امروزه استفاده از موتورهای احتراق داخلی در کاربردهای مختلف به دلیل بالا بودن نسبت توان به حجم در آنها توسعه فراوانی پیدا کرده است. در این میان، موتورهای دیزل به دلیل دارا بودن راندمان حرارتی بالا و همچنین مقرون به صرفه بودن از لحاظ مصرف سوخت، از اهمیت ویژه ای در سال های اخیر برخوردار بوده اند. تلاش های انجام گرفته به منظور استفاده از مزایای این نوع موتورها در امور حمل و نقل و کاربردهای دیگر، مستلزم رعایت استانداردهای آلایندگی است. راهکارهای مختلفی برای کاهش آلاینده های خروجی از موتورهای دیزل که مهمترین آن ها، آلاینده های nox و soot هستند، اندیشیده شده است. استفاده از روش های کنترلی در سیستم های مدیریت مهندسی جهت یافتن مقادیر بهینه پارامترهای موثر در تولید آلاینده ها، یکی از مهمترین و کم هزینه ترین روش های کاهش آلاینده ها بوده، اما در عین حال از پیچیدگی خاصی برخوردار است. در این سیستم ها همواره نیاز به یک روش مناسب برای ایجاد یک مدل دقیق که در آن ارتباط بین پارامترهای کنترلی و آلاینده های خروجی مشخص شود، احساس می شود. مدلسازی در مباحث مهندسی عمدتاً بر روش هایی تأکید دارد که در آنها بتوان در کوتاه ترین زمان ممکن، دقیق ترین نتایج را به دست آورد. شبکه عصبی مصنوعی یکی از این روش هاست که با توجه به داده های تجربی موجود به مدلسازی مسأله پرداخته و بسته به نوع مسأله، شیوه آموزش مسأله و تعداد داده های تجربی مورد استفاده می تواند دارای دقت های متفاوتی باشد.امروزه، شبکه های عصبی به یک ابزار قدرتمند برای تحلیل ارتباط موجود بین پارامترهای ورودی و خروجی در کاربردهای مختلف تبدیل شده اند. تکامل این شبکه ها و کاربردهای آن ها از نیمه دوم قرن بیست تا به امروز با شتاب تندی در حال پیشرفت بوده است. این شبکه ها که در اصل با الهام گرفتن از نحوه فعالیت شبکه های عصبی مغز انسان به وجود آمده اند، با الگوریتم های یادگیری متفاوت، به خوبی می توانند به مدلسازی مسائل خطی و غیرخطی بپردازند؛ در نهایت می توان از الگوریتم های فراابتکاری همچون الگوریتم مورچگان به بهینه سازی مسائل مدل شده توسط شبکه های عصبی پرداخت.الگوریتم بهینه سازی مورچگان یکی از روش های جدید با همگرایی سریع برای بهینه سازی در یک فضای جستجو با الهام گرفتن از نحوه لانه سازی مورچه ها و جستجوی غذا از طریق کوتاه ترین مسیر است. این نوع الگوریتم ها که تنوع زیادی بسته به نوع مسأله و دقت مورد نیاز برای حل مسأله دارند، به کمک روش های مختلف مدلسازی به بهینه سازی پارامترهای ورودی یا کنترلی می پردازند. تاکنون کارهای زیادی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی برای مدلسازی پارامترهای ورودی و خروجی در مباحث مهندسی انجام گرفته است؛ اگرچه الگوریتم فراابتکاری مورچگان به عنوان یک روش و دیدگاه جدید در حوزه بهینه سازی در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است ولی کاربرد آن در مباحث مرتبط با آلاینده های منتشره از موتورهای احتراق داخلی تاکنون مطالعه نشده است. در فصل دوم پژوهش حاضر، مفاهیم اساسی در موتورهای دیزل که شامل شناخت موتورهای دیزل و موارد مرتبط با تولید آلاینده ها در آنهاست، به طور مختصر بیان گردیده است. در فصل سوم به مطالعه آلاینده های منتشره از موتورهای احتراق داخلی به خصوص موتورهای دیزل پرداخته شده و در فصل چهارم پارامترهای اساسی در تولید آلایندها و نحوه تأثیر گذاری آنها بر افزایش یا کاهش دو آلاینده مهم یعنی nox و soot مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است؛ همچنین، نتایج تجربی برای موتور دیزل مورد مطالعه یعنی om355 با توجه به کاتالوگ های شرکت سازنده این نوع موتورها همراه با ویژگی های فنی آن، در این فصل آورده شده است. فصل پنجم، شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم های آموزشی مورد استفاده درآن، برای مدلسازی مسأله را مورد مطالعه قرار داده و مقدمات لازم برای بهینه سازی مسأله توسط الگوریتم مورچگان را فراهم کرده است. در فصل ششم، الگوریتم مورچگان، کابردها، انواع و مکانیزم عملکرد آن به طور مفصل توضیح داده شده و روش مورد استفاده برای بهینه سازی مسئله مورد نظر بیان شده است. در نهایت، در فصل هفتم، نتایج مدلسازی و بهینه سازی مسأله که ترکیبی از نتایج به دست آمده از شبکه عصبی مورد استفاده و الگوریتم مورچگان است، آورده شده است. همچنین، نتایج کلی تحقیقات انجام گرفته و پیشنهاداتی جهت مطالعه بیشتر، با استفاده از روش های دیگر در انتهای پایان نامه ارائه گردیده است.

در پ‍ژوهش حاضر، به معرفی میکروموتورهای احتراق داخلی به عنوان منابع انرژی قابل حمل جهت استفاده در کلیه تجهیزاتی که نیاز به منبع قدرت با چگالی انرژی بالا و مدت زمان عملکرد طولانی و پیوسته دارند، پرداخته شده است. به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم در محفظه احتراق این نوع موتورها در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی معمولی، مسئله انتقال حرارت از اهمیت ویژه ای برخوردار است که افزایش آن ثبات احتراق در محفظه را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. مطالعه انتقال حرارت در میکروموتورها، مستلزم بررسی قانون بقای انرژی جهت یافتن ویژگی های حرارتی همچون ضریب انتقال حرارت جابجایی، کسر جرمی سوخته شده در واحد زمان و گرمای آزاد شده از آن است. به منظور بررسی قانون بقای انرژی و مدلسازی میکروموتور از مدل صفر بعدی (تک ناحیه ای ترمودینامیکی) استفاده شده است که در این مدل اثرات ناشی از نشت جریان از درزها در میکرو موتور در نظر گرفته شده است. تابع ویبه مرتبه اول (استاندارد) و مرتبه دوم جهت یافتن میزان حرارت آزاد شده نسبت به کسر جرمی سوخته شده در قانون اول ترمودینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که تابع ویبه مرتبه دوم نسبت به تابع ویبه مرتبه اول به دلایل متعدد از قبیل تبدیل محفظه احتراق به دو ناحیه احتراق سریع (مرکز محفظه) و آهسته (مجاور دیواره) و همچنین امکان کاهش درصد سوخت محترق شده، از شرایط بهتری برای مدلسازی احتراق در میکروموتور برخوردار است. در کار حاضر مقدار ثابت های به کار رفته در تابع ویبه مرتبه دوم از طریق مقایسه با نتایج تجربی به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از تابع ویبه مرتبه دوم با ضرایب ثابت a=4، b=0، ?_wall=0.87،k_wall=25 و ??t?_combustion=25e-03 نتایج حاصل از مدلسازی دارای بهترین تطابق با نتایج تجربی می باشد.

