی باقیمانده محوری، سرعت محوری و مکش القاشده تمامی گردابه‌ها افزایش می‌یابد و ایزوسطح‌های‌‌ معیار کیو قطورتر می‌شوند. در زاویه حملۀ 8° با کاهش ارتفاع، گردابی باقیمانده محوری در گردابه اولیه و گردابه محل شکستگی بال به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. هم‌چنین، گردابه محل شکستگی به گردابه اولیه نزدیک می‌شود و از سطح بال فاصله می‌گیرد. در زاویه حملۀ 8°، فروپاشی گردابه ثانویه به بالادست جریان انتقال می‌یابد و تا قبل از فروپاشی قوی‌تر می‌شود. ساختار منسجم گردابه بین لبه حمله و گردابه محل شکستگی در اثر سطح از بین می‌رود و حباب بازچرخشی روی سطح بال تشکیل می‌شود. با کاهش ارتفاع، بیش‌ترین نمو ضرایب برآ و پسا روی سطح زیرین بال اتفاق می‌افتد.}, keywords_fa = {اثر سطح,جریان چرخشی,بال کِرَنت‌کایت,دینامیک سیالات محاسباتی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3032-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3032-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Eftekhari, Mohammad and Faraji, Ghader and Shapoorgan, Omid and Baniassadi, Maji}, title = {Experimental investigation of the effect of temperature in extrusion process of ECAPed nanostructured Titanium}, abstract ={Todays, numerous researchers have focused on proposing severe plastic deformation (SPD) methods due to the superior mechanical and physical properties of achieved ultra-fine grain material. In all SPD methods a large strain is implied without any substantial dimensional change of work piece to generate UFG and even nanograin (NG) materials. Equal Channel Angular Pressing (ECAP) is one of the most successful techniques for industrial applications. Using long and thin rod is limited in ECAP process. In the present study, a combined process composed of ECAP and Extrusion processes is used on Titanium of grade 2. Titanium is extensively used in aviation and other industries because of high strength to weight value. Using combined process leads to produce high length and thin nanostructured rod. The main goal of this process is evaluation of the temperature in Extrusion process on nanostructures Titanium rods. At first, Titanium rods were processed to 4 passes by ECAP process at 400°C Then they were processed by Extrusion process in 5 different temperatures included 300, 350, 400, 450 and 500°C. The result showed that the best mechanical properties were achieved for the specimen was extruded at 300°C. Strength and hardness were severely improved. Also, the microstructure was really homogenous and refine. The mechanical properties of titanium grade 2 after combined process were equivalent to titanium grade 5 which is used in medical applications and it is expensive.}, Keywords = {SPD,ECAP,Extrusion,Titanium,Mechanical Properties,temperature}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {52-60}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تجربی اثر دما در اکستروژن تیتانیم خالص نانو ساختار تولید شده به روش ایکپ}, abstract_fa ={امروزه، پژوهشگران زیادی به روش‌های تغییرشکل پلاستیک شدید، به‌منظور افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی ماده ضمن دست‌یابی به ساختار فوق ریزدانه، پرداخته‌اند. روش‌های تغییرشکل پلاستیک شدید با اعمال کرنش زیاد به ماده ضمن حفظ ابعاد اولیه‌ی قطعه باعث تولید مواد فوق ریزدانه و نانوساختار می‌شوند. فرآیند فشار در کانال زاویه‌دار مساوی (ایکپ) یکی از روش‌های بسیار موفقیت‌آمیز برای کاربردهای صنعتی می‌باشد. در روش ایکپ، در استفاده از میله‌های نازک با طول زیاد محدودیت وجود دارد. در پژوهش حاضر، ترکیب فرآیند اکستروژن و ایکپ بر روی تیتانیم خالص(گرید 2) مورد مطالعه قرار گرفت. تیتانیم با توجه به نسبت استحکام به وزن بالایی که دارد به‌وفور در هوافضا و سایر صنایع کاربرد دارد. استفاده از فرایند ترکیبی، باعث تولید میله‌های فوق ریزدانه با طول بلند و قطر کم می‌شود. هدف اصلی در این پژوهش بررسی اثر دما در فرایند اکستروژن بر روی نمونه‌های تیتانیومی فوق ریزدانه می‌باشد. میله‌های تیتانیومی ابتدا 4 پاس در دمای 400 درجه سانتی‌گراد تحت فرایند ایکپ قرار گرفته و سپس در پنج دمای 300، 350، 400، 450 و 500 سانتی‌گراد تحت فرایند اکستروژن قرار گرفتند. نتایج نشان داد انجام فرایند اکستروژن در دمای 300 درجه سانتی‌گراد باعث دست‌یابی به بهترین خواص مکانیکی شد. خواص مکانیکی حاصل، معادل خواص مکانیکی تیتانیوم گرید 5 به‌دست آمد که ماده‌ی گرانتری نسبت به تیتانیوم خالص است و دارای معایبی جهت استفاده در کاربردهای پزشکی می باشد. بهبود خواص مکانیکی شامل استحکام و سختی بود. همچنین ریزساختار بسیار همگن و فوق ریزدانه به‌دست آمد.}, keywords_fa = {تغییر شکل پلاستیک شدید,ایکپ,اکستروژن,تیتانیم,خواص مکانیکی,دما}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8090-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8090-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Ghasemi, Ahmad Reza and Moazam, Mohammad Ali and Honarpisheh, Mohamm}, title = {Application of CVN and 3-point bending in determination of critical fracture toughness of 46E2 and 60E1 rails}, abstract ={Measurement of fracture toughness is one of the quality control parameter in rail manufacturing process. Fracture toughness value is needed for designing the rail lines, analysis of defects and other common prevalent works in mechanical engineering. The goal of this research is to introduce a relation for measuring fracture toughness of rail materials with grade R260 by Charpy V-notch number. At first the fracture toughness of rail material has been determined by 3-point bending technique according to ASTM E399 in ambient temperature. The fracture energies have been measured by Charpy impact test and it has been illustrated that fracture energies have no significant change in the tests temperature limit. Relations between the chemical analysis and mechanical properties have been studied and compared with results of the other researcher. Uniaxial tension test, analysis of chemical composite, metallography and hardness test have been carried out to better study of the process. Finally a relation to connect the Charpy V-notch number and fracture toughness has been introduced and the fracture toughness of the rails material over the impact test temperature limit has been calculated. Good agreement between calculated results and result of 3-pint bending test indicate appropriate accuracy of the introduced equation.}, Keywords = {Fracture toughness,impact test,rail,3-point bending}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {61-66}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کاربرد روش انرژی آزمون ضربه چارپی در اندازه گیری چقرمگی شکست ریل های 46E2 و 60E1}, abstract_fa ={اندازه چقرمگی شکست ریل‌ها به عنوان یکی از پارامتر‌های کنترل کیفیت این محصول به شمار می‌آید. چقرمگی شکست در طراحی خطوط،تحلیل عیوب و دیگر موارد رایج در مهندسی مکانیک نیز به عنوان یک مقدار کلیدی مورد نیاز است. هدف این پژوهش معرفی رابطه‌ای برای اندازه‌گیری چقرمگی شکست ماده ریل با کلاس R260 با استفاده از انرژی ضربه چارپی است. برای این منظور ابتدا چقرمگی شکست ریل به روش خمش سه نقطه ای و براساس استاندارد ASTM E399 تعیین شده است. انرژی شکست با استفاده از آزمون ضربه چارپی در دما های مختلف اندازه گیری شده و نشان داده شده است که در محدوده دمایی انجام آزمون ها انرژی شکست تغییر چندانی ندارد، آنگاه ارتباط خواص مکانیکی و شیمایی ماده مورد مطالعه با مقدار انرژی ضربه جذب شده مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین نتایج حاصل از آزمون ضربه با نتایج منتشر شده توسط دیگر محققین مقایسه و ارزیابی شده است. برای ارزیابی بهتر نتایج آزمون‌های کشش تک محوره، تحلیل ترکیب شیمیایی، تحلیل ریزساختار و سختی سنجی نیز انجام شده است. درپایان رابطه ای برای ارتباط انرژی ضربه و چقرمگی شکست معرفی شده و با استفاده از آن چقرمگی شکست ماده ریل های مورد آزمایش در محدوده دمایی انجام آزمون ضربه محاسبه شده است. انطباق نتایج محاسبه شده و نتیجه حاصل از آزمون خمش سه نقطه ای نشان دهنده دقت مناسب رابطه معرفی شده است.}, keywords_fa = {چقرمگی شکست,انرژی ضربه,ریل,خمش سه نقطه ای}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6178-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6178-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Ghanbari, Masoud and Moosavi, Mohamadreza and Moosavian, Seyed Aliakbar and Zarafshan, Payam}, title = {Modeling, optimal path planning and tracking control of a cable driven redundant parallel robot}, abstract ={In this paper, dynamic modeling, optimal path planning and control scheme on a redundant parallel cable robot is presented. Path planning in parallel robots necessitates the consideration of robot’s kinematics to discern the singularities in the workspace. Also, dynamics analysis is required to consider actuation constraints. To this end, kinematics and dynamics of cable driven redundant parallel robot is derived. In this modeling, cables are assumed to be rigid with negligible mass and hence, tension and sagging along the cable are neglected. Next, a sampling-based algorithm upon rapidly-exploring random tree is developed to increase the convergence rate. In this scheme, distance, epochs and safety are considered as optimization constraints. To evaluate the performance of the proposed algorithm in collision avoidance, a number of obstacles have been considered too. Tracking of the planned path has been handled using a feed-forward controller in the presence of obstacles. Regarding the redundancy feature of robot, a redundancy resolution scheme is considered for optimal force distribution. Path planning and control algorithms are implemented on the RoboCab (ARAS Lab.) and experimental results reveal the efficiency of the proposed schemes.}, Keywords = {Cable robot,Modeling,Path planning,Control,Redundancy}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {67-77}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل سازی طراحی مسیر بهینه و کنترل ربات موازی-کابلی افزونه}, abstract_fa ={در این مقاله مدل‌سازی دینامیکی، طراحی مسیر بهینه و کنترل یک ربات افزونه کابلی ارائه شده است. طراحی مسیر در ربات‌های موازی مستلزم در نظر گرفتن ویژگی‌های سینماتیکی ربات برای تشخیص تکینگی و بررسی ساختار دینامیکی آن برای تعیین محدودیت‌های عملگری می‌باشد. بدین منظور سینماتیک و سینتیک ربات افزونه کابلی تحلیل شده است. در این مدل‌سازی، کابل‌های ربات بصورت صلب و بدون جرم در نظر گرفته شده‌اند و از کشیدگی و شکم‌یافتن کابل صرف‌نظر شده است. سپس، یک روش طراحی مسیر مبتنی بر نمونه‌گیری تصادفی و بر اساس درخت جستجوی تصادفی سریع برای افزایش نرخ همگرایی به سوی هدف ارائه می‌گردد. در این الگوریتم پارامترهای مسافت، تعداد جستجو و امنیت به عنوان قیود بهینگی تعریف می‌شوند. برای بررسی عملکرد الگوریتم در جلوگیری از برخورد با موانع، تعدادی مانع نیز در فضای کاری در نظر گرفته شده است. برای تعقیب مسیر بهینه یک کنترل‌کننده پیش‌خور بر روی ربات پیاده‌سازی و مانور ربات در حضور موانع تحلیل شده است. نظر به افزونگی ربات، تحلیل تفکیک افزونگی برای توزیع بهینه نیروها انجام می‌شود. الگوریتم‌های طراحی مسیر و کنترل بروی ربات کابلی آزمایشگاه ارس پیاده‌سازی شده و نتایج آزمایشگاهی بیانگر کارایی راهکار پیشنهادی می‌باشد.}, keywords_fa = {ربات کابلی,مدل‌سازی,طراحی مسیر,کنترل,افزونگی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3949-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3949-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Tahmasbi, Kamin and Mahmoodi, Masou}, title = {Investigation of the effective parameters on the mechanical and structural properties of aluminum wire sample fabricated by friction stir extrusion}, abstract ={Friction stir extrusion (FSE) is a process based on the heat generated by friction between die and materials in which a sample is produced through consolidation and extrusion of precursor materials such as metal chips. In this paper, the wire samples produced by friction extrusion of aluminum alloy AA7022 chips are investigated. The samples were extruded at different rotational speeds and extrusion forces, and impacts of these two parameters were studied. At first, structural properties of samples were studied using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The result showed that the samples produced at higher rotational speeds and lower forces had a far better surface quality and lower surface crack were seen on them. On the other hand, the temperature of process and grain size were increased with rise of rotational speed. The SEM micrographs showed that by changing rotational speed and extrusion force, the amount of adhesion and sintering between aluminum particles change and by optimizing these parameters can decrease wire’s internal defects and pits. In the following, to study mechanical properties, micro hardness and compression tests were used. The values of hardness and yield stress of samples were decreased with increasing rotational speed and increasing the extrusion force to a certain extent caused increase in yield stress of material.}, Keywords = {Friction stir extrusion,Aluminum,Rotational speed,Extrusion force}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {78-84}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی پارامترهای مؤثر بر خواص مکانیکی و ساختاری نمونه سیم آلومینیومی تولید شده به روش اکستروژن اصطکاکی اغتشاشی}, abstract_fa ={اکستروژن اصطکاکی اغتشاشی فرایندی بر پایه حرارت حاصل از اصطکاک میان قالب و مواد می‌باشد که در آن نمونه از طریق فشرده سازی و اکستروژن موادی مانند براده-های فلز به وجود می‌آید . در این مقاله نمونه سیم آلومینیومی تولید شده از براده‌های آلیاژ آلومینیوم AA7022 به روش اکستروژن اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته‌است. نمونه‌ها در سرعت‌های دورانی و نیرو‌های مختلف، اکسترود شده و اثر این دو پارامتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا خواص ساختاری نمونه‌ها به وسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی بررسی شد. نتایج حاکی از این بود که نمونه‌های تولید شده در سرعت دورانی بالاتر و نیروی کمتر از کیفیت سطح به مراتب بهتری برخوردار بوده و ترک سطحی کمتری در آن‌ها دیده شد. از طرفی دیگر با افزایش سرعت دورانی دمای فرایند و اندازه دانه افزایش یافت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نیز نشان داد که با تغییر سرعت دورانی و نیروی اکستروژن میزان تف‌جوشی و چسبیدگی میان ذرات آلومینیوم نیز تغییر خواهد کرد و با بهینه کردن این پارامتر‌ها می‌توان میزان تخلخل و عیوب داخلی سیم را کاهش داد. در ادامه جهت مطالعه خواص مکانیکی، آزمون‌‌های میکروسختی و فشار به کار گرفته‌شد. با افزایش سرعت دورانی مقادیر سختی و تنش تسلیم نمونه‌ها کاهش چشم‌گیری پیدا کرد و افزایش نیروی اکستروژن تا یک حد مشخص نیز باعث افزایش در استحکام تسلیم ماده شد.}, keywords_fa = {اکستروژن اصطکاکی اغتشاشی,آلومینیوم,سرعت دورانی,نیروی اکستروژن}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4305-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4305-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Farzi, Hassan and KeshavarzValian, Ali and Batooei, Alirez}, title = {A numerical investigation of Nusselt number and friction coefficient in an arc-type Stirling engine heater}, abstract ={The usages of stirling engine in many industry such as aerospace, submarines and combined heat and power systems, requires more and detailed analysis in such engines. This type of engine is an external combustion which may use almost any type of fuel. In this article the Nusselt number and friction coefficient of a Stirling engine heat exchanger is investigated numerically. The geometry of this heat exchanger is an arc shape pipe with reciprocating flow. Various parameters such as angular frequencies, type of fluids, working gas pressures, flow regime and heater geometry impact on the Nusselt number and friction coefficient of the heater were investigated. By increasing the angular frequency and the working gas pressure the Nusselt number increases but the friction coefficient decreases. The influences of different working fluids indicated that the Carbon dioxide has the highest Nusselt number. The results also show that the friction coefficient is highly dependent on the flow regime. The comparison between the two different geometry type heaters show that the arc-type geometry led to higher Nusselt number. The friction coefficients of both geometries are almost similar to each other at high frequencies.}, Keywords = {Stirling engine,Reciprocating flow,Nusselt number,Friction coefficient,Numerical solution}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {85-91}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در هیتر کمانی شکل موتور استرلینگ}, abstract_fa ={در دنیای امروز استفاده از موتورهای استرلینگ در صنایع فضایی، زیردریایی‌ها و سیستم‌های همزمان تولید حرارت و توان، نیاز به تحلیل دقیق‌تر این موتورها را افزایش می‌دهد. موتور استرلینگ یک موتور احتراق خارجی است که حرارت مورد نیاز جهت کارکرد خود را به وسیله هیتر از یک منبع حرارتی خارجی می‌گیرد به همین علت بحث انتقال حرارت در آن دارای اهمیت زیادی می‌باشد. در این مقاله عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در جریان رفت و برگشتی در مبدل حرارتی یک موتور استرلینگ به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل حرارتی مورد مطالعه، یک هیتر است که لوله‌های آن به شکل کمانی هستند. پارامترهای مختلفی جهت بررسی مقدار انتقال حرارت و یا ضریب اصطکاک در این هیتر انتخاب شده‌اند. پنج پارامتر انتخاب شده عبارتند از: فرکانس زاویه‌ای، جنس سیال، فشار گاز کاری، رژیم جریان و هندسه هیتر. با افزایش فرکانس زاویه‌ای و فشار گاز کاری، مقدار عدد ناسلت افزایش می‌یابد و همچنین ضریب اصطکاک کاهش می‌یابد. تاثیر سیال‌های کاری مختلف مانند کربن دی اکسید، هوا و هلیوم مورد بحث قرار گرفت. کربن دی اکسید دارای بیشترین عدد ناسلت نسبت به بقیه سیال‌ها می‌باشد و رابطه‌ای برای عدد ناسلت کربن دی اکسید و هوا، ارایه شده است. همچنین عدد ناسلت و ضریب اصطکاک با تغییر رژیم جریان مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه‌ای نیز بین دو هیتر با هندسه عصایی و کمانی انجام شده است که نشان می‌دهد انتقال حرارت در هیتر با هندسه کمانی بیش‌تر از هندسه عصایی است و ضریب اصطکاک آن دو بسیار نزدیک به هم است.}, keywords_fa = {موتور استرلینگ,جریان رفت و برگشتی,عدد ناسلت,ضریب اصطکاک,حل عددی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8173-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-8173-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Charmiyan, Mahmood and Azimian, Ahmad Reza and Shirani, Ebrahim and Aloui, Fathi}, title = {Investigation of turbulent slot impinging jet using laser doppler anemometry method – Experimental research and error analysis}, abstract ={In this paper, the results obtained from experimental measurements of average and turbulence quantities of a turbulent rectangular impinging jet hitting a fixed wall is reported using the laser doppler anemometry (LDA) method. The nozzle to plate distance is 10 times the nozzle width, and the tests are repeated for three different Reynolds numbers, namely Re=3000, 6000 and 9000. The aim of the current research was to investigate and comparise of flow in different Re and also to determine the two effective experimental errors on average velocities, namely data sampling and residence time in measurement volume. The results reveal that the previous stated correlation for prediction of the number of data required for ensuring independence of the average flow variables on the number of the sampled data is not sufficient by itself, and depending on the turbulence intensity of the flow, this correlation could become ineffective. Further, in the present study, the residence time is used for calculation of average velocities, and the results are compared with those obtained by particle image velocimetry (PIV) method. The comparison shows good agreement between the results from LDA and PIV when considering effect of residence time within the avaraging equations in the former method. The results show that the behavior and quantity of the dimensionless average velocities for various Reynolds numbers are identical at most cross sections of the flow domain while the dimensionless turbulent stresses have different quantities at different values of the Reynolds number.