دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Numerical Investigation of the Effect of Pipe Inclination on Annular Flow of Water and Non-Newtonian Crude oil بررسی عددی تاثیر شیب لوله بر جریان حلقوی آب و نفت خام غیرنیوتنی 613 623 27865 10.48311/mme.2025.27865 FA محمدرضا کریمی دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، تهران علی جهانگیری دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، تهران محمد عامری دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی،تهران Journal Article 2025 06 27 <span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;">Transporting heavy crude oil through pipelines is a major challenge due to its high viscosity and the resulting significant pressure drop. Core-annular flow, in which a thin water layer separates the crude oil from the inner pipe wall, has been recognized as an effective method for reducing pressure loss. This study numerically investigates the effect of pipe inclination on the flow pattern of annular two-phase flow of water and non-Newtonian crude oil. The computational domain includes a pipe with an inner diameter of 40 mm and a length of 1.5 meters, where two phases are analyzed for inclination angles ranging from +90° (upward) to −90° (downward). Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations were performed using ANSYS Fluent, and the Volume of Fluid (VOF) model was employed to capture the oil–water interface. The results indicate that core-annular flow can reduce the pressure drop by up to 85.5% compared to single-phase oil flow. As the pipe approaches a vertical orientation, the flow pattern transitions from semi-annular to fully annular and symmetric, which significantly reduces the likelihood of crude oil deposition on the pipe wall. In upward flow, increasing the inclination angle reduces the frictional pressure drop while increasing the gravitational component. Beyond 75°, the reduction in frictional component outweighs the gravitational increase, and the combined pressure drop is reduced from 1245 Pa at 75° to 1201 Pa at 90°. In downward flow, increasing inclination leads to higher frictional losses and lower gravitational contribution. For validation, the numerical results were compared with experimental data, and a maximum error of 7% was obtained انتقال نفت خام سنگین به دلیل گران‌روی بالا و افت فشار زیاد، یکی از چالش‌های اصلی در خط لوله محسوب می‌شود. استفاده از جریان حلقوی که در آن یک لایه‌ی آب بین نفت و دیواره داخلی لوله قرار می‌گیرد به عنوان یک راهکار موثر برای کاهش افت فشار شناخته شده است. در این پژوهش، تاثیر شیب لوله بر الگوی جریان دوفازی حلقوی آب و نفت خام غیرنیوتنی به‌صورت عددی بررسی شده است. دامنه محاسباتی شامل یک لوله با قطر 40 میلی‌متر و طول 1.5 متر است که در آن دو فاز آب و نفت در زوایای مختلف از 90+ درجه تا 90- درجه تحلیل شده‌اند. برای شبیه‌سازی جریان از روش دینامیک سیالات محاسباتی در محیط نرم‌افزار فلوئنت و مدل حجم سیال جهت مدل‌سازی فصل مشترک آب و نفت استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که جریان حلقوی نسبت به جریان تک‌فاز نفت، افت فشار را تا 85.5% کاهش می‌دهد. همچنین، با نزدیک‌تر شدن شیب لوله به حالت عمودی، الگوی جریان حلقوی از حالت نیمه حلقوی به حالت کاملا حلقوی و متقارن تغییر می‌یابد که این تغییر باعث کاهش احتمال رسوب نفت خام بر دیواره لوله می‌شود. در جریان رو به بالا با افزایش شیب، افت فشار اصطکاکی کاهش و افت فشار گرانشی افزایش می‌یابد. در زوایای بیش از 75 درجه، کاهش مولفه اصطکاکی بر افزایش مولفه گرانشی غلبه کرده و مجموع این دو مولفه از 1245 پاسکال در زاویه 75 درجه به 1201 پاسکال در زاویه 90 درجه کاهش یافته است. در جریان رو به پایین با افزایش شیب، افت فشار اصطکاکی افزایش و افت فشار گرانشی کاهش می‌یابد. برای اعتبارسنجی، نتایج عددی با داده‌های تجربی مقایسه شده و حداکثر خطای 7% به‌دست آمده است.