استفاده از گرمای نهان در فرآیند تغییر فاز یکی از مهمترین تکنیک ها در ذخیره سازی انرژی و یا کنترل فرآیندهای حرارتی است. دو ویژگیِ چگال بالای انرژی حرارتی تبادل شده و انجام این فرآیند در دمای ثابت موجب جلب توجه محققین به استفاده از چنین تکنیک هایی در چند دهه اخیر شده است. با توجه به افزایش روز افزون تقاضا برای مصرف انرژی و رو به اتمام نهادن منابع زیر زمینی آن، مثل نفت و ذغال سنگ، مسئله ذخیره سازی انرژی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده با گرمای نهان بالا یکی از شیوه های مناسب برای ذخیره سازی انرژی حرارتی بخصوص انرژی خورشیدی است که در سال های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. اما اکثر مواد تغییر فاز دهنده رایج در صنعت مثل آب و پارافین از ضریب هدایت حرارتی کمی برخوردارند. این امر موجب کاهش نرخ انتقال حرارت و در نتیجه نرخ ذخیره سازی پایین انرژی می شود. هدف از این تحقیق بررسی عددی اثر افزودن نانو ذرات با ضریب هدایت حرارتی بالا به مواد تغییر فاز دهنده رایج و مطالعه پارامترهای موثر در فرآیند تغییر فاز چنین مخلوط هایی می باشد در این تحقیق از مواد تغییر فاز دهنده ای چون آب و پارافین و نانو ذراتی چون مس استفاده شده است. مسائل مورد مطالعه در این پژوهش شامل بررسی فرآیند ذوب چنین مخلوط هایی در محفظه های مربعی و استوانه ای همچنین انجماد ایشان در محفظه های استوانه ای می باشد. جریان آرام ودر محدوده فرض بوزینسک در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد استفاده از در صد حجمی کوچکی از نانو ذرات در مخلوط موجب افزایش چشمگیری در نرخ انتقال حرارت می شود که این امر می تواند باعث افزایش راندمان واحدهای ذخیره ساز انرژی که از فرآیند تغییر فاز برای ذخیره سازی استفاده می کنند، شود. همچنین استفاده از ذرات با ضریب هدایت بیشتر بر کارایی این روش می افزاید

چکیده در این پایان نامه یک مدل سه بعدی، غیر همدما و تک فاز از پیل سوختی پلیمری به همراه کانال های جریان گاز، لایه های کاتالیست، لایه های نفوذ گاز سمت آند و کاتد به همراه غشا شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده دید خوب و روشنی از عملکرد و جزییات پدیده های انجام شده در پیل سوختی مانند توزیع گاز، توزیع دما و انتقال آب در غشای پلیمری به دست می دهد. در این کار به بررسی و تحلیل پارامتر های عملکردی مانند دما، فشار و تخلخل لایه نفوذ گاز و پارامتر های هندسی مانند هندسه های جدید کانال های جریان گاز به همراه هندسه غشا شکسته شده و تاثیر آن بر روی عملکرد پیل سوختی نیز پرداخته شده است. در هر مورد برای بررسی اثر پارامتر های مختلف، نمودار های قطبش (v-i) ارائه شده و اثر هر پارامتر در عملکرد پیل تحلیل شده است. نتایج بدست آمده از پارامتر های عملکردی تطابق خوبی با کارهای تجربی و آزمایشگاهی انجام شده در ادبیات فن دارد. از نکات ویژه این کار تاکید به بررسی اثر هندسه های جدید کانال های جریان گاز و هندسه غشا شکسته شده می باشد که بجز یک مورد در هندسه تلفیقی از کانال نیم دایره و مربع شکل، مابقی هندسه های جدید کانال های جریان گاز و هندسه غشا شکسته شده باعث بهبود عملکرد پیل سوختی پلیمری می گردند.

در این پایان نامه پیل سوختی با غشاء پلیمری با کانال های گاز به حالت مربعی به عنوان مدل حالت پایه بصورت عددی مدل سازی شده است.سپس،به بررسی پارامتر های حاکم بر پیل مذکور پرداخته شده و تاثیر هریک از پارامترها از قبیل،تغییر ولتاژ با افزایش ولتاژ شدت واکنش به تدریج کاهش یافته و بیشینه دمای پیل کاهش می یابد.در ولتاژهای بالا دمای پیل نسبتا" بالاست اما در انتهای پیل در این ولتاژها دما افت شدیدتری را از خود نشان می دهند.،فشار،توزیع دما وتاثیر ضریب انتقال آند نیزبررسی شده است.طوریکه ضرایب انتقال از پارامترهای مهم و تاثیر گذار بر تراکم جریان می باشند در این کار تاثیر کاهش ضرایب انتقال را از حالت پیش فرض که برابر 2 در نظر گرفته شده را بر عملکرد پیل بررسی می کنیم.با کاهش ضریب مذکور میزان تراکم جریان و تراکم توان پیل کاهش می یابد دلیل این امر با معادلات باتلر وولمر توضیح داده می شود در این مدل که برای حالت پایه مورد مطالعه قرار گرفته است فشار سمت آند و کاتد باهم برابر بوده و 3 atm در نظر گرفته شده است.در این کار فشار سمت آند و کاتد بطور همزمان به 4 atm و سپس 5 atm افزایش داده شده و عملکرد پیل در هر فشار بررسی شده و باهم مقایسه شده است. اگر گازهای ورودی کاملا" مرطوب باشند،با افزایش دما عملکرد پیل سوختی افزایش می یابد.اگر رطوبت گازها کمتر از میزان لازم باشد،خشک شدن غشاء باعث کاهش قابلیت هدایت پروتونی غشاء می شود و در نتیجه عملکرد پیل کاهش می یابد.لازم به ذکر است این شبیه سازی که بصورت غیر همدما می باشد با نرم افزار فلوئنت انجام شده است.شرایط عملکرد پیل کاملا" پایدار و به دلیل پایین بودن سرعت و در نتیجه عدد رینولدز رژیم جریان آرام می باشد.تمامی واکنش دهنده ها و محصولات بصورت گاز ایده آل فرض شده است.سپس در این پایان نامه به بررسی تاثیر تغییرات هندسی در ساختمان پیل پرداخته شده است.ابتدا تاثیر هندسه متوازی الاضلاع در کانال گاز بر عملکرد پیل بررسی شده است. برای بررسی تاثیر هندسه متوازی الاضلاع میزان تراکم جریان برای دو حالت در ولتاژ ثابت 0.4 ولت مقایسه شده است.همانطورکه مشاهده می شود در یک ولتاژ ثابت تراکم جریان در حالت پایه بطور قابل ملاحظه ای بیشتر از حالت متوازی الاضلاع می باشد.مشاهده می شود که با تغییر هندسه کانال عملکرد پیل کاهش می یابد.همچنین تاثیر صفحات نفوذ گاز برجسته در عملکرد پیل مطالعه شده است برای این کار صفحات مذکور در ابتدا و انتهای پیل بصورت برجسته قرار گرفته اند و مشاهده می شود که با این کار عملکرد و راندمان پیل افزایش می یابد.در انتها نیز تاثیر خنک کاری صفحات دو قطبی در عملکرد پیل بررسی شده است وبا خنک کاری این صفحات با آب با دمای کمتر از دمای حاکم بر پیل عملکرد پیل افزایش می یابد.