}, Keywords = {Laser Doppler anemometry (LDA),Particle Image Velocimetry (PIV),Turbulent Impinging Jet,Residence Time,Data Sampling}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {92-100}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی برخورد جریان سیال جت آشفته مستطیلی به یک دیواره توسط سرعت‌سنجی لیزری داپلر – بررسی تجربی و تحلیل خطا}, abstract_fa ={در این مقاله، نتایج حاصل از اندازه‌گیری آزمایشگاهی کمیت‌های متوسط و نوسانی جریان برخورد جت آشفته مستطیلی به یک دیواره ثابت توسط روش سرعت سنجی لیزری داپلر گزارش شده است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی و مقایسه جریان در اعداد رینولدز مختلف و همچنین تعیین تاثیر دو خطای تاثیرگذار آزمایشگاهی یعنی تعداد داده‌های جمع‌آوری شده و زمان اقامت ذرات درون حجم اندازه‌گیری بر سرعت متوسط محاسبه شده است. فاصله نازل تا دیواره، 10 برابر عرض نازل در نظر گرفته شده و آزمایش‌ها برای سه عدد رینولدز 3000، 6000 و 9000 تکرار شده است. نتایج نشان می‌دهد که تنها رابطه بیان شده برای پیش‌بینی تعداد داده‌های مورد نیاز برای اطمینان از استقلال متغیرهای متوسط جریان از تعداد داده‌های جمع‌آوری شده کامل نیست و بسته به شدت آشفتگی جریان می‌تواند کاملا ناکارآمد باشد. همچنین از زمان اقامت وزنی برای محاسبه سرعت‌های متوسط استفاده شده و با نتایج حاصل از روش سرعت‌ سنجی تصویری ذرات مقایسه شده است. نتایج حاکی از تطابق خوب نتایج روش سرعت سنجی لیزری داپلر و سرعت‌ سنجی تصویری ذرات با لحاظ کردن اثر زمان اقامت در معادلات برای جریان برخورد جت آشفته به دیواره است. در نهایت، سرعت‌های متوسط و تنش‌های رینولدز برای مقاطع مختلف جریان و در اعداد رینولدز متفاوت گزارش شده است. نتایج نشان می‌دهد که رفتار و مقدار سرعت‌های بی‌بعد متوسط برای اعداد رینولدز مختلف در اکثر مقاطع مشابه است حال آن‌که تنش‌های اغتشاشی بی‌بعد دارای مقادیر متفاوت در اعداد رینولدز مختلف است.}, keywords_fa = {سرعت سنجی لیزری داپلر,سرعت سنجی توسط تصویربرداری از حرکت ذرات,برخورد جت آَشفته به دیواره,زمان اقامت,جمع‌آوری داده}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6659-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6659-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Anvari, Zolfa and Varshovi-Jaghargh, Payam and TaleMasouleh, Mehdi}, title = {The Mechanical interference-free workspace of the planar parallel robots using geometric approach}, abstract ={In spite of several advantages of parallel robots, they generally have limited workspace. Therefore, it is of paramount importance to obtain the workspace by considering the mechanical interference. In this paper, the mechanical interference in planar parallel mechanisms, including interference between links and, collision between links and obstacles and between end-effector and obstacles, are investigated using geometrical reasoning. For this purpose, a new geometric method is proposed for collision detection in the workspace of planar parallel mechanisms based on the lines segment intersection. In this method, the configurations of the planar parallel robot are obtained in the entire workspace. Then, the interference of links with each other and obstacles, which are respectively modeled by line segment and polygon, are determined. Finally, the collision-free workspace of the parallel robot is obtained for a specified orientation of the moving platform. Moreover, in this paper, an index is presented which can be used for examining the workspace by considering mechanical interference. The foregoing index provides some insight into obtaining a well-conditioned workspace.  For the sake of validation, this method is implemented on two planar parallel robots, namely as 3-RRR and 3-PRR, for different working modes. The obtained results reveal that the ratio of the practical workspace to the theoretical workspace is decreased upon increasing the orientation of the end-effector for both clockwise and counterclockwise directions. Furthermore, due to differences in the number of the moving links, the mechanical interference-free workspace of 3-RRR parallel robot is usually more limited than 3-PRR parallel robot.}, Keywords = {Mechanical interference,Planar parallel robot,collision-free Workspace,Performance index of the workspace}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {101-110}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {فضای کاری عاری از تداخل مکانیکی ربات‌های موازی صفحه‌ای با استفاده از روش هندسی}, abstract_fa ={رباتهای موازی برخلاف داشتن مزیتهای بسیار، عمومأ فضای‌کاری محدودی دارند. بنابراین بدست آوردن فضای‌کاری آنها با در نظر گرفتن تداخلهای مکانیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله به بررسی هندسی تداخل مکانیکی در مکانیزم‌های موازی صفحه‌ای، شامل تداخل لینکها با یکدیگر و برخورد لینکها و سکوی متحرک با موانع، پرداخته میشود. برای این منظور، یک روش هندسی جدید بر اساس بررسی تداخل پاره خط‌ها، برای تشخیص برخوردها در فضای‌کاری مکانیزم موازی صفحه ای پیشنهاد می‌گردد. در این روش، ابتدا پیکربندی‌های ربات موازی صفحه‌ای در تمام نقاط فضای‌کاری بدست آورده می‌شود. سپس برخورد دو به دوی لینکها با یکدیگر و موانع، که به ترتیب با پاره خط و چندضلعی مدل شده اند، مورد بررسی قرار میگیرد. در نهایت، فضای‌کاری عاری از برخورد در یک جهتگیری خاص سکوی متحرک بدست می آید. علاوه بر آن در این مقاله نوعی شاخص برای بررسی فضای‌کاری با توجه به تداخل مکانیکی معرفی میشود. شاخص فوق دیدگاه مناسبی جهت یافتن بهترین فضای‌کاری ارائه میدهد. برای ارزیابی نتایج، این روش بر روی دو ربات موازی صفحه‌ای به نام‌های 3RRR و 3PRR در حالتهای کاری مختلف اجرا می‌گردد. نتایج حاصله نشان می‌دهند که نسبت فضای کاری عملی به فضای‌کاری تئوری، با افزایش زاویه سکوی متحرک در دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد، کاهش می‌یابد. همچنین، به علت تفاوت در تعداد لینک‌های متحرک، فضای‌کاری عاری از تداخل مکانیکی ربات موازی 3RRR به طور معمول محدودتر از ربات موازی 3PRR می‌باشد.}, keywords_fa = {تداخل مکانیکی,ربات موازی صفحه ای,فضای کاری عاری از برخورد,شاخص عملکرد فضای کاری}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1335-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1335-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Mohammadzadeh, Hamed and Abolbashari, Mohammad Hossei}, title = {Reliability based topology optimization for maximizing stiffness and frequency simultaneously}, abstract ={Reliability based Topology optimization (RBTO) is a process of determining of optimal design satisfying uncertainties of design variables. Sometimes frequency optimization might produce a design with low stiffness or stiffness optimization might lead to a design with low frequency. In this paper, the multi-objective optimization for both stiffness and frequencies isare presented. This article presents (RBTO) using bi-directional evolutionary structural optimization (BESO) with an improved filter scheme. A multi-objective topology optimization technique is implemented to simultaneously considering the stiffness and natural frequency. In order to compute reliability index the first order reliability method (FORM) and standard response surface method (SRSM) for generating limit state function is employed. To increase the efficiency of the solution process the reliability estimates areis coupled with the topology optimization process. Topology optimization is formulated as volume minimization problem with probabilistic displacement and frequency constraints. Young’s module, density, and external load are considered as uncertain variables. The topologies are obtained by (RBTO) are compared with that obtained by deterministic topology optimization (DTO). Results show that (RBTO) using (BESO) method is capable of the multi-objective optimization problem for stiffness and frequency effectively.}, Keywords = {Reliability,multi-objective topology optimization,Bidirectional evolutionary structural optimization}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {111-116}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهینه‌سازی توپولوژی بر اساس قابلیت اطمینان برای حداکثر سازی هم‎زمان سختی و فرکانس}, abstract_fa ={بهینه‎سازی توپولوژی بر اساس قابلیت اطمینان (RBTO) برای در نظر گرفتن عدم قطعیت، در متغیرهای طراحی استفاده می‎شود. در این مقاله نشان داده می‌شود که گاهی اوقات بهینه‌سازی فرکانس ممکن است سازه‌ای با سختی کم یا برعکس بهینه‌سازی سختی، سازه‌ای با فرکانس پایین تولید کند. در این مورد، بهینه‌سازی چندهدفه برای هر دو سختی و فرکانس استفاده می‌شود. در این مقاله (RBTO) با استفاده از بهینه‎سازی دو جهتی تکاملی سازه‌ها (BESO) با طرح فیلتر بهبود یافته ارائه می‎شود. برای محاسبات معیار اطمینان از قابلیت اطمینان مرتبه اول (FORM) و روش پاسخ سطح استاندارد برای تقریب تابع حالت حدی استفاده می‌شود. برای افزایش بازده محاسبات، تخمین اطمینان با فرایند بهینه‌سازی توپولوژی کوپل شده است. بهینه‌سازی توپولوژی به‎صورت کمینه کردن حجم با قیود احتمالاتی تغییر مکان و فرکانس فرمول‌بندی می‌شود. چگالی، مدول یانگ و بار به‌عنوان متغیرهای عدم قطعیت در نظرگرفته می‌شود. توپولوژی به دست آمده با (RBTO) با توپولوژی به دست آمده از بهینه‌سازی توپولوژی قطعی (DTO) مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد (RBTO) با استفاده از (BESO) به‌طور مؤثر توانایی حل مسائل بهینه‌سازی چند هدفه برای فرکانس و سختی را دارد.}, keywords_fa = {قابلیت اطمینان,بهینه‌سازی توپولوژی چند هدفه,بهینه‎سازی دو جهتی تکاملی سازه‎ها}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9289-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9289-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Omidpanah, Mohammad and GanjalikhanNasab, Seyed Abdolrez}, title = {Combined radiative-convective inverse design problem in a 2-D channel filled with radiating gases}, abstract ={In this paper, an inverse analysis of combined radiation and convection heat transfer in a 2-D rectangular duct is presented. The working fluid is a mixture of air including CO2 and H2O as two radiating gases. The purpose is to verify the effects of gas mole fractions on the solution of inverse design problem in which the conjugate gradient method is used to find the temperature distribution over the heater surface to satisfy the prescribed temperature and heat flux distributions over the design surface. The radiating gas is considered to be a gray participating medium with absorption, emission and isotropic scattering. The Planck mean absorption coefficient is calculated and used in radiative calculations. The discrete ordinates method is used to solve the radiative transfer equation. An attempt is made to determine the temperature distributions over the heater surface while the enclosure is filled with different mole fractions of CO2 and H2O. The effects of other parameters such as radiation conduction parameter on the solution of inverse problem is examined.}, Keywords = {Inverse heat transfer,Convection,Radiation,DOM}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {117-124}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی معکوس انتقال حرارت جابجایی مخلوط گازهای تابشی درداخل کانال}, abstract_fa ={کار حاضر به تحلیل انتقال‌حرارت معکوس ترکیبی تابش-جابجایی، داخل یک کانال مستطیلی شکل می‌پردازد. محیط مورد مطالعه گاز تابشی با مخلوطی از هوا، دی اکسید کربن و بخار آب فرض شده است. هدف بررسی اثرات تشعشعی کسرهای مولی گازهایCO2 و H2O بر حل مسئله معکوس می باشد به گونه ای که در آن از روش گرادیان مزدوج برای پیدا کردن توزیع دما روی سطح گرمکن به منظور برقرار نمودن شار حرارتی و توزیع دمای مشخص روی سطح طراحی استفاده شده است. گاز تشعشعی خاکستری با جذب، صدور و پخش همگن می‌باشد. از ضریب جذب متوسط پلانک در محاسبات تشعشعی استفاده شده است. برای حل عددی معادله انتقال تابش از روش جهات مجزا بهره گرفته شده و تلاش بر این بوده که تاثیر کسر مولی گازهای تابشی و همچنین سایر پارامترهای مختلف از قبیل پارامتر تشعشع-هدایت بر مقدار انتقال حرارت از سطح گرمکن مورد مطالعه قرار گیرد.}, keywords_fa = {انتقال‌حرارت معکوس,جابجایی,تشعشع,روش جهات مجزا}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5398-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5398-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {ShahAmirian, Seyed Mohammad Ebrahim and Lari, Khosro and Amiri, Hossei}, title = {Numerical simulation of thermal effects of continuous wave laser on living tissue with blood perfusion}, abstract ={In the present work, the thermal effects of a CW laser on skin tissues with blood perfusion are simulated. For this purpose, a one-dimensional medium is considered that is exposed to the laser beams from one side and the other side is at the constant temperature (37℃) because of being touched by other parts of the body. The laser beams are considered to be collimated and perpendicular to the surface of the tissue. The skin tissue is a strong anisotropic scattering medium and is assumed to be gray with black walls. Also, the blood perfusion is considered in the bioheat transfer equation of the skin tissue. The governing equations of this problem are radiative heat transfer coupled with conductive heat transfer that the discrete ordinates method, finite volume method and scaling method is used to solve the radiative transfer equation, the energy equation and to model the anisotropic scattering of the tissue, respectively. Validation of the model is performed by comparison with the other related works. Then, the effects of different optical and physical parameters of tissue such as conduction-radiation parameter, scattering albedo, extinction coefficient, blood perfusion and the effects of laser power on the time of temperature increase of the tissue and thermal penetration depth are studied. It should be mentioned that the results of the present study show valuable guidance for understanding the coupled light and bioheat transport in tissues in therapy, surgery and diagnostic tasks.}, Keywords = {CW laser,Living Tissue,Blood Perfusion,Radiation-Conduction,Discrete Ordinates Method (DOM)}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {125-133}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه سازی عددی اثر حرارتی لیزر پرتو پیوسته در بافت زنده حامل جریان خون}, abstract_fa ={در کار حاضر، شبیه سازی اثر حرارتی لیزر پرتو پیوسته بر بافت زنده پوست حامل جریان خون مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار، یک محیط یک بعدی در نظر گرفته شده که در یک سطح تحت تاثیر تشعشع لیرز و سطح دیگر به واسطه تماس با دیگر قسمت بدن، در دمای ثابت 37 درجه سانتی گراد باقی مانده است. پرتو های لیزر به صورت پیوسته و عمود بر سطح تابیده می شود. بافت پوست به عنوان یک محیط شدیداً پراکنده کننده و غیر ایزوترپیک می باشد و محیط داخلی بصورت محیط خاکستری با دیواره های مرزی سیاه فرض شده اند. جریان خون نیز در معادله زیست گرمایی بافت پوست لحاظ شده است. معادلات حاکم بر این مسئله، معادله تشعشع به همراه رسانش می باشد که روش راستاهای مجزا برای حل معادله تشعشع، روش حجم محدود برای حل معادله انرژی و روش مقیاسی برای بیان تأثیر پراگندگی غیر ایزوتروپیک پوست استفاده شده است. صحت سنجی با کارهای دیگر محققین صورت پذیرفته است و در نهایت، اثر تغییر پارامتر های نوری و فیزیکی بافت مانند ضریب تشعشع-رسانش، ضریب پراکنندگی البدو، ضریب میرایی، اثر جریان خون و تاثیر تغییرات شار لیزر بر زمان افزایش دمای بافت و عمق نفوذ حرارت بررسی گردیده است. لازم به ذکر است که مطالعه حاضر را می توان به عنوان یک کار ارزشمند پایه ای و راهنمای مفید، جهت توسعه کاربردهای شبیه سازی های عددی اثر لیزر در بافت زنده در درمان، جراحی و همچنین کارهای تشخیصی در نظر گرفت.}, keywords_fa = {لیزر پرتو پیوسته,بافت زنده,جریان خون,کوپل تشعشع با رسانش,روش راستاهای مجزا}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5482-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5482-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Ghasabi, Seyed Ali and Shahgholi, Majid and ArbabTafti, Mohammad Rez}, title = {Nonlinear vibrations and stability analysis of a micro rotating shaft by considering the modified couple stress theory and micro inertia effect}, abstract ={In this paper stability analysis of a nonlinear micro rotating shaft near the primary resonances by considering the modified couple stress theory and micro inertia effect is investigated. The geometric nonlinearities due to classical and non-classical theory (the modified couple stress theory) are considered. Using Hamilton principle, the nonlinear equations of motion are obtained. In order to solve the equations of motion the multiple scales method are used and an analytical expression is presented for forward and backward frequencies which can be seen the effects of modified couple stress theory and micro inertia effect. The frequency response curves, amplitude versus damping coefficient, amplitude versus total eccentricities, etc. are reported. It is seen that due to the modified couple stress theory and micro inertia effect the amplitude of the system is decreased and the loci of bifurcation points is changed. Symmetrical micro-shaft in the presence of classical theory and without micro inertia effects becomes completely stable in the least damping coefficient and asymmetrical micro-shaft in the presence of classical theory and without micro inertia effects becomes completely stable in the most damping coefficient. Symmetrical micro-shaft in the presence of modified couple stress theory and with micro inertia effects becomes completely stable in the least total eccentricity and asymmetrical micro-shaft in the presence of classical theory and without micro inertia effects becomes completely stable in the most total eccentricity. So, considering the small-scale effects due to strain and velocity gradients for analysis of the system is mandatory.