https://mme.modares.ac.ir/article_27865_d13d62b286a371638640a3f4638f1629.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Optimizing the Joining Strength of Wire Splices using Ultrasonic Metal Welding بهینه‌سازی استحکام اتصال رشته سیم‌های مسی به روش جوش فراصوتی فلزات 625 634 27866 10.48311/mme.2025.27866 FA مهری گوهری دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک رضوان عابدینی دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 2025 08 12 <span style="font-size: 8.0pt; mso-bidi-font-size: 8.5pt; line-height: 97%; font-family: 'Times New Roman',serif; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">Wire splicing using ultrasonic metal welding technology is one of the important solutions in the production of quality and modern vehicles. The important challenge in this technology is to properly adjust the important process parameters with the aim of achieving higher joint strength and desirable metallurgical properties. For this purpose, in the present study, using the Response Surface Method (RSM), the effect of two parameters, static pressure and welding energy, on the strength of the Cu wire/wire joint with a total cross-sectional area of 10 mm2 has been investigated. Metallurgical examination of the welding, including optical imaging and hardness measurement at the joint section, has also been performed and used in the analysis of the results of Design of Experiment (DOE). Based on the DOE results, both static pressure and welding energy parameters were found to be effective, although the effect of welding energy is much greater than pressure. The optimal value of welding energy was found to be 930J and the maximum joint strength was found to be 782N. The minimum and maximum hardness values were 61 and 80 HV, respectively, which indicates strain hardening in the areas in contact with the horn and anvil, while thermal softening in the central areas of the wire splice <span lang="AR-SA" style="font-size: 8.5pt; mso-ansi-font-size: 8.0pt; line-height: 115%; font-family: 'IRANSharp',sans-serif; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';">اتصال‌دهی سیم‌های فلزی به روش فناوری فراصوت توان بالا یکی از راهکارهای مهم در تولید خودروهای با کیفیت و مدرن است. چالش مهم در این فناوری تنظیم درست پارامترهای مهم فرایند با هدف دستیابی به استحکام اتصال بالاتر و ویژگی‌های مطلوب متالورژیکی می‌باشد. بدین منظور در پژوهش حاضر، با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ اثر دو پارامتر فشار استاتیک و انرژی جوش بر استحکام اتصال سیم به سیم مسی با مجموع سطح مقطع mm2<span lang="AR-SA" style="font-size: 8.5pt; mso-ansi-font-size: 8.0pt; line-height: 115%; font-family: 'IRANSharp',sans-serif; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';">10 مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی متالورژیکی محل اتصال شامل تصویربرداری نوری و اندازه‌گیری سختی در مقطع اتصال نیز انجام و در تحلیل نتایج طراحی آزمایش مورد استفاده قرار گرفته است. براساس نتایج طراحی آزمایش هر دو معیار فشار استاتیک و انرژی جوش، تاثیرگذار شناخته شدند، هرچند تاثیر انرژی جوش به مراتب بیش از فشار می‌باشد. مقدار بهینه انرژی جوش برابر J<span lang="AR-SA" style="font-size: 8.5pt; mso-ansi-font-size: 8.0pt; line-height: 115%; font-family: 'IRANSharp',sans-serif; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';">930 و حداکثر استحکام اتصال در آن برابر N<span lang="AR-SA" style="font-size: 8.5pt; mso-ansi-font-size: 8.0pt; line-height: 115%; font-family: 'IRANSharp',sans-serif; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';">782 بدست آمد. حداقل و حداکثر مقدار سختی به ترتیب برابر HV<span lang="AR-SA" style="font-size: 8.5pt; mso-ansi-font-size: 8.0pt; line-height: 115%; font-family: 'IRANSharp',sans-serif; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';"> 61 و 80 بدست آمد که بیانگر کرنش‌سختی در نواحی در تماس با هورن و سندان و در عین حال نرم شدن حرارتی در نواحی مرکزی خشته سیم می‌باشد.