افزایش نگرانی ها در مورد کاهش منابع سوخت های فسیلی و همچنین آلودگی محیط زیست، علاقمندی به روش های تولید پربازده انرژی را افزایش داده است. یکی از روش های قابل اعتماد برای افزایش بازدهی تولید انرژی، بهره برداری از حداکثر مقدار کار و گرمایی است که می توان از یک منبع سوخت استخراج کرد. سیستم های تولید همزمان برق و حرارت (chp) بهترین انتخاب برای رسیدن به این هدف هستند. در تحلیل و طراحی این سیستم ها روش هایی که اصول علمی و اقتصادی را به منظور رسیدن به عملکرد بهینه سیستم ترکیب می کنند، روز به روز در حال گسترش اند. تحلیل exergoeconomic یکی از قدرتمندترین این روشهاست که تحلیل اگزرژی را با مطالعات اقتصادی ترکیب می کند. در مطالعه حاضر مفهوم exergoeconomic با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی سیستم chp بر پایه موتور دیزل با ظرفیت تولید برق kw 277 و گرمای kw 282 ، مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا تحلیل ترمودینامیکی بر پایه انرژی و اگزرژی بر روی سیستم chp صورت گرفته است. تحلیل اگزرژی به منظور ارزیابی تخریب اگزرژی در اجزا و همچنین بازده اگزرژی آنها مورد استفاده قرار گرفته است. سپس معادلات توازن هزینه و معادلات کمکی برای اجزای سیستم نوشته شده و پارامترهای اگزرژی و exergoeconomic برای سیستم chp در حالت پایه محاسبه شده اند و بنابراین چگونگی شکل گیری هزینه در سیستم مشخص شده است. در این مطالعه تحلیل exergoeconomic بر پایه دیدگاه speco صورت گرفته است. نهایتا یک تابع هدف کامل که نشانگر هزینه سوخت، هزینه تخریب و اتلاف اگزرژی و هزینه خرید و نگهداری و تعمیرات اجزای سیستم است، برای بهینه سازی در نظر گرفته شده است. اجزای مختلف تابع هدف بر حسب متغیرهای بهینه سازی بیان شده اند. متغیرهای بهینه سازی در این مطالعه عبارتند از: نسبت فشار کمپرسور، بازده آیزنتروپیک کمپرسور، دمای آب خنک کن در خروجی موتور، دمای ورودی توربین، بازده آیزنتروپیک توربین و دمای گازهای خروجی از مبدل حرارتی. مقادیر بهینه متغیرهای بهینه سازی با مینیمم سازی تابع هدف توسط الگوریتم فراابتکاری ژنتیک محاسبه شده اند. همچنین پارامترهای اگزرژی و exergoeconomic برای حالت بهینه سیستم chp محاسبه شده و با حالت پایه آن مقایسه شده اند. با اعمال الگوریتم ژنتیک، تابع هدف کاهش 02/8 درصدی را تجربه می کند که این مقدار می تواند در سیستم های حرارتی قابل توجه باشد.

در این پایان نامه به برسی ترکیب پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی و سیکل بخاری پرداخته میشود.که از خروجی گازهای توربین گازی برای سیکل بخار استفاده میشود.ترکیب مناسب دو یا چند سیکل قدرت در یک سیستم باعث افزایش قدرت تولیدی موثر سیستم میشود.همچنین برای بهبود کلی کارایی سیستم و راندمان انرژی سیستم مفید میباشد.

با توجه به رشد و توسعه قدرت محاسباتی و نیاز روزافزون به حل دقیق جریان های موجود درصنعت و کاربردهای مهندسی که اغلب جز جریان های آشفته محسوب می شوند روش شبیه سازی گردابه های بزرگ به عنوان یک روش مهم و دقیق در حل این نوع جریان ها محسوب می گردد. در روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برخلاف روش شبیه سازی مستقیم عددی همه گردابه های میدان جریان حل نمی شود. در واقع این روش بر اساس تقسیم بندی میدان جریان به دو قسمت مقیاس های حل شده و مقیاس های زیرشبکه می باشد. مقیاس های بزرگ مستقیما توسط معادلات ناویراستوکس حل می شوند، در صورتیکه اثرات مقیاس های کوچک و تقابل آنها با مقیاس های حل شده به صورت مدل وارد معادلات می گردد. در این تحقیق روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برای شبیه سازی لایه اختلاطی زمانی تراکم پذیر آشفته توسط مدل های اسماگورینسکی و دینامیکی کلارک مورداستفاده قرار گرفته است. ضریب اسماگورینسکی معمولاً به روش تجربی انتخاب می شود و مدل های دینامیکی به منظور تخمین بهتر این ضریب می باشند که مستلزم اعمال فیلتر آزمون هستند. در این تحقیق برای حل عددی معادلات حاکم بر میدان جریان روش اختلاف محدود بکار رفته بطوریکه برای گسسته سازی ترم های ویسکوز و جابجایی به ترتیب روش های مرتبه 2 و مرتبه 4 و برای ترم زمانی روش رانگ کوتای مرتبه 2 مورداستفاده قرار گرفته است. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج روش شبیه سازی مستقیم عددی نشان می دهد که مدل های دینامیکی با وجود هزینه بالاتر به دلیل محاسبه ضریب مدل در هر نقطه و ارائه نتایج دقیق تر مطلوب هستند. قابل ذکر است که نتایج در عدد رینولدز 50 و عدد ماخ 0.2 ارائه شده اند.

در این پایان نامه? پیل سوختی غشاء پلیمری (تبادل یونی) با کانال های گازی که سطح مقطع آنها مربعی است به عنوان مدل پایه انتخاب شده و بصورت عددی (سه بعدی) مدل سازی شده است.این شبیه سازی که بصورت غیر همدما می باشد با داده های آزمایشگاهی معتبر موجود اعتباردهی شده است. شرایط عملکرد پیل کاملا" پایدار و به دلیل پایین بودن گرادیان سرعت (و به تبع آن کم بودن عدد رینولدز) رژیم جریان آرام می باشد.تمامی واکنش دهنده ها و محصولات بصورت گاز ایده آل فرض شده اند. در تحقیق حاضر،به بررسی پارامتر های حاکم بر پیل سوختی پرداخته شده و تاثیر هر یک از پارامترها از قبیلِ تغییر ولتاژ کارکرد بررسی شده است.نتایج عددی نشان می دهند که با افزایش ولتاژ شدت واکنش به تدریج کاهش یافته و بیشینه دمای پیل کمتر می شود. در ولتاژهای بالا دمای پیل نسبتا" بالاست اما در انتهای پیل در این ولتاژها دما افت شدیدتری را از خود نشان می دهند. در بخشی دیگر? به بررسی تاثیر دمای کارکرد و ضریب تخلخلِ غشاء بر عملکرد پیل و همچنین تمرکز گونه ها پرداخته شده است. اگر گازهای ورودی کاملا" مرطوب باشند،با افزایش دمای کارکرد عملکرد پیل سوختی افزایش می یابد.اگر رطوبت گازها کمتر از میزان لازم باشد،خشک شدن غشاء باعث کاهش قابلیت هدایت پروتونی غشاء می شود و در نتیجه عملکرد پیل کاهش می یابد.در مدل مورد مطالعه شاهد آن هستیم که افزایش ضریب تخلخل غشاء باعث کاهش کارایی پیل سوختی می شود. افزایش ضریب تخلخل غشاء منجر به افزایش دسترسی به اکسیژن در لایه کاتالیست میشود? ولی با این وجود افزایش ضریب تخلخل غشاء تاثیر معکوس بر روی رسانش الکترونها دارد و باعث افزایش مقاومت تماسی می شود. در هر صورت? تاثیر منفی افزایش ضریب تخلخل غشاء تاثیرگذارتر بوده و باعث کاهش عملکرد پیل سوختی می شود. تغییرات هندسی در ساختمان پیل سوختی از جمله موارد مهم تاثیر گذار بر عملکرد پیل است. ابتدا تاثیر هندسه ذوزنقه در کانال گاز بر عملکرد پیل بررسی شده است. برای بررسی تاثیر هندسه ذوزنقه میزان ولتاژ خروجی برای جریان ثابت 2.295a.cm?2 مقایسه شده است. همانطورکه مشاهده می شود در یک جریان ثابت ولتاژ خروجی در حالت پایه بطور قابل ملاحظه ای بیشتر از حالت ذوزنقه می باشد. مشاهده می شود که با تغییر هندسه کانال عملکرد پیل کاهش می یابد.در ضمن تاثیر افزایش اندازه عرض کانال بر عملکرد پیل مطالعه شده است. مشاهده می شود که با افزایش عرض کانالها بدلیل افزایش افت اهمی عملکرد پیل کاهش می یابد. درنهایت کانالهای گاز از حالت مربعی مستقیم به مربعی شیبدار تغییر داده شده است. نتایج نشان دادند که بدلیل افزایش سرعت جریان و درنتیجه افزایش نفوذ گونه ها و همچنین افزایش رسانش پروتونی عملکرد پیل نسبت به مدل اصلی بهبود پیدا می کند.