}, Keywords = {Nonlinear vibrations and stability,micro rotating shaft,Modified couple stress theory,micro inertia effect}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {134-142}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری یک میکروشفت دوار با درنظرگرفتن تئوری تنش کوپل اصلاح شده و اثر میکرواینرسی}, abstract_fa ={در این پژوهش ارتعاشات غیرخطی و پایداری یک میکروشفت دوار متقارن و نامتقارن به‌کمک تئوری تنش کوپل اصلاح شده در نزدیکی رزونانس اصلی سیستم مطالعه شده است. با کمک اصل هامیلتون معادلات حرکت غیرخطی استخراج شده و به‌کمک روش مقیاس‌های چندگانه معادلات حرکت حل شده‌اند و عبارت‌های تحلیلی برای فرکانس‌های طبیعی پیش‌گشت و پس‌گشت ارائه شده است که تأثیر تئوری تنش کوپل اصلاح شده و اثرات میکرو اینرسی در آن مشهود است. پاسخ فرکانسی سیستم برای مودهای مختلف، نمودار دامنه برحسب ضریب میرایی خارجی، نمودار دامنه برحسب نابالانسی برای میکروشفت‌های دوار متقارن و نامتقارن مقایسه و بررسی شده است. مشاهده شد که برای میکروشفت‌های دوار چه متقارن چه نامتقارن در نظر گرفتن تئوری تنش کوپل اصلاح شده و اثرات میکرو اینرسی توأمان دامنه‌ی سیستم را کاهش می‌دهد و محل نقاط انشعاب سیستم را نیز تغییر خواهد داد. میکروشفت متقارن در حضور تئوری کلاسیک و بدون اثرات میکرواینرسی در کم‌ترین مقدار ضریب میرایی و میکروشفت نامتقارن برای این حالت در بیش‌ترین مقدار ضریب میرایی به حالت کاملا پایدار می‌رسند. میکروشفت متقارن در حضور تئوری تنش کوپل اصلاح شده و با اثرات میکرو اینرسی در کم-ترین مقدار نابالانسی به حالت کاملا پایدار می‌رسد درحالی‌که میکروشفت نامتقارن در حضور تئوری کلاسیک و بدون اثرات میکرواینرسی در بیش‌ترین مقدار نابالانسی به حالت کاملا پایدار خواهد رسید. بنابراین در نظر گرفتن اثرات مربوط به مقیاس کوچک ناشی از گرادیان‌های کرنش و گرادیان‌های سرعت که در تئوری تنش کوپل اصلاح شده منظور شده‌اند، در تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروشفت‌های دوار اهمیت دارد.}, keywords_fa = {ارتعاشات غیرخطی وپایداری,میکروشفت دوار,تئوری تنش کوپل اصلاح شده,اثر میکرواینرسی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10161-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10161-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Eynbeygui, Mehdi and Shahbazikarami, Javad and Arghavani, Jamal}, title = {Finite element simulation of selective laser melting process for fabrication of a sample part under various support conditions}, abstract ={Additive manufacturing methods and/or 3D printing have become increasingly popular with a particular emphasis on methods used for metallic materials. Selective Laser Melting (SLM) process is one of the additive manufacturing methods for production of metallic parts. The method was developed in particular to process metal parts that need to be more than 99 percent dense. In this method, according to a predefined pattern, the top surface of the powder layer is scanned by the laser and a local (selective) melt pool is produced in the place of the laser spot which results in a fully dense layer after solidification. In this study, a semi-coupled thermo-mechanical simulation of SLM process is carried out in ABAQUS finite element software. In order to simulate the moving heat flux and update material properties from the powder to the dense solid, the ability of the software for employing user-defined subroutines is employed. Investigation of the residual stress distribution and distortion of a part built using SLM process are the main objectives of this simulation. Results which are presented for two different mechanical boundary conditions show that when the bottom face of the layer is clamped, the top face of the built layer deforms in a concave shape, while the lateral faces of the layer have simply-supported boundary conditions and the bottom face of the layer is free, the part is warped.}, Keywords = {Additive Manufacturing,Selective laser melting process,Finite element simulation,Support conditions,Thermal residual stresses}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {143-153}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی اجزاء محدود فرآیند ذوب انتخابی با لیزر برای ساخت یک قطعه نمونه تحت شرایط تکیه‌گاهی مختلف}, abstract_fa ={روش‌های ساخت افزودنی و یا چاپ سه‌بعدی به‌صورت روزافزون در ساخت قطعات سه‌بعدی موردتوجه قرار گرفته‌اند و در سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای به آن دسته از روش‌هایی شده است که با مواد فلزی کار می‌کنند. فرآیند ذوب انتخابی با لیزر یکی از روش‌های ساخت افزودنی در تولید قطعات فلزی محسوب می‌شود. این روش، ‌به‌صورت خاص برای تولید قطعات فلزی که نیاز است بیش از 99 درصد چگال باشند، توسعه داده ‌شد. در این روش، سطح لایه‌ی پودر فلزی، توسط لیزر، مطابق یک الگوی مشخص اسکن شده و در محل تابش لیزر، یک حوضچه مذاب موضعی (انتخابی) شکل می‌گیرد که پس از انجماد، یک لایه چگال را نتیجه می‌دهد. در این پژوهش، شبیه‌سازی نیمه‌کوپل ترمومکانیکی فرآیند ذوب انتخابی با لیزر به روش اجزاء محدود در نرم‌افزار آباکوس انجام می‌شود. برای شبیه‌سازی شار متحرک لیزر و بروز رسانی خواص مادی، از پودر به جامد چگال، از قابلیت زیربرنامه‌نویسی در نرم‌افزار‌ استفاده می‌شود. هدف اصلی از این شبیه‌سازی، بررسی توزیع تنش‌های پسماند و اعوجاج قطعه ساخته‌شده به روش ذوب انتخابی با لیزر است. نتایج که برای دو شرط مرزی مکانیکی مختلف ارائه‌شده است، نشان می‌دهد هنگامی‌که کف لایه گیردار است، سطح فوقانی لایه ساخته‌شده، به‌صورت مقعر تغییر شکل می‌دهد و برای حالتی که وجوه جانبی لایه، دارای تکیه‌گاه‌های ساده باشند و سطح زیرین آن آزاد باشد، قطعه تاب برمی‌دارد.}, keywords_fa = {ساخت افزودنی,فرآیند ذوب انتخابی با لیزر,شبیه‌سازی اجزاء محدود,شرایط تکیه‌گاهی,تنش‌های پسماند حرارتی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7951-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7951-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Behroozi, Behrooz and Ghasemi, Maji}, title = {Effect of Micro-Channel Wall Thickness and Diameter on Inlet Gas Temperature and Velocity under the Influence of Thermal Creeping}, abstract ={With the development of micro-mechanical systems, human became interested in concentrating on the small-scale impact on the flow and heat transfer in micro-channels. A micro-channel is required for a gas sensor to guide the gas flow. Reducing the size of channel has lead the scientist to concentrate on micro-sensor. Metal oxide gas micro-sensors are used to detect gases such as O3, SO2, CO2, NO, NH3, CH4 and etc. Metal oxide gas micro-sensors are small in size, low cost in fabrication and consume little power. The purpose of the current study is to numerically investigate the micro-channel wall thickness and diameter on gas inlet temperature under the influence of thermal creeping. The governing nonlinear differential equations, mass, momentum, energy, and species, are coupled and solved by a commercial code. The channel is assumed to be two dimensional. Since the Knudsen number is between 0.01 and 0.1, the slip boundary condition, Maxwell equation, is utilized. The result shows that as wall thickness increases the gas inlet temperature increases and temperature difference between gas inlet and outlet decreases. On the other hand as channel diameter decreases the gas inlet temperature increases.}, Keywords = {micro-channel,thermal creep,thermal simulation,slip condition}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {154-160}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی تاثیر قطر و ضخامت دیواره میکرو کانال بر دما و سرعت گاز ورودی تحت تاثیر خزش حرارتی}, abstract_fa ={با توسعه ابعاد ریز در سیستم های مکانیکی، علاقه بشر به تاثیر این مقیاس کوچک بر روی جریان و انتقال حرارت در میکروکانال ها معطوف شده است. در سنسورهای تشخیص گاز برای هدایت جریان گاز، نیاز به کانال می باشد. با پیشرفت علم، مطالعات بر روی کوچک کردن ابعاد این نوع کانال ها باعث بوجود آمدن میکرو سنسورها شده است. میکرو سنسورهای اکسید فلز برای تشخیص گازهایی از قبیل O3, SO2, CO2, NO, NH3, CH4 و غیره بکار می روند. این میکرو سنسورها دارای اندازه کوچکتر، ارزان تر و توان کمتر می باشند. هدف از این مقاله بررسی عددی تاثیر قطر و ضخامت دیواره بر روی دما و سرعت گاز ورودی تحت تاثیر خزش حرارتی می باشد. معادلات دیفرانسیلی غیر خطی حاکم بر مسئله بقای جرم، مومنتوم، انرژی و گونه ها می باشد که توسط کد تجاری حل شده اند. کانال به صورت دو بعدی فرض شده است. و از آنجاییکه عدد نادسن بین 0.01 و 0.1 می باشد، شرایط مرزی لغزش و معادلات ماکسول استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت دیواره دمای گاز ورودی افزایش و سرعت گاز کاهش می یابد؛ همچنین با افزایش قطر کانال، دمای گاز ورودی کاهش و سرعت گاز افزایش می یابد.}, keywords_fa = {میکرو کانال,خزش حرارتی,شبیه سازی دمایی,شرایط لغزش}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5002-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5002-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Oftadeh, Yusef and Golzar, Mohamm}, title = {The investigation of the effects of Dimension’s and Mold’s Temperature on Bistability of PVC/Glass Fiber composites}, abstract ={Nowadays, study on the bistable composites due to the using of them in morphing structure has become more and more important. Unidirectional composites have different thermal expansion coefficients in longitudinal and transverse directions. This difference in thermal expansion coefficient is caused the composites to bend like bimetals due to the raise in temperature and bistable composites are derived. In this research, in order to study effects of fabrication method the square-shaped bistable composites laminates with asymmetric layers were prepared and investigated. Different kinds of bistable composite laminates were fabricated by thermoplastic PVC and glass fibers and the effects of composites laminate's dimensions and mold's temperature were investigated. The maximum height of the bistable composite laminate is selected as the output of experiments. The results derived from ANOVA analysis showed that the dimensions of the laminates has the highest effects on bistability height and the effects of mold temperature are very low. It was also determined that with the larger dimensions of composite laminates and lower mold's temperature, the heights of bistability were higher. Also, these bistable composite laminate were simulated in ABAQUS and the simulation results were compared with the experimental results. The results indicated that simulation method anticipated the higher bistability height rather than the experimental results and the difference between these results are less than 10% in all specimens.}, Keywords = {bistable composite,composites's dimensions,mold's temperature,Fiber Glass,PVC}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {161-167}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تاثیر ابعاد کامپوزیت و دمای قالب بر روی دوپایداری کامپوزیت‌های شیشه/ پی‌وی-سی}, abstract_fa ={امروزه مطالعه بر روی کامپوزیت‌های دوپایدار به‌واسطه استفاده از آن‌ها در سازه‌های مورفینگ اهمیت روزافزونی پیداکرده است. کامپوزیت‌های تک جهته دارای ضریب انبساط حرارتی متفاوت در راستای طولی و عرضی هستند و همین اختلاف ضریب انبساط حرارتی باعث شده تا این کامپوزیت‌ها همانند بای‌متال‌ها در اثر حرارت انحنا پیداکرده و تبدیل به کامپوزیت‌های دوپایدار شوند. در این پژوهش ورق‌های کامپوزیتی دوپایدار مربعی شکل با لایه چینی نامتقارن، جهت بررسی اثرات روش ساخت مورد آزمایش و مطالعه قرار گرفت. کامپوزیت‌های دوپایدار از جنس زمینه گرمانرم پی‌وی‌سی و الیاف شیشه تولیدشده‌ و اثر دو فاکتور ابعاد کامپوزیت و دمای قالب مطابق طراحی آزمایش در 3 سطح، بررسی گردید. پارامتر حداکثر ارتفاع دوپایدار به‌عنوان خروجی آزمایش انتخاب شد. نتایج حاصل از تحلیل واریانسی نشان می‌دهد که ابعاد کامپوزیت بیشترین تأثیر را بر روی ارتفاع دوپایداری دارد و تأثیر فاکتور دمای قالب بر روی ارتفاع دوپایداری ناچیز است. همچنین مشخص شد، هر چه ابعاد کامپوزیت بزرگ‌تر و دمای قالب کمتر باشد ارتفاع دوپایداری بیشتر خواهد بود. بعد از انجام آزمایش‌های تجربی، ورق‌های دوپایدار کامپوزیتی در نرم‌افزار المان محدود آباکوس شبیه‌سازی‌شده و نتایج کار شبیه‌سازی با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج این مقایسه نشان داد که شبیه‌سازی همواره ارتفاع دوپایداری بیشتری را نسبت به نتایج تجربی پیش‌بینی می‌کند و مقدار اختلاف نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی در همه موارد کمتر از 10 درصد بوده است.}, keywords_fa = {کامپوزیت دوپایدار,ابعاد کامپوزیت,دمای قالب,الیاف شیشه,پی‌وی‌سی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5753-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5753-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Moodi, Sadegh and Mahdizadeh, Hossein and AzhdaryMoghaddam, Mehdi}, title = {Numerical Modelling of Water Entrance into a Wet Tank Using a Modified Wave Propagation Algorithm}, abstract ={Accurate investigation of physical phenomena is one of the important challenges in engineering fields. The present study is about a wet tank which entrance of water is investigated in three cases. When the water wave moves into a tank, complex flow regimes are created. This complexity is mainly associated with different flow mechanisms during the entrance of water and propagation of waves at the bottom bed that should be modelled by means of Navier-Stokes equations with free-surface capability and in 3D phase. Due to complexity and time consuming of Navier-Stokes equations modelling, Shallow water equations are used with the assumption of hydrostatic pressure. First case is about efflux over a wet bed. Second, water influx from the middle top is investigated and then influx from top edges is modelled. A dimensionless number is introduced for each case based on water velocity, gap length and drop height which shows acceptable domain for appropriate compatibility between results. Finally, results of numerical modelling are compared with Navier-Stokes solutions which are obtained from STAR-CD software. Results show admissible compatibility with each other based on observations and inspections.}, Keywords = {Wave Propagation Algorithm,Shallow Water Equations,Navier-Stokes Equations,Numerical Modelling,STAR-CD software}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {168-176}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل‌سازی عددی جریان ورودی به مخزن با بستر مرطوب با استفاده از یک الگوریتم پخش موج اصلاح شده}, abstract_fa ={یکی از چالش‌های مهم در علوم مهندسی، بررسی دقیق پدیده‌های فیزیکی می‌باشد. پژوهش حاضر مربوط به یک مخزن با بستر تَر می‌باشد که ورود آب به داخل آن در سه حالت بررسی می‌شود. هنگام ورود آب به مخزن، حالت‌های مختلفی از جریان رخ می‌دهد که از نظر مدل‌سازی هیدرولیکی بسیار پیچیده می‌باشد. این پیچیدگی به طور کلی مرتبط با مکانیزم‌های مختلف جریان در هنگام ورود به آب مخزن و پخش جریان روی بستر می‌باشد که بایستی با استفاده از معادلات ناویر استوکس با سطح آزاد و به صورت سه‌بعدی مدل‌سازی گردد. به دلیل پیچیدگی زیاد و زمان‌بر بودن مدل‌سازی معادلات ناویر استوکس، از معادلات آب‌های کم‌عمق با فرض فشار هیدرواستاتیک استفاده می‌شود. حالت اول مربوط به ورود آب به داخل مخزن از کف می‌باشد. در حالت دوم، جریان ورودی از بالا و وسط مخزن مورد بررسی قرار می‌گیرد و سپس ورود آب از بالا و کناره‌های مخزن مدل‌سازی می‌گردد. برای هر کدام از این حالت‌ها، یک عدد بدون بعد بر اساس سرعت ورودی، طول دهانه و ارتفاع سقوط تعریف می‌گردد که نشان‌دهنده‌ی محدوده‌ای قابل اطمینان برای همخوانی میان نتایج می‌باشد. در نهایت، نتایج حاصل از حل عددی با استفاده از معادلات آب‌های کم‌عمق با نتایج نرم‌افزار استار سی‌دی که حل‌کننده معادلات ناویر-استوکس می‌باشد، مقایسه می‌گردد. طبق بررسی‌ها، نتایج از مطابقت خوبی برخوردار می‌باشند.}, keywords_fa = {الگوریتم پخش موج,معادلات آب‌های کم‌عمق,معادلات ناویر استوکس,مدل‌سازی عددی,نرم افزار استار سی‌دی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3293-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3293-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Zeynalabedini, Mostafa and Ansari, Mohamadrez}, title = {Numerical modeling of air bubbles entrainment in liquid slug body at Horizaontal duct}, abstract ={Analysis of air bubbles entrainment in liquid slug body is one of the most important and complicated phenomena during slug flow regime. In the present attempt, a method is proposed for slug modeling to consider the air bubble entrainment into slug liquid body. The effect of consequencies and their impact on slug behaviour to predict more accurate correlations for slug parameters are estimated and calculated. This method considers a two-fluid single pressure model, combined with population balance model for equal bubble diameter series and solves using volume of fluid. In this regard based on slug and hydraulic jump similarity, a correlation for air bubble entrainment rate and its mechanism selected. This correlation developed in the form of a user defined function code and coupled with other models in FLUENT solver to calculate slug flow. Finally the result of this numerical modeling is validated with the result of other numerical and experimental results where exist in the related literature. The result is consist of the slug flow profile, entrained air bubble profile and their diameter distribution, vortex at slug front, pressure distribution during slugging, slug mixture velocity, turbullent model parameters and etc.}, Keywords = {Slug,Entrainment,Bubble,Coupled model,Simulation}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {177-187}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدلسازی عددی رژیم اسلاگ به همراه حبابهای نفوذ کرده به داخل بدنه اسلاگ در کانال افقی}, abstract_fa ={یکی از پدیده‌های مهم و پیچیده در تحلیل رژیم جریان اسلاگ، مکش حباب‌های ریز به داخل بدنه اسلاگ در هنگام وقوع آن است. در این مقاله روشی برای مدل‌سازی اسلاگ با در نظر گرفتن پدیده مکش هوا به داخل بدنه مایع اسلاگ ارائه شد. در این روش رفتار اسلاگ، به همراه کسر حجمی حباب‌های نفوذ کرده و تاثیر آنها بر مشخصات اسلاگ بررسی شد تا روابط دقیق‌تری برای تخمین پارامترهای این رژیم جریان بدست آید. این روش از ترکیب مدل جریان دو سیالی، روش حجم سیال و مدل بالانس جمعیتی دسته حباب‌های با قطر یکسان، به وجود آمده است. در این راستا بر اساس شباهت جریان اسلاگ با پرش هیدرولیکی، مدلی برای تخمین ترم نفوذ ذرات حباب، مکانیزم و مقدار آن در نظر گرفته شد و به کمک برنامهای جداگانه وارد معادلات مورد نظر در نرم‌افزار فلوئنت گردید. در انتها نتایج حاصل از حل عددی جریان اسلاگ به همراه مدل مربوطه با نتایج تجربی استخراجی از سایر مقالات مقایسه گردید. این نتایج شامل پروفیل جریان اسلاگ، حباب‌های نفوذ کرده، سرعت فاز مایع در هنگام وقوع اسلاگ، سرعت بدنه اسلاگ مایع، سرعت فیلم مایع، سرعت پیشانی و دم اسلاگ، موقعیت اسلاگ، طول اسلاگ، توزیع فشار در زمان وقوع جریان اسلاگ، تعداد حباب های نفوذ کرده با ابعاد مختلف، قطر متوسط حباب‌های نفوذ کرده و ... می‌باشد.}, keywords_fa = {اسلاگ,نفوذ,حباب,مدل ترکیبی,شبیهسازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1861-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1861-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Rezaee, Mousa and Ghorbanpour, Leil}, title = {Investigating the nonlinear behavior and stability analysis of the automatic ball balancer by the multiple scales method}, abstract ={Unbalance in rotating machines causes malfunction of the system operation and it may leads to its failure. Therefore, the sources for imbalance should be investigated, identified, and measured to solve the mentioned challenges. Rotating unbalance appears when the geometric and the inertia axes of the rotor do not coincide, and as a result this causes self- excited vibrations. One of the methods to control and reduce the unbalances is utilizing automatic ball balancer (ABB). In previous studies, the stability and the dynamic behavior of ABB have been mostly investigated by using numerical methods, and the perturbation methods are applied only for stability analysis. Because of the advantages of the analytical methods in studying the dynamics of the systems, in the present study, for the first time the dynamic behavior as well as the stability of a rotor equipped with an ABB is analyzed by the multiple scales method. To this end, nonlinear equations of the systems are derived using the Lagrange’s equations and firstly, the multiple scales method is applied to investigate the stability of system and then the response of the system is achieved considering one and two terms of approximation. The results demonstrate that the stability analysis using the multiple scales method and the first method of Lyapanov lead to the same results. Moreover, the responses obtained by the multiple scales method and the mostly used numerical method, Rung-Kotta technique, are in a good agreement.