دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
PATTERNS OF SPRAY ATTRACTION AND DEPOSITION DUE TO ELECTRICAL CHARGING
الگوی جذب و نشست افشانهی قطرات مایع براثر باردارسازی الکتریکی
3
14
6179
FA
محمدرضا
جهان نما
حوزه معاونت پژوهشی، پژوهشکده مهندسی ، وزارت جهاد کشاورزی
حامد
صالحی
حوزه معاوت پژوهشی، پژوهشکده مهندسی ،وزارت جهاد کشاورزی
Journal Article
2008
12
02
The sprays produced by an induction two-fluid nozzle are utilized to study the attraction and deposition patterns of charged liquid droplets on earthed metal targets. The targets used have different geometries, including rectangular, triangular and circular flat plates, in addition to two spherical metal objects. The flat targets have adapted to study the interactive role of sharp corner points and edges on a target, while the spherical targets mainly possess smooth surfaces without any geometrical discontinuity. It is theoretically shown that the spray relative deposition on a target is proportional to the ratio of the target induced current to the spray electric current. This finding has led to the design of an experimental setup capable of measuring the aforementioned electric currents simultaneously with variations in the nozzle characteristic parameters, and is also employed to investigate the attraction and deposition phenomena in the target proximity. The experimental setup used to have a two-fluid nozzle operation, also consisting of three major parts, including compressed air, liquid feed and high voltage lines, which also provided a basis for the control and monitoring of the running parameters. The results show that although the vertical distance between the spray and the targets has no effect on the nozzle hydraulic performance, a decrease in the distance relatively improves the spray charging efficiency, further to inducing a higher rate of electric charge on a target surface. The target geometry, in addition to enhancing the spray charging, has a significant effect on the target induced current when there are sharp points and edges on the target surface. This role confirms the creation of an intense electric field in the target proximity, which induces a higher rate of electric charge on the target surface, in addition to moderately affecting the spray charging mechanism upstream within the nozzle. The pictures taken of the charged sprays clearly show an attractive pattern of charged drops established in the vicinity of a target, demonstrating the creation of a wrap around feature, whereas the uncharged sprays have no interaction with the target. This pattern also approves the dominance of the attractive electric force field on the spray aerodynamic driving force within the target vicinity, illustrating the advantageous role of charged sprays over uncharged sprays where the spray deposition enhancement is a main goal.
در این پژوهش جذب و نشست قطرات باردار مایع بر روی هدفهایی فلزی با هندسههای مختلف مورد مطالعهی تجربی قرار گرفته است. برای این کار از چیدمانی تجربی استفاده شده است که امکان اندازهگیری جریان الکتریکی القاشده در هدف و جریان الکتریکی پاشش ــ بهمنظور بررسی برهمکنش میان قطرات باردار و هدفهای فلزی، همزمان با تغییر در مشخصات عملکردی نازل ــ را فراهم میسازد. نتایج حاصله حاکی از آن است که تغییر در فاصلهی میان افشانه و هدف تأثیر بهسزایی بر عملکرد هیدرولیکی نازل ندارد، در حالی که کاهش این فاصله ضمن تقویت نسبی باردارسازی افشانه موجب افزایش نرخ القای بار الکتریکی در هدف بهمیزان ۲٫۲ تا ۲٫۶ برابر میشود. تغییر در هندسهی هدف نیز به تغییر مشهودی در عملکرد هیدرولیکی نازل منجر نمیشود ولی ضمن تأثیر بر جریانهای الکتریکی القایی و پاشش، تغییر چشمگیری )در حد ۲٫۹ برابر( برای هدفهای تخت در مقایسه با هدفهای کروی به نمایش میگذارد. این تأثیر از تمرکز شدید میدان الکتریکی در برجستگیهای موجود در هدفهای تخت مانند لبهها و رئوس تیز ناشی میشود که همزمان با اثرگذاری بر بالادست جریان پاشش، القای الکتریکی در هدف را نیز تشدید میکند. تصاویر پاشش نیز حاکی از پیدایش میدان جاذبهی الکتریکی در مجاورت هدف است که تجمع و جذب قطرات باردار در اطراف هدفهای فلزی مؤید این نکتهاند.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6179_977f72a8222cbcd71c55e69fe07d559a.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