میکروپمپ ها نقش مهمی در ساختارهای مختلف الکترومکانیکی و بخصوص دستگاه های بیومکانیک دارند که در آن تحویل سیال در مقیاس میکرو ضروری می باشد. پایانامه های مرتبط با میکروپمپ ها اساسا از سه بخش اصلی تشکیل شده است:1-بخش متحرک که توسط یک مکانیزم تحریک، به حرکت در می آید (دیافراگم) 2- محفظه در بر گیرنده سیال 3- کانال جریان سیال (دریچه ها). در این پایانامه رفتار دینامیکی دیافراگم دایروی میکروپمپ تحت تحریک الکترواستاتیکی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. شکل محفظه سیال بصورت استوانه ای با دیواره های صلب بوده و سطح فوقانی استوانه توسط دیافراگم پوشیده شده است. سطح زیرین دارای یک خروجی مرکزی و بخش حلقوی صلب می باشد. اندرکنش سازه-سیال بین دیافراگم الاستیک و سیال عامل با در نظر گرفتن شرایط سازگاری حرکتی در مرز و فشار ناشی از طرف سیال به ساختار(اعمال معادله خطی برنولی) صورت می گیرد. معادله حاکم بر ارتعاش جانبی دیافراگم با استفاده از فرض روش شکل مود ها حاصل می شود.تاثیر خواص هندسی و فیزیکی بروی فرکانس طبیعی سیستم کوپل شده،مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر این پاسخ دینامیکی دیافراگم، تحت اعمال ولتاژ پله ای و هارمونیک در قالب نمودار های فازی و تاریخچه زمانی نشان داده می شود. پدیده ناپایداری دیافراگم برای انواع سیال عامل و و ولتاژ تحریک نشان داده می شود.

سیستم ادرار شامل کلیه ها، حالب، مثانه و مجرای خروجی مثانه می باشد، وظیفه این سیستم خارج کردن مواد زائد سوخت وساز از بدن می باشد. حالب لوله ای به طول 30 سانتی متر که ادرار را از کلیه به مثانه از طریق جریان پریستالتیک انتقال می دهد. تحلیل جریان دودی شکل در حالب می تواند نقش بسزایی در شناخت رفلاکس داشته باشد و راهکارهایی برای برطرف کردن این مشکل از جمله طراحی ابزارهای کمکی جریان در حالب و حالب مصنوعی ارائه کند. رفلاکس مثانه به حالب یکی از عوامل شایع پدید آورنده بیماری های پیلو نفریت و سیستیت می باشد اتساع حالب، لگنچه کلیوی و کاسیت ها معمولا در اثر رفلاکس مشاهده می شود. در شرایط عادی، حرکت پریستالتیک حالب از فعالیتهای الکتریکی در نواحی نوسان ساز که در قسمت ابتدایی سیستم مجموعه ی ادرار قرار دارد ایجاد می شود. با استفاده از نرم افزار gambit مدل ساخته و مش بندی شده است و با استفاده از نرم افزار ansis_ fluent معادلات حاکم بر جریان به صورت ناپایا،تراکم ناپذیر و نیوتنی حل شده است. یک مدل متقارن محوری 3 بعدی از جریان ادرار در حالب با استفاده از روش حل عددی حجم محدود برای تحلیل جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج در قالب فشار، گرادیان فشار و بردارهای سرعت در زمانهای مختلف و دبی در حالتهای مختلف مدل ارائه شده است. مطابق نتایج، مقدار گرادیان فشار در طول محور تقارن حالب در اطراف گلوگاه در حال حرکت، افزایش می یابد و با پیشرفت حرکت پریستالتیک به سمت مثانه، این مقدار بیشینه کاهش می یابد و ایجاد پدیده رفلاکس در آغاز حرکت پریستالتیک بسیار محتمل است

استفاده از مواد متخلخل در داخل کانال برای بهبود انتقال حرارت یکی از موارد کاربردی در صنعت می باشد.در سال های اخیر انتقال حرارت در محیط های متخلخل بخاطر برخی ویژگی های منحصر به فرد شان نظیر نسبت سطح به حجم بالا و قابلیت اختلاط سیال مورد توجه قرار گرفته و در بسیاری از مسائل مهندسی مورد بررسی قرار گرفته اند. یکی از مشکلات این روش افت فشار تقریبا قابل توجه می باشد. برای این منظور از بلوک های متخلخل استفاده می شود که در عین افزایش انتقال حرارت افت فشار را نیز کاهش می دهد.در همین راستا در این مطالعه تاثیر خواص ماده متخلخل وبرخی از مشخصه های هندسی بلوک متخلخل بر میدان جریان و انتقال حرارت مورد تحلیل قرار گرفته است.بدین منظور شبیه سازی عددی به کمک یک کد دینامیک سیالات محاسباتی معتبر ارائه شده است.در حل عددی مدل جریان آرام و الگوریتم simple برای گسسته سازی معادلات ناویر-استوکس رینولدز بکار رفته است.در شبیه سازی انجام شده،تاثیر عدد دارسی، پارامتر اینرسی، عدد رینولدز و همچنین فاصله بین بلوکها بر میدان جریان و انتقال حرارت مورد تحلیل قرار گرفته است.در قسمت آخر تحقیق، به طورمختصرمدل جریان توربولانس مورد بحث قرار گرفته است

موتورهای احتراق داخلی به دلیل داشتن بازده و قدرت بالا نسبت به وزن و حجم شان کاربرد فراوانی در بخش خودروسازی و سایر صنایع دارند. به همین دلیل امروزه تحقیقات فراوانی بروی آن ها صورت می گیرد. در پژوهش حاضر نیز، از ترکیب روش شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم فراابتکاری بهینه سازی گروه ذرات (pso) برای مدلسازی و بهینه سازی در موتور اشتعال تراکمی پاشش مستقیم om355، با هدف کاهش مصرف سوخت ویژه ترمزی در حالت بیشینه ی بازده موتور استفاده شده است. برای این منظور، نخست از یک شبکه ی عصبی مصنوعی پرسپترونی چندلایه با الگوریتم آموزشی لومبرگ مارگوارت (trainlm) برای مدلسازی ارتباط بین پارامترهای عملکردیِ، دور موتور، دمای هوای ورودی، نسبت هوا به سوخت و جرم سوخت پاشیده شده با پارامترهای خروجیِ، مصرف سوخت ویژه ترمزی و بازده موتور استفاده شده است؛ که نتایج حاصل در مقایسه با 187 داده ی تجربی موجود، مطابقت بسیار خوبی را نشان می دهد. سپس با استفاده از الگوریتم pso به بهینه-سازی نتایج حاصل از مدلسازی پرداخته شده و نهایتاً مقادیر بهینه ی پارامترهای عملکردی بدست می آید. مقایسه این نتایج با منحنی عملکرد موتور حاضر و نتایج تجربی مطابقت خوبی را نشان می دهد. بنایراین می توان از روش ترکیب شبکه های عصبی مصنوعی با الگوریتم pso به عنوان روشی مناسب در سیستم های کنترلی موتورهای ci بهره گرفت.

