بیشتر معادلات موجود در جهان ماهیتی غیرخطی دارند. بنابراین مطالعه روش های گوناگون برای حل مسائل غیرخطی یکی از موضوعات مهم در علوم مهندسی می باشد. روش های عددی بسیاری برای حل این مسائل وجود دارد. این روش ها همانند روش رانج- کوتا براساس تکنیک های منفصل سازی بوجود می آیند. بنابراین برای جلوگیری از واگرا شدن جواب ها، بررسی پایداری و همگرایی الزامی می باشد. از طرف دیگر، روش های عددی درک مناسبی از رفتار فیزیکی مسئله ارائه نمی دهند. مشکلات روش های عددی سبب شد تا محققان از روش های تحلیلی برای حل معادلات غیرخطی استفاده کنند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی و توسعه روش های تحلیلی آنالیز هموتوپی و تبدیل دیفرانسیلی برای حل بعضی مسائل غیرخطی مکانیک سیالات می باشد. در ابتدا اصول اولیه این روش ها و همچنین کاربرد آن ها در حل برخی از مسائل موجود در مکانیک سیالات مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه از روش های آنالیز هموتوپی و تبدیل دیفرانسیلی برای حل مسائل غیرخطی موجود در مقیاس میکرو همانند: 1. معادله انرژی جریان توسعه-یافته و پایدار درون میکرولوله، 2. جریان الکترستاتیکی درون میکرو لوله ها، 3. جریان لغزشی بر روی یک صفحه تخت با شار حرارتی ثابت، 4. جریان سکون لغزشی بر روی یک صفحه متحرک استفاده می شود. روش آنالیز هموتوپی برخلاف روش های پرتوربیشن، نیازی به وجود پارامتر کوچک در مسئله ندارد. بنابراین نتایج روش آنالیز هموتوپی، حتی برای مسائل شدیدا غیرخطی نیز معتبر است. همچنین در این روش به سبب وجود پارامتر کمکی این امکان فراهم می شود که سرعت همگرایی سری جواب قابل تنظیم باشد. در روش تبدیل دیفرانسیلی سری های جواب براساس تابع چندجمله ای به دست می آیند. لازم به ذکر است که سری به دست آمده از این روش با سری تیلور تفاوت دارد. سادگی روش و پایین بودن حجم محاسبات یکی از مهم ترین دلایلی است که باعث شده این روش به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.

در این تحقیق به بررسی ارتعاشات چرخ دنده های مخروطی در حالت های سالم و معیوب پرداخته شد. در این راستا پس از شبیه سازی آزمایشگاهی و نرم افزاری یک گیربکس ساده حاوی یک جفت چرخ دنده مخروطی، سیگنال های خروجی حالت های گوناگون مورد بررسی قرار گرفتند. در اولین گام با مطالعه تحقیقات انجام شده در این راستا، اصول و مبانی روش های آنالیز بررسی شد و بهترین حالت داده برداری انتخاب گردید. در گام نخست آنالیز ارتعاشات، به داده های ارتعاشی نیاز است. برای این کار دستگاهی شامل یک جفت چرخ دنده مخروطی به همراه یک موتور الکتریکی یک چهارم اسب بخار طراحی و ساخته شد. سپس برای داده برداری از سنسورهای پیزوالکتریک نصب شده بر روی پایه گیربکس استفاده گردید. شش حالت گوناگون برای چرخ دنده در نظر گرفته شد که عبارتند از: سالم، شکست اولیه، شکست ثانویه، ساییدگی روی سطح تمام دندانه ها، ساییدگی یک سمت دندانه و ساییدگی دو سمت دندانه. مطالعه ارتعاشات عموما در دو حوزه زمان و حوزه فرکانس انجام می شود. در مطالعات حوزه زمانی پارامترهایی همچون مقدار میانگین، مجذور میانگین مربع، فاکتور بلندی، کورتوسیس، واریانس و نامتقارنی مورد بررسی قرار گرفتند. براساس نتایج حاصل پارامترهای مجذور میانگین