NUMERICAL INVESTIGATION OF ACTIVE MAGNETIC REFRIGERATION WITH A POROUS BED AND COMPARISON OF ITS PERFORMANCE WITH A MULTI TUBE BED STRUCTURE
بررسی عددی یک سیستم سرمایش مغناطیسی با بستر متخلخل، و مقایسهی عملکرد آن با بستر مشبک ساده
15
25
6180
FA
علیرضا
تیمورتاش
دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
سیدمحمد سبحان
نبوی
دانشکده مهندسی ، دانشگاه فردوسی مشهد
Journal Article
2008
12
16
Nowadays, the energy crisis has become a real problem, so, peoples are looking for higher efficiency, and purer devices and systems to recover energy. The magnetic refrigeration system is a new technology; It based on the change of entropy invoked by the application of an external magnetic field on a paramagnetic or magnetic material. The recent achievements regarding magnetic refrigeration, especially near room temperature regions, largely rest upon the active magnetic regenerator (AMR) concept. The AMR cycle comprises four processes. During magnetization, the magnetic field is applied to the ferromagnetic refrigerant, resulting in an increase of its initial temperature due to the MCE. Maintaining the field, fluid flow regenerates the solid and rejects the MCE heat towards a warm sink. Next, the field is deactivated, resulting in a temperature drop of the solid refrigerant induced by the MCE. Because of the preceding regeneration process, the solid temperature is now lower than at the start of the cycle. Finally, fluid flows in the opposite direction regenerating the solid and allowing heat addition from a cold source. In this paper, a practical model for predicting the performance and efficiency of a bed of active magnetic regenerative refrigerators has been presented. The heat transfer fluid, driven by a pump, flows through the regenerator, which is a porous or multi tube magnetic media. For simplification, solid and fluid parts of the bed have been assumed to be two adjacent separated layers. Consequently, one dimensional relations consisting of two coupled energy equations are derived. Discretized equations have been solved by iteration. Ultimately, temperature distributions over each media and for different moments of the cycle time are obtained. By this model, other refrigeration system parameters, such as coefficients of performance and cooling capacity, have been predicted. The numerical results have been compared with preexistent limited experimental and other theoretical reports. Also, an investigation into the performance of a porous bed and a multi tube bed structure has been done and the results have been presented.
معمولاً سرمایش مغناطیسی براساس تغییر آنتروپی، بهوسیلهی اثر یک میدان مغناطیسی بر یک مادهی پارامغناطیسی یا مغناطیسی تولید میشود. در این نوشتار یک مدل فیزیکی برای بستری از یک سیستم سرمایش مغناطیسی فعال ارائه شده است. بستر مورد اشاره جامدی متخلخل است که سیال انتقال حرارت درون آن جاری است و برای سادهسازی، دو محیط جامد و سیال بهصورت دو لایهی مجزای همجوار مدلسازی شدهاند؛ معادلات حاکم نیز بهصورت یکبعدی تدوین شده که شامل دو معادلهی انرژی به هم وابستهاند. برای حل معادلات حاصل از انفصال، روش تکرار به خدمت گرفته شده و توزیع دما در هر محیط طی یک دوره از چرخه حاصل شده است. سایر پارامترهای سیستم مثل بار سرمایشی و ضریب عملکرد پیشبینی و نتایج حاصل از محاسبات در حد امکان با اطلاعات تجربی و محاسباتی موجود مقایسه شدهاند. ضمناً بهمنظور مقایسهی عملکرد بستر تبرید متخلخل با بستر مشبک سادهیی که دارای ابعاد هندسی و درصدی فضای خالی یکسان میباشند، از مدل عددی تدوین شده استفاده و نتایج گزارش شدهاند.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6180_8441da4c25e8a725a2da136bd242df73.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
NUMERICAL INVESTIGATION OF TURBULENT FLOW IN CONCENTRIC ANNULUS WITH ROTATION OF INNER CYLINDER
شبیهسازی عددی جریان آشفته بین استوانههای هممرکز با چرخش استوانهی داخلی
27
34
6181
FA
بیژن
فرهانیه
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
ابوالحسن
عسگر شمسی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2009
01
26