}, Keywords = {Automatic Ball Balancer,dynamic response,stability,The Multiple Scale Method}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {188-198}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی پایداری و رفتار غیرخطی بالانسر اتوماتیک ساچمه‌ای با روش مقیاس‌های چندگانه}, abstract_fa ={نامیزانی دورانی ماشین‌های دوار می‌تواند باعث عملکرد غیرعادی و خرابی دستگاه گردد، بنابراین بایستی علل نامیزانی مطالعه و مقدار آن اندازه‌گیری و برطرف شود. در سیستم‌هایی که نامیزانی دورانی ناشی از خروج از مرکزی جرم از مرکز هندسی وجود دارد، ارتعاشات خود تحریک ایجاد می‌شود. استفاده از بالانسر دینامیکی اتوماتیک ساچمه‌ای یکی از روش‌های مورد استفاده برای کنترل و رفع نابالانسی می‌باشد. در تحقیقات پیشین، مطالعات گسترده‌ای در زمینه رفتار دینامیکی و پایداری اتوبالانسر ساچمه‌ای انجام شده است. در این تحقیقات عموماً از روش‌های عددی برای بدست آوردن پاسخ سیستم استفاده گردیده و از روش‌های اغتشاشات، تنها برای بررسی پایداری استفاده شده است. در مقاله حاضر به علت مزایای متعدد تحلیل پاسخ با روش‌های نیمه تحلیلی، برای اولین بار روش مقیاس‌های چندگانه برای به دست آوردن پاسخ دینامیکی و بررسی پایداری روتور نابالانس مجهز به بالانسر اتوماتیک ساچمه‌ای بکار رفته است. بدین منظور ابتدا معادلات غیرخطی سیستم با استفاده از معادلات لاگرانژ استخراج شده، سپس پایداری و پاسخ سیستم با روش‌ مقیاس‌های چندگانه با در نظر گرفتن یک جمله و دو جمله از تقریب به دست آمده ‌است. برای صحه سنجی نتایج، پاسخ به دست آمده از روش مقیاس‌های چندگانه با روش عددی رانگ-کوتا مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که پاسخ به دست آمده با دو جمله از تقریب در روش مقیاس‌های چندگانه کاملاً با نتایج حاصل از روش عددی منطبق است. همچنین محدوده‌ی پایداری به دست آمده با روش مقیاس‌های چندگانه و مقایسه نتایج حاصل با روش اول لیاپانوف، حاکی از صحت و دقت روش مقیاس‌های چندگانه می‌باشد.}, keywords_fa = {بالانسر اتوماتیک ساچمه‌ای,پاسخ دینامیکی,پایداری,روش مقیاس‌های چندگانه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11808-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11808-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {BandarSaheby, Eman and Olyaei, Ghader and Kebriaee, Azadeh}, title = {Design and numerical analysis of Mach 3.0 inlet}, abstract ={Planar inlet concepts play an important role in the design of supersonic propulsion systems. The inlet reduces the speed of supersonic flow by the oblique shock wave or an array of oblique shock waves and a final normal shock provides the subsonic flow after the throat of the diffuser. In this paper, a design method of Mach 3.0 supersonic multi-ramp inlet is explained, the geometry is designed and simulated by the numerical solver. Designing the inlets for the high supersonic Mach range, between 3 and 5 is very challenging because of the viscosity interactions and the related effects on the propulsive efficiency. The considered inlet in this study is a mixed system which provides the required compression by the combination of the three external ramps and a subsonic diffuser. A computational code calculated the optimum dimensions numerically and a second order CFD solver has simulated the inlet operations by the accuracy of 10E-05. In addition to aerodynamic performance, Advantages and problems of such a combination, development of boundary layer and its interactions with the normal shock and performance of bleeding mechanism are simulated and studied. Finally, this paper presents compact details of design, simulation and viscosity effect of mixed compression surface.}, Keywords = {Supersonic mix compression system,multiramp inlet,Airbreathing propulsion,numerical simulation,boundary layer effects}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {199-208}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی و تحلیل عددی دهانه ورودی مافوق صوت ماخ 3.0}, abstract_fa ={دهانه‌های ورودی با ساختارهای پایه دو بعدی، بخش لاینفکی از طراحی سامانه‌های رانشی مافوق صوت را به خود اختصاص می‌دهند. در تمامی موتورهای هواتنفسی مافوق صوتِ عملیاتی، دهانه ورودی با استفاده از شوک مایل یا چیدمانی از شوک‌های مایل متوالی سرعتِ جریان مافوق صوت دریافتی را کاهش داده و در نهایت شوک نرمال مستقر در گلوگاه جریان به زیر صوت می‌رساند. در این مقاله، روش عددی به منظور طراحی دهانه ورودی مافوق صوت، برای پرواز در ماخ 3.0 بیان، هندسه دهانه ورودی طراحی و در نهایت توسط حل کننده عددی شبیه‌سازی شده است. طراحی دهانه ورودی در محدوده ماخ 3 تا 5 بسیار چالشی است زیرا اثرات ویسکوزیته بر عملکرد رانشی سامانه بسیار محسوس است. دهانه مذکور از نوع تراکم مرکب بوده که با استفاده از ترکیب سه شیب خارجی و دیفیوزر مادون صوت، فشار استاتیک مورد نیاز را تولید می‌کند. ابعاد دهانه و زوایای بهینه برای بخش تراکم رانشی با استفاده از کد طراحی بدست آمده و صحت طراحی توسط شبیه‌سازی دقیق عددی مرتبه 2 با دقت همگرایی 10E-05 اثبات شده است. علاوه بر شبیه‌سازی کارآیی آیرودینامیکی، مزایا و نواقص اصلی چنین ترکیبی، رشد و توسعه لایه‌مرزی در روی شیب‌ها و در طول مجرای دهانه ورودی و برهمکنش آن با شوک نرمال و همچنین مدل‌سازی اثر مکانیزم مکش در گلوگاه به منظور کنترل اثرات لایه کم انرژی جریان، مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت این مقاله ساختاری منسجم از طراحی و شبیه سازی و بررسی اثرات ویسکوزیته در دهانه ورودی مرکب را ارائه کرده است.}, keywords_fa = {دهانه ورودی مافوق صوت,تراکم خارجی,مدل‌سازی عددی جریان مافوق صوت,برهمکنش شوک و لایه‌مرزی,مدل‌سازی لایه‌مرزی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4473-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4473-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Nosratolahi, Mehran and AdibGhapanvary, Mohamm}, title = {Gliding parachute platform design optimization with performance & stability Constraints}, abstract ={In this paper conceptual design and optimization of gliding parachute configuration are discussed. To this end, a design cycle is planned for conceptual design procedure and an optimization-based design approach are established to provide an integrated design algorithm for gliding parachute platforms. The optimization problem is formulated with a cost minimization approach which is constrained by static stability and safe landing velocity as design criteria. The parachute configuration is defined with minimum required parameters and aerodynamics, stability and performance characteristics are provided based on a semi-analytical approach. Hence, a computational software is incorporated with theoretical approximations to provide the required disciplinary data flow in the design cycle.The significant design parameters are verified by available wind tunnel test data.Optimization problem is solved using genetic algorithm method whereas constraints are handled by penalty function approach.Trim points are obtained like an all-at-once approach through a simultaneous analysis and design algorithm. Finally, as a case study,optimized configuration is achieved for a real gliding parachute. Results show a fair estimation of parachute characteristics along with the reduction in manufacturing cost for new configuration up to 25%.}, Keywords = {Gliding parachute,Optimization,Safe landing,Performance,stability}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {209-216}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طراحی بهینه پلتفرم چتر سرشی مقید با عملکرد و پایداری}, abstract_fa ={در مقاله حاضر به طراحی مفهومی و بهینه سازی پیکربندی چتر سرشیبرای محموله سبک پرداخته شده است. از آنجا که به دلیل کاربرد خاص چترهای سرشی، الگوریتم طراحی مدون و یا رویکرد مبتنیبر بهینه‌سازی برای طراحی پلتفرم چترهای سرشی موجود نیست، لذا در این مقاله به ارائه الگوریتم طراحی و بهینه سازی پلتفرم چترهای مذکور پرداخته شده است. بدین منظور، روابط مورد نیاز جهت پارامتری نمودن پیکربندی با حداقل پارامترها و محاسبه مشخصه های عملکردی ارائه شده اند و علاوه بر تدوین روند طراحی مفهومی و ملزومات اولیه در نهایت با محوریت 3 موضوع آیرودینامیک، عملکرد و پایداری بهینه سازی پلتفرم با رویکرد کمترین پارچه و طناب تعلیقمورد استفاده یا به عبارتی هزینه کل ساخت چتر انجام گرفته است. در این راستا، مسئله بهینه سازی با پایداری استاتیکی و سرعت ایمن فرود به عنوان معیار طراحی مقید شده است. با توجه به وجود نرم افزار عددی واسط برای محاسبه مشخصه های آیرودینامیکی، از روش الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی بهره برده شده و قیود با استفاده از روش تابع جریمه کنترل شده‌اند. رویه طراحی با مشخصات یک چتر تست شده در تونل باد، صحت سنجی گردیده و سپس پیکربندی چتر بهینه شده است. نتایج حاکی از دقت مناسب در تخمین مشخصه های چتر می‌باشند، بنابراین می‌توان گفتدر پلتفرم بهینه تا 25% هزینه مواد جهت ساخت کاهش می‌یابد.}, keywords_fa = {چتر سرشی,بهینه سازی,فرودایمن,عملکرد,پایداری}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3665-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3665-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Fouladi, Sajad and Abbasi, Mahmoud and Givi, Mohamm}, title = {Friction stir vibration welding and study about the effects of its parameters on microstructure and mechanical properties of Al5052 joint}, abstract ={Friction stir welding (FSW) is a solid-state joining process that leads to several advantages over fusion welding methods as problems associated with cooling from the liquid phase are avoided. In the current research, a new method is presented to improve the microstructure and mechanical properties of joint obtained using FSW. In this method, the joining workpieces are vibrated during FSW. The joining workpieces are fixed on fixture in a butt position and the fixture is vibrated mechanically normal to weld line through camshaft mechanism. The new method is described as friction stir vibration welding (FSVW) process. Microstructure and mechanical properties of welded specimens using FSW and FSVW processes are compared. The results show that weld region grain size of FSV welded specimen is lower than that in specimen welded by FSW for about 30% and the ultimate tensile strength of joint obtained using the former process is higher than that relating to the latter one for about 12%. This is attributed to more generation of dislocations and correspondingly enhanced dynamic recrystallization as vibration is applied. The results also indicate that the weld region grain size of FSV welded specimen increases and mechanical properties of joint decrease as tool rotation speed increases and traverse speed decreases. This is related to temperature increase during FSVW. It is concluded that FSVW is a proper candidate for FSW and its application is recommended for industries.}, Keywords = {Friction stir vibration welding,Microstructure,mechanical properties}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {217-224}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی و بررسی اثر پارامترهای این فرآیند بر ریزساختار و خواص مکانیکی جوش در آلیاژ آلومینیوم 5052}, abstract_fa ={"جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی" یک فرآیند جوشکاری حالت جامد است که مزایای متنوعی نسبت به جوشکاری حالت ذوبی دارد. در این فرآیند، مشکلات ناشی از سرد شدن فاز مذاب وجود ندارد. در این تحقیق، یک روش جدید به منظور بهسازی میکروساختار و خواص مکانیکی جوش اصطکاکی اغتشاشی ارائه می‌شود. در این روش، قطعات جوش شونده در حین جوشکاری ارتعاش می‌یابند. قطعات اتصال یابنده در موقعیت لب به لب، بر روی نگهدارنده محکم شده و نگهدارنده از طریق مکانیزم میل‌لنگی در راستای عمود بر خط جوش مرتعش می‌شود. روش ارائه شده تحت عنوان "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی" توصیف می‌شود. میکروساختار و خواص مکانیکی قطعات جوش‌شونده توسط دو روش "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی" و "اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی" با یکدیگر مقایسه می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که اندازه دانه ناحیه جوش قطعه "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی شده" در حدود 30% کوچکتر از مقدار آن در قطعه "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شده" است و استحکام نهایی کشش، اتصال اولی در حدود 12% بالاتر از مقدار آن در اتصال دومی است. این موضوع به تولید نابجایی‌‌های بیشتر و در نتیجه تبلور مجدد بیشتر در حضور ارتعاش نسبت داده می‌شود. نتایج همچنین دلالت می‌کند که اندازه دانه ناحیه جوش قطعه "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی شده" با افزیش سرعت چرخش و کاهش سرعت طولی ابزار، افزایش و خواص مکانیکی کاهش می‌یابد. این موضوع به افزایش دما در حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی نسبت داده می‌شود. نتیجه گرفته می‌شود که "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی" جایگزینی مناسب برای "جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی" است و استفاده از آن برای صنایع توصیه می‌شود.}, keywords_fa = {جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارتعاشی,میکروساختار,خواص مکانیکی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4433-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4433-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Salimi, Mohsen and Amidpour, Maji}, title = {Total site cogeneration and desalination system integration assessment using R-curve}, abstract ={In this study, the integration of multi-effect desalination (MED) system with cogeneration of heat and power system has been considered. Low-pressure steam in two case studies has been utilized as the motive steam of MED system. R-curve is a powerful tool that can be used to identify fuel utilization amount in different operation points of the cogeneration system. R-curve explains utility system operation improvement procedure without capital cost. By deploying and development of the R-curve concept, the freshwater demand of the total site and total annual cost of the site have been evaluated. These curves can be used as a tool to improve the operation and economic parameters in every operating point of cogeneration system and present comprehensive view about the improvement of utility system operation condition at each operating point. For the first time, R-curve has been used to identify the impact of cogeneration system integration with a thermal desalination system on the cogeneration system operating point. The performance of the cogeneration system can be either enhanced or impaired by integration of desalination system. As demonstrated in a case study, integration of 2.2 MW MED system can either provide 52.765 MW energy saving or deprive 30.257 MW fuel energy based on the operating state of the cogeneration system before and after integration.}, Keywords = {Integration,R-curve,Total Site,Desalination,Total Annual Cost}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {225-236}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی یکپارچه‌سازی سیستم آب‌شیرین‌سازی چندمرحله‌ای با سیستم تولید همزمان توان و حرارت با به کارگیری منحنی نسبت}, abstract_fa ={در این مطالعه، یکپارچه‌سازی واحد آب‌شیرین‌سازی چند‌مرحله‌ای با سیستم تولید همزمان توان و حرارت مورد ارزیابی قرار گرفته است. بخار کم‌فشار در دو مطالعه موردی به عنوان بخار محرک برای سیستم آب‌شیرین‌کن استفاده شده است. منحنی نسبت ، ابزار ترسیمی نیرومندی است که با به کارگیری آن می‌توان میزان استفاده از سوخت را در نقاط مختلف بهره‌برداری سیستم تولید همزمان، شناسائی کرد. منحنی نسبت نحوه بهینه بهره‌برداری سیستم یوتیلیتی را بدون هزینه سرمایه‌ای بیان می‌کند. با به کارگیری و توسعه مفهوم منحنی نسبت، هدفگذاری تقاضای آب خالص و هزینه کلی سالیانه مجموعه سایت، مورد بررسی قرار گرفته است. از این منحنی‌ها به عنوان ابزاری برای بهبود بهره‌برداری و بهبود پارامترهای اقتصادی در هر نقطه بهره‌برداری در سایت استفاده شده است و این روش دیدی جامع در ارتباط با بهبود عملکرد سیستم یوتیلیتی و هزینه آن در هر نقطه بهره‌برداری فراهم ساخته است. برای اولین بار، از منحنی نسبت جهت شناسائی تاثیر یکپارچه‌سازی سیستم تولید همزمان با آب‌شیرین‌کن حرارتی در تغییر نقطه بهر‌ه‌برداری سیستم تولید همزمان استفاده شده است. این موضوع مورد بررسی قرار گرفته است که آیا یکپارچه‌سازی با سیستم آب‌شیرین‌کن که منجر به تغییر نقطه بهره-برداری می‌شود به لحاظ اقتصادی منطقی است یا نه. در یک مطالعه موردی نشان داده شده است که یکپارچه‌سازی آب شیرین‌کن با حرارت مورد نیاز 2.2 مگاوات می‌تواند موجب افزایش مصرف سوخت سیستم تولید همزمان در سال به میزان 30.257 مگاوات و کاهش آن به میزان 52.765 مگاوات بر اساس نقطه بهره‌برداری قبل و بعد از یکپارچه‌سازی در سیستم تولید همزمان شود.}, keywords_fa = {یکپارچه‌سازی,منحنی نسبت,مجموعه سایت,آب‌شیرین‌سازی,هزینه کلی سالیانه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9142-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9142-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Ebrahimi, Saeed and Ghodsi, Mohammad Hadi and Rafeeyan, Mansoor}, title = {Dynamic Modeling and Experimental Evaluation of the Power Loss of a Rotating System with the Angular Misalignment and Unbalancing Faults}, abstract ={The problem of power loss in rotating machinery subjected to the angular misalignment and unbalancing faults are of great importance in relevant industries. Therefore, in this study, evaluation of the power loss and bearing forces of a typical coupling-disk-shaft system with angular misalignment and unbalancing faults is conducted using a novel approach based on the multibody dynamics. In this concern, the flexible coupling is modeled by linear and torsional spring-damper elements. After introducing the model, the kinematic constraints as well as the general form of Euler-Lagrange equations of motion are expressed. Then, the generalized forces are derived in detail. The equations of motion are then solved numerically by the 5th order Runge-Kutta method to evaluate the system power loss. In addition, the effect of angular misalignment and unbalancing faults on the disk displacements as well as the bearing forces are discussed. In the next part of this study, the theoretical results of the power loss are verified experimentally on a faulty simulator system. For measuring the power consumption, a digital power analyzer is used. The results of this research highlight clearly how the power loss is affected by increasing the amount of the system rotational velocity, the angle of misalignment, and the unbalance mass.