ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه روشهای انتخاب نقاط مرجع در آنالیز مودال محیطی
آزمایش مودال روشی مناسب برای تخمین مشخصات دینامیکی سازه میباشد. با اینحال در سازههای بزرگ به علت عدم امکان تحریک و یا اندازهگیری نیروها، انجام آزمایش مودال دشوار یا غیرممکن میباشد. آزمایش مودال محیطی یکی از روشهایی است که میتواند این مشکل را برطرف کند. در این نوع آزمایش، سازه توسط بارهای طبیعی تحریک میشود. با این حال، این نوع آزمایش نیز با مشکلاتی مواجه است. یکی از مشکلات مهم آزمایش مودال محیطی عدم امکان اندازهگیری همزمان در تمام نقاط است که ناشی از محدودیت در تعداد شتابسنجها و کانالهای اندازهگیری است، بنابراین سازه باید در چندین مرحله مورد آزمایش قرار گیرد. برای ارتباط بین مراحل اندازهگیری، باید نقاطی به عنوان مرجع انتخاب شوند. عدم انتخاب صحیح نقاط مرجع موجب بروز خطا در نتایج خواهد شد، از این رو، انتخاب صحیح این نقاط، حائز اهمیت فراوان است؛ در این مقاله ضمن بررسی روشهای انتخاب نقاط مرجع، مزایا و معایب این روشها به تفصیل بیان میگردد.
https://mmep.isme.ir/article_38529_beb6ee42320aeef0bfb39fb871a1dffa.pdf
2020-03-12
3
10
نقاط مرجع
موقعیت بهینه
آنالیز مودال محیطی
مشخصات دینامیکی
آزمایش مودال
سحر
طاهریان
sahar_taherian29@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
AUTHOR
محمد مهدی
خطیبی
mmkhatibi@semnan.ac.ir
2
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
LEAD_AUTHOR
[١] سرپرست، هدی، آشوری، محمد رضا، و خطیبی، محمد مهدی. هنر اندازهگیری و مدلسازی در آزمایش مودال و مشکلات آن (بخش اول). مجله علمی صوت و ارتعاش. ۱ (۱): ۵۹-۶۸، ۱۳۹۱
1
[2] Fu, Zhi-Fang and He, Jimin. Modal analysis. Elsevier, 2001.
2
[3] Ewins, D. J. Modal Testing: Theory, Practice, and Application. Wiley, 2000.
3
[4] Hanson, D. Operational modal analysis and model updating with a cyclostationary input. Ph.D. thesis, University of New South Wales, 2006.
4
[5] Cauberghe, Bart. Applied frequency-domain system identification in the field of experimental and operational modal analysis. Praca doktorska, VUB, Brussel, 2004.
5
[6] Peeters, Bart. System identification and damage detection in civil engineering. Ph.D. thesis, Katholieke Universiteit Leuven, 2000.
6
[7] Kammer, Daniel C. Sensor placement for on-orbit modal identification and correlation of large space structures. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 14(2):251– 259, 1991.
7
[8] Li, D.S., Li, H.N., and Fritzen, C.P. The connection between effective independence and modal kinetic energy methods for sensor placement. Journal of Sound and Vibration, 305(4):945 – 955, 2007.
8
[9] Castro-Triguero, Rafael, Rodríguez-León, M Teresa, Macías, Enrique García, Sevilla, Rafael Gallego, Sánchez, José Sánchez, and Vàzquez, Enrique. Optimal sensor placement methodology for operational modal system identification of a hyperbolic paraboloidal fabric. in 7th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2014), 2014.
9
[10] Heo, G., Wang, M.L., and Satpathi, D. Optimal transducer placement for health monitoring of long span bridge. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 16(7):495 – 502, 1997.
10
[11] Bakir, Pelin. Evaluation of optimal sensor placement techniques for parameter identification in buildings. Mathematical & Computational Applications, 16, 08 2011.
11
[12] Yi, Ting-Hua, Li, Hong-Nan, and Gu, Ming. Optimal sensor placement for structural health monitoring based on multiple optimization strategies. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 20(7):881–900, 2011.
12
[13] Debnath, N., Dutta, A., and Deb, S.K. Placement of sensors in operational modal analysis for truss bridges. Mechanical Systems and Signal Processing, 31:196 – 216, 2012.
13
[14] Khatibi, M.M., Ashory, M.R., Sarparast, Hoda, and Malekjafarian, Abdollah. Selection of reference points based on optimum deflections in operational modal testing. 01 2011.
14
[15] Reynders, Edwin and Roeck, Guido De. Reference-based combined deterministic–stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis. Mechanical Systems and Signal Processing, 22(3):617 – 637, 2008.
15
[16] Fan, Jiangling, Zhang, Zhiyi, and Hua, Hongxing. Data processing in subspace identification and modal parameter identification of an arch bridge. Mechanical Systems and Signal Processing, 21(4):1674 – 1689, 2007.
16
[۱۷] سرپرست، هدی، آشوری، محمدرضا، و خطیبی، محمدمهدی. روشی جدید برای انتخاب نقاط مرجع در آزمایش مودال محیطی سازه ها. مهندسی مکانیک مدرس، ۱۴ (۳)، ۱۳۹۳.
17
[۱۸] خطیبی، محمدمهدی و آشوری، محمدرضا. انتخاب نقاط مرجع به کمک روش موقعیت مستقل موثر در آزمایش مودال محیطی سازه ها. مهندسی مکانی مدرس، ۱۴ (۴)، ۱۳۹۳
18
[19] Rao, A. Rama Mohan, Lakshmi, K., and Krishnakumar, S. A generalized optimal sensor placement technique for structural health monitoring and system identification. Procedia Engineering, 86:529 – 538, 2014. Structural Integrity.
19
[20] Chang, Minwoo and Pakzad, Shamim N. Optimal sensor placement for modal identification of bridge systems considering number of sensing nodes. Journal of Bridge Engineering, 19(6):04014019, 2014.
20
[21] He, Can, Xing, Jianchun, Li, Juelong, Yang, Qiliang, Wang, Ronghao, and Zhang, Xun. A new optimal sensor placement strategy based on modified modal assurance criterion and improved adaptive genetic algorithm for structural health monitoring. Mathematical Problems in Engineering, 2015, 03 2015.
21
ORIGINAL_ARTICLE
مشخصهیابی عیوب کریستالی مرز دوقلویی در ابررسانای دمابالا YBCO
دوقلویی یکی از مکانیسمهای اصلی تغییر شکل پلاستیکی در کریستالها است که خواص مربوط به آن از مسائل مهم در علم مواد به شمار میرود. یکی از مهمترین ویژگیهای ریزساختاری مشاهده شده در ابررسانای دمابالای YBa2Cu3O7-y ، (YBCO) دوقلویی است که به سبب استحاله فاز تتراگونال به اورتورمبیک رخ میدهد. مشکل عمده در کاربردهای صنعتی ابررساناهای دمابالا چگالی جریان بحرانی (Jc) پایین است. مرزهای دوقلویی در YBCO که از نوع نواقص صفحهای میباشند، مراکز اصلی میخکوبی شار محسوب میشوند که موجب افزایش چگالی جریان بحرانی میگردند. بنابراین طراحی ساختارهای دوقلویی YBCO در هنگام تولید برای بهبود خواص الکتریکی، مغناطیسی و جهت بهرهبرداری تجاری آن ضروری میباشد. با توجه به تعدد گزارشهای موجود در این زمینه و نتایج بعضاً متناقض، در این مقاله کلیه نتایج تجربی و نظری منتشرشده در ارتباط با مرزهای دوقلویی و تأثیر آن بر خواص مختلف YBCO مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.
https://mmep.isme.ir/article_38530_9cd6c2d781c42587ff473859a2059d26.pdf
2020-03-12
11
22
ابررسانایی دما بالا
دوقلویی
چگالی جریان بحرانی
YBa2Cu3O7-y
مهناز
محمدی
mohammadi.m@qut.ac.ir
1
استادیار، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک مهندسی، دانشگاه صنعتی قم
LEAD_AUTHOR
بهرام
خوشنویسان
b.khosh@kashanu.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان
AUTHOR
[1] Rao, C. N. R and Raychaudhuri, A. K. High Temperature Superconductors, pp. 12–4. CRC Press, 1996.
1
[2] Khoshnevisan, B, Ross, D K, Broom, D P, and Babaeipour, M. Observations of twinning in YBa2Cu3O6−x, 0 < x < 1, at high temperatures. Journal of Physics: Condensed Matter, 14(41):9763–9778, oct 2002.
2
[3] Khare, Neeraj. Handbook of High-Temperature Superconductor. CRC Press, 2003.