Concentric annular pipe flow with rotation of the inner wall is often used in engineering applications, such as chemical mixing devices, turbo machinery, bearings, rotating tube heat exchangers and the drilling of oil wells. In addition to the practical implications of achieving a better understanding of this type of flow, the study of turbulent rotating flows in concentric cylinders provides insight into the general problem of three dimensional turbulent boundary layers. Several experimental and numerical investigations hae examined rotating flows in concentric cylinders.In this paper, velocity and temperature fields of concentric cylinders with rotation of the inner wall have been investigated numerically. Air enters the gap between the cylinders and attains full development in both velocity and temperature fields after certain lengths. Adiabatic and constant heat flux boundary conditions have been applied and the Nusselt number was calculated. In order to analyze the variations of velocity and temperature fields, different angular velocities at constant axial Reynolds number and different axial velocities at constant angular velocity have been investigated. The turbulent stresses were approximated with the model. Results show that for high values of angular velocity, Nusselt number increases at the outer wall and, also, by increasing the axial Reynolds number, the temperature decreases on the inner and outer wall. In the present study, it is assumed that the fluid is incompressible and Newtonian with temperature-independent fluid properties. Results show that the inner wall rotation in turbulent annular flow produces significant effects on velocity and temperature fields, as well as on heat transfer rate. The results also indicate that if the rotational speed of the inner cylinder increases, the outer cylinder heat transfer coefficient will increase, due to a decrease in the boundary layer thickness at the outer wall.
در این نوشتار میدان سرعت و دما در فاصلهی هوایی دو استوانهی هممرکز بهصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در حالتی که استوانهی داخلی با سرعت دورانی ثابت حول محور خود میچرخد و استوانهی خارجی ثابت است، سیال با جریان یکنواخت وارد فاصلهی هوایی بین دو استوانه میشود و بهصورت توسعهیافته خارج میشود. شرایط مرزی گرمایی شار ثابت و آدیاباتیک بر دیوار داخلی و دیوار خارجی اعمال میشود و در هر حالت، مقدار عدد نوسل روی دیواری که تحت شار ثابت است محاسبه خواهد شد. مشاهده میشود که با افزایش سرعت دورانی در هر حالت عدد نوسل افزایش مییابد.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6181_b0f775dd5f145360ddd5fd344de61221.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF WING ASPECT RATIO AND ITS DISTANCE FROM THE TAIL ON THE AERODYNAMIC PARAMETERS OF A PROJECTILE AT HIGH A.O.A
بررسی تجربی اثرات ضریب منظری بال و فاصلهی آن تا بالک بر پارامترهای آئرودینامیکی یک پرتابه در زوایای حملهی بالا
35
43
6182
FA
محمدرضا
سلطانی
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی شریف
عباس
افشاری
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2009
02
03
In recent years, requirement to increase projectile performance has led to a great interest in high angle of attack aerodynamics. Projectile maneuverability is a concept which is defined by having the capability to perform at high angles of attack while maintaining attached flow over the tail, rather than the capability of performing a mission in minimum possible time. Interactions between body, wing and tail vortices can delay vortex breakdown over the wing and, as a result may, enhance projectile maneuverability. Studies showed that wing aspect ratio and tail location have a remarkable influence on the vortices, and their interactions, hence, on projectile maneuverability. In the present study, a series of experiments are carried out on a body-wing-tail configuration to investigate their interferences. A projectile model was designed with the capabilities of placing a horizontal tail at various locations and installing wings with different aspect ratios. A six-component balance was used to measure aerodynamic forces and moments. Flow visualization was performed to gain insight into the corresponding flow field. Results show that reducing wing and tail distances, increases lift and decreases drag at high angles of attack.