برای استفاده از گرمایش خورشیدی غیر فعال، سه روش دریافت مستقیم، غیرمستقیم و مجزا وجود دارد. در این پایان نامه، سیستم فضای خورشیدی الحاقی، به عنوان حالتی از روش دریافت مجزا، برای گرمایش اتاقی در شهر کرج با کاربری مسکونی استفاده شده است. فضای خورشیدی الحاقی به یک مخزن آب به عنوان توده حرارتی مجهز شده است که سطح روبرویی این مخزن با رنگ تیره، مات شده است و نقش سطح جاذب انرژی خورشیدی را بازی می کند. دو حفره مربعی به فاصله مرکز تا مرکز 1 متر، برای ارتباط بین فضای خورشیدی الحاقی و اتاق مورد گرمایش در دیوار واسط بین آن دو، ایجاد شده است. دو آزمایش روی این سیستم در ماه فروردین و با تعداد جداره های سطح نورگذر فضای خورشیدی الحاقی به عنوان متغیر، صورت گرفته است و دمای اتاق مورد گرمایش به عنوان خروجی این آزمایش ها ساعت به ساعت ثبت شده است. از نتایج این آزمایش برای اعتبار سنجی نتایج نرم افزار شبیه ساز انرژی پلاس در همین ماه، استفاده شده است. با مشاهده انطباق مناسب نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایش، از این نرم افزار برای بررسی عملکرد سیستم در ماه های سرد سال استفاده شده است. هدف این پروژه، این بود که اتاق مورد گرمایش تا ساعات پایانی شب و ساعات اولیه صبح در شرایط مناسب تهویه مطبوع، یعنی دمای 18 درجه سانتیگراد، باقی بماند. نتایج شبیه سازی برای تمامی ماه های سرد سال نشان دهنده این است که حالت فضای خورشیدی الحاقی با سطح نورگذر دوجداره، هم به هدف پروژه نزدیک تر است و هم شرایط آسایش حرارتی مناسب تری را تأمین می کند. بدین معنی که اولاً دمای اتاق مورد گرمایش در این حالت به دمای مناسب تهویه مطبوع نزدیک می شود و ثانیاً روند کاهشی دما در ساعات تاریکی، شیب ملایم تری دارد و ثالثاً تغییرات دمایی اتاق، نوسانات کمتری دارد. به طوری که در ماه اسفند، این حالت بهترین کارایی را دارد و قادر است جوابگوی %80 از نیاز گرمایشی اتاق باشد.

در این مطالعه عددی به مقایسه جامع میان دو نوع شرایط مرزی مختلف شامل اعمال فشار معین در خروجی و اعمال شرایط مرزی محیطی پرداخته شده است.سپس در این مطالعه عددی به بررسی جدایش انرژی در ورتکس تیوب تحت بکارگیری گازهای مختلف پرداخته شده است.گازهای بکارگرفته شده در این مطالعه عبارتند از هوا، دی اکسید کربن، دی اکسید نیتروژن، اکسیژن و نیتروژن.عملکرد سرمایشی و گرمایشی ورتکس تیوب برای گازهای ذکرشده مورد تحلیل قرار گرفته است و جزئیات توسط نمودارهای مختلف توصیف شده است.ورتکس چمبر یکی از اجزای مهم ورتکس تیوب است که گاز مستقیما توسط نازل ها به صورت مماسی به این جزء تزریق می شود.یک طراحی مناسب برای ورتکس چمبر منجر به بالا بردن عملکرد ورتکس تیوب می شود.مدل دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی تراکم پذیر بر اساس یک مدل آزمایشگاهی طراحی شده و بااستفاده از مدل توربولانس k-? در حالت پایدار حل شده است.در این مطالعه پارامترهای بررسی شده متمرکز است بر برخی ویژگی های هندسی ورتکس تیوب شامل شعاع ورتکس چمبر و شعاع گرد شده داخل ورتکس چمبر.تاثیر تغییرات هرکدام ازین پارامترها بر خصوصیات ترموفیزیکی جریان مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج عددی ارائه شده نشان می دهد که برای هرکدام از این دو پارامتر هندسی یک مقدار بهینه برای بدست آوردن ماکزیمم ظرفیت سرمایشی ورتکس تیوب وجود دارد.محدوده تغییرات شعاع ورتکس چمبر از 7/5 میلیمتر یا 13 میلیمتر در نظر گرفته شده و این تغییرات تحت نسبت طول به قطر 298/9 انجام شده و نهایتا شعاع بهینه تعیین شده است.علاوه بر این اثر تغییرات شعاع گرد شده بر عملکرد ورتکس تیوب در محدوده 0 تا 4 میلیمتر در نظر گرفته شده است.پس ازین دو مرحله بهینه سازی بیشینه اختلاف دمای خروجی سرد با دمای گاز ورودی، 26/47 کلوین برای شعاع گرد شده 5/1 میلیمتر و شعاع ورتکس چمبر 11 میلیمتر در نسبت جرمی خروجی سرد 3/0 بدست آمده که حدود %5/7 بهتر از حالت پایه است.

یکی از مهمترین مسائل در طراحی و انتخاب مبدل های حرارتی ، طراحی و گزینش اقتصادی و بهینه آنها است . مبدلهای حرارتی پوسته و لوله یکی از پرکاربردترین مبدلها در صنایع مختلف ( نیروگاهها ، صنایع نفت و گاز ، صنایع فرآیندی ، تهویه مطبوع...) می باشد. مبدلهای صفحه ای واشردار نیز اساسا برای سادگی تمیز کاری ، در صنایع غذایی معرفی شدند. محدوده کاربرد این مبدلها به طور قابل ملاحضه ای توسعه داده شده است. در حال حاضر ، تحت شرایط خاص و مناسب این مبدلها می توانند جایگزین مناسبی برای مبدلهای پوسته و لوله باشند. این اثر روشی کارآمد براساس الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی مبدلهای صفحه ای واشردار و مبدلهای پوسته و لوله و مقایسه هزینه ای آنها ارائه می دهد. در این اثر بهینه سازی به منظور بدست آوردن حداقل هزینه کل سیستم ( هزینه سرمایه گذاری اولیه و هزینه کارکرد ) انجام شده است. هزینه سرمایه گذاری اولیه ، سطح حرارتی در نظرگرفته شده و هزینه کارکرد شامل برق مصرفی پمپ برای غلبه برافت فشار داخل کانالها و لوله ها می باشد. ابتدا با استفاده از فرضیات و معادلات حاکم مدل سازی حرارتی با برنامه نویسی در نرم افزار مطلب انجام شد و صحت آن با مرجع سنجیده و برای مسائل مهندسی قابل قبول بود. سپس الگوریتم ژنتیک در محدوده متغیرها و ارضای قیود اجرا شد ، تابع هدف بهینه شده ، مقادیر بهینه متغیرها و کمینه هزینه کل سیستم بدست آمد. نتایج با مرجع مقایسه و بهبود قابل توجه حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که بهینه سازی ما منجر به کاهش هزینه کل برای مبدل صفحه ای واشردار 90% ، مبدل پوسته و لوله برای دو حالت 35% و 78% و برای چگالنده پوسته و لوله برای سه حالت 23% ، 48% و 65% می شود. آنالیز حساسیت نسبت به متغیر های طراحی در نقاط بهینه نیز صورت گرفته است. سپس برای یک حالت عملیاتی یکسان بهینه سازی برای دو نوع مبدل انجام شد. در حالت بهینه مقایسه هزینه ای بین آنها صورت گرفت. نتایج برتری مبدلهای صفحه ای واشردار بر مبدلهای پوسته و لوله را نشان می دهد. به طوری که استفاده از مبدل صفحه ای واشردار منجر به کاهش هزینه کل برابر با $ 14638 می شود.