3
[4] Jongprateep, O. and Siu-Wai Chan. Twin spacing and its correlation with critical current density in melt-textured YBCO with yttria nanoparticle addition. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 13(2):3502–3505, June 2003.
4
[5] Mercer, M. A study of Oxygen in YBCO H-Tc superconducting material. Ph.D. thesis, University of Salford, 1996.
5
[6] Setoyama, Yui, ichi Shimoyama, Jun, Motoki, Takanori, Kishio, Kohji, Awaji, Satoshi, Kon, Koichi, Ichikawa, Naoki, Inamori, Satoshi, and Naito, Kyogo. Effects of densification of precursor pellets on microstructures and critical current properties of ybco melt-textured bulks. Physica C: Superconductivity and its Applications, 531:79 – 84, 2016.
6
[7] Ravi, S. and Seshu Bai, V. ac-susceptibility study of the 110-K superconducting phase of Bi-Sr-Ca-Cu-O. Phys. Rev. B, 49:13082–13088, May 1994.
7
[8] Chen, Yuanqing, Bian, Weibai, Huang, Wenhuan, Tang, Xinni, Zhao, Gaoyang, Li, Lingwei, Li, Na, Huo, Wen, Jia, Jiqiang, and You, Caiyin. High critical current density of YBa2Cu3O7−x superconducting films prepared through a duv-assisted solution deposition process. Scientific Reports, 6(1):38257, 2016.
8
[9] Yang, T., Wang, Z. H., Zhang, H., Fang, J., Nie, Y., Qiu, L., and Ding, S. Y. Effective activation energy and phase diagram in the er-doping MTG-YBa2Cu3O7−d crystal. 384(1-2):130–136, Jan 2003.
9
[10] Radzyner, Y., Shaulov, A., and Yeshurun, Y. Unified order-disorder vortex phase transition in high-Tc superconductors. Phys. Rev. B, 65:100513, Feb 2002.
10
[11] Hammerl, G., Schmehl, A., Schulz, R. R., Goetz, B., Bielefeldt, H., Schneider, C. W., Hilgenkamp, H., and Mannhart, J. Enhanced supercurrent density in polycrystalline YBa2Cu3O7−d at 77 K from calcium doping of grain boundaries. Nature, 407(6801):162–164, 2000.
11
[12] Muller, D. Twin-boundary characteristics of melt-textured YBa2Cu3O7−x. Philosophical Magazine Letters, 73(2):63– 70, 1996.
12
[13] Zhu, Yimei and Suenaga, Masaki. Twinning dislocations in YBa2Cu3O7−δ superconductor. Philosophical Magazine A, 66(3):457–471, 1992.
13
[14] Barry, J. C. Oxygen ordering and twinning in YBa2Cu3O7−x. Journal of Electron Microscopy Technique, 8(3):325–337, 1988.
14
[15] Ossipyan, Yu.A., Timofeev, V.B., and Schegolev, I.F. Physical properties of YBa2Cu3O7−x single crystals. Physica C: Superconductivity, 153-155:1133 – 1137, 1988. Proceedings of the International Conference on High Temperature Superconductors and Materials and Mechanisms of Superconductivity Part II.
15
[16] Khoshnevisan, B. Diffraction studies of phase structure transition in the high temperature superconductor YBCO. Ph.D. thesis, University of Salford, 2002.
16
[17] Zhu, Yimei, Suenaga, Masaki, and Xu, Youwen. Tem studies on twin boundary in YBa2Cu3O7 and YBa2(CU0.98M0.02)3O7 (M=Zn, Al). Journal of Materials Research, 5(7):1380–1387, 1990.
17
[18] Antal, V, Zmorayová, K, Kováč, J, Kavečanský, V, Diko, P, Eisterer, M, and Weber, H W. The influence of annealing in flowing argon on the microstructural and superconducting properties of al doped YBCO bulks. Superconductor Science and Technology, 23(6):065014, may 2010.
18
[19] Siegrist, T., Schneemeyer, L. F., Waszczak, J. V., Singh, N. P., Opila, R. L., Batlogg, B., Rupp, L. W., and Murphy, D. W. Aluminum substitution in Ba2YCu3O7. Phys. Rev. B, 36(16):8365–8368, Dec 1987.
19
[20] Sahoo, Bibekananda, Routray, Krutika L., Samal, D., and Behera, Dhrubananda. Effect of artificial pinning centers on YBCO high temperature superconductor through substitution of graphene nano-platelets. Materials Chemistry and Physics, 223:784 – 788, 2019.
20
[21] Boyko, V S and Chan, Siu-Wai. Twin microstructure design in the high-temperature superconductor YBa2Cu3O7−δ with nanoparticles addition for enhanced Jc. Superconductor Science and Technology, 30(11):115013, oct 2017.
21
[22] Roy, T. and Mitchell, T. E. Twin boundary energies in YBa2Cu3O7−x and La2CuO4. Philosophical Magazine A, 63(2):225–232, 1991.
22
[23] Shaw, T. M., Shinde, S. L., Dimos, D., Cook, R. F., Duncombe, P. R., and Kroll, C. The effect of grain size on microstructure and stress relaxation in polycrystalline YBa2Cu3O7−δ. Journal of Materials Research, 4(2):248– 256, 1989.
23
[24] Khachaturian, A. G. Theory of structural transformations in solids. Wiley, New York, 1983.
24
[25] Goncharov, V. A. and Suvorov, E. V. Electron-Microscopy Investigation of the Structure of Defects, pp. 5–21. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 1993.
25
[26] Chumbley, L.S., Kramer, M.J., Kim, M.R., and Laabs, F.C. Estimation of twin wall energy by measurement of twin spacing. Materials Science and Engineering: A, 124(2):L19 – L21, 1990.
26
[27] Boiko, Y., Jaeger, H., Aslan, M., Schulze, K., and Petzow, G. Elastic twins in YBa2Cu3O7 crystals. Materials Letters, 11(5):207 – 211, 1991.
27
[28] Lagraff, John R. and Payne, David A. Oxygen stoichiometry and mobility effects on domain wall motion in ferroelastic YBa2Cu3O7−δ. Ferroelectrics, 130(1):87–105, 1992.
28
[29] Chopra, M., Chan, S. W., Boyko, V. S., Meng, R. L., and Chu, C. W. in Batlogg, B., Chu, C. W., Chu, W. K., Gubser, D. U., and Muller, K. A., eds. , The Proceeding of the 10th Anniversary High Temperature Superconductors Workshop, Houston, Texas, March 1996, p. 175, Singapore, 1996. World Scientific.
29
[30] Boyko, V. S., Chan, Siu-Wai, and Chopra, M. Shape of a twin as related to the inelastic forces acting on twinning dislocations in YBa2Cu3O7−δ. Phys. Rev. B, 63:224521, May 2001.
30
[31] Mei, Linfeng, Boyko, V.S., and Chan, Siu-Wai. Twin engineering for high critical current densities in bulk YBa2Cu3O7−δ. Physica C: Superconductivity, 439(2):78 – 84, 2006.
31
[32] Diko, P. and Šuster, D. Influence of 211 particles on twin spacing in top-seeded melt-growth YBCO bulk superconductors. Journal of Applied Physics, 105(6):063503, 2009.
32
[33] Mohammadi, Mahnaz, Khoshnevisan, Bahram, and Hashemifar, S. Javad. Twin boundary energy and characterization of charge redistribution near the twin boundaries of cupperate superconductors. Physica C: Superconductivity and its Applications, 507:41 – 46, 2014.
33
[34] Khoshnevisan, Bahram and Mohammadi, Mahnaz. Effects of k and ca doping on twin boundary energy of cupperate superconductors. Physica C: Superconductivity and its Applications, 523:5 – 9, 2016.
34
[35] Rouco, V, Palau, A, Guzman, R, Gazquez, J, Coll, M, Obradors, X, and Puig, T. Role of twin boundaries on vortex pinning of CSD YBCO nanocomposites. Superconductor Science and Technology, 27(12):125009, nov 2014.
35
[36] Gazquez, J, Coll, M, Roma, N, Sandiumenge, F, Puig, T, and Obradors, X. Structural defects in trifluoroacetate derived YBa2Cu3O7 thin films. Superconductor Science and Technology, 25(6):065009, April 2012.
36
[37] Miura, M, Maiorov, B, Willis, J O, Kato, T, Sato, M, Izumi, T, Shiohara, Y, and Civale, L. The effects of density and size of BaMO3(M=Zr, Nb, Sn) nanoparticles on the vortex glassy and liquid phase in (Y, Gd)Ba2Cu3Oy coated conductors. Superconductor Science and Technology, 26(3):035008, Jan 2013.