ضرورت افزایش عملکرد پرتابهها در سالهای اخیر، علاقهمندی زیادی در رابطه با آئرودینامیک این پرندهها در زوایای حملهی بالا ایجاد کرده است. بررسیها نشان داده که نسبت ضریب منظری بال و محل قرارگیری بالکها، سهم بهسزایی در چگونگی تداخل بین گردابههای بدنه، بال و بالک و درنتیجه میزان مانورپذیری پرتابه دارد. در تحقیق حاضر اثرات تداخلی بدنه، بال ثابت و بالک بر پیکربندی یک پرتابه بررسی شده است. بدینمنظور، مدل یک پرتابه با قابلیت تغییر محل نصب بالک افقی و همچنین نصب بالها با نسبت ضریب منظریهای مختلف ساخته شد، و نیرو و گشتاورهای آئرودینامیکی با استفاده از یک بالانس شش مؤلفه اندازهگیری شده است. نتایج حاصله نشان میدهد که در زوایای حملهی بالا، نزدیکشدن بالک به بال، باعث افزایش برآ و کاهش پسا میشود.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6182_3f3713dd7e3d1db3432fba94149023c8.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
NUMERICAL SIMULATION OF TURBULENT FLOW IN A PARTIALLY POROUS PIPE
شبیهسازی عددی جریان مغشوش درون لولهی متخلخل جزیی
45
51
6183
FA
مهدی
معرفت
بخش مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس
میلاد
نیکخواه
بخش مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس
Journal Article
2009
02
22
In the present study, numerical simulation of a turbulent flow and forced convection heat transfer in a pipe partially filled with porous inserts is presented. For this purpose, two arrangements of the porous inserts are considered: (i) cylindrical porous material is inserted in a central arrangement, (ii) an annuli is inserted in the boundary arrangement. Effects of several parameters, such as: porosity, Darcy number, and porous insert thickness on velocity profile, pressure drop and heat transfer are investigated. The obtained results indicate that for Darcy numbers $2times 10^{-4}$,$5times 10^{-4}$, and $10^{-3}$ the certain relative thickness of the porous material at which the heat transfer is maximum at the central arrangement are: 0.9, 0.85, and 0.8, respectively, while, for the boundary arrangement, the maximum value of heat transfer takes place in the whole porous pipe. For Darcy numbers $2times 10^{-4}$, $5times 10^{-4}$, and $10^{-3}$, the certain relative thicknesses of the porous material at which heat transfer is minimum are 0.6, 0.55, and 0.5, respectively. A comparison of the obtained results of the turbulent flow with laminar flow shows that there is more significant variations of corresponding values of the optimum relative thickness, with respect to Darcy number, in the turbulent regime. For the boundary arrangement, minimum heat transfer is achieved at lower relative thicknesses and relative thickness variations are not linear, in comparison with laminar flow.
تحقیق حاضر به شبیهسازی عددی انتقال حرارت جابهجایی اجباری در درون لولهیی میپردازد که بهطور جزئی از مادهی متخلخل پر شده است. بدینمنظور، مادهی متخلخل در موقعیتهای مرکزی و مرزی درون لوله قرار داده شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که بهازای ضخامت نسبی معینی از مادهی متخلخل، انتقال حرارت در موقعیت مرکزی بیشینه و در موقعیت مرزی کمینه است. از مقایسهی نتایج به دست آمده برای موقعیت مرکزی با نتایج نظیر برای جریان آرام، مشاهده میشود که با مغشوشکردن رژیم جریان، تغییرات ضخامت نسبی بهینه نسبت به عدد دارسی شدیدتر است. برای موقعیت مرزی، کمینهی انتقال حرارت نسبت به جریان آرام در ضخامتهای نسبی کمتری حاصل میشود و تغییرات ضخامت نسبی خطی نیست.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6183_ababb2fb205dd1e83ab877440f194441.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY ON ULTIMATE STRENGTH OF SEMI-SPHERICAL STEEL SUBJECTED TO VARIOUS AXIAL LOADINGS
تعیین استحکام نهایی کمانش پوستههای جدار نازک فولادی با هندسهی نیمهکروی تحت شرایط مختلف بارگذاری، بهروش تجربی و عددی
53
65
6184
FA
محمود
شریعتی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
حمیدرضا
الله بخشی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شاهرود
Journal Article
2009
04
09
This paper investigates the static response of thin-walled semi-spherical steel under axial loading. The influence of geometrical and loading parameters on the static response is investigated experimentally and numerically. Results are quantified in terms of mean collapse load. Mean collapse load is calculated by dividing the area under the load-displacement curve into displacement of the upper rigid plate.In this paper, the effect of shell diameter, thickness, cutout and shell height was investigated and it has been concluded that, by increasing cutout size, the mean collapse load decreases. Also, the load-deformation curves do not change by decreasing the height of semi-spherical shells. Also, in this paper, the effects of loading