https://mme.modares.ac.ir/article_27866_5f6f7b11088de6d2cd70a2ccc6130d1f.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Development of a Semi-Intelligent System for Automatic Measurement of Two-Dimensional Profiles of Parts Based on Machine Vision and edge detection algorithm توسعه یک سیستم نیمه هوشمند برای اندازه‌گیری خودکار پروفیل دوبعدی قطعات مبتنی بر بینایی ماشین و الگوریتم تشخیص لبه 635 651 27765 10.48311/mme.2025.96913.0 FA آرین حسینی دانشگاه صنعتی شریف، تهران سعید خدایگان دانشگاه صنعتی شریف، تهران حسین سروش دانشگاه صنعتی شریف، تهران Journal Article 2025 08 08 <span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">Dimensional metrology ensures that manufactured components meet precise dimensions, shapes, and geometric features. Automatic measurement of mechanical profiles faces challenges such as high costs and the need for skilled operators. In this study, a semi-intelligent automated measurement method based on machine vision was developed to reduce measurement time and minimize human error. Accordingly, a manual vision measurement system was retrofitted and automated. A two-stage algorithm was designed for this purpose. In the first stage, a side-mounted camera automatically detected and localized parts placed on the worktable without manual intervention. In the second step, a measurement path was generated to enable image measurement of the part profile. Next, the collected data from the previous step was reconstructed into a two-dimensional point cloud for dimensional analysis. A Windows-based graphical user interface (GUI) was developed to enhance the system’s usability and overcome the limitations of the original device software. Standard gauges for length, angle, and thread dimensions were used to obtain the 2D profile and check the accuracy of the presented system. Furthermore, profile dimensional measurement of a standard ANSI 40A26 sprocket was carried out to explore the efficiency of the presented algorithm in actual working conditions. The developed system achieved an average measurement accuracy within 10 µm, with an average deviation of 15 µm compared to CMM-based measurements. However, the current system is limited to two-dimensional profile measurements of components. The results confirmed the system’s measurement precision and demonstrated its potential as a cost-effective solution for dimensional inspection <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">مسئله <span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;">اندازه‌گیری<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> ابعادی خودکار قطعات به دلیل نیاز به دستگاه‌های دقیق و پرهزینه، چالشی مهم در صنعت محسوب می‌شود. همچنین تخصص بالای اپراتور برای کار با این دستگاه‌ها ضروری است. در این پژوهش، یک روش خودکار نیمه‌هوشمند مبتنی بر بینایی ماشین با هدف کاهش زمان اندازه‌گیری و خطای انسانی<span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;"> برای اندازه‌گیری پروفیل قطعات<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> توسعه یافته است. بدین منظور، دستگاه اندازه‌گیری تصویری دستی به یک دستگاه خودکار تبدیل شده است. الگوریتم ارائه شده شامل دو مرحله است. در ابتدا به کمک دوربین جانبی، قطعات روی میز بدون دخالت دست شناسایی و موقعیت‌یابی شده‌اند. سپس، مسیر حرکتی و تصویربرداری جزئی ایجاد شده تا اندازه‌گیری تصویری قطعات<span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;"> انجام شده<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> و ابرنقاط دوبعدی به دست آید. داده‌های به ‌دست‌آمده از این مرحله برای انجام تحلیل‌های ابعادی استفاده شده است. علاوه بر این، به منظور بهبود کاربرپسندی و رفع محدودیت‌های نرم‌افزار اصلی دستگاه، یک رابط گرافیکی مبتنی بر ویندوز نیز توسعه یافته است. در پایان، برای صحت‌سنجی روش ارائه شده، اندازه‌گیری پروفیل دو بعدی گیج‌های استاندارد طولی، زاویه‌ای و رزوه، و همچنین یک نمونه چرخ‌زنجیر استاندارد<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> ANSI 40A26 <span dir="RTL" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> در شرایط کاری واقعی انجام شد. سیستم توسعه‌یافته دقت اندازه‌گیری متوسط در محدوده <span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;">۱۰<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> میکرومتر را به‌دست آورد و میانگین اختلاف <span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;">۱۵<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> میکرومتر نسبت به اندازه‌گیری<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> CMM <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">داشت<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">. <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">با این حال، سیستم فعلی محدود به اندازه‌گیری پروفیل‌های دوبعدی قطعات است<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">.<span dir="RTL" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> نتایج حاصل دقت روش ارائه شده را تأیید نمود و کارایی آن را به‌عنوان یک راهکار مقرون‌به‌صرفه برای بازرسی ابعادی خودکار نشان می‌دهد