37
[38] Campbell, A. M., Evetts, J. E., and Dew-Hughes, D. Pinning of flux vortices in type II superconductors. The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics, 18(152):313–343, 1968.
38
[39] Dimos, D., Chaudhari, P., and Mannhart, J. Superconducting transport properties of grain boundaries in yba2 cu3o7 bicrystals. Phys. Rev. B, 41:4038–4049, Mar 1990.
39
[40] High-temperature superconductivity (appendix to chapter 16). in Burns, Gerald, ed. , Solid State Physics, pp. 757 – 791. Academic Press, 1985.
40
[41] Murakami, M. Processing of bulk YBaCuO. Superconductor Science and Technology, 5(4):185–203, April 1992.
41
[42] Daeumling, M., Seuntjens, J. M., and Larbalestier, D. C. Oxygen-defect flux pinning, anomalous magnetization and intra-grain granularity in YBa2Cu3O7−d. Nature, 346(6282):332–335, 1990.
42
[43] Kwok, W. K., Welp, U., Crabtree, G. W., Vandervoort, K. G., Hulscher, R., and Liu, J. Z. Direct observation of dissipative flux motion and pinning by twin boundaries in YBa2Cu3O7−δ single crystals. Phys. Rev. Lett., 64:966– 969, Feb 1990.
43
[44] Gyorgy, E. M., van Dover, R. B., Schneemeyer, L. F., White, A. E., O’Bryan, H. M., Felder, R. J., Waszczak, J. V., Rhodes, W. W., and Hellman, F. Sharp angular sensitivity of pinning due to twin boundaries in YBa2Cu3O7. Applied Physics Letters, 56(24):2465–2467, 1990.
44
[45] Durán, C. A., Gammel, P. L., Bishop, D. J., Rice, J. P., and Ginsberg, D. M. Comment on “role of twin boundaries in the magnetic flux penetration in YBa2Cu3O7−δ”. Phys. Rev. Lett., 74:3712–3712, May 1995.
45
[46] Welp, U., Gardiner, T., Gunter, D. O., Veal, B. W., Crabtree, G. W., Vlasko-Vlasov, V. K., and Nikitenko, V. I. Welp et al. reply:. Phys. Rev. Lett., 74:3713–3713, May 1995.
46
[47] Asaoka, Hidehito, Kazumata, Yukio, Takei, Humihiko, and Noda, Kenji. Effect of twin boundaries on flux pinning in YBa2Cu3Ox single crystals. Physica C: Superconductivity, 268(1):14 – 20, 1996.
47
[48] Salama, K., Lee, D. F., and Chaud, X. Flux pinning in bulk oriented-grained YBa2Cu3Ox/Ag composites: Effects of Ag and Y2BaCuO5 inclusions. in Hayakawa, Hisao and Koshizuka, Naoki, eds. , Advances in Superconductivity IV, pp. 23–27, Tokyo, 1992. Springer Japan.
48
[49] Prigozhin, Leonid. The bean model in superconductivity: Variational formulation and numerical solution. Journal of Computational Physics, 129(1):190 – 200, 1996.
49
[50] Gyorgy, E. M., van Dover, R. B., Jackson, K. A., Schneemeyer, L. F., and Waszczak, J. V. Anisotropic critical currents in YBa2Cu3O7 analyzed using an extended bean model. Applied Physics Letters, 55(3):283–285, 1989.
50
[51] Palau, A., Rouco, V., Luccas, R.F., Obradors, X., and Puig, T. Nanowall pinning for enhanced pinning force in YBCO films with nanofabricated structures. Physica C: Superconductivity and its Applications, 506:178 – 183, 2014.
51
[52] Swartzendruber, L. J., Kaiser, D. L., Gayle, F. W., Bennett, L. H., and Roytburd, A. Low-field flux pinning in twinned and detwinned single crystals of YBa2Cu3O7−x. Applied Physics Letters, 58(14):1566–1568, Apr 1991.
52
[53] Kaiser, D. L., Gayle, F. W., Swartzendruber, L. J., Bennett, L. H., and McMichael, R. D. Effect of twin boundaries on flux pinning in YBa2Cu3O7−x at low and intermediate magnetic fields. Journal of Applied Physics, 70(10):5739– 5741, 1991.
53
[54] Welp, U., Kwok, W. K., Crabtree, G. W., Vandervoort, K. G., and Liu, J. Z. Magnetization hysteresis and flux pinning in twinned and untwinned YBa2Cu3O7−δ single crystals. Applied Physics Letters, 57(1):84–86, 1990.
54
[55] Fujimoto, Hiroyuki, Taguchi, Takahiro, Murakami, Masato, and Koshizuka, Naoki. The effect of twin boundaries on the flux pinning in MPMG processed YBCO. Physica C: Superconductivity, 211(3):393 – 403, 1993.
55
[56] Maggio-Aprile, Ivan, Renner, Christophe, Erb, Andreas, Walker, Eric, and Fischer, Øystein. Critical currents approaching the depairing limit at a twin boundary in yba2cu3o7-d. Nature, 390(6659):487–490, 1997.
56
[57] Fang, M. M., Kogan, V. G., Finnemore, D. K., Clem, J. R., Chumbley, L. S., and Farrell, D. E. Possible twinboundary effect upon the properties of high-Tc superconductors. Phys. Rev. B, 37:2334–2337, Feb 1988.
57
[58] Maggio-Aprile, I., Renner, Ch., Erb, A., Walker, E., and Fischer, O. Direct vortex lattice imaging and tunneling spectroscopy of flux lines on YBa2Cu3O7−δ. Phys. Rev. Lett., 75:2754–2757, Oct 1995.
58
[59] Watanabe, Hirohito, Kasai, Yuji, Mochiku, Takashi, Sugishita, Akimitsu, Iguchi, Ienari, and Yamaka, Eiso. Electrical resistivity, critical current and crystal orientation of the sintered Y-Ba-Cu-O compounds. Japanese Journal of Applied Physics, 26(Part 2, No. 5):L657–L659, may 1987.
59
[60] Ogale, S. B., Dijkkamp, D., Venkatesan, T., Wu, X. D., and Inam, A. Current transport in high-Tc polycrystalline films of Y-Ba-Cu-O. Phys. Rev. B, 36:7210–7213, Nov 1987.
60
[61] Deutscher, G. and Müller, K. A. Origin of superconductive glassy state and extrinsic critical currents in high-Tc oxides. Phys. Rev. Lett., 59:1745–1747, Oct 1987.
61
[62] Horovitz, B., Barsch, G. R., and Krumhansl, J. A. Twinboundary dynamics and properties of high-Tc superconductors. Phys. Rev. B, 36:8895–8898, Dec 1987.
62
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل ابعادی و مطالعه روابط نیمهتجربی سرعت تهویه بحرانی و طول جریان لایهبرگشتی برای آتشسوزی در تونلها با تهویه طولی
امنیت جانی یکی از اهداف اصلی طراحی مهندسی ایمنی در آتشسوزی در تونلها بوده و این مسئله نیازمند ایجاد شرایط پایدار برای یک دوره زمانی مشخص میباشد. در آتشسوزی در تونلها یکی از استراتژیهای حفاظتی برای افراد و وسایل نقلیه، محدود کردن جریان دود و محصولات احتراق برای حرکت به سمت بالادست جریان میباشد. بنابراین سرعت تهویه طولی بحرانی و طول جریان لایهبرگشتی دود در آتشسوزی در تونلها دو پارامتر بسیار مهم در طراحی سیستمهای تهویه طولی در تونلها میباشند. در این پژوهش در ابتدا با بکارگیری روش تحلیل ابعادی، عبارات بدون بعد برای سرعت تهویه بحرانی و طول جریان لایهبرگشتی بر حسب پارامترهای نرخ حرارت آزاد شده، مشخصات هندسی تونل، شرایط محیطی شامل دانسیته هوا، دمای هوا و ظرفیت حرارتی هوا و در نهایت شتاب جاذبه زمین بهدست آمده است. سپس با بررسی پژوهشهای آزمایشگاهی صورت گرفته توسط سایر محققین، روابط نیمهتجربی ارائه شده برای سرعت تهویه طولی بحرانی و طول جریان لایهبرگشتی مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه روابط نیمهتجربی مورد استفاده برای نشان دادن اثرات شیب تونل بر سرعت تهویه بحرانی ارائه شده توسط سایر دانشمندان نیز بررسی و ارائه شده است. همچنین در بخش پایانی، اثر هندسه تونل بر کاهش و یا افزایش نرخ حرارت آزاد شده نیز به صورت مجزا مورد بررسی قرار داده شده است.
https://mmep.isme.ir/article_38531_1194648f97ecaf92164d6cea10694d2d.pdf
2020-03-12
23
31
سرعت تهویه طولی بحرانی
طول جریان لایه برگشتی
آتشسوزی
هندسه تونل
تحلیل ابعادی
شیب تونل
مصطفی
منفرد مسقانی
mmonfared@mut.ac.ir
1
دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
LEAD_AUTHOR
رضا
مهریار
mdoostan@mut.ac.ir
2
استادیار دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی شیراز
AUTHOR
[1] Haack, Alfred et al. Technical report-part 1-design fire scenarios. Thematic network on fires in tunnels (FIT), European Commission under the 5th Framework Program, 2004, 2001.