مربع، واریانس و فاکتور بلندی در مقایسه با پارامترهای دیگر در تشخیص وجود عیب نتایج بهتری ارائه می دهند. مطالعه در حوزه فرکانس پس از تبدیل فوریه سیگنال های حوزه زمان انجام می شود. با بررسی نتایج حوزه فرکانس اندازه فرکانس بحرانی مشخص می شود. در ادامه به بحث و بررسی روش حوزه زمان-فرکانس پرداخته شد و توانایی روش تجزیه حالت تجربی در پردازش سیگنال مورد بررسی قرار گرفت. این روش وجود کلی عیب در سیگنال زمانی را بخوبی نمایش می دهد. شبیه سازی نرم افزاری گیربکس مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار solid works 2007 انجام گرفت. داده های ارتعاشی نیز با استفاده از نرم افزار adams 2010 بدست آمد. پس از آن برای بررسی معادلات غیرخطی یک جفت چرخ دنده مخروطی به صورت سیستم هفت درجه آزادی در نظرگرفته شد. معادلات مذکور با استفاده از روش رانگ-کوتا حل شد. بررسی نتایج عددی، نشانگر حساسیت سیستم به مقدار ضریب میرایی و نسبت سرعت دورانی است. در نهایت برای تعیین حالت و نوع عیب موجود از شبکه عصبی استفاده گردید. نتایج حاصل از روش شبکه عصبی توانایی این روش در تعیین حالت عیب در مقایسه با روش های دیگر را نشان می دهد.

پمپ حرارتی زمین گرمایی جایگزینی ایده آل برای سیستم های گرمایشی رایج است که به طور هم زمان هزینه مصرف سوخت و وابستگی به سوخت های فسیلی را کاهش می دهد. در این پژوهش، یک پمپ حرارتی زمین گرمایی تحقیقاتی که با انرژی خورشیدی ترکیب شده به سه روش انرژتیک، اگزرژتیک و اقتصادی مدل سازی شده و عملکرد سیستم ارزیابی و بهینه سازی شده است. تحلیل و بهینه سازی سیستم با نرم افزار حل معادلات مهندسی (ees) انجام شده است. بهترین ضریب عملکرد پمپ حرارتی و کل سیستم به ترتیب 36/3 و 98/2 به دست آمده است. بیشترین بازده اگزرژی پمپ حرارتی و کل سیستم به ترتیب %0/90 و %1/86 تعیین شده است. کمترین هزینه سالیانه سیستم نیز 9/762 دلار محاسبه شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این رساله جریانهای تقارن محوری و سه بعدی مافوق صوت لزج حول هندسه های پیچیده در رژیمهای مختلف شبیه سازی شده اند. تحلیل عددی جریان مافوق صوت حول هندسه های عملی با استفاده از کامپیوترهای شخصی قابل انجام نیست، به منظور رفع این مشکل میدان حل عددی به نواحی مختلف تقسیم بندی شده و حل عددی هر ناحیه به صورت جداگانه انجام گرفته است. تفکیک میدان حل به نواحی مختلف مسائلی را ایجاد می کند که تا حد امکان به بررسی آنها پرداخته شده و راهکارهای عملی برای کاهش مشکلات مربوطه ارائه شده است. اگر چه تفکیک میدان حل موجب کاهش دقت و ایجاد نوساناتی در مرزهای مشترک می شود ولی از سوی دیگر مزایایی را ایجاد می کند که از نظر عددی بسیار حائز اهمیت هستند.روش عددی اصلی بکار رفته در این رساله روش ‏‎tvd‎‏ مرتبه دوم یی می باشد.از سوی دیگر مشاهده شده است که این روش در جریانهای لزج با مشکلاتی مواجه می شود. به همین دلیل سعی شده است که روش فوق اصلا ح گردد . برای اصلاح روش یی از اصلاح شرط آنتروپی یی استفاده شده است. یکی دیگر از کارهای انجام شده در این رساله هوشمند کردن اتلاف عددی مربوط به روشهای رو مرتبه اول و ‏‎tvd‎‏ می باشد. برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل جبری بالدوین-لومکس استفاده شده است.