https://mme.modares.ac.ir/article_27765_e6a75be3243049a89e4cb0cfddc81082.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Comparison of Hydrogen and Methane as Heating Gases in the Anode Channel during the Dual-Channel Heating Process of a Solid Oxide Fuel Cell مقایسه استفاده از گازهای گرم‌کننده هیدروژن و متان در کانال آند در فرایند گرمایش دوکاناله پیل سوختی اکسید جامد 653 666 27802 10.48311/mme.2025.96887.0 FA مسعود حامی گروه حرارت و سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران 0009-0005-7737-6094 جواد محمودی‌مهر گروه حرارت و سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران 0000-0001-9866-9359 Journal Article 2025 07 13 Dual-channel heating, where air and fuel are injected into the cathode and anode channels, respectively, is a common method for increasing the temperature of solid oxide fuel cells (SOFCs). However, the effects of heating gases in the anode channel on the thermal performance of SOFCs have not been investigated. In this study, the heating process of an SOFC is simulated using two combinations of air–hydrogen and air–methane through a transient model based on the finite volume method. The study aims to evaluate the performance of these gas combinations in terms of heating duration and temperature gradient, under various inlet velocities and gas heating rates. The Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) multi-criteria decision-making method is then used to identify the optimal solution. The results indicate that hydrogen transfers heat to the cell structure more rapidly within a short distance after entering the channel. In contrast, air and methane distribute heat transfer over a longer flow path. Moreover, the maximum temperature gradient predominantly occurs near the gas inlet regions. In addition, the heating duration with the air–methane combination is shorter than that of air–hydrogen, with the difference becoming more pronounced at lower inlet velocities. Conversely, the effect of the heating gas type on the temperature gradient depends on the gas inlet velocity. Ultimately, the air–hydrogen combination, which results in a heating duration of 1290 s and a maximum temperature gradient of 211 K cm-1, is identified as the optimal choice according to the TOPSIS method <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">گرمایش دوکاناله که در آن گازهای هوا و سوخت به ترتیب به کانال‌های کاتد و آند تزریق می‌شوند، یکی از روش‌های رایج برای افزایش دمای پیل‌های سوختی اکسید جامد است. با‌‌‌‌ ‌این‌وجود، تاکنون تأثیر استفاده از گازهای گرم‌کننده در کانال آند بر عملکرد حرارتی این پیل‌های سوختی با هم مقایسه نشده است. در این پژوهش، فرایند گرمایش گذرای یک پیل سوختی اکسید جامد با استفاده از دو ترکیب هوا-هیدروژن و هوا-متان، به روش عددی حجم محدود شبیه‌سازی شده است. هدف از این مقایسه، ارزیابی عملکرد این ترکیب‌های گازی بر اساس دو شاخص کلیدی مدت‌زمان گرمایش و گرادیان دمایی در چند سرعت و نرخ‌ افزایش دمای گاز ورودی است. در ادامه، برای انتخاب پاسخ برتر از میان پاسخ‌های موجود، از روش تصمیم‌گیری چندشاخصه تاپسیس (<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">TOPSIS<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">) بهره گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که هیدروژن در فاصله‌ای کوتاه پس از ورود به کانال، گرمای خود را سریع‌تر به ساختار پیل سوختی منتقل می‌کند؛ در حالی ‌که انتقال حرارت هوا و متان در مسیر طولانی‌تری انجام می‌شود. همچنین، بیشینه گرادیان دما عمدتاً در نواحی نزدیک به ورودی گازها ایجاد می‌شود. علاوه بر این، مدت‌زمان گرمایش با ترکیب هوا-متان همواره کمتر از ترکیب هوا–هیدروژن است و این تفاوت در سرعت‌های ورودی پایین‌تر، قابل‌توجه‌تر است. از سوی دیگر، تأثیر نوع گاز گرم‌کننده بر بیشینه گرادیان دمایی وابسته به سرعت گاز ورودی است<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-ascii-font-family: IRANSharp; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-hansi-font-family: IRANSharp; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">. <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">در نهایت، از میان گزینه‌های بررسی‌شده، ترکیب هوا-هیدروژن با مدت‌زمان گرمایش ۱۲۹۰ ثانیه و بیشینه گرادیان دمایی ۲۱۱ کلوین بر سانتی‌متر به‌عنوان گزینه برتر از دیدگاه روش تاپسیس انتخاب شده است