}, Keywords = {Power loss,Unbalance mass,Angular misalignment,Bearing forces}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {237-246}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدل سازی دینامیکی و تحلیل آزمایشگاهی اتلاف توان در یک سیستم دوار با عیوب ناهمراستایی زاویه‌ای و نابالانسی}, abstract_fa ={‌ مسأله اتلاف انرژی در ماشین آلات دوار به دلیل وجود عیوب ناهمراستایی و نابالانسی یکی از مهمترین مسایل در صنایع مرتبط به شمار می‌رود. لذا در این پژوهش، ابتدا با مدل-سازی قسمت‌های مختلف یک سیستم دوار دیسک-محور- کوپلینگ با کوپلینگ انعطاف‌پذیر با استفاده از روشی نوین مبتنی بر دینامیک محاسباتی، میزان اتلاف توان در صورت وجود هر دو عیب ناهمراستایی زاویه‌ای و نابالانسی تعیین می‌گردد. برای این منظور، از المان‌های فنر-میراکننده خطی و پیچشی برای مدل‌سازی کوپلینگ انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود. پس از معرفی سیستم مورد نظر، ابتدا معادلات قیود سینماتیکی نوشته می‌شوند و سپس فرم کلی معادلات حرکت بر اساس روش اویلر-لاگرانژ بدست می‌آیند. در ادامه، به تفصیل مراحل استخراج نیروهای تعمیم یافته بیان می‌شود. پس از استخراج روابط حاکم بر مسأله و حل عددی آن‌ها با استفاده از روش رانگ‌کوتای مرتبه پنج، توان اتلافی سیستم معیوب محاسبه می‌گردد. همچنین، تأثیر افزایش نابالانسی و ناهمراستایی زاویه‌ای بر جابجایی مرکز دیسک و نیروهای وارد بر تکیه‌گاه مورد بررسی قرار می‌گیرد. در بخش بعدی این پژوهش، جهت صحت سنجی نتایج تئوری با انجام مجموعه‌ای از آزمایش‌های عملی بر روی سیستم شبیه‌ساز عیوب و محاسبه توان مصرفی دستگاه، میزان توان اتلافی به صورت تجربی محاسبه می‌شود. برای این منظور، از تحلیل‌گر توان دیجیتال که بر سر راه دستگاه قرار می‌گیرد، استفاده می‌شود. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، ارتباط افزایش توان اتلافی در اثر افزایش پارامترهایی نظیر سرعت، ناهمراستایی زاویه‌ای و نابالانسی به وضوح مشاهده می‌شود.}, keywords_fa = {توان اتلافی,نابالانسی,ناهمراستایی زاویه‌ای,نیروهای تکیه‌گاهی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1311-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1311-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {SafikhaniNasim, Mohsen and Etemadi, Ehs}, title = {Analysis of effective parameters of auxetic composite structure made with multilayer orthogonal reinforcement by finite element method}, abstract ={In this paper, the behavior of a new type of auxetic composite (composite with negative Poisson’s ratio) consisted of polyester fibers and ABS tubes as reinforcement as well as polyurethane foam as matrix was investigated by finite element method. Furthermore, the effect of negative Poisson’s ratio and mechanical properties of auxetic composite under quasi-static pressure were analyzed and the results were compared with the published experimental works. Good agreements were found between the results. Considering stress-strain diagram, it is concluded that this type of composite can operate as a damping material due to the specific properties such as high shear strength, indentation strength toughness. So, the foresaid properties make them a great choice with high potential application in various industries. Also, the ways to get the effective parameters to achieve more negative Poisson’s ratio were investigated. The parameters include the foam density as well as material, diameter and distances between ABS tubes. The results show that with decreasing foam density and decreasing distances between ABS tubes, the negative Poisson’s ratio increases at first to reach the critical value and then decreases.}, Keywords = {Negative Poisson’s ratio,finite element method,Multilayer orthogonal composite,Auxetic structure,Quasi-static loading}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {247-254}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل پارامترهای مؤثر در ساختار کامپوزیت آکستیک تقویت‌شده چندلایه‌ای متعامد به روش المان محدود}, abstract_fa ={در این مقاله، با استفاده از روش المان محدود، رفتار نوع جدیدی از کامپوزیت آکستیک (کامپوزیت با ضریب پواسون منفی) که از الیاف پلی‌استر ولوله‌های ABS به‌عنوان تقویت‌کننده و فوم پلی‌اورتان به‌عنوان ماتریس، تشکیل‌شده است، موردبررسی قرارگرفته شده است. همچنین، اثرات ضریب پواسون منفی و رفتار مکانیکی کامپوزیت آکستیک تحت‌فشار شبه‌استاتیک بررسی و با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. توافق خوبی بین نتایج وجود دارد. از نمودار تنش برحسب کرنش، نتیجه‌گیری می‌شود که رفتار این نوع کامپوزیت در کرنش‌های بالاتر همانند مواد میرا کننده عمل می‌کند؛ و با توجه به خواص خاص کامپوزیت آکستیک، ازجمله مقاومت برشی بالا و مقاومت در برابر فرورفتگی و چقرمگی شکست، پتانسیل کاربردی بالا در صنایع مختلف دارد. در این تحقیق پارامترهای مؤثر دررسیدن به ضریب پواسون منفی بیشتر کامپوزیت آکستیک موردبررسی قرارگرفته شده است. این پارامترها، شامل چگالی فوم، جنس و قطر لوله‌های ABS، فاصله بین لوله‌های ABS می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که کاهش چگالی فوم و کاهش فاصله بین لوله‌های ABS در ابتدا، تا رسیدن به یک مقدار بحرانی سبب افزایش ضریب پواسون منفی شده و سپس کاهش پیدا می‌کند.}, keywords_fa = {ضریب پواسون منفی,روش المان محدود,کامپوزیت چندلایه‌ای متعامد,ساختار آکستیک,بارگذاری شبه استاتیک}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9635-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9635-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Gheisarieh, Nastran and Atai, Ali Asghar and ShariatPanahi, Masou}, title = {Topology, shape and size optimization of 3 D tensegrity structures with specified number of members under external loads}, abstract ={“Tensegrity” refers to a class of discrete structures with two force members (bars and cables) wherein bars only take tensile loads and cables only take compressive loads. The pre stressed members are interconnected so as to form a self equilibrium structure. Compared to a truss supporting the same external loading, a tensegrity structure has fewer members and could weigh less. Determining the stable topology (member connectivities), form (node coordinates) and size (cross sectional areas of members) of a tensegrity structure for weight minimization is a challenging task, as the governing equations are nonlinear and the conventional matrix analysis methods cannot be used. This article addresses the weight minimization of a class one tensegrity structure with a given number of bars and cables, anchored at certain nodes and supporting given load(s) at certain node(s). Member connectivities and their cross sectional areas and force densities are taken as design variables, whereas the members’ strength and buckling requirements and maximum nodal displacements constitute the constraints, along with the coordinates of the floating nodes to make the structure symmetric. Constraints are evaluated through the nonlinear shape design of the self equilibrium structure and the linear analysis of the loaded structure, assuming small displacements. Using a novel approach, optimization is simultaneously performed in multiple promising areas of the solution space, resulting in multiple, optimum solutions. The diversity of the solutions is demonstrated by applying the proposed approach to a number of structural design problem.}, Keywords = {Tensegrity structures,Force density method,Form-finding,Optimization}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {255-266}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهینه‌سازی توپولوژی، شکل و ابعاد سازه‌های کش‌بستی با تعداد عضو مشخص تحت بارگذاری خارجی}, abstract_fa ={سازه‌های کش‌بستی، سازه‌های گسسته با اعضای دونیرویی هستند که علاوه بر کاربردهای معماری، به عنوان یک سازه باربر نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند. از آن‌جا که در این سازه‌ها کابل‌ها فقط کشش و میله‌ها فقط فشار را تحمل می‌کنند، با داشتن اعضای کمتر در مقایسه با خرپاها و پیش‌تنیدگی در هنگام برپا شدن، ساختار خود متعادلی را ایجاد می‌نمایند که هم می‌توانند بارگذاری خارجی را تحمل کنند و هم بالقوه جرم کمتری در مقایسه با خرپا‌ها دارا باشند. تعیین چیدمان پایدار سازه‌های کش‌بستی (توپولوژی)، موقعیت گره‌های آنها (شکل) و ابعاد مقطع این سازه‌ها (تعیین اندازه) به منظور بهینه‌سازی جرم سازه، با چالش زیادی همراه است چرا که تحلیل این سازه‌ها به صورت ماتریسی ممکن نیست و معادلات حاکم غیر‌خطی هستند. در این مقاله، با در نظر گرفتن سازه‌ی کش‌بستی از کلاس یک با تعداد مشخصی کابل و میله، با تکیه‌گاه مشخص برای تحمل بار معلوم در گره‌های معین، جرم سازه بهینه می‌شود. متغیرهای طراحی شامل نحوه‌ی اتصال اعضا، و چگالی نیرویی و سطح مقطع آن‌ها، و قیود مسئله شامل استحکام اعضا، کمانش میله‌ها و حداکثر جابجایی گرهی، و مختصات گره‌های شناور برای ایجاد تقارن است. قیود مسئله با فرایند غیر‌خطی شکل‌یابی ساختار خود متعادل پیش‌تنیده، و تحلیل خطی سازه بارگذاری شده با فرض جابجایی‌های کوچک ارزیابی می‌شوند. در یک گام ابتکاری، بهینه‌سازی به طور همزمان در مناطق مختلفی از فضای جواب، که بالقوه ارزشمند هستند صورت می‌گیرد و پاسخ‌های متنوعی پدید می‌آیند. تنوع سازه‌های بهینه در نتایج ارائه شده مشاهده می‌شود.}, keywords_fa = {سازه‌های کش‌بستی,روش چگالی نیرویی,شکل‌یابی,بهینه‌سازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-266-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-266-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {NejatPishkenari, Hossein and Delafrouz, Poury}, title = {Development of Coarse-Graining Methods for Modeling of Silicon Nanostructures}, abstract ={With the rapid progress of nanotechnology, application of nano-scale materials has been extensively increased. Due to increase of surface effects at small sizes, the classical theories are not capable of modeling nano-scale systems. On the other hand, more accurate methods at small sizes are based on the quantum and atomistic models which are too time consuming, and hence using these methods is limited to very small sizes for a short period of time. In this research coarse-graining models for accelerating molecular dynamics simulations for the analysis of silicon structures are proposed. In this technique, after assigning a proper map between beads of the coarse-grained model and atoms of the main structure, the system parameters are modified in a scheme that the original model and the coarse-grained models have the same physical properties. By using various static and dynamic simulations and evaluating the size effect, the accuracy and speed of the proposed model is examined. The error of this CG model for investigating the Young modulus, longitudinal and transversal vibration is less than 5 percent, while it is about 8 times faster than AA model.}, Keywords = {Accelerated Molecular Dynamics,Coarse-Graining Model,Silicon Structures,Stillinger-Weber Potential}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {267-276}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه چند روش درشت دانه دینامیک مولکولی جهت مدلسازی نانوساختارهای سیلیکونی}, abstract_fa ={با توجه به پیشرفت سریع نانوتکنولوژی، کاربرد مواد در ابعاد نانو نیز به شدت افزایش پیدا کرده است. به دلیل افزایش اثرات سطح در اندازه‌های کوچک تئوری‌های کلاسیک توانایی مدل‌سازی سیستم‌های ابعاد نانو را ندارند. از طرف دیگر، روش‌های دقیق در اندازه‌های کوچک که بر مبنای کوانتوم و مدل‌سازی اتمی هستند، بسیار زمان‌بر بوده و در نتیجه استفاده از آن‌ها به اندازه‌های خیلی کوچک و بازه زمانی شبیه‌سازی کوتاه محدود می‌شود. در این تحقیق روش‌های درشت‌دانه برای شتاب دادن به شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی برای بررسی ساختارهای سیلیکونی ارائه گردیده است. در این روش، پس از اعمال کردن نگاشت مناسب بین دانه‌های مدل درشت‌دانه و اتم‌های ساختار اصلی، پارامترهای سیستم به گونه‌ای تغییر می‌یابد که خواص فیزیکی مدل درشت‌دانه و تمام اتم یکسان باشد. با استفاده از شبیه‌سازی‌های استاتیکی و دینامیکی مختلف و بررسی اثر اندازه، سرعت و دقت مدل‌ها بررسی می‌گردد. خطای مدل درشت‌دانه ارائه برای محاسبه مدول یانگ، ارتعاشات طولی و عرضی کمتر از 5 درصد است، در حالی که این روش در حدود 8 برابر سریع‌تر است.}, keywords_fa = {دینامیک مولکولی تسریع شده,روش درشت‌دانه,ساختارهای سیلیکونی,پتانسیل استلینگر وبر}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6183-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6183-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Saeedan, Mohammad and Saeedi, Mohammad Hassan and Fajri, Hamid Rez}, title = {Numerical evaluation of engine performance and emission characteristics of rapeseed oil and its blends in diesel engines}, abstract ={In this study, a numerical investigation of using Rapeseed Oil in National Diesel Engine has been developed and validated against the experimental data. By using validated model, the effect of injection timing, exhaust gas recirculation and initial pressure on performance and emissions of this engine with three different range of using diesel and biodiesel fuels have been investigated. Biodiesel fuel has two significant characteristics, existing Oxygen Atom in its structure and low lower heating value comparing diesel fuel. The results show by increasing biodiesel fuel, better combustion process has been achieved and consequently, increasing in thermal efficiency and reducing carbon monoxide emission have been observed. Because of different characteristics of biodiesel fuel, increasing and decreasing in the amount of this fuel can effect differently on engine power and producing nitrogen oxide emission.}, Keywords = {Diesel engine,Biofuel,Rapeseed oil,Nitrogen oxide}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {277-284}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی احتراق سوخت زیستی به دست آمده از روغن کلزا بر عملکرد و آلاینده های خروجی موتور دیزل}, abstract_fa ={در این مقاله احتراق سوخت زیستی به دست آمده از روغن کلزا در موتور دیزل ملی به صورت عددی بررسی و با استفاده از مدل صحه گذاری شده، تاثیر زمان بندی پاشش، بازگردانی گازهای خروجی و افزایش فشار پرخوران بر عملکرد و آلاینده های خروجی موتور بررسی شد. در این پژوهش از سه سوخت دیزل خالص، سوخت زیستی خالص و ترکیب 50درصد سوخت زیستی و 50درصد سوخت دیزل استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که افزایش درصد سوخت زیستی موجب کامل تر شدن احتراق شده و درنتیجه بازده حرارتی را افزایش و آلاینده مونوکسید کربن را کاهش می دهد. سوخت زیستی در ساختار خود دارای اتم اکسیژن است ولی ارزش حرارتی کمتری نسبت به سوخت دیزل دارد و این دو مشخصه سوخت زیستی باعث می شود که در حالات مختلف عملکردی موتور، افزایش درصد سوخت زیستی تاثیر متفاوتی بر توان تولیدی و آلاینده اکسید نیترات داشته باشد و در بعضی حالات موجب کاهش و یا افزایش این دو پارامتر خروجی موتور شود.}, keywords_fa = {موتور دیزل,سوخت زیستی,روغن کلزا,دوده,آلاینده های اکسید نیترات}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9745-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9745-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Sadeghi, Mehdi and Zolfaghari, Abbas and Baseri, Hami}, title = {An experimental and simulation study of flow balance in multi-cavity plastic injection molds}, abstract ={The main concern in designing of multi-cavity molds is flow balance between cavities. Any departure in flow balancing of the cavities can resulte difficulties in processing and quality of injected parts. In this paper, flow balance in a two-cavity plastic injection mold with different sizes (or called family-cavity mold) was investigated. Moldflow software was implemented to predict the filling phase through the cavities. Diameters of runners related to each cavity were adjusted to attain a balanced flow. Evaluating the flow balance was conducted by injection molding as short-shot and measuring the weight of each cavity. A high density polyethylene (HDPE) was applied as plastic material in this research. Good agreement was observed between experimental and simulation results. Moreover, in this paper one of the runners could be resized while injection molding via an insert located in the mold. The effect of flow balance on the tensile properties of the injection molded specimens was investigated. The results indicated that the parts obtained from the balanced mold exhibit a higher tensile strength and elongation at break up to 14% and 18%, respectively. The dimensions of injected parts were measured. It was found that there are not any differences between the shrinkage of specimens obtained by balanced and unbalanced mold.}, Keywords = {Multi-cavity mold,Runner,Flow balance,Short shot,Tensile test}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {285-289}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه شبیه سازی و تجربی بالانس جریان در قالب های تزریق پلاستیک چند حفره ای}, abstract_fa ={مسئله مهم در طراحی قالبهای چند حفره ای، بالانس جریان بین حفره ها است. هر انحراف در پر شدن نابالانس حفره ها مشکلاتی را در فرآیند تزریق و کیفیت قطعات تزریق پلاستیک ایجاد می کند. در این مقاله، بالانس جریان در یک قالب تزریق پلاستیک دو حفره ای با حجمهای نابرابر (به اصطلاح قالبهای خانوادگی معروف هستند) بررسی شده است. نرم افزار مولدفلو برای پیش بینی فاز پر شدن قالب بکار گرفته شد. قطرهای راهگاه های مربوط به هر حفره برای دست یابی به یک جریان بالانس تنظیم شد. بالانس جریان بوسیله قالبگیری تزریقی با شات کوتاه و اندازه گیری وزن هر حفره ارزیابی شد. پلی اتیلن سنگین بعنوان ماده پلاستیکی در این تحقیق استفاده شد. نتایج نشان داد که انطباق خوبی بین شبیه سازی و تجربی وجود دارد. همچنین، در این مقاله قطر یکی از راهگاه ها در حین قالبگیری تزریقی می تواند بوسیله قرار گیری یک اینزرت در راهگاه مورد نظر تغییر یابد. اثر بالانس جریان روی خواص کششی قطعات تزریق شده بررسی شد. نتایج آزمون کششی نشان داد که قطعات به دست آمده از قالب بالانس استحکام کششی و تغییر طول تا نقطه شکست بالاتری به ترتیب %14 و %18 نسبت به قالب نابالانس دارند. اندازه های قطعات تزریق شده اندازه گیری شد. این نتیجه به دست آمد که اختلافی بین انقباض نمونه های به دست آمده از قالب بالانس و نابالانس مشاهده نشد.}, keywords_fa = {قالب چند حفره ای,راهگاه,بالانس جریان,شات کوتاه,آزمون کشش}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3264-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3264-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Moghaddam, Hamidreza and Mojallali, Hame}, title = {Robust control of anti-lock braking system using optimized fast terminal sliding mode controller}, abstract ={The anti-lock braking system is one of the main factors to make safety in designing vehicles. The brake pressure control and desired slip tracking through severe braking cause safety in vehicles. Because of uncertainty in parameters and sever nonlinear factors, robust controller designing is suitable for this system. In this paper the types of sliding mode controller have been used to achieve a vehicle desired slip and its stop. Sliding surface and terminal attractions will be analyzed in all of the designed controllers. Also a new structure with high terminal attraction have been for the fast terminal sliding mode controller (FTSMC). The proposed method has reduced tracking error as well. In this paper, the performance of this controller is compared with normal terminal sliding mode controller and fast terminal sliding mode. Also all design parameters are determined to decrease error ratio using particle swarm optimization (PSO) algorithm. This method is suitable for solving complex optimized solution based on certain cost function. Simulation results with using MATLAB software, present better performance of the suggested controller in comparison with normal and fast terminal sliding mode controller.