parameters are studied. Shells are loaded by rigid plate , rigid bar, rigid tube and rigid plate with a hole, and it is resulted that the shell can tolerate a greater mean collapse load when loaded by a rigid plate in comparison with a rigid bar.The primary outcome of this study is new design information on the energy absorption performance of thin-walled semi-spherical steel, which will facilitate the development of the design guidance of such shells as energy absorbers under various loading. The numerical analysis was carried out using ABAQUS software and the experimental tests were performed using an Instron 8802 servo-hydraulic machine. The numerical and experimental results are very close together and, therefore, the numerical results are valid.
در این نوشتار کمانش و پسکمانش نیمکرههای جدارنازک فولادی تحت شرایط مختلف بارگذاری، و بهروش تجربی و عددی تحلیل شده است. همچنین تأثیر پارامترهای هندسی نیمکرهها ــ ازجمله شعاع، ضخامت، ارتفاع نیمکره، تأثیر ایجاد گشودگی)سوراخ (مربعی و چگونگی اعمال نیروی فشاری ــ بر بار میانگین کمانش بررسی شده است. نیمکرهها توسط صفحهی صلب، ستون با مقطع دایرهیی، مربعی، نوک کروی، صفحهی سوراخدار و توسط حلقهی صلب بارگذاری شدهاند. نیمکرهها با ابعاد هندسی مختلف و بهروش اسپینینگ\پانویس{Spinning} ساخته شدهاند. نتایج تجربی بهکمک یک دستگاه سروهیدرولیک ۸۸۰۲ INSTRON به دست آمدهاند. برای تمامی نمونهها، نتایج عددی توسط نرمافزار ABAQUS استخراج، و با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج عددی و تجربی نزدیکی بسیار زیادی با هم دارند.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6184_aa66ff45a129b91f8a7d1c5e1b85b413.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
ON THE PERFORMANCE OF RADIANT FLOOR HEATING SYSTEMS; CONSIDERING EASTERN LIFESTYLES
ارزیابی عملکرد سیستمهای گرمایش کفی، باتوجه به سبک زندگی رایج در کشورهای شرقی
67
74
6185
FA
مهدی
معرفت
بخش مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس
سیدعلیرضا
ذوالفقاری
بخش مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس
امیر
امیدوار
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شیراز
Journal Article
2009
05
06
In recent years, there has been growing interest in the use of floor heating systems because of their onsiderable advantages, such as being energy-saving and a comfortable thermal environment. In these systems, a significant part of heat energy is transmitted in radiant mode. Therefore, the human body thermal conditions can be considerably influenced by changing the body posture and the view factor between the heated floor and the human body. On the other hand, in most eastern countries, people traditionally tend to directly sit or sleep on the floor. Moreover, floor heating and other air-conditioning systems are commonly designed based on the thermal neutrality of sedentary occupants. This can impose some limitations on the use of floor heating systems for people with such eastern lifestyles. In this paper, investigations are made to discover whether floor heating systems are convenient for persons who tend to sleep traditionally on the floor, and how the thermal and physiological responses of the human body are affected under the mentioned conditions. In this study, a new model has been developed to predict the sensation of sleeping occupants on the floor heating systems. This model is based on the well-known Fangers thermal comfort model. Fanger developed his model in 1970, using an energy balance equation for the human body. But, it should be noted that Fangers model has not exclusively been developed for thermal sleeping conditions. Nevertheless, the bodys thermal condition during sleep is distinctly different from that under sedentary conditions, because of a decrease in the metabolic rate, an increase in the portion of conductive heat transfer and, also, an increase in thermal resistance between the body and the environment. Therefore, in the present study, a new thermal comfort model has been developed by considering the thermal sleeping conditions of the human body. Using this thermal comfort model, the thermal sensation of occupants under traditional sleeping conditions has been compared with that of occupants of conventional beds. Results indicate that the thermal sensation of sleeping occupants is significantly dependent upon blanket insulation. Additionally, the calculations show that the thermal comfort conditions of sleeping occupants on floor heating systems are only satisfied in the narrow range of blanket insulation (0.2 clo - 1.75 clo), whereas the proper range of blanket insulation for persons sleeping on conventional beds is 0.65 clo - 3.7 clo.