یکی از اقتصادی ترین روش های بازیابی، تولید الکتریسیته از گاز همراه می باشد. سه مولد توان توربین گاز، توربین بخار و مولد توان ترکیبی توربین گاز و توربین بخار برای بررسی انتخاب شده اند. این تکنولوژی ها از نظر هزینه اولیه، بازده سیستم در بار نامی و در شرایط کار زیر بار نامی، نحوه تغییرات توان و بازده با دمای محیط و محدودیت های سوخت مصرفی از جمله ارزش حرارتی و میزان تغییرات مجاز آن، حداقل دمای سوخت و میزان مجاز ناخالصی ها، در ظرفیت های مختلف با یکدیگر مقایسه می شوند. در ادامه با توجه به شرایط گاز همراه، در مورد تکنولوژی های مورد نیاز جهت رساندن سوخت به شرایط قابل قبول مولدها بحث می شود و در آخر وضعیت اقتصادی طرح برای چند دسته از گازهای همراه بررسی می شود و همچنین تأثیر تغییر پارامترهایی چون دبی، دما، نقطه طراحی، قیمت فروش برق و تغییر دسته گاز همراه، مطالعه می گردد. برای مدل سازی مولدها و تعیین رفتار آن ها در شرایط مختلف کاری، از نرم افزار ترموفلو استفاده شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از این منبع انرژی از نظر فنی کاملاً قابل دستیابی می باشد و با توجه به دسته گاز همراه و شرایط محیطی، طرح می تواند بسیار اقتصادی و سود آور باشد.

در این پایان نامه پیل سوختی با غشا تبادل پروتونی با کانال های گاز به حالت مربعی به عنوان مدل حالت پایه بصورت عددی مدل سازی و با نتایج آزمایشگاهی اعتبار دهی گردیده است.سپس پارامتر های حاکم بر پیل مذکورو تاثیر هریک از پارامترها از قبیل تغییر ولتاژمورد تحلیل قرار گرفته است.با افزایش ولتاژ، شدت واکنش به تدریج کاهش یافته و بیشینه دمای پیل کاهش می یابد.توزیع گونه ها در سمت آند و کاتد، اکتیوایی آب، هدایت پروتونی و دما نیزبررسی شده اند.لازم به ذکر است این شبیه سازی که بصورت غیر همدما می باشد و با نرم افزارمحاسباتی تحلیل جریان انجام شده است.شرایط عملکرد پیل کاملاپایدار و به دلیل پایین بودن سرعت و عدد رینولدز، رژیم جریان آرام می باشد.تمامی واکنش دهنده ها و محصولات در چهارچوب فرض گاز ایده آل اند. در این پایان نامه تاثیر جریان ناهمسو در کانال های جریان گاز پیل بر عملکرد و پارامتر های دخیل مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج کاهش جریان برای مدل جدید در ولتاژ های پایین که فعالیت پیل بیشتر است را، نشان می دهند. در مدل جدید با بررسی توزیع مولفه ها و دما، به علت کاهش سطح متمرکز واکنش الکتروشیمیایی و توزیع یکنواخت تر آن شاهد کاهش عملکرد مفید پیل هستیم. همچنین تاثیر تغییر ابعاد سطح موثر واکنش با حفظ مساحت بر عملکرد پیل مورد مطالعه قرار گرفته است.با مقایسه ی نمودار های چگالی جریان و توان برای هر سه مدل مشاهده می شود که با این تغییرات راندمان پیل کاهش می یابد. با مقایسه ی افت های اهمی و پتانسیل اضافی کاتد که قسمت اعظم افت های پیل را شامل می شوند علل این نتایج را توجیح می کنیم. افت اهمی با چگالی جریان و ضخامت غشا رابطه ی مستقیم و با هدایت پروتونی رابطه ی معکوس دارد. نمودار های چگالی جریان، هدایت پروتونی، اکتیوایی آب و دما ارتباط این پارامتر ها را در مقطع عرضی پیل به خوبی توجیح می کنند. هندسه ی سوم افت اهمی بیشتری را نشان می دهد. همچنین پتانسیل اضافی کاتد که به افت های غلظتی مربوط می باشد و متاثر از میزان نفوذ و دردسترس بودن اکسیژن است، در سه هندسه بررسی شد. در هندسه ی سوم به علت نواحی شانه ای کوچکتر که باعث توزیع یکنواخت تر اکسیژن در عرض پیل می شود، افت غلظتی کمتری را تجربه می کنیم. در مجموع اثر افت اهمی بر غلظتی غلبه می کند و باعث کاهش جریان در هندسه های جدید می شود. این مطالعات برای آشکارسازی علت بهینه بودن هندسه و شرایط مرزی حالت پایه صورت گرفته اند.

آلایندگی و افزایش قیمت سوخت های فسیلی امروزه پیل های سوختی را بیش از گذشته در کانون توجهات قرار داده است پیل های سوختی اکسید جامد که به احتمال زیاد در آینده نزدیک سهم بزرگی در تأمین انرژی مورد نیاز بشر را خواهند داشت به دلیل مشکلات ساخت، قیمت بالا و راه اندازی زمان بر هنوز جایگاه واقعی خود را پیدا نکرده اند پرهزینه بودن آزمایشات روی پیل سوختی اکسید جامد و همچنین مشکلات آزمایشگاهی، تمرکز بر روی مدل سازی این پیل ها برای برطرف کردن نقایص و افزایش کارایی آنها را ضروری ساخته است. در پژوهش فوق سوخت ابتدا وارد پالایش دهنده شده و با کمک بخار آب و گرمای خروجی از پیل سوختی، سوخت متان به سوخت هیدروژن تبدیل و وارداند پیل سوختی می شود. هوا نیز با گذراندن مرحله تراکم در کمپرسور و افزایش دما در مبدل حرارتی وارد کاتد پیل سوختی می شود. پس از انجام واکنش های لازم در پیل سوختی، بخشی از خروجی آند و کاتد وارد محفظه احتراق میکروتوربین گاز می شود. با انجام احتراق اگزرژی افزایش یافته و سپس وارد توربین می شود خروجی توربین وارد مبدل حرارتی شده و هوای متراکم خروجی از کمپرسور را گرم خواهد کرد. بدین ترتیب از اگزرژی خروجی پیل سوختی و میکروتوربین استفاده خواهد شد.

در این پایان نامه بعد از معرفی خود دستگاه به بررسی کارهای قبلی توسط محققان پرداختیم که از زمان کشف این دستگاه یعنی سال 1933 میلادی توسط فردی به نام رانکیو آغاز شده و تا به امروز ادامه دارد.در این پایان نامه سعی کردیم بر روی تأثیر مکش در محفظه چرخش دستگاه ورتکس تیوب مطالعاتی را داشته باشیم که در این راستا با استفاده از نرم افزار gambit یه مدل سازی سه بعدی مسأله پرداختیم و سپس با تعریف شرایط مسأله اعم از شرایط مرزی ، ورودی و خروجی در نرم افزار fluent به نتایج مورد نظر دست پیدا کردیم.قابل ذکر است که برای اعتبار دهی به مطالعه حاضر از شرایط و نتایج آزمایشگاهی اسکای و همکاران استفاده گردید و همخوانی نتایج مدل سه بعدی حاضر با نتایج مدل آزمایشگاهی و مدل دو بعدی عددی اسکای تأییدی بر روند مطالعه و نتیجه گیری اینجانب بود.در ادامه خواص سیال اعم از فشار و دما را در طول لوله بررسی کردم ودر پایان هم تحلیلی بر ضریب عملکرد دستگاه ارایه نمودم.

در این تحقیق تأثیر میدان مغناطیسی یکنواخت روی جریان خون که به عنوان یک سیال رسانای الکتریکی است و از سرخرگی که دارای چند تنگی های نامنظم است عبور می کند مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته می شود. روش تفاضل متناهی مک و روش آسودگی به ترتیب برای حل معادلات مگنتوهیدرودینامیک غیریکنواخت و معادله ی فشار پواسن مورد استفاده قرار گرفته می شود. جریان را متقارن محوری در نظر می گیریم. با توجه به این که سیال دارای سه نوع حرکت است (محوری، شعاعی، زاویه ای) در تحقیق کنونی، با صرف نظر کردن از حرکت زاویه ای هر ذره ی خون (به عنوان یک سیال) جریان را در حالت دو بعدی بررسی خواهیم نمود. نتایج به دست آمده نشان می دهند که جدایش جریانی در پایین دست چندتنگی ها ایجاد می شوند، که با افزایش شدت میدان مغناطیسی مناطق جدایش جریانی کوچک تر می شوند که به ازای مقادیر بزرگ تر عدد هارتمن کاملاً ناپدید می شوند. این تحقیق انجام شده می تواند کمکی برای درمان مغناطیسی بیماری های قلبی عروقی باشد، چون با استفاده از میدان مغناطیسی می توانیم مناطق جدایش جریانی که موجب اختلال در جریان خون می شود را از بین ببریم. مطالعه ی ارایه شده تمام مطالعاتی را که قبلاً برای جریان خون در حضور تک- تنگی ها انجام شده اند، بهبود می بخشد.