1
[2] Pei, Gui-hong and Zhang, Qiu-yi. Review of research on critical velocity in tunnel fire. E3S Web Conf., 79:02001, 2019.
2
[3] Weisenpacher, Peter, Glasa, Jan, and Valasek, Lukas. Influence of slope and external temperature on smoke stratification in case of fire in bi-directional road tunnel. ITM Web Conf., 16:02002, 2018.
3
[4] Li, Junmei, Tian, Yang, Li, Yanfeng, Zhao, Yuhang, and Huang, Youbo. Numerical and experimental study on the effects of the slope on the critical velocity in titled tunnels. Procedia Engineering, 205:1864 – 1870, 2017. 10th International Symposium on Heating, Ventilation and Air Conditioning, ISHVAC2017, 19-22 October 2017, Jinan, China.
4
[5] Tang, Z., Liu, Y.J., Yuan, J.P., and Fang, Z. Study of the critical velocity in tunnels with longitudinal ventilation and spray systems. Fire Safety Journal, 90:139 – 147, 2017.
5
[6] Kesadian, Jabar and Adamian, Armen. Numerical simulation of critical velocity in ventilation. Modern Applied Science, 11(2), 2017.
6
[7] Kim, Ji Tae, Hong, Ki-Bae, and Ryou, Hong Sun. Numerical analysis on the effect of the tunnel slope on the plug-holing phenomena. Energies, 12(1), 2018.
7
[8] Brahim, Kalech, Mourad, Bouterra, Afif, EC, and Ali, B. Control of smoke flow in a tunnel. Journal of Applied Fluid Mechanics, 6(1), 2013.
8
[9] RIS, JOHN DE. Duct fires. Combustion Science and Technology, 2(4):239–258, 1970.
9
[10] cheng Weng, Miao, ling Lu, Xin, Liu, Fang, and xian Du, Cheng. Study on the critical velocity in a sloping tunnel fire under longitudinal ventilation. Applied Thermal Engineering, 94:422 – 434, 2016.
10
[11] Thomas, PH. The movement of buoyant fluid against a stream and the venting of underground fires. Fire safety science, 351:1–1, 1958.
11
[12] Oka, Yasushi and Atkinson, Graham T. Control of smoke flow in tunnel fires. Fire Safety Journal, 25(4):305 – 322, 1995.
12
[13] Wu, Y and Bakar, M.Z.A. Control of smoke flow in tunnel fires using longitudinal ventilation systems – a study of the critical velocity. Fire Safety Journal, 35(4):363 – 390, 2000.
13
[14] Li, Ying Zhen, Lei, Bo, and Ingason, Haukur. Study of critical velocity and backlayering length in longitudinally ventilated tunnel fires. Fire Safety Journal, 45(6):361 – 370, 2010.
14
[15] cheng Weng, Miao, ling Lu, Xin, Liu, Fang, peng Shi, Xiang, and xing Yu, Long. Prediction of backlayering length and critical velocity in metro tunnel fires. Tunnelling and Underground Space Technology, 47:64 – 72, 2015.
15
[16] Atkinson, G.T. and Wu, Y. Smoke control in sloping tunnels. Fire Safety Journal, 27(4):335 – 341, 1996.
16
[17] Ko, Gwon Hyun, Kim, Seung Ryul, and Ryou, Hong Sun. An experimental study on the effect of slope on the critical velocity in tunnel fires. Journal of Fire Sciences, 28(1):27– 47, 2010.
17
[18] Yi, Liang, Xu, Qiqi, Xu, Zhisheng, and Wu, Dexing. An experimental study on critical velocity in sloping tunnel with longitudinal ventilation under fire. Tunnelling and Underground Space Technology, 43:198 – 203, 2014.
18
[19] Chow, W.K., Gao, Y., Zhao, J.H., Dang, J.F., Chow, C.L., and Miao, L. Smoke movement in tilted tunnel fires with longitudinal ventilation. Fire Safety Journal, 75:14 – 22, 2015.
19
[20] Carvel, Ricky. Fire Size in Tunnels. Ph.D. thesis, HeriotWatt University, 2004.
20
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اصول و شبیهسازی عددی عملکرد توربین باد در حالت پایا
با توجه به اهمیت روزافزون انرژیهای تجدیدپذیر، لزوم مطالعه در این زمینه ضروری است. باد به عنوان یکی از منابع مهم انرژیهای تجدیدپذیر شناخته میشود که قابلیت بهرهبرداری از انرژی آن با استفاده از توربینهای بادی وجود دارد. در همین راستا و با توجه به اهمیت بررسی عملکرد توربین بادی، در پژوهش حاضر ابتدا پیشینه و اصول عملکرد مربوط به توربینهای بادی تشریح و سپس از روش دینامیک سیالات محاسباتی بهمنظور بررسی عملکرد هیدرودینامیکی دو نوع توربین بادی ساحلی و فراساحلی که به ترتیب دارای دو و سه پره هستند استفاده گردیده است. از دینامیک سیالات محاسباتی بهمنظور بررسی اثر توربین و تعداد پرههای آن بر بازدهی و همچنین تعیین مقادیر توان مکانیکی و نیروی پیشرانه در حالت پایا و برای هر دو نوع توربین استفاده گردیده است. عملکرد توربین به صورت سهبعدی شبیهسازی و نتایج با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است که میانگین انحراف حدود 4 درصد در گشتاور مکانیکی توربین ساحلی نسبت به نتایج تجربی نشان دهنده صحت روش و فرضیات مورد استفاده است. مشاهده گردید که با افزایش سرعت باد توان مکانیکی و همچنین نیروی پیشرانه به صورت تدریجی افزایش پیدا خواهد کرد و توزیع فشار بر روی سطوح به علت شدت توربولانسی نامرتب خواهد شد. همچنین با افزایش سرعت جریان آزاد باد، سرعت در نوک پره و توپی نیز افزایش خواهد یافت به نحوی که گردابههای حاصل از آن گسترش پیدا خواهند کرد.
https://mmep.isme.ir/article_38532_068dc312991419e73d83544bd8d8ff4b.pdf
2020-03-12
32
41
انرژیهای تجدیدپذیر
توربین باد محور افقی
دینامیک سیالات محاسباتی
مدلهای توربولانسی
جواد
زارع
j_zare@alumni.iust.ac.ir
1
دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
LEAD_AUTHOR
سید احسان
حسینی
zare.mecheng@gmail.com
2
کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
AUTHOR
مرتضی
نامور
javadzare89@gmail.com
3
کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه امیرکبیر،تهران
AUTHOR
[۱] کوراوند, شهریار. امکانسنجی فنی و اقتصادی ساخت و تولید توربین بادی عمود محور مقیاس کوچک خانگی برای استفاده در مناطق استان یزد. مجله علمی ترویجی انجمن مهندسان مکانیک ایران, 27(1):32--37, 1397.
1
[۲] ابراهیمپور, محمد, شفقت, روزبه, عالمیان, رضوان, و صفدری شادلو, مصطفی. شبیهسازی عددی توربین باد محور عمودی نوع ساونیوس و ارزیابی تأثیر فاصله همپوشانی افقی بر عملکرد توربین. مجله علمی پژوهشی رایانش نرم و فناوری اطلاعات, 6(2):40--50, 1397.
2
[3] Otero, A.D. and Ponta, F.L. On the structural behaviour of variable-geometry oval-trajectory darrieus wind turbines. Renewable Energy, 34(3):827 – 832, 2009.
3
[4] United Nations Development Programme. World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability. UNDP, 2000.
4
[۵] محمدی, مونا, محمدی, محمدرضا, و محمدی, علیرضا. توربینهای بادی مرتفع. مجله علمی ترویجی انجمن مهندسان مکانیک ایران, 22(2):25--31, 1392.
5
[6] Betz, Albert. Introduction to the theory of flow machines. 1966.
6
[7] Igra, Ozer. Research and development for shrouded wind turbines. Energy Conversion and Management, 21(1):13 – 48, 1981.
7
[8] Igra, Ozer. Compact shrouds for wind turbines. Energy Conversion, 16(4):149 – 157, 1977.