سیستمهای گرمایش کفی برمبنای ایجاد شرایط آسایش حرارتی برای ساکنان بیدار و نشسته روی صندلی طراحی میشود، درحالی که در برخی کشورهای شرقی مردم به نشستن و خوابیدن روی کف عادت دارند. بنابراین، استفاده از سیستمهای گرمایش کفی در چنین کشورهایی با محدودیتهایی مواجه است. در تحقیق حاضر ضمن توسعهی مدلی برای بررسی شرایط حرارتی افراد خوابیده روی کف گرم، احساس حرارتی این افراد با افراد خوابیده روی تخت مقایسه شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که احساس حرارتی افراد خوابیده روی کف گرم بهشدت نسبت به مقاومت حرارتی روانداز حساس است. بهطوری که تنها در محدودهی تغییرات مقاومت حرارتی روانداز از clo ۰٫۲ تا clo ۱٫۷۵ فرد در محدودهی آسایش حرارتی باقی میماند. درحالی که برای شخص خوابیده روی تخت این گستره از clo ۰٫۶۵ تا clo ۳٫۷ گسترده است.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6185_f52c589f9559ebeaa14f7870640b37d7.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
AN ANALYTICAL INVESTIGATION INTO THE STIFFNESS OF 3-DIMENSIONAL BRAIDED COMPOSITES USING A MULTI-UNIT CELL MODEL
روشی تحلیلی برای محاسبهی سفتی برِیدِد کامپوزیتهای دوبعدی سهمحوره
75
81
6186
FA
محمودمهرداد
شکریه
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه علم و صنعت ایران
محمدصادق
مظلومی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه علم و صنعت ایران
Journal Article
2009
07
27
As the application of 3-dimensional braided composites is becoming more common, many models have been developed to analyze their mechanical properties. Although much research work has been done, no theoretically perfect method has been successfully applied to the prediction of stiffness and strength parameters for three dimensional braided composites. The present paper represents a new analytical method for calculation of the stiffness of three-dimensional four-directional braided composites. In most previous work, the analytical model had been largely neglected in favor of the finite element model. Among those who have used the analytical model, the braided pre-form has been considered as being made of one or three types of representative unit cell, while microscopic evidence of the microstructure of pre-forms reveals different configurations of the yarns in the interior, surface and corner regions of a braided pre-form. This paper presents a multi-unit cell model, in which four types of unit cell, namely; interior, interior surface, exterior surface and corner unit, have been introduced as representative cells. Each type of unit cell in a braided composite has different micro-structural parameters and possesses unique mechanical properties. In this model, each type of unit cell has been onsidered as a uni-directional composite. Next, using rotation matrices, the angle between yarns and longitudinal direction has been considered in general coordinates of the model. Finally, using a volume averaging method, the total stiffness of the braided composite is calculated. The obtained results were compared with experimental results. Finally, after evaluation of analytical methods and their comparison with experimental methods, the relationships between different braid angles and longitudinal and transverse stiffness, longitudinal and transverse shear stiffness and longitudinal and transverse Poisson ratios were predicted. It was shown that they are affected by changes in the braided angle.