در صنایع و مخصوصا طرح های عظیم همواره بزرگترین محدودیت، محدودیت دمایی بوده است. به این معنی که برای پیشرفت صنعت و دستیابی به بسیاری از طرح های ایده آل مشکلی در تئوری آن و طراحی و امکانات ساخت وجود نداشت بلکه سد اصلی، کار در دماهای بالا و محدودیت دمایی بوده است. برای از میان برداشتن این مشکل دو راه به ذهن می رسد. یکی استفاده از مواد با تحمل حرارتی بالا در ساخت قطعات صنعتی و دیگری خنک کاری قطعات. استفاده از مواد با ظرفیت حرارتی بالا محدودیت هایی چون عدم صرفه اقتصادی و افزایش بیش از حد حجم و وزن قطعات را به دنبال دارد. به همین دلیل مساله خنک کاری همواره دغدغه ی اصلی طرح های بزرگ صنعتی است. توربین های گازی نمود روشنی از این موارد است. برای ایجاد شرایط کارکرد توربین ها باید محدودیت دمایی تا حد ممکن برطرف شود. بهترین و بهینه ترین روش ایجاد کانال هایی در داخل پره ها و عبور دادن سیال از داخل آن ها می باشد. این روش خنک کاری نیز تاکنون دستخوش تغییرات و کارهای تکمیلی بسیاری قرار گرفته است. از جمله نوع سیال عبوری و ایجاد جریان آشفته درون کانال ها برای انتقال حرارت بیشتر. در این پروژه به بررسی ایجاد جریان آشفته درون کانال های خنک کننده پرداخته شده است. به این منظور فرو رفتگی هایی به نام ریب درون کانال ها ایجاد شده که آشفتگی جریان را به همراه افت فشار به دنبال دارد. مساله مهم تعیین نوع چیدمان و زاویه ی قرارگیری ریب ها است، به گونه ای که بیشترین آشفتگی به همراه کمترین افت فشار را حاصل کند. این تحقیق در پایان نامه حاضر انجام شد و نتایج نشان داد که ایجاد ریب های مایل نسبت به ریب های عمودی انتقال حرارت بیشتری را به دنبال دارد. هم چنین دوران کانال ها در افزایش انتقال حرارت موثر است.

به دلیل مزایایی که پمپ های گریز از مرکز نسبت به انواع دیگر پمپ ها دارند، استفاده فراوانی در صنایع مختلف، از جمله صنایع نفت، پتروشیمی، پالایشگاه، و آبرسانی دارند. یکی از مشکلاتی که در پمپ ها مطرح است مسئله کاویتاسیون می باشد. یکی از راههای جلوگیری از وقوع پدیده کاویتاسیون، استفاده از ایندوسر در مسیر مکش پمپ است که در این تحقیق به آن پرداخته شده است. همانطور که در فصل دوم اشاره شد کارهای زیادی در زمینه هندسه ایندوسر برای افزایش کارایی ایندوسر انجام شده است ولی در هیچکدام به بررسی، روی جریان در ایندوسر و اثر هندسی تعداد پره بر روی این جریان، نپرداخته بودند. لذا در این تحقیق به این موضوع پرداختیم. نتایج بدست آمده توسط نتایج تجربی صحه گذاری شد که نشان دهنده تطبیق خوب نتایج بود. فشار اتلافی در گذرگاه پره به طور نسبی مقدار بزرگی دارد که نشاندهنده آن است که تاثیر ویسکوز در جریان گذرگاه پره مهم است. به صورت کلی جریان های ثانویه، جریان های چرخشی سر پروانه و همینطور جریان های گردابه ای عوامل اصلی تلفات در ایندوسر هستند. ، جریان نشتی از سمت فشار به سمت مکش در سر پره نفوذ کرده و با گذر گردابه که توسط جریان های شعاعی تولید میشوند، مخلوط شده و تلفات را در سر پره ایندوسر افزایش می دهند. نمودار های ضریب فشار استاتیکی و ضریب تلفات در ضریب جریان های 0.078، 0.086، 0.07 و 0.06 در سه ایندوسر دو، سه و چهار پره مقایسه گردید و نمودار های بدست آمده بیانگر عملکرد بهتر ایندوسر دو پره می باشد.

در پژوهش ارائه شده، یک مدل ریاضی برای جریان خون دولایه ای در طول سرخرگ گرفته شده، شبیه سازی شده است. به منظور انتخاب سیالی که بیشترین شباهت را به جریان خون داشته باشد، سیال دولایه ای شامل لایه مرکزی سوسپانسیون گلبول های قرمز، که سیال میکروپلار معرف آن است، و لایه جانبی پلاسما که سیال نیوتنی معرف آن است، به عنوان جریان خون در نظر گرفته شده است. به منظور شبیه سازی هرچه بیشتر شرایط واقعی، سرخرگ مفروض به صورت الاستیک و هندسه درنظر گرفته شده وابسته به زمان انتخاب شده است. تبدیل مختصات مناسب بر روی شرایط مرزی، شرایط اولیه و معادلات حاکم بر جریان اعمال شده است تا سرخرگ الاستیک کسینوسی شکل به سرخرگ مستطیل شکل و غیرالاستیک تبدیل شود، سپس با استفاده از روش تفاضل متناهی فرم گسسته سازی شده شرایط مرزی، شرایط اولیه و معادلات مربوطه ارائه شده است. مشخصه‏های اصلی جریان ازجمله سرعت، دبی حجمی، مقاومت در برابر جریان و تنش برشی از روی پروفیل سرعت به‏دست آورده شده و در مورد تاثیر شدت گرفتگی، الاستیک بودن سرخرگ مفروض، ضخامت لایه جانبی و عدد رینولدز برروی آن‏ها بحث شده است. از ویژگی های برجسته این پایان نامه می توان به موارد زیر اشاره کرد: • در نظر گرفتن سرخرگ به عنوان یک لوله استوانه ای الاستیک. • هندسه وابسته به زمان. • در نظر گرفتن گرادیان فشار ضربانی در معادلات حاکم بر جریان خون. • فرض ناپایا و غیرخطی بودن جریان خون. • شرایط مرزی واقع بینانه. • استفاده از روش عددی تفاضل متناهی برای حل معادلات.

در این تحقیق، یک مدل سه بعدی از پیل سوختی غشا پلیمری،غیر همدما و تکفاز با کانال های جریا گاز و محدودهmea مدلسازی شده است. شبیه سازی مدل در نرم افزار ّمعثدف انجام شده است.در ابتدا یعد از مدلسازی و اعتبار دهی با استفاده از نتایج تجربی،تاثیر پارامترها نظیر توزیع گونه ها و اب و تاثیر دما روی اب در پیل مورد بررسی قرار گرفت سپس روی کانال کانال های جدید و مختلف که قابل اجرایی و عملیاتی می باشد تمرکز یافتیم. مطالعه ما نشان داد که کانال های با سطح مقطع بیضوی و دایروی چگالی جریان بالاتری در مقایسه با مدل معمولی ارایه می دهد. با این حال، هندسه کانال بیضوی و دایروی , موجب تسهیل حمل و نقل واکنش دهنده ها، باعث توزیع همگن گونه ها و در نتیجه به پتانسیل اضافی کمتر در سمت کاتد که مهمترین افت ناشی از ان است. شبیه سازی سه کانال مختلف نشان داد عرض شانه تاثیر به سزایی در عملکرد پیل دارد و موجب افزایش افت های اهمی می شود. همچنین این پژوهش عددی روی تاثیر حالت های جدیدی از مجموعه غشا مورب شده با حفظ مساحت ورودی و شرایط مرزی متمرکز شده است.هدف اصلی این تحقیق افزایش کارایی و خروجی جریان با امکان عملی بودن تحقیق. در این راستا مجموعه غشا دارای سطح مورب شده در هر دو طرف کاتد و اند مورد مطالعه قرار گرفته شده است.بررسی، نتایج بهتری را برای حالتی که مجموعه غشا به سمت کاتد مورب شده به دلیل داشتن منطقه واکنش بیشتر، توزیع یکنواخت تر واکنش دهنده ها، حمل اکسیژن بهتر به لایه پخش گاز در منطقه شانه و داشتن پتانسیل اضافی کمتر در سمت کاتد که اصلی ترین تلفات متوجه ان می باشد نشان می دهد.