8
[9] Foreman, K.M., Gilbert, B., and Oman, R.A. Diffuser augmentation of wind turbines. Solar Energy, 20(4):305 – 311, 1978.
9
[10] Sicot, Christophe, Devinant, Philippe, Laverne, Thomas, Loyer, Stéphane, and Hureau, Jacques. Experimental study of the effect of turbulence on horizontal axis wind turbine aerodynamics. Wind Energy, 9(4):361–370, 2006.
10
[11] Digraskar, Dnyanesh A. Simulations of flow over wind turbines, 2014.
11
[12] Kelley, N., Hand, M., Larwood, S., and McKenna, E. The NREL large-scale turbine inflow and response experimentPreliminary results.
12
[۱۳] علیصادقی, حامد, صفیپور, حسین, و رضاییفرد, حجت. شبیهسازی عددی و مطالعه پارامتری یک توربین بادی دوباله نوسانکننده. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس, 19(5), 1398.
13
[14] Klimas, P.C. and Worstell, M.H. Effects of blade preset pitch/offset on curved-blade darrieus vertical axis wind turbine performance. 10 1981.
14
[15] Fiedler, Andrzej J. and Tullis, Stephen. Blade offset and pitch effects on a high solidity vertical axis wind turbine. Wind Engineering, 33(3):237–246, 2009.
15
[16] González-Longatt, F., Wall, P., and Terzija, V. Wake effect in wind farm performance: Steady-state and dynamic behavior. Renewable Energy, 39(1):329 – 338, 2012.
16
[۱۷] پیرکندی, جاماسب و حربی منفرد, رضا. توربینهای بادی نوین و نقش آنها در آینده سیستمهای انرژی. مجله علمی ترویجی انجمن مهندسان
17
مکانیک ایران, 25(3):23--31, 1395.
18
[۱۸] پیرکندی, جاماسب, مشهدی, مهرداد, و نصرتالهی, مهران. شبیهسازی و تحلیل دنبالهی یک توربین بادی نمونه در مزرعهی بادی با کمک دینامیک سیالات محاسباتی. مهندسی و مدیریت انرژی (مدیریت انرژی), 5(4):50 -- 61, 1394.
19
[۱۹] سیفی, سیدمحمدسجاد, مجدم, محمد, و هاشمی طاری, پویان. طراحی بهینه پره توربین باد محور افقی کوچک با در نظر گرفتن قیود مکانیکی. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس, 18(9), 1397.
20
[۲۰] ویسی, امینالله و شفیعی میم, محمدحسین. بررسی تأثیر جهت چرخش توربین برای دو توربین باد پشت سرهم به روش شبیهسازی
21
گردابههای بزرگ. ماهنامه علمی-پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس, 16(12), 1395.
22
[21] Sturge, D., Sobotta, D., Howell, R., While, A., and Lou, J. A hybrid actuator disc – full rotor CFD methodology for modelling the effects of wind turbine wake interactions on performance. Renewable Energy, 80:525 – 537, 2015.
23
[22] Mo, Jang-Oh, Choudhry, Amanullah, Arjomandi, Maziar, Kelso, Richard, and Lee, Young-Ho. Effects of wind speed changes on wake instability of a wind turbine in a virtual wind tunnel using large eddy simulation. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 117:38 – 56, 2013.
24
[23] Manwell, James F, McGowan, Jon G, and Rogers, Anthony L. Wind energy explained: theory, design and application. John Wiley & Sons, 2010.
25
[24] Sanderse, B, Koren, B, and Sanderse, B. Energy preservation in the numerical calculation of wind turbine wakes. in Euromech Colloquium, vol. 508, pp. 20–22, 2009.
26
[25] Bastankhah, Majid and Porté-Agel, Fernando. A new analytical model for wind-turbine wakes. Renewable Energy, 70:116 – 123, 2014. Special issue on aerodynamics of offshore wind energy systems and wakes.
27
[۲۶] جوارشکیان, محمدحسن و بیدرونی, امیر لطیفی. بهینهسازی ایرفویل ضخیم برای قسمت میانی پره توربین باد. ۲۰۱۳
28
[۲۷] صالحی, حمیدرضا, ابوکاظمپور, اسماعیل, و اسدی, عباس. کاربردها و الزامات بهکارگیری مواد مرکب در بهرهبردای از انرژی باد و ساخت توربین بادی. مجله علمی ترویجی انجمن مهندسان مکانیک ایران, 26(5):81--90, 1396.
29
[28] Islam, M., Esfahanian, V., Ting, D. S. K., and Fartaj, A. Applications of vertical axis wind turbines for remote areas. in Proc. 5th Iran Natl. Energy Conf., 2005.
30
[29] Hand, M. M., Simms, D. A., Fingersh, L. J., Jager, D. W., and Cotrell, J. R. Unsteady aerodynamics experiment phase v: Test configuration and available data campaigns; TOPICAL. tech. rep., United States, Aug 2001. NREL/TP–500-29491.
31
[30] Kooijman, H. J. T., Lindenburg, C., Winkelaar, D., and Hooft, E. L. Van Der. Dowec 6 mw pre-design: Aero-elastic modelling of the DOWEC 6 MW pre-design in PHATAS, 2003.
32
[31] Jonkman, J., Butterfield, S., Musial, W., and Scott, G. Definition of a 5-MW reference wind turbine for offshore system development. tech. rep., United States, 2009.
33
[32] Boussinesq, Joseph. Essai sur la théorie des eaux courantes. Imprimerie Nationale, Paris, 1877.
34
[33] Yelmule, Mukesh Marutrao and V. S. J, Eswararao Anjuri. CFD predictions of NREL phase VI rotor experiments in NASA/AMES wind tunnel. International Journal of Renewable Energy Research (IJRER), 3(2):261–269, 2013.
35
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه کاربردی مزایا و محدودیتهای چیلرهای تراکمی و جذبی به همراه ارائه مدل
چیلرها از مهمترین تجهیزات تولید برودت در ساختمانهای بزرگ محسوب میشوند و شناخت صحیح از این ماشینها، عامل اساسی در انتخاب تجهیزات و بهینهسازی مصرف انرژی در ساختمان هستند. به طور کلی چیلر دستگاهی است که حرارت را از سیال میگیرد. به طور معمول از این سیال برای خنککاری هوا یا دستگاهها استفاده میشود. خنکسازی هوای ورودی به ساختمان با چند روش مختلف امکان پذیر است، که در این تحقیق این دو روش به نام چیلر تراکمی و چیلر جذبی معرفی و با یکدیگر مقایسه شدهاند تا بتوان فهمید که کدام یک از این روشها بازدهی بهتری دارند. با توجه به دادههای بدستآمده معلوم شد که چیلر تراکمی در دمای ۴۵ درجه توان خالص خروجی را نسبت به حالت بدون خنک سازی 6.7% بهبود بخشید و چیلر جذبی در دمای ۴۵ درجه توان خالص خروجی را نسبت به حالت بدون خنککاری 17.3% افزایش داد. همچنین در مقایسهای که بین عملکرد چیلر جذبی و چیلر تراکمی در دماهای مختلف ورودی صورت گرفت، چیلر جذبی به مراتب عملکرد بهتری نسبت به چیلر تراکمی داشت. در چیلر جذبی چون مصرف برق کمپرسور وجود ندارد لذا توان خالص تولیدشده توسط توربین بیشتر است.
https://mmep.isme.ir/article_38533_215415a49c3b5addb773591f66fe8d46.pdf
2020-03-12
42
47
چیلر
جذبی
تراکمی
مقایسه فنی
برآورد اقتصادی
محمدمهدی
امیری
amirimm@ripi.ir
1
استادیار، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران
LEAD_AUTHOR
[۱] شرکت بهینهسازی مصرف سوخت. www.ifco.ir.
1
[۲] میلانی, هادی و جامعی, مهدی. بررسی چیلرهای جذبی گازسوز و چیلرهای تراکمی از دیدگاه انرژی. در نخستین همایش چیلر و برج خنک کن ایران. هماندیشان انرژی کیمیا, 1389.
2
[۳] نوروزی, مهدی. بهینهسازی و شبیهسازی سیستم تبرید جذبی (لیتیوم بروماید- آب،تکاثره). در نخستین همایش چیلر و برج خنک کن
3
ایران. هماندیشان انرژی کیمیا, 1389.
4
[۴] عابدی, افشین و خسرویان, کسری. مقایسه فنی و اقتصادی چیلرهای جذبی و تراکمی. در نخستین همایش چیلر و برج خنک کن
5
ایران. هم اندیشان انرژی کیمیا, 1389.
6
5] Dingeç, Haldun and İleri, Arif. Thermoeconomic optimization of simple refrigerators. International Journal of Energy Research, 23(11):949–962, 1999.