در این نوشتار یک روش تحلیلی برای محاسبهی سفتی برِیدِد کامپوزیت دوبعدی سهمحوره ارائه شده است. در ابتدا یک سلول واحدِ معرف خواص برِیدِد کامپوزیت و اجزاء تشکیلدهندهی آن معرفی شدهاند. سپس کل کامپوزیت بهصورت سهلایه در نظر گرفته شده که دو لایهی آن نمایندهی الیاف برید و لایهی سوم نمایندهی الیاف محوری است. سپس با استفاده از قانون اختلاط الیاف و رزین، خواص مکانیکی هر لایه محاسبه شده است. پس از آن با استفاده از روابط تحلیلی، اعوجاج لایههای نماینده الیاف برید در نظر گرفته شده است. در نهایت با استفاده از یک روش میانگینگیری، سفتی کل برِیدِد کامپوزیت محاسبه شده است. نتایج حاصله با نتایج به دست آمده از روش آزمایشگاهی مقایسه، و تأثیر اعوجاج الیاف برِید بر سفتی برِیدِد کامپوزیت بررسی شده است.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6186_ba1ba9faa4701af597c04e291a07978b.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
A NEW METHOD TO OBTAIN THE STABILITY REGION OF A HUMANOID ROBOT
روشی جدید برای محاسبهی ناحیهی پایداری ربات انساننما
83
88
6187
FA
محمود
سعادت فومنی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
محمدمهدی
خطیبی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
معصومه
صادقی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
عاطفه
حبیب اللهی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی شریف
مهدی
مرادی
دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه سمنان
Journal Article
2009
01
10
A mechanical system is called a walker if it has multiple contact points with the ground, with which they regularly connect and disconnect to obtain a displacement of the whole body. The major problem of the walker system is balance maintenance. When the system has two feet, balance maintenance would be more complicated. A humanoid robot is one example of bipedal systems. So far, many studies have been carried out on the balance maintenance of humanoids, and different criteria have been presented, such as; Center Of Gravity (COG) and Zero Moment Point (ZMP). The main condition of balance is placing the COG or ZMP in a specific area called the stability region. In some studies, the stability region has been stated as being a convex hull of the contact points of the feet. In this method, a polygon with minimum sides is specified as the stability region, which contains all the contact points. In other studies, the stability region has been defined as a maximum polygon, which contains the soles. Also, in other studies, the stability region has been obtained using equations of motion. In these studies, the stability region has been considered an obvious subject or has been presented complicatedly. In this paper, a new and simple method is presented to obtain the stability region. At first, the equations of equilibrium for a humanoid robot are considered to obtain the main relation for description of the stability region. Also, the contact forces are calculated using the Coulomb friction. Then, the stability region for the general position of the legs is achieved. In order to evaluate the obtained stability region, the kinematical parameters of a humanoid robot are considered using a simulated model in Visual Nastran software.
مهمترین نکته در راه رفتن رباتهای انساننما، حفظ تعادل است. مطالعات گستردهیی که تاکنون در این زمینه صورت گرفته به ارائهی نظریههای مرکز جرم(COG) و نقطهی صفر گشتاوری (ZMP)انجامیده است. تعادل ربات اساساً مبتنیبر قرارگیری این نقاط در ناحیهیی موسوم به ناحیهی پایداری است. در این پژوهش روشی جدید برای به دست آوردن ناحیهی پایداری ارائه شده است. بدینمنظور ابتدا بهکمک معادلات تعادل حاکم بر ربات انساننما، رابطهی اصلی توصیف کنندهی ناحیهی پایداری به دست آمده و سپس نیروهای تکیهگاهی بهکمک اصطکاک کلمب محاسبه شدهاند. پس از آن، بهکمک یک الگوریتم هوشمند، ناحیهی پایداری برای حالت کلی قرارگیری پاها به دست آمده و در نهایت، با شبیهسازی مدل ربات در فضای نرمافزار Visual Nastran، تغییرات پارامترهای سینماتیکی ربات در طول حرکت بررسی شده است.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6187_feb1f7501cc7e2092fd702bfb17c585b.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