}, Keywords = {Sliding mode controller,Terminal sliding mode controller,Fast terminal sliding mode controller,Anti-lock braking system}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {290-298}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {کنترل مقاوم سیستم ترمز ضدقفل خودرو با استفاده از مدلغزشی ترمینال سریع بهینه}, abstract_fa ={سیستم ترمز ضدقفل یکی از عوامل مهم ایجاد امنیت در طراحی خودروها می‌باشد. کنترل فشار ترمزی و ردیابی لغزش مطلوب در طول ترمزگیری‌های شدید باعث حفظ امنیت در خودروها می‌شود. به دلیل وجود عدم قطعیت در پارامترها و عوامل غیرخطی شدید، طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای این سیستم مناسب می‌باشد. در این مقاله از انواع کنترل‌کننده مدلغزشی به منظور دستیابی به لغزش مطلوب خودرو و توقف آن استفاده خواهد شد. سطح لغزشی و جاذبه ترمینالی در کلیه کنترل‌کننده‌های طراحی شده مورد تحلیل و بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین یک ساختار جدید با جاذبه ترمینالی بالا برای کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال سریع ارائه شده است. روش پیشنهادی خطای ردیابی را تا حد بسیار مطلوبی کاهش داده است. در این مقاله عملکرد این کنترل‌کننده با کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال معمولی و مدلغزشی ترمینال سریع مقایسه شده است. همچنین کلیه پارامترهای طراحی به منظور کاهش میزان خطا با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات بدست خواهد آمد. این روش برای حل مسائل بهینه‌سازی پیچیده بر مبنای تابع هزینه مشخص، بسیار مناسب می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار متلب، عملکرد بهتر کنترل‌کننده پیشنهادی نسبت به کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال معمولی و سریع را ارئه خواهد داد.}, keywords_fa = {کنترل‌کننده مدلغزشی,کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال,کنترل‌کننده مدلغزشی ترمینال سریع,سیستم ترمز ضدقفل}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3021-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-3021-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Zohoor, Mehdi and Mousavi, Seyed Meysam and AshrafiTafreshi, Ami}, title = {Study of electrohydraulic forming process by using experimental observations and numerical simulation with ALE method}, abstract ={Electrohydraulic forming (EHF) is a high velocity sheet metal forming process in which two or more electrodes are positioned in a water filled chamber and a high-voltage discharge between the electrodes generates a high-pressure to form the sheet. In this study extensive experimental tests were carried out to investigate the effect of different parameters (such as discharge energy, stand off distance and electrodes gap) on the maximum drawing depth and implicit on shock wave maximal pressure in electrohydraulic free forming. EHF is a complex phenomenon and experimental work alone is not sufficient to properly understand this process. To explain different aspects of the problem, Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulations coupled with fluid–structure interaction (FSI) algorithms that are available in the advanced finite element code LS-DYNA were used to the numerical simulation. In order to model the effect of the electrical discharge, two different approaches were implemented; explosive equivalent mass and energy leak. In the first approach, According to the similarity between explosion and electrical discharge in the water, electrical discharge energy was converted to equivalent TNT mass. In the second approach electrodes gap is replaced by a plasma channel and electrical discharge energy was leaked to it in a short amount of time which makes the channel expand and generate shock waves propagating toward the workpiece .Finally, it was found a good correlation between the experimental and simulation results.}, Keywords = {High velocity forming,Electrohydraulic process,numerical simulation,Arbitrary Lagrangian Eulerian}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {299-306}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی با استفاده از مشاهدات تجربی و شبیه‌سازی عددی به روش لاگرانژی- اویلری انتخابی}, abstract_fa ={شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی یک فرایند شکل‌دهی ورق فلزی با سرعت بالا می‌باشد که در آن دو (یا تعداد بیشتر) الکترود در محفظه‌ای پر از آب قرار دارند و تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا بین آنها، فشار بالائی جهت شکل‌دادن ورق ایجاد می‌کند. در این تحقیق جهت بررسی اثر پارامترهای مختلف (از جمله انرژی تخلیه، فاصله الکترودها از ورق و فاصله الکترودها از هم) بر روی عمق کشش حداکثر و (بطور ضمنی) فشار بیشینه موج شوک، آزمایش‌های تجربی گسترده‌ای انجام شد. شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی یک پدیده پیچیده می‌باشد و آزمایش‌های تجربی به تنهائی برای درک مناسب این فرایند، کافی نیست. برای توضیح جنبه‌های مختلف این موضوع از کوپل فرمولاسیون لاگرانژی- اویلری انتخابی با الگوریتم اندرکنش سیال و سازه که در نرم‌افزار ال‌اس‌داینا در دسترس است جهت شبیه‌سازی عددی آن استفاده شده است. جهت مدل کردن اثر تخلیه الکتریکی دو رویکرد متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است: جرم معادل ماده منفجره و تزریق انرژی. در رویکرد نخست، به‏‏لیل شباهت پدیده انفجار و تخلیه الکتریکی در آب، انرژی تخلیه الکتریکی به جرم معادل از ماده منفجره تی‌ان‌تی تبدیل شده است. در رویکرد دوم، فاصله بین الکترودها با یک کانال پلاسما جایگزین و انرژی تخلیه الکتریکی در یک زمان کوتاه درون آن ترزیق شده است که همین امر منجر به انبساط کانال و ایجاد موج شوک به سمت قطعه‌کار گردید. در نهایت، تطابق خوبی میان نتایج تجربی و شبیه‌سازی حاصل گردید.}, keywords_fa = {شکل‌دهی با سرعت بالا,فرایند الکتروهیدرولیکی,شبیه‌سازی عددی,لاگرانژی- اویلری انتخابی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1959-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1959-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Amiahmadi, Hesam and Beigzadeh, Borh}, title = {Numerical simulation of micro/nano magnetic particles movement in bloodstream considering interaction of particles}, abstract ={Controlling the path of drugs movement is one of the processes that can effectively help to treat a variety of diseases. For example, in chemotherapy, small fraction of drug is delivered to the cancer cells and other amounts cause destruction of healthy tissues of body, as a result, before destruction of tumors, the body will be destroyed. Hence we cannot remove tumors from body completely. If we are able to control the path of drugs, we could remove tumors with the least injury. One of the ways through which we can control the movement of the drugs is MDT. In this project, we inspect movement of magnetic particles in the blood and their interactions with consideration of constant magnetic field gradient. After governing its equations and presenting a good model for the forces between particles we simulate these processes in the fluent software. The model we used here is a vein with 8 mm diameter. The simulation was done over 8 cm length of the vein, and from the moment of injection. The base fluid is blood which is considered none-Newtonian fluid. Distribution of magnetic particles in the base fluid has been governed by multiphase approach. The simulation results show that residence time of drug in the presence of magnetic field, increases which in turn increases the possibility of drug absorption.}, Keywords = {Magnetic Drug Targeting,Micro/Nano Magnetic Particles,Multiphase Flow,Blood Stream}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {307-314}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه‌سازی حرکت ذرات مغناطیسی میکرو/نانو در جریان خون با در نظرگیری اثر برهمکنش بین ذرات}, abstract_fa ={کنترل مسیر حرکت دارو، ازجمله فرآیندهایی است که می‌تواند کمک شایانی به درمان بسیاری از بیماری‌ها کند. به‌عنوان نمونه در شیمی‌درمانی کسر ناچیزی از دارو به سلول‌های سرطانی می‌رسد و مابقی موجب اضمحلال بافت‌های سالم بدن می‌شود. درنتیجه پیش از نابودی تومور، بافت‌های بدن فرد تخریب خواهد شد. درنتیجه امکان پاک‌سازی کامل بدن از تومور وجود ندارد. اما درصورتی‌که بتوانیم مسیر حرکت دارو را به‌خوبی کنترل کنیم، می‌توانیم با حداقل آسیب به بدن، تومور را از بین ببریم. در این میان دارورسانی مغناطیسی ازجمله روش‌هایی است که به کمک آن می‌توان کنترل حرکت دارو را در دست گرفت. در این مقاله به بررسی حرکت ذرات مغناطیسی در خون با در نظر گرفتن برهمکنش بین ذرات و اعمال میدان مغناطیسی با گرادیان ثابت، پرداخته می‌شود و پس از ارائه معادلات حاکم بر آن، با ارائه‌ مدلی مناسب برای نیروهای بین ذرات، شبیه‌سازی این فرآیند به کمک نرم‌افزار فلوئنت انجام می‌شود. مدل مورد استفاده در این مقاله مربوط به رگی به قطر 8 میلیمتر است که شبیه‌سازی برای طول 8 سانتیمتر از آن و از لحظه تزریق انجام شده‌است. سیال بستر (خون) درنظر گرفته شده غیرنیوتونی و از نوع رقیقشونده با برش است. مساله توزیع ذرات مغناطیسی در این سیال بستر با رویکرد حل جریان چندفازی حل شده‌است. نتایج شبیه‌سازی حاکی از آن است که زمان ماند دارو در حضور میدان مغناطیسی افزایش یافته‌است که این خود باعث افزایش احتمال جذب دارو میگردد.}, keywords_fa = {دارورسانی مغناطیسی,میکرو/نانو ذرات مغناطیسی,جریان چندفازی,جریان خون}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5043-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5043-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Tehrani, Mohammad and Narimanzadeh, Nader and Masoumnezhad, Mojtab}, title = {The hybrid unscented /H∞ Kalman filter in state estimation of nonlinear problems}, abstract ={The early success in the 1960s of the Kalman filter in aerospace applications led to attempts to apply it to more common industrial applications in the 1970s. However, these attempts quickly made it clear that a serious mismatch existed between the underlying assumptions of Kalman filters and industrial state estimation problems. Accurate system models and statistical nature of the noise processes are not as readily available for industrial problems. In this paper, a novel method of combining two nonlinear unscented Kalman filter and "H" _∞ unscented Kalman filter is presented so that the results are a compromise between in addition of more reliability compared to that of two other filters. One characteristic of this filter is no need to linearize of the nonlinear problems and gives more suitable results than other two filters with non-Gaussian noise. Investigations show, when in a part of estimating the UKF is best and in the other part the UHF, the hybrid filter can give better results with present a compromise estimation. The variance analysis indicated that the filter is robust to statistical noise nature and a proper response can be found by changing its variable. Validation of results is performed by simulation of two nonlinear problems, free falling and inverted pendulum in mechanical engineering.}, Keywords = {Hybrid filter,UKF,"H" ∞,State Estimation}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {315-321}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارائه فیلتر دوگانه بی رد/ اچ بینهایت جهت تخمین حالت مسائل غیرخطی}, abstract_fa ={موفقیت‌های اولیه فیلتر کالمن در دهه 60 میلادی در کارهای فضایی منجر به تلاش در به‌کارگیری آن در کاربردهای صنعتی معمول در دهه 70 میلادی شد. این تلاش‌ها به‌سرعت مشخص کرد که یک دسته عدم تطابق‌ بین فرضیات فیلتر کالمن و مسائل تخمین حالت در صنعت وجود دارد. برای مسائل صنعتی مدل دقیق سیستم و ماهیت آماری نویز فرایند به‌راحتی در دسترس نمی‌باشد. در این مقاله روشی نوین برای ترکیب دو فیلتر غیرخطی کالمن بی‌رد (UKF) و فیلتر اچ‌بینهایت بی‌رد (H∞ F) برای غلبه بر این عدم شناخت ارائه شده است که جواب میانی بین دو فیلتر را ارائه می‌دهد و در مسائل مختلف قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به دو فیلتر دیگر دارد. از مشخصه‌های عملکردی این فیلتر بی‌نیازی از خطی سازی مسائل غیرخطی و حصول اطمینان از پاسخ مناسب‌تر نسبت به دو فیلتر دیگر با توجه به عدم شناخت ماهیت آماری نویز می‌باشد. بررسی‌ها نشان داد زمانی که در بخشی از تخمین فیلتر UKF و در بخشی دیگر فیلتر UHF بهتر عمل می‌کند، فیلتر دوگانه با ارائه یک تخمین بهینه می‌تواند نتایج بهتری ارائه کند. همچنین تحلیل واریانس مشخص کرد که فیلتر از مقاومت بالایی نسبت به ماهیت آماری نویز برخوردار است و به شکل مناسب می توان با تغییر متغیر آن جوابی مناسب یافت. صحت سنجی نتایج به کمک دو مسئله غیرخطی شبیه سازی سقوط آزاد و آونگ معکوس در حوزه مهندسی مکانیک بررسی شده است.}, keywords_fa = {فیلتر دوگانه,فیلتر بی رد,فیلتر اچ‌بینهایت,تخمین متغیرها}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7212-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7212-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {RamezaniParsa, Armin and EsalmiFarsani, Rez}, title = {Influence of pre strain shape memory alloy wire on impact properties of smart fibers metal composite}, abstract ={The fiber metal laminate composites a new generation of hybrid composites that have high strength to weight ratio. Good mechanical properties combining the properties of metals and fiber composites, led to the widespread use of composites in the industry, especially the aviation industry find. Add shape memory alloy to fiber metal laminate composite, due to super elasticity properties of alloy, makes the alloy formed during the impact hysteresis loop, will attract a lot of energy and impact properties of the fiber metal laminate composites increased. In this study, effects of different strains of nickel-titanium shape memory alloy wire high temperature, experimental in this type of composites against low speed impact using the impact falling, investigated. In metal part of fiber metal laminate composites, 2024-T3 aluminum alloy sheet and in composite part of glass fibers and epoxy resin is used. 6 wires with the pre strains 1, 2 and 3% in order to wrapping in the fibers metal laminate composites, was used. Increase the impact resistance of such composites by increasing pre strain as well as the energy absorbed by the shape memory alloy when impact, the results of this research was.}, Keywords = {Smart fibers metal composite,Shape memory alloy wire,Pre strain,Impact falling}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {322-330}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تاثیر پیش کرنش سیم آلیاژ حافظه دار بر خواص ضربه ای کامپوزیت الیاف-فلز هوشمند}, abstract_fa ={کامپوزیت های لایه ای الیاف–فلز نسل جدیدی از کامپوزیت های هیبریدی هستند که نسبت مقاومت به وزن زیادی دارند. خواص مکانیکی مناسب که تلفیقی از خواص فلزات و کامپوزیت های الیافی است، باعث شده تا این کامپوزیت ها کاربرد گسترده ای در صنایع، به ویژه صنایع هوایی پیدا کنند. افزودن آلیاژ حافظه دار در کامپوزیت های لایه ای الیاف-فلز، به دلیل خاصیت سوپرالاستیسیته آلیاژ، باعث می شود که این آلیاژ در حین ضربه با تشکیل حلقه هیسترزیس، انرژی زیادی را جذب کند و خواص ضربه ای کامپوزیت های لایه ای الیاف–فلز افزایش یابد. در پژوهش حاضر، تاثیر پیش کرنش های مختلف سیم های آلیاژ حافظه دار از جنس نیکل-تیتانیم دما بالا به صورت تجربی در این نوع کامپوزیت ها در برابر ضربه کم سرعت با استفاده از دستگاه ضربه افتان، بررسی شد. در قسمت فلزی کامپوزیت های لایه ای الیاف–فلز، از ورق آلیاژ آلومینیم 2024-T3 و در قسمت کامپوزیتی از الیاف شیشه و رزین اپوکسی استفاده شد. تعداد 6 سیم با پیش کرنش های 1، 2 و %3 به منظور قرارگیری در کامپوزیت های لایه ای الیاف-فلز، بکار گرفته شدند. افزایش مقاومت در برابر ضربه این نوع کامپوزیت ها به واسطه افزایش پیش کرنش و همچنین جذب انرژی توسط آلیاژ حافظه دار به هنگام ضربه، از نتایج این تحقیق بود.}, keywords_fa = {کامپوزیت الیاف–فلز هوشمند,سیم آلیاژ حافظه دار,پیش کرنش,ضربه افتان}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10536-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10536-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Qaderi, Alireza and Jamaati, Jafar and Rahimi, Masou}, title = {Investigation of non-Newtonian fluid mixing in combined electroosmotic/pressure driven flows inside nonhomogeneous microchannel with rectangular obstacles}, abstract ={In this article, mixing in the combined electroosmotic/pressure driven flows of non-Newtonian fluid in a microchannel with rectangular obstacles and non-homogeneous ζ-potential has been studied numerically. The non-Newtonian behavior of the fluid is considered for the flow field using power law rule. Also, the nonlinear Poisson-Boltzmann equation is used to model the distribution of ions across the channel and the electric potential. Numerical solutions of coupled equations of momentum, electric field and concentration field are performed by means of finite element method. In this study, the effects of various parameters such as pressure gradient, rheological behavior of the fluid and the geometrical and physical parameters of obstacles on the mixing quality are investigated. The results indicate that applying adverse pressure gradient to the flow, the dilatant behavior of the fluid, as well as the height of barriers, are highly effective in the enhancement of the mixing quality within the microchannel. It is found that for microchannels with heterogeneous ζ-potential, increasing the length of obstacles significantly increases the mixing efficiency while for the microchannels with homogeneous ζ-potential, barrier length has a slight effect on mixing efficiency.}, Keywords = {Mixing,Combined electroosmotic/pressure driven flows,non-Newtonian fluid,Rectangular obstacles,Heterogeneous ζ-potential}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {331-340}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اختلاط سیال غیرنیوتونی در جریان ترکیبی الکترواسموتیک/ فشار محرک درون میکروکانال ناهمگن با موانع مستطیلی}, abstract_fa ={در این مقاله پدیده‌ی اختلاط در جریان‌های ترکیبی الکترواسموتیک/فشار محرک برای سیال غیرنیوتونی در میکروکانال‌ با مانع مستطیلی و زتاپتانسیل غیرهمگن به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. رفتارغیر نیوتونی سیال با استفاده از قاعده توانی بر جریان اعمال می‌گردد. همچنین به منظور مدل‌سازی توزیع حاکم بر یون‌های الکتریکی در کانال و میدان حاکم بر پتانسیل الکتریکی، از معادله‌ی غیرخطی پواسون-بولتزمن بهره گرفته می‌شود. حل عددی معادلات حاکم بر انتقال مومنتوم، میدان الکتریکی و میدان غلظت با به کارگیری روش المان محدود صورت گرفته است. در تحلیل حاضر، تأثیر پارامترهای گرادیان فشار، شاخص رفتار رئولوژیکی سیال و همچنین تأثیر پارامترهای فیزیکی و هندسی موانع مستطیلی بر کیفیت اختلاط مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال گرادیان فشار معکوس بر جریان، رفتار دیلاتنتی سیال و همچنین ارتفاع بیشتر موانع بر بهبود اختلاط درون کانال بسیار مؤثر هستند. همچنین مشخص شد که در حالتی که کانال دارای زتاپتانسیل ناهمگن باشد افزایش طول موانع راندمان اختلاط را به طور محسوسی افزایش می‌دهد. اما برای کانال با زتاپتانسیل همگن، افزایش طول مانع اثر اندکی بر راندمان اختلاط دارد.