7
[6] Yumrutaş, Recep, Kunduz, Mehmet, and Kanoǧlu, Mehmet. Exergy analysis of vapor compression refrigeration systems. Exergy, An International Journal, 2(4):266 – 272, 2002.
8
[7] Selbaş, Reşat, Kızılkan, Onder, and Şencan, Arzu. Thermoeconomic optimization of subcooled and superheated vapor compression refrigeration cycle. Energy, 31(12):2108 – 2128, 2006.
9
[۸] شریفی بیدگلی, حسین, زارع, محمودحسین, رادمنش, افشین, و سلطانی, مازیار. مقایسه چیلر های جذبی، تراکمی پیچی و سانتریفیوژ با رویکرد فنی و اقتصادی. در چهارمین کنفرانس بین المللی گرمایش، سرمایش، و تهویه مطبوع, 1391.
10
[9] James, P.W., Cummings, J., Klongerbo, J.F., Sonne, J.K., and Vieira, R.K. The effect of residential equipment capacity on energy use, demand, and run-time. ASHRAE Transactions, 103, 12 1997.
11
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر مبرد بر سیکلهای تبرید تراکمی دو مرحلهای
در کار حاضر تأثیر مبرد بر ضریب عملکرد یک سیکل تبرید تراکمی دو مرحلهای دارای مخزن تفکیک مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور برای فشار میانی مقدار ثابت 600 کیلوپاسکال در نظر گرفته شده است که بر اساس آن فشار خروجی کمپرسور 1 تعیین میشود. برای محاسبه ضریب عملکرد سیکل، دمای اواپراتور 238.15، 244.15 و 248.15 کلوین و فشار کندانسور 700، 900، 1200، 1500 و 1800 کیلوپاسکال در نظر گرفته شده است. در این سیکل هفت نوع مبرد مختلف مطالعه شده و با توجه به ضریب عملکرد و همچنین با لحاظ اثرهای زیست محیطی و کار کمپرسورها، مبرد بهینه انتخاب و معرفی میشود. نتایج نشان میدهد که مبردR125 دارای بهترین ضریب عملکرد تا فشار 1500 کیلوپاسکال است، با این حال با توجه به کار کمپرسورها و ضریب عملکرد سیکل، استفاده از مبردهای R717 و R290 مناسب به نظر میرسد. استفاده از مبرد R 717 با توجه ضریبهای پتانسیل گرمایش زمین و تخریب لایه ازن، از نظر زیست محیطی مناسب است. از دیدگاه ضریب عملکرد، کار مصرفی کمپرسورها و اثرهای زیست محیطی استفاده از مبرد R 717 توصیه میشود.
https://mmep.isme.ir/article_38534_6a9b2607cad3d66a10b6f0fca18a8f79.pdf
2020-03-12
48
52
ضریب پتانسیل گرمایش
ضریب تخریب لایه ازن
مبرد بهینه
سیکل تبرید دو مرحله ای
مخزن تفکیک
احمدرضا
رحمتی
ar_rahmati@kashanu.ac.ir
1
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
LEAD_AUTHOR
محمد
دریکوند
m.derikvand97@gmail.com
2
کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
AUTHOR
آرمین
امامی فر
emamifar@abru.ac.ir
3
مربی، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه آیت الله بروجردی(ره)، بروجرد
AUTHOR
[1] Stocker, W. F. and Jones, J. W. Refrigeration and Air condition. Mc Graw-Hill, 1982.
1
[2] Trott, Albert Runcorn and Welch, T. C. Refrigeration and air conditioning. Butterworth-Heinemann, 1999.
2
[3] Aprea, C. and C., Renno. Expermental comparision of R22 with R417, performance in a vapour compreeion refrigeration plant subjected to a cold store. Energy conversion and management, 45(45):1807–1819, 2004.
3
[4] Mishra, R. S., V., Jain, and Kachwaha, S. S. Comporative performance study of vapour compression refrigeration system with R22/R134a/R410a/R407c/M20. International Journal of Energy and Environment, 2(2):297–310, 2011.
4
[5] Mishra, R. S. Methods for improving thermodynamic performance of vapour compression refrigeration system using twelve eco-friendly refrigeransts in primary circuit and nano-fluid in secondary cicuit. international Journal of Engineering Technology and Advance Research, 6(4):878–891, 2014.
5
[6] Soni, Jyoti and Gutpa, R. C. Performance analysis of vapour compression refrigeration system with R404A, R407C, and R410A. int j mech eng, 2(2):149–165, 2013.
6
[7] B.Saleh. Parametric and working fluid analysis of a combined organic rankine-vapor compression refrigeration system activated low-grade thermal energy. Journal of Advanced Research, 5(7):651–660, 2016.
7
[8] Yang, S., Ordonez, J. C., and Vargas, J. V. C. Constructal vapor compression refrigeration (VCR) systems design. International Journal of Heat and Mass Transfer, 115:754– 768, 2017.
8
[9] Sharif, M.Z., Azmi, W.H., Mamat, R., and Shaiful, A.I.M. Mechanism for improvement in refrigeration system performance by using nanorefrigerants and nanolubricants. International Communications in Heat and Mass Transfer, (92):56–63, 2018.
9
[10] McQuiston, F. C., Parker, J. D., and Spitler, J. D. Heating, ventilating, and air conditioning: analysis and design. John Wiley & Sons, 2004.
10
[11] Wang, Shan Kuo. Handbook of air conditioning and refrigeration. McGraw-Hill, 2001.
11
[12] Arora, Ramesh Chandra. Multi stage vapour compression system. Refrigeration and air Conditioning, 26:269–349, 2006.
12
[13] United Nations Environment Programme. Ozone Secretariat. Handbook for the Montreal protocol on substances that deplete the ozone layer. UNEP/Earthprint, 2006.
13
[14] Daniel, J. S., Velders, G. J. M., Douglass, A. R., Forster, P. M. D., Hauglustaine, D. A., Isaksen, I. S. A., Kuijpers, L. J. M., McCulloch, A., and Wallington, T. J. Halocarbon scenarios, ozone depletion potentials, and global warming potentials. Scientific assessment of ozone depletion: 2006, pp. 8–1, 2007.
14
ORIGINAL_ARTICLE
کنترل خوشفرمانی خودرو با تأثیر دیفرانسیل فعال و بهینهسازی پارامترهای کیفیت فرمانپذیری
در این مقاله به بررسی بهبود خوشفرمانی خودرو از طریق کنترل مستقل توزیع گشتاور بین چرخها با استفاده از دیفرانسیل فعال و بهینه کردن پارامترهای کیفیت فرمانپذیری مانند سرعت جانبی و سرعت دورانی با تغییر در هندسه مکانیزم فرمان پرداخته شده است. دیفرانسیلهای با قابلیت کنترل گشتاور به عنوان یک راه حل برای از میان بردن محدودیت سیستم کنترل پایداری الکتریکی به وجود آمدهاند. یک تابع هدف مناسب به منظور بهبود عملکرد کیفیت فرمانپذیری و پایداری خودرو تعریف و برای حل مسئله بهینهسازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. مدل دینامیکی خودرو با درنظر گرفتن 9 درجه آزادی و سیستم فرمان با 4 درجه آزادی در نرمافزار متلب-سیمولینک مدلسازی و صحت مدل با نرمافزار کارسیم تأیید شده است. استفاده از دیفرانسیل فعال، سرعت متوسط خودرو را مقدار کمی تحت تأثیر قرار میدهد و این کاهش سرعت، هنگام استفاده از دیفرانسیل فعال به صورت همزمان در هر دو محور خواهد بود. نتایج، بهبود عملکرد خوشفرمانی و رفتار خودروی بهینهشده را در مقایسه با خوردوی معمولی نشان میدهد.
https://mmep.isme.ir/article_38535_2aac4486ddc5829522c74007b2a33649.pdf
2020-03-12
53
60
بهینهسازی
فرمانپذیری
دیفرانسیل فعال
الگوریتم ژنتیک
محمدحسین
جعفری
mjafary5383@yahoo.com
1
کارشناس ارشد، موسسه اموزش عالی اشراق، بجنورد
LEAD_AUTHOR
امیر رضا
معموری
amirelmir3000@yahoo.com
2
مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد
AUTHOR
[1] Piyabongkarn, Damrongrit, Lew, Jae Y, Rajamani, Rajesh, and Grogg, John A. Active driveline torquemanagement systems. IEEE Control Systems Magazine, 30(4):86–102, 2010.
1
[2] Osborn, Russell P and Shim, Taehyun. Independent control of all-wheel-drive torque distribution. Vehicle system dynamics, 44(7):529–546, 2006.