https://mme.modares.ac.ir/article_27802_d484a3fde40e65e19c2799b9b529c82e.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Investigation of the Influence of SSTk-ω Turbulence-Model Parameters on Numerical Simulation Results of Turbulent Flow inside a Tube with a Short Twisted Tape بررسی تاثیر پارامتر‌های مدل آشفتگی SST k-ω بر نتایج شبیه‌سازی‌ عددی انتقال حرارت در جریان آشفته درون یک لوله دارای نوار پیچ‌خورده کوتاه 667 681 27822 10.48311/mme.2025.116763.82862 FA عرفان نوائی ملکی‌دوز گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران امین رسام گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران 0000-0002-3173-7502 Journal Article 2025 10 05 Short twisted tapes are used to enhance mixing and heat transfer in tubes. The turbulent flow in these tubes exhibits particular complexities due to the secondary flows and helical vortices, and its numerical simulation using the Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) equations with two-equation models such as the SST k-ω model often involves errors because the coefficients of these models are not universal. It is for the first time in this study, that effects of modeling the parameter β*∞ and turbulent Prandtl number Prt on SST k-ω simulations of turbulent heat transfer in a tube fitted with a short-length twisted tape are investigated and compared with experimental data. The goal is to improve numerical predictions of two key quantities: the friction factor and the Nusselt number by choosing suitable turbulence model parameters. Reducing β*∞ from 0.09 to 0.06 decreased the simulation error in the friction factor from 12.5% to 0.9% relative to the reference experimental data. With the turbulent Prandtl number held constant, lowering β_∞^* also increased the Nusselt number. The influence of β*∞ on pressure drop, helical vortex structures, and enstrophy flux was also examined. To improve heat-transfer predictions, the turbulent Prandtl number was raised from the default 0.85 to 1.5, which reduced the turbulent heat flux and lowered the simulation error for the Nusselt number from 13.7% to 2%. The effects of these modifications on wall temperature were analyzed, and the relationship between the periodic rise in wall temperature and the rotating vortices formed in the flow was discussed. نوارهای پیچ‌خورده کوتاه برای افزایش اختلاط جریان و انتقال حرارت در لوله‌ها به‌کار می‌روند. جریان آشفته در این لوله‌ها به لحاظ جریان‌های ثانویه و گردابه‌های مارپیچی دارای پیچیدگی‌های ویژه‌ای بوده و شبیه‌سازی‌ عددی آن‌ها‌ با استفاده از معادلات متوسط‌گیری شده رینولدز و مدل‌های دو معادله‌ای نظیر SST k-ω، به دلیل عمومیت نداشتن ضرایب این مدل‌ها، اغلب با خطا همراه است. در این پژوهش، برای نخستین بار تاثیر پارامترهای مدل‌سازی ∞* β و عدد پرانتل آشفتگی Prt در شبیه‌سازی‌های عددی انتقال حرارت به روش SST k-ω در جریان آشفته داخل یک لوله مجهز به نوار پیچ‌خورده کوتاه در مقایسه با داده‌های تجربی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بهبود پیش‌بینی‌های عددی دو پارامتر ضریب اصطکاک و عدد ناسلت با انتخاب مناسب پارامترهای مدل آشفتگی مورد نظر می‌باشد. نتایج نشان می‌دهند که کاهش ∞* β از 0.09 به 0.06 منجر به کاهش خطای‌ ضریب اصطکاک از 12.5% به 0.9% نسبت به داده‌های تجربی مرجع گردید. با توجه به ثابت بودن Prt، کاهش ∞* β منجر به افزایش عدد ناسلت نیز می‌گردد. تاثیر پارامتر ∞* β بر افت فشار، ساختارهای گردابه‌ای مارپیچی و شار انستروفی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برای بهبود پیش‌بینی‌های انتقال حرارت، مقدار عدد پرانتل آشفتگی از 0.85 به 1.5 افزایش یافت که منجر به کاهش شار حرارتی آشفتگی و خطای شبیه‌سازی‌های عددی برای عدد ناسلت از 13.7% به 2% می‌گردد. اثر این تغییرات بر دمای دیواره نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین رابطه رفتار تناوبی افزایشی دمای دیواره با گردابه‌های چرخشی به وجود آمده در جریان مورد بحث قرار می‌گیرد.