}, keywords_fa = {اختلاط,جریان ترکیبی الکترواسموتیک/فشار-محرک,سیال غیرنیوتونی,مانع مستطیلی,زتاپتانسیل ناهمگن}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6935-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6935-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Lakzian, Esmail and Forozan, Maryam}, title = {A Similarity Solution of the MHD Fluid over a Stretching Sheet: A Qualitative Investigation of the Surface with Constant Suction in Cooling Process}, abstract ={In present study, the entropy analysis for laminar MHD flow over a stretching sheet with variable heat flux in presence of heat source and constant suction is done. The flow is influenced by uniform transverse magnetic field. The PDE governing differential equations including continuity, momentum, and energy are reduced to ODE ones by similarity solution. Then, the ODEs are solved by applying the 4th-order Runge-Kutta method. To validate, the result of this study and the published result are compared and the agreement is achieved. Bejan number is used as a design criterion parameter for a qualitative study about the cooling. The effects of suction parameter, heat source parameter, magnetic parameter, Prandtl number and heat flux parameter on dimensionless velocity and temperature, dimensionless entropy generation and Bejan number are shown in several plots. The results show that with increasing Prandtl number, suction, heat source parameter, magnetic parameters and parameters related to heat flux, the Bejan number is decreased, decreased, increased, decreased and decreased, respectively. The results of this research can be used for the increasing of the cooling in the surface in the coating.}, Keywords = {MHD,Similarity Solution,MHD,Bejan number,Entropy analysis}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {341-348}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {حل تشابهی سیال مغناطیسی روی صفحه تخت متحرک: یک مدل ساده جهت بررسی کیفی فرآیند خنک‌کاری سطوح همراه با مکش ثابت}, abstract_fa ={در مطالعه حاضر به بررسی و تحلیل انتروپی در لایه مرزی سیال مغناطیسی بر روی صفحه تخت در حال کشش با اعمال شار حرارتی متغیر و در حضور میدان گرمایی و مکش ثابت پرداخته شده است. جریان سیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت قرار دارد. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، مومنتم و انرژی می‌باشند. به کمک حل تشابهی بلازیوس، معادلات حاکم از معادلات دیفرانسیل معمولی غیرخطی به معادلات دیفرانسیل خطی تبدیل گردیده و سپس به روش رانگ‌کوتا مرتبه چهارم حل شده‌اند. به منظور اعتبارسنجی، نتایج مطالعه حاضر و نتایج مطالعات چاپ شده پیشین مقایسه شده و تطابق کامل مشاهده گردید. عدد بیژن به عنوان پارامتر معیار طراحی در مطالعه کیفی جهت بررسی فرآیند خنک‌کاری در فرآیندهای پوشش‌دهی قطعات صنعتی معرفی شده است. تاثیرات پارامترهای مکش، شار حرارتی، مغناطیس، پارامتر عدد پرنتل و پارامتر منبع گرمایی به صورت مجزا بر سرعت، دما و انتروپی تولیدی بی‌بعد و عدد بیژن ترسیم شده است. نتایج نشان می‌دهد؛ با افزایش پارامترهای عدد پرنتل، مکش، منبع گرمایی، مغناطیس و پارامتر مربوط به شار حرارتی مقدار عدد بیژن به ترتیب کاهش، کاهش، افزایش، کاهش و کاهش می‌یابد. از نتایج مطالعه حاضر جهت بهبود فرآیند خنک-کاری پس از پوشش‌دهی قطعات صنعتی استفاده نمود.}, keywords_fa = {حل تشابهی,عدد بیژن,انتروپی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5653-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-5653-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Zeynalabedini, Mostafa and Ansari, Mohamadrez}, title = {Evaluation of the slug two-phase flow parameters in a horizontal two-dimensional duct}, abstract ={Slug flow is one the most complicated flow regime in industrial process that is seen for wide range of fluid flow. However, there are always some differences between experimental and numerical results obtained for slug flow. Proceeding the perivious attempt on the selection of the best turbulent model for numerical simulation, the slug flow is simulated numerically in two dimension by applying implicit VOF method and k-ε RNG turbulent model. To extract the slug flow parameters accurately FLUENT solver is used. The differences of the obtained results with and without turbulent model during slugging is also presented. To overcome this complicated flow behavior, a new user defined function code is developed. This UDF computes and predict slug parameters from FLUENT solver result without increasing the computational cost. The important slug parametrs are presented which are: liquid slug body velocity, liquid film velocity, slug front and tail velocity, slug center position and length, slug front and tail positions, pressure difference across slug, wall shear stress, slug mixture velocity, slug initiation time and position from the duct inlet. These parameters are analyzed and discused in details after that they had been validated}, Keywords = {Slug,Simulation,VOF,mixing zone,turbulence}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {349-358}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی مشخصات جریان دو فازی اسلاگ در یک کانال افقی به صورت دوبعدی}, abstract_fa ={رژیم جریان اسلاگ یکی از پیچیده ترین رژیمهای دو فازی است که در فرآیندهای صنعتی و به ازای محدوده وسیعی از جریان‌ها دیده میشود. البته همواره بین نتایج حاصل از آزمایشات و حل عددی بر روی این رژیم جریان، اختلافات زیادی دیده میشود. پیرو بررسی پیشین در رابطه با تعیین بهترین مدل اغتشاشی برای مدلسازی عددی دقیقتر جریان اسلاگ، در این تحقیق سعی شده است تا با انجام یک حل عددی دو ‌بعدی دقیق با استفاده از نرمافزار فلوئنت، مشخصات مختلف جریان اسلاگ استخراج گردد. در این مدل‌سازی از مدل جریان دو فازی حجم سیال و مدل اغتشاشی RNG استفاده شده است. در این رابطه یک کد کامپیوتری جدید نوشته شده است تا بتواند بدون افزایش زمان حل، پارامترهای مهم جریان اسلاگ را به صورت کاملا دقیق از نتایج حل نرمافزار فلوئنت استخراج کند و ترسیم نماید. از جمله مهم‌ترین پارامترهای اسلاگ میتوان به سرعت بدنه‌ی اسلاگ مایع، سرعت فیلم جریان پیشروی اسلاگ، سرعت پیشانی و دم اسلاگ، موقعیت مکانی پیشانی، دم و مرکز اسلاگ، طول اسلاگ، افت فشار دو سر اسلاگ، تنش برشی دیواره کانال در زمان اسلاگ و سرعت مخلوط دو فاز اشاره نمود. بعلاوه، تفاوت حل عددی جریان اسلاگ با و بدون استفاده از مدل اغتشاشی مشخص شد. در ادامه ارائه نتایج حل هر کمیت سعی شد تا پس از احراز صحت نتایج استخراجی، نتایج بدست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد.}, keywords_fa = {اسلاگ,شبیه‌سازی,مدل دو فازی حجم سیال,ناحیه اختلاطی,اغتشاشات}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2385-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-2385-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Abdizadeh, Gholamreza and Ahmadvand, Hamid and Jafari, Mohammad Mehdi}, title = {Effects of various parameters on dynamic stall behavior and aerodynamic coefficients of a NACA0012 airfoil}, abstract ={Dynamic stal behavour of a NACA0012 airfoil undergoing pitching motion has been studied by a numerical approach. The turbulence intensity, oscillation frequency and amplitude and the Reynolds number were found to be the major contributors in dynamic stall. The flowfield structure and the associated vortices for this airfoil as well as the impact of the oscillation frequency on aerodynamic efficiency were also studied. The simulations were two dimensinal and the k-ω SST turbulence model were utilized for the present analysis. The results show that increasing the oscillation frequency and amplitude and the turbulence intensity, postpones the dynamic stall to higher angles of attack. Furthermore, as increasing the Reynolds number, both the lift coefficient and the width of the associated hysteresis loop decrease. The airfoil aerodynamic efficiency variation with oscillation frequncy has been shown to have a maximum point for all angles of attack considered. The flowfield structure revealed that the main cause of the dynamic stall is a series of low pressure vortices formed at the leading edge which shed into downstream and separate from the surface. A secondary vortex will then appear and increases the lift coefficient dramatically. The present simulation results are in a good agreement whith those found in the literature.}, Keywords = {Oscillating airfoil,Dynamic stall,Flow structure,Vortex}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {359-368}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {برسی تأثیر پارامترهای مختلف در واماندگی دینامیکی ایروفویل NACA0012 و ضرایب آیرودینامیکی آن در شرایط متفاوت}, abstract_fa ={در این مقاله به بررسی عددی استال دینامیکی روی ایرفویل NACA0012 در حالت نوسان پیچشی و برخی عوامل مؤثر بر آن پرداخته شده است. این عوامل شامل شدت آشفتگی، فرکانس نوسان، دامنه نوسان و عدد رینولدز می باشند. همچنین ساختار میدان جریان و گردابه های ایجاد شده نیز برای درک بهتر چگونگی رخداد این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی به صورت دوبعدی و مدل آشفتگی مورد استفاده k-ω SST می باشد. تغییرات بازده آیرودینامیکی با فرکانس نوسان یکی از موارد بررسی شده در این مقاله می باشد. از نتایج حاصله مشاهده می شود که با افزایش دامنه نوسان، شدت آشفتگی و فرکانس نوسان، واماندگی دینامیکی در زوایای حمله بالاتری اتفاق می افتد. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب برآی ایرفویل کاهش یافته و حلقه هیسترزیس نمودار ضریب برآ بر حسب زاویه حمله کوچکتر می شود. از سوی دیگر با بررسی بازده آیرودینامیکی و تغییرات آن با فرکانس نوسان مشاهده می گردد که نمودار بازده بر حسب فرکانس نوسان در تمام زوایای حمله دارای نقطه ماکزیمم می باشد. با بررسی ساختار جریان مشاهده می شود که عامل اصلی پدیده واماندگی دینامیکی تشکیل یک سری گردابه های کم فشار در لبه حمله و فروریزش این گردابه ها به سمت انتهای ایرفویل و در نتیجه جدایش آنها از سطح ایرفویل می باشد. پس از گردابه اولیه، گردابه ثانویه ای تشکیل می شود که موجب افزایش ناگهانی ضریب برآ می گردد. نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج حاصله از مراجع معتبر مقایسه شده که از همخوانی خوبی برخوردار می باشند.}, keywords_fa = {ایرفویل نوسانی,استال دینامیکی,ساختار جریان,گردابه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6161-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-6161-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Maleki, Seyyed Mohammad Reza and MohammadKari, Behrooz and Maerefat, Mehdi}, title = {Investigating courtyard and its design parameters for thermal performance and comfort in Tehran climate}, abstract ={Courtyard has been recognized as one of main elements in the Iranian culture, architecture and building design. According to its micro-climate effect in improving thermal performance of building, courtyard has been considered as a considerable subject for many researches. This paper investigates the courtyard’s design parameters and geometric configurations in pre-design states for improving thermal performance and comfort. For achieving this point, in this research the influence of courtyard orientation, horizontal dimensions and other parameters related to geometry have been evaluated. Due to micro-climate effect of courtyard on parameters related to thermal comfort, three main geometric layouts such as closed, semi-closed and open geometry have been investigated and compared by CFD simulations in ENVI-met software. The thermal comfort parameters are also investigated through comparing mean PMV in all simulations cases, using Fanger’s extended model. The results showed that thermal performance of closed shaped courtyard is better than other layouts. Also the comparison of results related to different aspect ratios (length to width ratios), put into evidence that thermal performance improves as the aspect ratio gets close to 1. That means as the courtyard shape encloses to square, the thermal performance improves and the mean air temperature in the investigated microclimates declines. To determine best configuration for Tehran’s climate, the results showed north-south orientation of building and increase of the height of the courtyard, are the two most appropriate considerations that will directly improve the thermal performance and comfort, specifically in closed and semi-closed layout.}, Keywords = {Courtyard,Micro-Climate,Thermal Comfort,Thermal Performance,CFD Simulation}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {369-380}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عملکرد حیاط و خصیصه‌های طراحی آن برای بهبود عملکرد گرمایی و آسایش حرارتی در شرایط آب و هوایی تهران}, abstract_fa ={حیاط به‌عنوان یکی از عناصر موجود در طراحی ساختمان از دیرباز همواره موردتوجه معماران ایرانی بوده است. با توجه به نقش ریزاقلیمی حیاط و نقش بهبوددهنده‌ی آن در عملکرد گرمایی ساختمان، پژوهش‌های بسیاری در این رابطه صورت گرفته است. این پژوهش نقش عوامل طراحی و فرم حیاط را در مراحل پیش طراحی با نقطه‌نظر عملکرد گرمایی و همین‌طور شرایط آسایش حرارتی موردبررسی قرار می‌دهد. در این پژوهش نقش ویژه‌ی حیاط در عملکرد گرمایی ساختمان، با توجه به جانمایی حیاط و دیگر پارامترهای طراحی، مانند نسبت هندسی اضلاع حیاط و جهت‌گیری‌های ساختمان و حیاط مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن نقش ریز اقلیمی حیاط و همین‌طور شرایط آسایش حرارتی، سه نوع طرح هندسی اصلی حیاط یعنی تمام‌بسته، نیمه‌بسته و تمام‌باز توسط نرم‌افزار ENVI-met و حل دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شد و با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت. برای بررسی آسایش حرارتی نیز از مدل ارتقا یافته‌ی آسایش حرارتی فنگر برای محاسبه‌ی معیار PMV در حیاط استفاده شده است. نتایج حاصل نشان‌دهنده‌ی عملکرد گرمایی بهتر حیاط تمام‌بسته بوده و با بررسی نسبت‌های متفاوت طول به عرض در حیاط‌های تمام‌بسته این نتیجه به دست آمد که با نزدیک‌تر شدن به نسبت طول به عرض 1، عملکرد حیاط در آسایش حرارتی و همین‌طور پایین‌تر آوردن دمای هوای ریز اقلیم موفق‌تر خواهد بود. همین‌طور با تمرکز بر اقلیم آب و هوایی و موقعیت جغرافیایی شهر تهران، طبق نتایج این پژوهش، جهت‌گیری شمالی-جنوبی و افزایش ارتفاع حیاط به‌عنوان راهکارهای مؤثری بر ارتقا عملکرد گرمایی، به‌ویژه در هندسه‌ی حیاط نیمه‌بسته و تمام‌بسته، پیشنهاد می‌شوند.}, keywords_fa = {حیاط,ریز اقلیم,آسایش حرارتی,عملکرد گرمایی,شبیه‌سازی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9163-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9163-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Karimyan, Amir and Ebrahimi-NejadRafsanjani, Salm}, title = {Vibro-acoustic analysis of tire and rim finite element model coupled with fluid acoustic cavity}, abstract ={Vehicle vibration and noise characteristics play a major role in ride comfort. Noise of tire in contact with the road is one of the main sources of noise in passenger cars, caused by the rolling of tire on uneven surfaces. Excitation imports through tread structure to fluid cavity and noise and vibrations transmission to the rims is of particular importance. In this paper, vibration analysis of coupled acoustic model of tire, rim and fluid acoustic cavity is performed. For this purpose, a coupled numerical finite element model is used. First, tire modeling has been addressed, taking into account the tread and two side walls and steel wheel rim. Then modal analysis has been performed to identify the structural and acoustic resonance frequencies and mode shapes. Then, using the harmonic environment coupled with static and modal analyses, acoustically coupled models of tire, rim and cavity are used to calculate the acoustic pressure of the fluid cavity, and sound pressure level, and the harmonic frequency response of the wheel hub system including the forces of wheel hub is discussed. According to the presented model, the parameters affecting tire noise levels are discussed.}, Keywords = {Tire Noise,Vibro-Acoustic Analysis,Finite element model,Acoustic Resonance؛ Spindle Forces}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {381-392}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {آنالیز ارتعاشی-آکوستیکی مدل المان محدود کوپل شده رینگ و تایر با حفره سیال آکوستیکی}, abstract_fa ={مشخصه‌های ارتعاشی و نویزی خودرو نقش اساسی در آسایش سرنشینان ایفا می‌کنند. صداهای ناشی از تماس تایر با جاده یکی از منابع اصلی سروصدا در خودروهای سواری است که در اثر چرخیدن تایر خودرو بر سطوح ناهموار بوجود می‌آید. با توجه به اهمیت تحریکات وارده از طریق ساختار آج به حفره سیال و انتقال نویز و ارتعاشات آن به رینگ، در این مقاله به آنالیز ارتعاشی-آکوستیکی مدل کوپل ساختار تایر، رینگ و حفره سیال آکوستیکی پرداخته شده است. به منظور ایجاد مدل کوپل شده عددی با روش المان محدود ابتدا به مدل‌سازی تایر (با درنظر گرفتن آج و دو دیواره جانبی آن) و رینگ فولادی پرداخته شده است. سپس بر روی مدل‌های ایجاد شده آنالیز مودال انجام شده تا به کمک آن بتوان فرکانس و شکل مودهای مربوط به رزونانس ساختاری و آکوستیکی را پیدا کرد. در ادامه با استفاده از کوپل کردن محیط هارمونیک، مودال و استاتیکی و به کمک افزونه آکوستیکی، به آنالیز آکوستیکی مدل کوپل شده تایر و رینگ با حفره سیال برای محاسبه فشار آکوستیکی، تراز فشار صوتی، پاسخ‌های هارمونیکی از جمله نیروهای توپی چرخ و نمودارهای وابسته به فرکانس سیستم پرداخته می‌شود. در نهایت، با کمک مدل ارائه شده به بررسی پارامترهای موثر بر سطح نویز تایر پرداخته می‌شود.}, keywords_fa = {سروصدای تایر,آنالیز ارتعاشی-آکوستیکی,مدل المان محدود,رزونانس آکوستیکی,توپی چرخ}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9797-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-9797-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {GhalamiChoobar, Mehran and Lighat, Gholam Hossein and Sedighi, Mojtaba and Ahmadi, Hame}, title = {Static analysis of transversely anisotropic laminates using improved zig-zag theory subjected to sinusoidal load}, abstract ={In this paper, static analysis of transversely anisotropic laminate is investigated using improved zig-zag theory. Variation of in-plane displacement is assumed to be sinusoidal while transverse displacement is assumed to remains constant through the thickness. This piece-wise continuous sinusoidal function satisfies transverse shear stresses continuity in interfaces. The Hamilton principle is utilized to derive governing equations and related boundary conditions. The Navier-type solution is presented for simply-supported boundary conditions. The theory has the same unknown variable field as Euler Bernoulli beam although it predicts stresses high accurately. The validity of solutions is confirmed by comparing present model results with that of reported in the literature. Numerical results are given to study the influences the transverse anisotropy on displacement, strain and stress fields through the thickness. The piece-wise continuous sinusoidal function offers more accurate transverse stress distribution in comparison with the piece-wise polynomial function. The present theory provide more slightly accurate stress field through the thickness compared to high order shear deformation theory, which in turn is more accurate than Euler-Bernouli theory. The results shows the continuity of normal strain through thickness predicted by Euler-Bernouli theory has not physical basis. Furthermore, the improved zig-zag theory is capable of capturing precise stress field through the thickness in transversely anisotropic laminate}, Keywords = {Zig-zag theory,transversely anisotropy,transverse shear stress continuity}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {393-398}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل استاتیکی تیرکامپوزیتی ناهمسانگرد عرضی با تئوری زیگ‌زاگ بهبود یافته تحت بار سینوسی}, abstract_fa ={در این مقاله، رفتار استاتیکی چندلایه‌های ناهمسانگرد عرضی با استفاده از تئوری زیگ‌زاگ بهبود‌یافته بررسی می‌شود. تغییر میدان جابجایی درون‌صفحه به صورت سینوسی پیوسته‌ای تکه‌ای فرض می‌شود درحالیکه جابجایی عرضی ثابت در نظر گرفته می‌شود. تابع سینوسی پیوسته تکه‌ای، شرط پیوستگی تنش برشی عرضی در میان‌رویه‌ها را ارضا می‌کند. برای استخراج معادلات حاکم و همچنین شرط مرزی‌های وابسته از اصل همیلتون استفاده می‌شود. پاسخی از نوع ناویر برای شرط مرزی ساده ارائه می‌گردد. گرچه این تئوری تعداد متغیر میدانی برابر با تئوری اولر-برنولی دارد ولی تنش‌ها را با صحت بالایی پیش‌بینی می‌کند. صحت پاسخ‌ها با مقایسه نتایج مدل کنونی با نتایج گزارش شده در منابع تایید می‌گردد. نتایج عددی برای مطالعه اثر ناهمسانگردی عرضی بر میدان‌های جابجایی، کرنش و تنش در راستای ضخامت ارائه می‌شود. تابع سینوسی پیوسته‌ تکه‌ای در مقایسه با تابع سهمی پیوسته تکه‌ای نتایج دقیق‌تری را منجر می‌شود. تئوری کنونی میدان تنش نسبتا صحیح‌تری را نسبت به تئوری مرتبه بالای برشی ارائه می‌کند که آن نیز به نوبه خود از تئوری اولر-برنولی دقیق‌تر است. نتایج نشان می‌دهد که پیوستگی کرنش نرمال در راستای ضخامت(پیش‌بینی شده بوسیله تئوری مرتبه بالا) فاقد مبنای فیزیکی می‌باشد. همچنین، تئوری زیگ‌زاگ بهبودیافته توانایی پیش‌بینی دقیق تنش در راستای ضخامت در چندلایه‌های ناهمسانگرد عرضی را دارد.