27.3
1
2011
07
23
EMISSION ESTIMATION OF PARTICULATE MATTERS FROM STORAGE PILES OF STEEL COMPLEX DUE TO WIND EROSION
برآورد میزان انتشار آلایندههای ذرهیی در اثر بادبردگی از پشتههای سنگآهن صنایع فولاد
89
95
6188
FA
ایوب
ترکیان
انستیتو آب و انرژی - دانشگاه صنعتی شریف
نیما
افشار مهاجر
دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2009
04
13
Wind-induced particulate emissions from iron ore storage piles of a steel complex cause ambient air pollution, as well as conventional point sources. The dispersed particles enhance the ambient particulate pollution of the complex and adjacent urban areas; in addition, having economic detriment due to losing raw materials is a secondary concern. While most previously done research has been concentrated on point sources of particulate emissions, this study was begun to estimate the emission factor of wind-induced particles from the storage piles.Experiments were conducted to assess the impact of wind speed and humidity on particulate emission rates from iron ore storage piles. A wind generating system and specific iron ore, experimental piles (L:W:H of 30:11.5:5 cm) were constructed to evaluate emission rates at 4 different wind velocities (4.3, 5, 7 and 11 m s-1). Optical and electron microscopes were used for determining the size distribution of particles at various distances from the emission source. Moreover, the decrease in emission rate was evaluated by changing the percentage of pile surface water content at maximum speed. Finally, experimental results were compared with classic erosion equations and common parameters such as shearing velocity.Results indicated emission factors of 478, 1527, 2315 and 4409 g m$^{-2}$, for 4.3, 5, 7, 11 m s$^{-1}$ wind speeds, respectively. The pile surface water content variations indicated a decrease of 47\% to 77\% in wind-induced particulate emissions for pile surface water contents of 2 and 10\%, respectively. However, tthe presence of continuous differential pressure in natural winds for long distances, compared to the experimental conditions of thegenerated wind in this study, were attributed to the relatively shorter transported distance of the particles.
در این تحقیق با استفاده از شبیهسازی آزمایشگاهی میزان انتشار و شعاع تأثیر ذرات و نیز اثر مرطوبسازی بر کاهش بادبردگی پشتههای سنگآهن مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از تونل باد، میزان انتشار ذراتِ پشته از نوع سنگآهن گلگهر ــ شامل ۶۵\٪ هماتیت و بهصورت منشوری بهطول ۳۰، عرض ۱۱٫۵ و ارتفاع ۵ سانتیمتر ــ در چهار سرعت مختلف باد )۴٫۳، ۵، ۷ و ۱۱ متربرثانیه( اندازهگیری شد. با استفاده از مشاهدات میکروسکوپ نوری و الکترونی، قطر و جرم ذرات منتشره در فاصلههای مختلف از پشته بررسی شد. همچنین با تغییر درصد رطوبت سطح پشته در محدودهی ۲ تا ۱۰ درصد، میزان کاهش بادبردگی ذرات برآورد شد. در پایان نتایج تجربی به دست آمده با برخی روابط کلاسیکِ موجود مقایسه و مقادیرِ معادلِ برخی تعاریف، نظیر سرعت اصطکاکی، تعیین شد. نتایج بهدست آمده حاکی از آن است که ذرات با قطر بزرگتر از $75\mu m$ تطابق بهتری را بین دو حالت نظری و تجربی از خود نشان میدهند. همچنین مسافت طیشده و میزان بادبردگی ذرات ارتباط خطی با سرعت وزش باد دارد. ضریب انتشار برای سرعتهای ۴٫۳، ۵، ۷ و ۱۱ متربرثانیه بهترتیب معادل ۴۷۸، ۱۵۲۷، ۲۳۱۵ و ۴۴۱۰ گرم بر مترمربع به دست آمد. «مرطوبسازی سطح پشته» روش مناسبی برای کاهش میزان بادبردگی در این تحقیق ارزیابی شد، بهطوری که جرم ذرات بادبرده در رطوبت سطح ۱۰\٪ و ۲\٪ بهترتیب ۷۸\٪ و ۴۵\٪ کاهش نشان داد.
https://sjme.journals.sharif.edu/article_6188_2bbcbd8cf5bc07a8f60e1eaca9e1f78d.pdf