یکی از پارامترهای بسیار مهم در مطالعات سیالات موجود در مخازن نفتی، کشش بین سطحی می باشد. این عامل بر روی توزیع سیالات، نحوه حرکت سیالات در محیط متخلخل اثر می گذارد و همچنین این پارامتر نقش اساسی در عملکرد سیالات مخزنی در هنگام تولید طبیعی و همچنین فرایندهای ازدیاد برداشت دارد. متأسفانه اکثر داده های موجود مربوط به کشش بین سطحی در دما و فشار آزمایشگاه می باشد، اما از آنجا که مقادیری که در محاسبات مهندسی و شبیه سازهای مهندسی استفاده می شود، در دماها و فشارهای بالای مخزن است، اندازه گیری این پارامتر در این شرایط از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه اثر دما و فشار بر روی کشش بین سطحی 8 مخزن از مخازن جنوب بررسی شده است. کلیه ی آزمایش ها به روش قطره معلق در دماها و فشارهای بالا انجام شده و به وسیله پردازش عکس های تهیه شده در هنگام آزمایش ها، تجزیه و تحلیل شده اند. نتایج نشان می دهد که در مجموع اثر فشار بر کشش بین سطحی یک اثر افزایشی است و با افزایش فشار افزایش می یابد. اما بر خلاف فشار، رابطه بین دما و کشش بین سطحی رابطه مشخصی نیست و بسته به مخزن و ترکیب نفت آن رفتار آن تغییر می کند. علاوه بر این از داده های موجود می توان نتیجه گرفت که کشش بین سطحی حساسیت بیشتری نسبت به تغییر دما دارد تا تغییر فشار. و در نهایت نیز، با استفاده از داده های آزمایشگاهی و به کمک برنامه نرم افزاری grace یک رابطه ی ریاضی بین کشش بین سطحی و پارامترهای اثرگذار بر آن شامل دما، فشار، شوری آب و چگالی آب و نفت ارائه می شود.

مطالعه ی آئرودینامیک جریان های با اعداد رینولدز پایین به علت کاربردهای خاص نظیر وسایل بدون سرنشین، ربات ها و کاوشگرهای زیرسطحی در ابعاد بسیار کوچک مورد توجه می باشد. لذا در این پایان نامه، اثر دمش و مکش سیال از سطح تحتانی و فوقانی هیدروفویل ها روی کنترل جریان، ضریب برآ و ضریب پسا در جریان های غیرلزج و لزج با اعداد رینولدز 500 و 2000 بررسی شده است. از یک روش پیش شرط توسعه یافته به نام روش پیش شرط توانی و روش عددی حجم محدود جیمسون برای تحلیل جریان های غیرلزج و لزج دائمی تراکم ناپذیر عبوری از هیدروفویل ها استفاده شده است. روش مورد استفاده برای برای همگرایی حل به سوی حالت دائم، روش انتگرال گیری زمانی چهار مرحله ای رانگ-کوتا می باشد. جهت کنترل لایه ی مرزی یک جت دمش (مکش) با پهنای 5/2 % طول وتر در سطح تحتانی و فوقانی هیدروفویل قرار داده و نتایج برای کمیت های مختلف دمش (مکش) نظیر محل جت، نسبت سرعت و زاویه ی دمش (مکش) معرفی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که روش پیش شرط توانی در عین حال که دقت مطلوب و قابل قبولی دارد، سرعت همگرایی را تا حد زیادی افزایش داده و در نتیجه هزینه زمانی محاسبات را تقلیل می دهد. همچنین در جریان غیرلزج، دمش از سطح تحتانی دور از لبه ی حمله و مکش از سطح فوقانی دور از لبه ی حمله، باعث افزایش ضریب برآ نسبت به حالت بدون جت می شود، اما ضریب پسا را نیز افزایش می دهد. در حالیکه در جریان لزج، دمش از سطح تحتانی و فوقانی دور از لبه ی حمله و مکش از سطح فوقانی دور از لبه ی حمله، ضریب برآ و پسا را نسبت به حالت بدون جت به ترتیب افزایش و کاهش می دهد.

در این مطالعه، با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، سعی بر آن شده است که ابعاد بهینه برای نازلهای تزریق دستگاه ورتکس تیوب بدست آید. بدین منظور شبیه سازی عددی برای مقادیر مختلف طول، عرض و ارتفاع نازل های تزریق انجام گرفته و سایر ابعاد ورتکس تیوب های مدل شده برای تمام مدل ها یکسان در نظر گرفته شده است که همان ابعاد دستگاه ورتکس تیوب اسکای و همکاران می باشد. نتایج عددی برای جریان های آشفته و تراکم پذیر با استفاده از مدل توربولانس استانداردk-? به دست آمده اند. هدف اصلی این مطالعه عددی بدست آوردن حداقل دمای ممکن در خروجی سرد با تغییر ابعاد نازلهای تزریق می باشد. در بررسی حاضر، به بررسی فشار در محفظه چرخش و رابطه آن با دمای خروجی سرد دستگاه پرداخته شد که در نهایت به ازای مقادیر خاصی از ابعاد نازل های تزریق، جدایش انرژی بهتری حاصل شده است. در نهایت برخی از نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که مطابقت قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

امروزه بهترین و کاربردی ترین روش تولید قطعات پلاستیکی، به ویژه قطعات با تولید انبوه، استفاده از قالب های تزریق پلاستیک است. طراحی سیستم خنک کاری در قالب های تزریق پلاستیک به دلیل تاثیر زیاد بر بهره وری تولید و کیفیت محصول نهایی از اهمیت زیادی برخوردار است. در طراحی سیستم خنک کاری، طراح باید متغیر های طراحی (قطر و موقیت کانال ها، دبی و دمای سیال خنک کاری و ...) را طوری انتخاب کند که توزیع دمای سطع قطعه قالب گیری شده در حد امکان یکنواخت باشد تا اعوجاع قطعه کاهش یافته و کیفیت تولید بالا رود. زمان خنک کاری نیز که تأثیر مستقیم بر بهره وری تولید دارد باید به کمترین مقدار خود برسد. تاکنون طراحی به روش سعی و خطا و بر پایه تجربه و درک طراح انجام می شده است، اما در قالب های با اشکال پیچیده به دلیل وجود متغیر های زیاد طراحی برای رسیدن به طراحی بهینه، استفاده از روش هایی که تنها بر پایه قضاوت طراح باشند نامناسب و حتی غیر ممکن است. در این تحقیق برای خودکار سازی فرآیند طراحی، با استفاده از روش sa برای بهینه سازی و روش المان مرزی برای تحلیل حرارتی برنامه ای کامپیوتری برای تعیین مشخصات بهینه سیستم خنک کاری با توجه به یکنواختی توزیع دما ارائه می شود. سپس برای بررسی عملکرد برنامه سیستم خنک کاری بهینه برای یک قالب نمونه را با استفاده از آن طراحی می کنیم.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.