https://mme.modares.ac.ir/article_27822_7716f37cf3646d627bfa4143310b3452.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 10 2025 09 23 Study of the Effect of Structural Rigidity of a 4-Dof Milling Machine with Parallel Mechanism on the Surface Roughness and Machining Accuracy of Parts مطالعه تاثیر سفتی سازه دستگاه فرز چهار درجه آزادی با ساز و کار موازی بر صافی سطح و دقت ماشینکاری قطعات 683 694 27835 10.48311/mme.2025.96928.0 FA مهدی طیاری کلجاهی دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران مهران محبوب خواه دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2025 09 12 <span style="font-size: 8.0pt; mso-bidi-font-size: 8.5pt; line-height: 97%; font-family: 'Times New Roman',serif; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-bidi-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">The use <span style="font-size: 8.0pt; mso-bidi-font-size: 8.5pt; line-height: 97%; font-family: 'Times New Roman',serif; mso-fareast-font-family: Calibri; mso-bidi-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;">of robots with parallel mechanisms in machine tools that have special capabilities is expanding. The main problem in these devices is the variability of the rigidity of the mechanism in its workspace, which directly affects the machining accuracy. In this paper, a four-degree-of-freedom robot with a parallel mechanism and using a milling machine, which was designed and built for the first time, is introduced and machining studies are carried out in its workspace. To investigate the effect of the rigidity of this machine tool on the accuracy and surface roughness of machined parts, a force and rigidity analysis of the machine structure in its workspace have been performed. Dimensional and geometric quality control of standard machined parts has been performed using a coordinate measuring machine (CMM). The dimensional and geometric quality and surface roughness of the machined parts, proved the direct relationship between the rigidity of the machine and these parameters. As is evident from the measurement results, the higher rigidity of the structure in the middle part of the workspace resulted in better dimensional and geometric accuracy of the machined parts. Machining accuracies in this area are about 15% higher than in other areas. Due to the low depth of cut in the finishing conditions, the surface roughness results of the machined parts are almost the same in all regions of the working space <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">استفاده از ربات با ساز وکار موازی در ماشینهایابزار که دارای قابلیتهای ویژهای هستند، رو به گسترش است. مسئله عمده در این دستگاهها، متغیر بودن سفتی مکانیسم در فضایکاری آن است که بطور مستقیم بر دقت ماشینکاری تأثیر میگذارد. در این مقاله، یک ربات چهار درجه آزادی با سازوکار موازی و با کاربرد ماشینفرز که برای اولین بار طراحی و ساخته شده، معرفی و مطالعات ماشینکاری در فضایکاری آن انجام شده است. برای بررسی تأثیر سفتی این ماشینابزار بر دقت و صافیسطح قطعات ماشینکاری شده، تحلیل نیرویی و سفتی سازه دستگاه در فضایکاری آن انجام شده است. کنترل کیفیت ابعادی و هندسی قطعات استاندارد ماشینکاری شده، با استفاده از دستگاه اندازه<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"><span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">گیری<span lang="AR-SA" style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">مختصات<span lang="AR-SA" style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;"> <span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">(<span style="font-size: 12.0pt; mso-bidi-font-size: 11.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">CMM<span dir="RTL" lang="AR-SA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">)، انجام شده است. کیفیت ابعادی و هندسی و صافیسطح قطعات ماشینکاری شده، ارتباط مستقیم سفتی دستگاه با این پارامترها را اثبات کرد. بطوریکه از نتایج اندازهگیریها مشهود است، سفتی بالاتر سازه در قسمت میانی فضایکاری، باعث ایجاد دقت بهتر ابعادی و هندسی قطعات ماشینکاری شده است. دقتها ماشینکاری در این محدوده حدود 15% بیشتر از سایر مناطق بدست آمده است.<span dir="RTL" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-ansi-font-size: 12.0pt; line-height: 97%; font-family: 'Calibri',sans-serif; mso-fareast-font-family: Calibri; color: black; mso-themecolor: text1; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: FA;"> با توجه به عمقبار کم در شرایط پرداختکاری، نتایج صافیسطح قطعات ماشینکاری شده در تمام قسمتهای فضایکاری تقریباً یکسان بدست آمده است

https://mme.modares.ac.ir/article_27835_f1fe81fa0a090bb5339e0bc688966e9b.pdf