2
[3] Motoyama, Sumio, Uki, H, ISODA Manager, K, and YUASA Manager, H. Effect of traction force distribution control on vehicle dynamics. Vehicle System Dynamics, 22(5-6):455–464, 1993.
3
[4] Sawase, Kaoru and Sano, Yoshiaki. Application of active yaw control to vehicle dynamics by utilizing driving/breaking force. JSAE review, 20(2):289–295, 1999.
4
[5] Deur, Joško, Ivanović, Vladimir, Hancock, Matthew, and Assadian, Francis. Modeling and analysis of active differential dynamics. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 132(6):061501, 2010.
5
[6] Abe, Masato. Vehicle handling dynamics: theory and application. Butterworth-Heinemann, 2015.
6
[7] Mirzaei, M, Alizadeh, G, Eslamian, M, and Azadi, S. An optimal approach to non-linear control of vehicle yaw dynamics. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 222(4):217–229, jun 2008.
7
[8] Xu, Ying, fu Zong, Chang, hsiang Na, Hsiao, and Liu, Lei. Investigations on control algorithm of steady-state cornering and control strategy for dynamical correction in a steerby-wire system. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A, 10(6):900–908, jun 2009.
8
[9] Brandt, Thorsten, Hiesgen, Gregor, Hesse, Benjamin, Schramm, Dieter, Bröcker, Markus, and Heitzer, H. Linear stability and performance analysis of shared lane keeping between driver and assistance system. in Proceedings of 9th International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC 2008), 2008.
9
[10] Zhao, Qiu Fang, He, Tao, Xu, Wen Juan, and Liu, Zhi Qiang. The research of vehicle handling stability based on ADAMS. Applied Mechanics and Materials, 127:248– 251, oct 2011.
10
[11] Mashadi, Behrooz and Salamipour, Parsa. Using active caster for the enhancement of vehicle handling dynamics. Modares Mechanical Engineering, 15(9):322–332, 2015.
11
[12] Zhao, Wanzhong, Luan, Zhongkai, and Wang, Chunyan. Parameter optimization design of vehicle e-HHPS system based on an improved MOPSO algorithm. Advances in Engineering Software, 123:51–61, sep 2018.
12
[13] Greenwood, Donald T. Advanced dynamics. Cambridge University Press, 2006.
13
[14] Zhou, Yong, Mo, Yiwei, Huang, Wei, and Sun, Yangyang. Modelica-based modeling and simulation of hydraulic power steering system. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 48(3), 2013.
14
[15] Rupp, Matthew Y. Passive dynamic steering system model for use in vehicle Dynamics simulation. Ph.D. thesis, The Ohio State University, 1994.
15
[16] Dugoff, Howard, Fancher, Paul S, and Segel, Leonard. Tire performance characteristics affecting vehicle response to steering and braking control inputs. tech. rep., 1969.
16
[17] Karnopp, Dean. Computer simulation of stick-slip friction in mechanical dynamic systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 107(1):100, 1985.
17
[18] Duarte, Francisco, Ferreira, Adelino, and Fael, Paulo. Software tool for simulation of vehicle – road interaction. Engineering Computations, 34(5):1501–1526, jul 2017.
18
[19] Yun, Seokchan, Han, Changsoo, and Wuh, Durkhyun. A study on the dynamic analysis and control algorithm for a motor driven power steering system. KSME International Journal, 16(2):155–164, feb 2002.
19
[20] Fancher, Paul S. Simulation of the directional response characteristics of tractor-semitrailer vehicles. final report. 1979.
20
[21] Ellis, John Ronaine. Vehicle handling dynamics. 1994.
21
[22] Lukin, Pavel Petrovič, Gasparânc, Grant Arutûnovič, and Rodinov, Vasilij Fedorovič. Automobile Chassis: Design and Calculations. Mir Publishers, 1989.
22
[23] Durstine, John W. The truck steering system from hand wheel to road wheel. in SAE Technical Paper Series. SAE International, feb 1973.
23
ORIGINAL_ARTICLE
اساس لیزر و کاربرد آن در صنعت روز
به جرأت میتوان عصر حاضر را عصر تکنولوژی و پیشرفت نامید. یکی از قدرتمندترین و پیشرفتهترین حوزههای تکنولوژی مربوط به لیزر است. لیزر که تاریخچه آن به اواسط قرن بیستم باز میگردد، دستگاهی است که در آن نور در طی واکنش فیزیکی وارونگی جمعیت سه ویژگی مونوکروماتیک، جهتمندی و همدوسی به خود میگیرد. در این شرایط چگالی انرژی نور افزایش مییابد و در نتیجه از آن میتوان در فرایندهای مختلف استفاده کرد. با توجه به اهمیت لیزر، در گزارش حاضر سعی شد نخست تاریخچه پیدایش لیزر ارائه شود. سپس، هریک از چهار ویژگی مذکور لیزر به دقت ذکر شود. بیان خواهد شد که لیزر از سه جزء دمنده (منبع انرژی خارجی)، محیط فعال و محفظه (رزوناتور اپتیکی) تشکیل شده است که جزئیات هریک نیز به دقت معرفی میشود. در ادامه، بیان خواهد شد که امواج خروجی از لیزر میتواند به دو صورت پیوسته یا گسسته باشند. برای درک بهتر نیز انواع لیزر متناسب با طولموج و نوع محیط فعال معرفی خواهد شد. سپس کاربردهای مختلف لیزر در صنعت شامل فرایندهای نشانهگذاری، برش، جوش، تمیزکاری، تولید افزایشی، سختکاری و پوششدهی ارائه میشود و در هر مورد نوع لیزر مورد استفاده نیز معرفی میشود.
https://mmep.isme.ir/article_38536_829fb1cd990408e99c0e1a39a5e38bc3.pdf
2020-03-12
61
71
لیزر
جوش
تولید افزایشی
سختکاری
پوششدهی
سیده فاطمه
نبوی
s.fa.nabavi@mail.um.ac.ir
1
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
انوشیروان
فرشیدیانفر
farshid@um.ac.ir
2
فردوسی مشهد*مهندسی مکانیک
LEAD_AUTHOR
محمد حسین
فرشیدیان فر
mohfarshid@gmail.com
3
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
AUTHOR
[1] Wells, Herbert George. War of the Worlds. William Heinemann, UK, 1898.
1
[2] Bertolotti, Mario. The history of the laser. CRC press, 2004.
2
[3] Billings, Charlene W. Lasers: The New Technology Of Light. Facts on File, 1992.
3
[4] Siegman, Anthony E. Lasers. University Science Books, Mill Valley, CA, 1986.
4
[5] Renk, Karl F. Basics of laser physics. Springer, 2017.
5
[6] Mazumder, Jyotirmoy and Watkins, Kenneth G. Laser Material Processing. Springer-Verlag London, 2010.
6
[7] Schawlow, Arthur L and Townes, Charles H. Infrared and optical masers. Physical Review, 112(6):1940, 1958.
7
[8] Ladenburg, R. Research on the anomalous dispersion of gases. Z. Phys, 48:15–25, 1928.
8
[9] Lamb Jr, Willis E and Retherford, Robert C. Fine structure of the hydrogen atom by a microwave method. Physical Review, 72(3):241, 1947.
9
[10] Dicke, Robert H. Coherence in spontaneous radiation processes. Physical review, 93(1):99, 1954.
10
[11] Bloembergen, Nicolaas. Proposal for a new type solid state maser. Physical review, 104(2):324, 1956.
11
[12] Schawlow, Arthur L and Townes, Charles H. Masers and maser communications system, March 22 1960. US Patent 2,929,922.
12
[13] Maiman, T. H. Stimulated optical radiation in ruby. Nature, 187(4736):493–494, 1960.
13
[14] Sorokin, PP and Stevenson, MJ. Stimulated infrared emission from trivalent uranium. Physical Review Letters, 5(12):557, 1960.
14
[15] Javan, Ali, Bennett Jr, William R, and Herriott, Donald R. Population inversion and continuous optical maser oscillation in a gas discharge containing a he-ne mixture. Physical Review Letters, 6(3):106, 1961.
15
[16] Hall, Robert N, Fenner, Gunther E, Kingsley, JD, Soltys, TJ, and Carlson, RO. Coherent light emission from GaAs junctions. Physical Review Letters, 9(9):366, 1962.
16
[17] Geusic, JE, Marcos, HM, and Van Uitert, LeGrand. Laser oscillations in Nd-doped yttrium aluminum, yttrium gallium and gadolinium garnets. Applied Physics Letters, 4(10):182–184, 1964.
17
[18] Patel, C Kumar N. Continuous-wave laser action on vibrational-rotational transitions of CO2. Physical review, 136(5A):A1187, 1964.