}, keywords_fa = {تئوری زیگ‌زاگ,ناهمسانگردی عرضی,پیوستگی تنش برشی عرضی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7289-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7289-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Mokhtarian, Ali and Karimi, Mohammad Taghi and Karimi, Azam}, title = {Investigation of Dynamic Heel Height Effect of Shoe on Joints of Lower Body during Walking}, abstract ={The aim of this research is to dynamically investigate the effect of high-heel shoes on the amount of internal forces and torques produced in the lower body joints (hip, knee, and ankle joints) during walking. To do so, the gait analysis of the subject, in two states of walking barefoot and with high-heel shoes, has been conducted in a Musculoskeletal Research Center and then the required kinematic data including rotation matrices, angular velocity and angular acceleration of lower legs using kinematic analysis of legs have been derived. Also, the ground reaction forces have been measured using a force plate installed in the lab and by presenting a 3D dynamic model of lower legs and solving the inverse dynamic problem of model, forces and moments of the joints for two above modes during stance phase of a gait cycle have been calculated. Based on obtained results from investigation of dynamic effect of high-heel shoes during walking, variations of internal joint forces have not been salient. However, internal joint moments in state of gait with high-heel shoes respect to barefoot walking, have been had considerable increase. According to the results, long-term wear of high-heel shoes can lead to damage of lower body joints, especially the knee joint, as well as driving muscles of these joints.}, Keywords = {High-heel shoe,Stance leg,Force,Moment,Joints of lower legs}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {399-409}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی اثر دینامیکی ارتفاع پاشنه کفش بر روی مفاصل پایین‌تنه در حین راه رفتن}, abstract_fa ={هدف از پژوهش حاضر بررسی دینامیکی و تعیین اثر کفش‌های پاشنه‌بلند بر میزان نیروها و گشتاورهای داخلی ایجاد شده در مفاصل پایین‌تنه (مفصل ران، زانو و مچ پا) در حین راه رفتن بر روی زمین بوده‌است. برای انجام این کار، آنالیز حرکتی فرد مورد آزمایش در دو حالت راه رفتن با پای پرهنه و با کفش پاشنه‌بلند را در یک مرکز تحقیقاتی عضلانی- اسکلتی انجام داده و اطلاعات سینماتیکی مورد نیاز از جمله ماتریس‌های دوران، سرعت‌زاویه‌ای و شتاب‌زاویه‌ای اعضای پایین‌تنه به کمک اطلاعات بدست آمده از تست حرکت و با استفاده از تحلیل سینماتیکی اعضا استخراج شده‌است. همچنین نیروی کف پای ایستا با استفاده از صفحه نیروسنج نصب شده در آزمایشگاه اندازه‌گیری شده و با ارائه یک مدل دینامیکی سه‌بعدی از اعضای پایین‌تنه، با حل مسأله دینامیک معکوسِ مدل ارائه شده، نیروها و گشتاورهای مفاصل در دو حالت فوق‌الذکر در طی فاز ایستای یک سیکل گامی محاسبه شده‌است. براساس نتایج بدست آمده از بررسی اثر دینامیکی کفش‌های پاشنه‌بلند بر روی مفاصل پایین‌تنه در حین راه رفتن، بین دو حالت راه رفتن بدون کفش و با کفش پاشنه‌بلند تغییرات نیرویی داخلی چشمگیری در مفاصل ران، زانو و مچ پا مشاهده نشد. این در حالیست که گشتاورهای داخلی این مفاصل در حالت راه رفتن با کفش پاشنه‌بلند افزایش قابل‌توجه‌ای نسبت به حالت راه رفتن بدون کفش به همراه داشته‌است. با توجه به نتایج بدست آمده، پوشیدن کفش‌های پاشنه‌بلند در دراز مدت می‌تواند منجر به آسیب دیدن مفاصل پایین‌تنه و بویژه مفصل زانو و همچنین عضلات محرک این مفاصل شود.}, keywords_fa = {کفش پاشنه‌بلند,پای ایستا,نیرو,گشتاور,مفاصل پایین‌تنه}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11749-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-11749-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Zohrehvand, Ali and Farahani, Mohammadrez}, title = {Cladding of Carbon Steel with Aluminum Stainless Layer Using Friction Stir Welding Method}, abstract ={Cladding on metallic products is really applicable in industries e.g. aerospace, automotive and oil. One layer cladding on metallic specimens could improve mechanical, thermal and corrosion resistance properties by far. Nowadays carbon steels have the highest share of metallic materials among different industries. One layer cladding on this type of steels with the aim of enhancing the corrosion resistance could decrease the price of them when they put into use in different conditions. In this study, for the first time, cladding of the carbon steel by 6061-T6 Al alloy via Friction Stir carried out successfully. In order to control on cladding, the effect of different rotational speeds and traverse speeds on mechanical properties and structure of cladded layer was inspected. Results of shear test showed that by increasing the traverse speed the shear strength of the cladded layer increases due to add material into the joint area uniformly. By decreasing the rotational speed and increasing the traverse speed, the generated heat from friction decreases and prevents over-stirring in joint area and as a result the shear strength of the joint will increase.}, Keywords = {Friction Stir Welding,Aluminum Alloys,Cladding,mechanical properties}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {410-418}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {روکش‌کاری فولاد ساده کربنی با لایه زنگ‌نزن آلومینیومی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی}, abstract_fa ={ایجاد پوشش بر روی قطعات فلزی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و نفت‌گاز از کاربرد بالایی برخوردار است. ایجاد یک لایه پوشش بر روی قطعات فلزی می‌تواند امکان تأمین نمودن رنج وسیع‌تری از خواص مکانیکی، حرارتی و خوردگی را برای آن قطعه فراهم نماید. فولادهای ساده کربنی امروزه بیش‌ترین سهم از مواد فلزی در صنایع مختلف را به خود اختصاص می‌دهند، ایجاد یک لایه مقاوم به خوردگی بر روی این فولاد‌ها می‌تواند کاربرد این قطعات در شرایط مختلف محیطی را با قیمت پایین فراهم نماید. در این پژوهش برای اولین بار پوشش‌دهی سطح فولاد کربنی St37 با آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 به روش اصطکاکی اغتشاشی با موفقیت انجام گرفت. به‌منظور کنترل فرایند پوشش‌دهی، در ادامه اثر سرعت‌های دورانی و پیشروی بر خواص مکانیکی و ساختار پوشش ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج تست کشش‌برش نشان می‌دهد که با افزایش سرعت پیشروی به‌دلیل فورج بیشتر مواد و ورود همگن مواد به درون اتصال، استحکام برشی لایه پوشش داده شده افزایش پیدا می‌کند. با کاهش سرعت دورانی و افزایش سرعت پیشروی گرمای ورودی کمتر می‌شود و باعث کاهش حرارت ایجاد شده در اثر اصطکاک و جلوگیری از اغتشاش بیش از حد محل اتصال می‌شود، در نتیجه استحکام برشی اتصال افزایش پیدا می‌کند.}, keywords_fa = {جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی,آلیاژ آلومینیوم,خواص مکانیکی,پوشش‌دهی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4477-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-4477-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {RahmanNezhad, Javad and Mirbozorgi, Seyed Ali}, title = {Numerical simulation of free convection around a stationary cylinder with constant heat flux and different diagonal locations using IB-LBM}, abstract ={In this paper, a new immersed boundary-lattice Boltzmann method (IB-LBM) is developed to simulate heat transfer problems with constant heat flux boundary condition. In this method, the no-slip boundary condition is enforced via implicit velocity correction method and the constant heat flux boundary condition is implied considering the difference between the desired heat flux and the estimated one. The velocity correction represented as a forcing term is added to Boltzmann equation and for temperature correction, a heat source/sink term is introduced to energy equation. Elimination of sophisticated grid generation process, simplicity and effectiveness while keeping the accuracy, are the main advantages of the proposed method. Using the developed method, natural convection around a hot circular cylinder with constant heat flux in an enclosure with cold walls has been simulated at Rayleigh numbers of 103–106. Moreover, effects of diagonal position of cylinder on the flow and heat transfer patterns and local Nusselt number distribution on the surface of cylinder and walls of enclosure have been investigated. The obtained results show that the location of maximum local Nusset number is extremely depended on the diagonal position of the cylinder. According to the results of this simulation, it can be said that the present method is able to imply accurately the constant heat flux boundary condition.}, Keywords = {Lattice Boltzmann,Immersed Boundary Method,Natural Convection,Constant Heat Flux,Enclosure}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {419-430}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {شبیه سازی عددی جابجایی آزاد حول یک استوانه ساکن با شار حرارتی ثابت و موقعیتهای مختلف قطری به روش مرز غوطه‌ور-لتیس بولتزمن}, abstract_fa ={در این مقاله، یک روش مرز غوطه‌ور-لتیس بولتزمن جدید برای شبیه سازی مسائل حرارتی همراه با شرط مرزی شار حرارتی ثابت توسعه داده شده است. در این روش شرط مرزی عدم لغزش با استفاده از روش اصلاح سرعت ضمنی و شرط مرزی شار حرارتی ثابت با توجه به اختلاف بین شار حرارتی مطلوب و شار محاسبه شده در روند حل اعمال می‌شود. اصلاح سرعت به عنوان یک جمله نیرویی به معادله بولتزمن افزوده می‌گردد و برای اصلاح دما، یک جمله چشمه/چاه گرمایی در معادله انرژی منظور می‌شود. حذف فرآیند پیچیده‌ی تولید شبکه، سادگی و کارآیی در عین حفظ دقت، از مزیتهای بارز روش پیشنهادی می‌باشد. با استفاده از این روش، جریان جابجایی آزاد حول یک استوانه دایروی داغ با شار حرارتی ثابت، درون محفظه‌ای با دیواره‌های سرد در اعداد رایلی 103 تا 106 مورد مطالعه قرار گرفته است. بعلاوه، اثرات تغییر موقعیت قطری استوانه بر الگوهای جریان و انتقال حرارت و همچنین توزیع عدد ناسلت محلی روی سطح استوانه و دیواره‌های محفظه بررسی شده است. نتایج حاصل، نشان می‌دهد که مکان وقوع عدد ناسلت بیشینه به شدت به موقعیت قطری استوانه وابسته است. با توجه به نتایج این شبیه‌سازیها، می‌توان اظهار داشت که روش حاضر قادرست شرط مرزی شار حرارتی ثابت را به درستی اعمال کند.}, keywords_fa = {لتیس بولتزمن,روش مرز غوطه‌ور,جابجایی آزاد,شار حرارتی ثابت,محفظه بسته}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7418-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-7418-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Bozorgian, Mohammad and Dolabi, Mustafa Hadi and Tarabi, Abbas}, title = {Numerical Investigation of Lateral jet interaction effects on aerodynamic behavior of a supersonic projectile}, abstract ={Lateral jet control systems are being considered as attractive alternatives to conventional control systems in recent years. In present study which is divided in two parts, the effects of lateral jet interaction with supersonic cross flow on aerodynamic behavior of a standard projectile at zero angle of attack has been studied. In the first part, results of the effects of parameters such as jet location, Mach number and nozzle type on pressure coefficient, drag coefficient, drag force and pressure distribution on the fins is presented and analyzed. In the second part, longitudinal static and dynamic stability coefficients of the projectile in presence of lateral jet has been achieved and evaluated according to the mentioned parameters. According to the results, jet location is the most effective parameter. In the first part, the pressure distribution on the fins is much dependent on jet location. Effect of Mach number on pressure coefficient, drag force and drag coefficient is also significant. Besides change of the pressure distribution on the fins comes more into sight at the final locations by variation of Mach number. In the second part, lateral jet effect leads to decreasing longitudinal static stability. Increasing the Mach number is also results in decreasing longitudinal dynamic stability and jet displacement make nonlinear behavior over pitch damping moment coefficient, therefore choosing proper jet location is depend on desired parameters of designer. According to the results, effect of nozzle type has been insignificant for all cases.}, Keywords = {Lateral jet,Interaction,Supersonic aerodynamic,stability,Nozzle}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {431-442}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی عددی اثرات اندرکنش جت جانبی بر رفتار آیرودینامیکی یک پرتابه مافوق صوت}, abstract_fa ={سامانه‌های کنترل به‌وسیله جت جانبی به‌عنوان یک جایگزین موردپسند برای سامانه‌های کنترل متعارف در سال‌های اخیر موردتوجه قرارگرفته‌اند. در تحقیق حاضر که به دو بخش تقسیم می‌شود اثرات اندرکنش جت جانبی و جریان مستقیم مافوق‌صوت روی رفتار آیرودینامیکی یک پرتابه استاندارد در زاویه حمله صفر درجه مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول نتایج حاصل از بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر مکان جت، عدد ماخ و نوع نازل به‌کاررفته روی ضریب فشار، ضریب و نیروی پسا و نحوه توزیع فشار روی بالک‌ها ارایه شده و مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. در بخش دوم ضرایب پایداری طولی استاتیکی و دینامیکی پرتابه در حضور جت جانبی به‌دست آمده و با توجه به پارامترهای ذکر شده ارزیابی شده‌اند. با توجه به نتایج، مکان جت موثرترین پارامتر محسوب می‌شود. در بخش اول نحوه توزیع فشار روی بالک‌ها وابستگی بسیار زیادی به مکان جت دارد. تاثیر عدد ماخ به روی ضریب فشار و نیرو و ضریب پسا نیز قابل‌توجه است. همچنین تغییر توزیع فشار روی بالک‌ها با تغییر عدد ماخ در مکان‌های انتهایی بیشتر به چشم می‌آید. در بخش دوم تاثیر حضور جت جانبی باعث کاهش پایداری طولی استاتیکی می‌شود. همچنین افزایش عدد ماخ باعث کاهش پایداری طولی دینامیکی شده و تغییر مکان جت رفتاری غیرخطی روی اندازه ضریب میرایی گشتاور پیچشی ایجاد می‌کند، در نتیجه انتخاب مکان مناسب جت به پارامترهایی که مدنظر طراح است بستگی دارد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده تاثیر نوع نازل بر تمام موارد موردبررسی ناچیز بوده است.}, keywords_fa = {جت جانبی,اندرکنش,آیرودینامیک مافوق‌صوت,پایداری,نازل}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10338-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-10338-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} } @article{ author = {Shahab, Mahdi and Moavenian, Maji}, title = {Investigation of the effect of control unit on disruption to fault detection of vehicle active suspension system with hydraulic actuator}, abstract ={Design of fault detection and diagnosis systems (FDDS), although extending the control strategies, they are challenged by controller interferences in fault diagnosis. In this study, in order to improve performance and accuracy of FDDS in the fault detection process, considering influential parameters and the level of corresponding interferences is investigated. To achieve this enterprise, a powerful method in fault pattern recognition of industrial plants based on dynamic behavior and dynamic model by using soft computing is designed and tested on simulated suspension system of a vehicle. The suspension system is one the parts, most affecting reliability and safety of the vehicle. For investigating the level of interference caused by the control unite, the simulations of both passive and active (equipped with hydraulic actuator) suspension systems are utilized in association with the control unite. The results of tests under variable circumstances (using random values) demonstrate that the presence of control unite, strict the FDDS process and reduces the robustness of the system against disturbances and noise. Considering the way in which the control unite affects the process, application of suggested solutions in this research, have a considerable impact on amendment of the adverse effects. Fault detection program which is provided by Matlab software benefits special possibilities to investigate and define the effect of controlling unite and can be considered as a useful device to facilitate and precipitate conduction of tests in different stages of the research.}, Keywords = {Fault detection and diagnosis,Active suspension systems,Control unit,Neuro-fuzzy network}, volume = {17}, Number = {4}, pages = {443-452}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تاثیر واحد کنترل بر اختلال در فرایند تشخیص عیوب سیستم تعلیق فعال خودرو با عملگر هیدرولیکی}, abstract_fa ={طراحی سیستم‌های شناسایی و تشخیص عیب (FDDS)، گرچه باعث پیشرفت راهبردهای کنترلی می‏شوند لیکن با چالش دخالت کنترل‌کننده در فرایند شناسایی عیب روبرو هستند. در این پژوهش، در راستای افزایش کارایی و دقت سیستم‌های عیب‌یاب در فرایند شناسایی عیوب، به شناسایی تأثیر و تعیین میزان اختلال حضور واحد کنترل‌کننده بر روی پارامترهای مؤثر و فرایند شناسایی عیوب می‌پردازد. برای دست یافتن به این مهم، روش توانمندی در شناسایی الگوی عیب ماشین‌آلات و تجهیزات مبتنی بر مدل و رفتار دینامیکی، با استفاده از محاسبات نرم ارائه‌ و بر روی سیستم تعلیق خودرو مورد آزمون قرار‏ داده است. سیستم تعلیق از قسمت‌های تأثیرگذار در ایمنی و قابلیت اطمینان خودرو می‌باشد. برای تحقیق میزان اختلال ایجادشده توسط واحد کنترل، از شبیه‌سازی سیستم تعلیق غیرفعال و فعال (با عملگر هیدرولیک) به همراه واحد کنترل استفاده شده است. نتایج آزمون‌ها (با مقادیر تصادفی) تحت شرایط متفاوت، نشان می‌دهد وجود واحد کنترل‌، بسته به میزان دقت، فرایند شناسایی عیوب را سخت‌تر و مقاومت سیستم عیب‌یاب را در برابر نویز و اغتشاشات به‌مراتب کاهش می‌دهد. با توجه به نحوه تأثیرگذاری واحد کنترل در فرایند تشخیص عیوب، استفاده از راهکارهای مناسب پیشنهادشده در این پژوهش، ‏نقش مهمی در جبران اثرات نامطلوب کاهش دقت دارد. آزمون‌های فوق و بررسی فرآیند تعیین میزان اثر واحد کنترل‌کننده در شناسایی عیوب توسط برنامه عیب‌یاب که با استفاده از نرم‌افزار Matlab کدنویسی و تهیه‏‌‏‏شده، ابزار مفیدی است که اجرای ‏مراحل مختلف پژوهش و آزمون‌ها را ‏تسریع و تسهیل می‌نماید.}, keywords_fa = {شناسایی و تشخیص عیب,سیستم تعلیق فعال,واحد کنترل,شبکه‌های عصبی- فازی تطبیقی}, url = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1924-en.html}, eprint = {http://mme.modares.ac.ir/article-15-1924-en.pdf}, journal = {Modares Mechanical Engineering}, issn = {1027-5940}, eissn = {2476-6909}, year = {2017} }