18
[19] Bridges, William B. Laser oscillation in singly ionized argon in the visible spectrum. Applied Physics Letters, 4(7):128–130, 1964.
19
[20] Kasper, Jerome VV and Pimentel, George C. Hcl chemical laser. Physical Review Letters, 14(10):352, 1965.
20
[21] Silfvast, William T, Fowles, Grant R, and Hopkins, BD. Laser action in singly ionized ge, sn, pb, in, cd and zn. Applied Physics Letters, 8(12):318–319, 1966.
21
[22] Geiges, Michael L. History of lasers in dermatology. in Basics in dermatological laser applications, vol. 42, pp. 1–6. Karger Publishers, 2011.
22
[23] George, Roy. Laser in dentistry-review. International Journal of Dental Clinics, 1(1), 2009.
23
[24] Holmström, Sven TS, Baran, Utku, and Urey, Hakan. Mems laser scanners: a review. Journal of Microelectromechanical Systems, 23(2):259–275, 2014.
24
[25] Gautam, Girish Dutt and Pandey, Arun Kumar. Pulsed nd: Yag laser beam drilling: A review. Optics & Laser Technology, 100:183–215, 2018.
25
[26] Wang, WC, Zhou, B, Xu, SH, Yang, ZM, and Zhang, QY. Recent advances in soft optical glass fiber and fiber lasers. Progress in Materials Science, 2018.
26
[27] Hitz, C Breck, Ewing, James J, and Hecht, Jeff. Introduction to laser technology. John Wiley & Sons, 2012.
27
[28] Hodgson, Norman and Weber, Horst. Optical resonators: fundamentals, advanced concepts, applications, vol. 108. Springer Science & Business Media, 2005.
28
[29] Svelto, Orazio. Properties of laser beams. in Principles of Lasers, pp. 475–504. Springer, 2010.
29
[30] Hansch, T, Pernier, M, and Schawlow, A. Laser action of dyes in gelatin. IEEE Journal of Quantum Electronics, 7(1):45–46, 1971.
30
[31] Steen, W.M. Laser Material Processing. Springer London, 2013.
31
[32] Kudryashov, Alexis V and Weber, Horst. Laser resonators: novel design and development. SPIE press, 1999.
32
[33] Hall, Dennis. The physics and technology of laser resonators. CRC Press, 1990.
33
[34] Hoppius, Jan S, Maragkaki, Stella, Kanitz, Alexander, Gregorčič, Peter, and Gurevich, Evgeny L. Optimization of femtosecond laser processing in liquids. Applied Surface Science, 467:255–260, 2019.
34
[35] Joffe, Stephen N and Oguro, Yanao. Advances in Nd: YAG laser surgery. Springer Science & Business Media, 2012.
35
[36] Duarte, Frank J. Tunable laser applications. CRC press, 2016.
36
[37] Abramczyk, Halina. Introduction to laser spectroscopy. Elsevier, 2005.
37
[38] Beesley, Michael John. Lasers and their applications. Taylor and Francis, 1971.
38
[39] Gao, Wenyan, Xue, Yafei, Li, Guang, Chang, Chang, Li, Benhai, Hou, Zhenxing, Li, Kai, and Wang, Junlong. Investigations on the laser color marking of tc4. Optik, 182:11–18, 2019.
39
[40] Shimokawa, Kiyofumi. Laser marking method, July 11 1989. US Patent 4,847,181.
40
[41] Tam, SC, Williams, R, Yang, LJ, Jana, S, Lim, Lennie EN, and Lau, Michael WS. A review of the laser processing of aircraft components. Journal of materials processing technology, 23(2):177–194, 1990.
41
[42] Ogrodnik, PJ, Moorcroft, CI, and Wardle, Peter. The effects of laser marking and symbol etching on the fatigue life of medical devices. Journal of medical engineering, 2013, 2013.
42
[43] Veiko, V, Odintsova, G, Vlasova, E, Andreeva, Ya, Krivonosov, A, Ageev, E, and Gorbunova, E. Laser coloration of titanium films: New development for jewelry and decoration. Optics & Laser Technology, 93:9–13, 2017.
43
[44] Krajcarz, Daniel. Comparison metal water jet cutting with laser and plasma cutting. Procedia Engineering, 69:838– 843, 2014.
44
[45] Kagawa, Yutaka, Utsunomiya, Shin, and Kogo, Yasuo. Laser cutting of CVD-SiC fibre/A6061 composite. Journal of materials science letters, 8(6):681–683, 1989.
45
[46] Muhammad, N, Whitehead, D, Boor, A, and Li, L. Comparison of dry and wet fibre laser profile cutting of thin 316l stainless steel tubes for medical device applications. Journal of Materials Processing Technology, 210(15):2261– 2267, 2010.
46
[47] Shin, Jae Sung, Oh, Seong Yong, Park, Hyunmin, Chung, Chin-Man, Seon, Sangwoo, Kim, Taek-Soo, Lee, Lim, and Lee, Jonghwan. Laser cutting of steel plates up to 100 mm in thickness with a 6-kw fiber laser for application to dismantling of nuclear facilities. Optics and Lasers in Engineering, 100:98–104, 2018.
47
[48] Heisel, Torben, Schou, Jørgen, Christensen, Svend, and Andreasen, C. Cutting weeds with a CO2 laser. Weed research, 41(1):19–29, 2001.
48
[49] Cao, Xin-jin, Jahazi, M, Immarigeon, JP, and Wallace, W. A review of laser welding techniques for magnesium alloys. Journal of Materials Processing Technology, 171(2):188– 204, 2006.
49
[50] Amanat, Negin, Chaminade, Cedric, Grace, John, McKenzie, David R, and James, Natalie L. Transmission laser welding of amorphous and semi-crystalline poly-ether– ether–ketone for applications in the medical device industry. Materials & design, 31(10):4823–4830, 2010.
50
[51] Tsirkas, SA, Papanikos, P, and Kermanidis, Th. Numerical simulation of the laser welding process in butt-joint specimens. Journal of materials processing technology, 134(1):59–69, 2003.
51
[52] Veiko, VP, Mutin, T Ju, Smirnov, VN, Shakhno, EA, and Batishche, SA. Laser cleaning of metal surfaces: physical processes and applications. in Fundamentals of laser assisted micro-and nanotechnologies, vol. 6985, p. 69850D. International Society for Optics and Photonics, 2008.
52
[53] Gaetani, Carolina and Santamaria, Ulderico. The laser cleaning of wall paintings. Journal of Cultural Heritage, 1:S199–S207, 2000.
53
[54] Siano, Salvatore and Salimbeni, Renzo. Advances in laser cleaning of artwork and objects of historical interest: the optimized pulse duration approach. Accounts of chemical research, 43(6):739–750, 2010.
54
[55] Gu, DD, Meiners, Wilhelm, Wissenbach, Konrad, and Poprawe, Reinhart. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms. International materials reviews, 57(3):133–164, 2012.
55
[56] Gebhardt, Andreas. Understanding additive manufacturing. 2011.
56
[57] Frazier, William E. Metal additive manufacturing: a review. Journal of Materials Engineering and Performance, 23(6):1917–1928, 2014.
57
[58] Ganeev, R.A. Low-power laser hardening of steels. Journal of Materials Processing Technology, 121(2):414 – 419, 2002.
58
[59] Lima, Milton Sergio Fernandes de, Goia, Flávia Aline, Riva, Rudimar, and Espírito Santo, Ana Maria do. Laser surface remelting and hardening of an automotive shaft sing a high-power fiber laser. Materials Research, 10:461 – 467, 12 2007.
59
[60] Slatter, T., Taylor, H., Lewis, R., and King, P. The influence of laser hardening on wear in the valve and valve seat contact. Wear, 267(5):797 – 806, 2009. 17th International Conference on Wear of Materials.
60
[61] Dinesh Babu, P., Balasubramanian, K.R., and Buvanashekaran, G. Laser surface hardening: a review. International Journal of Surface Science and Engineering, 5(2-3):131–151, 2011. PMID: 41398.
61
[62] Toyserkani, Ehsan, Khajepour, Amir, and Corbin, Stephen F. Laser cladding. CRC press, 2004.
62
[63] Sexton, L., Lavin, S., Byrne, G., and Kennedy, A. Laser cladding of aerospace materials. Journal of Materials Processing Technology, 122(1):63 – 68, 2002.
63
[64] Shepeleva, L., Medres, B., Kaplan, W.D., Bamberger, M., and Weisheit, A. Laser cladding of turbine blades. Surface and Coatings Technology, 125(1):45 – 48, 2000.
64
[65] Kathuria, Y.P. Some aspects of laser surface cladding in the turbine industry. Surface and Coatings Technology, 132(2):262 – 269, 2000.
65