در این پژوهش یک مدل جدید برای پیش بینی و مدلسازی فرایند شکست قطرات اسپری تبخیری ارایه شده است. نقطه قوت مدل مذکور نسبت به سایر مدلهای مرسوم این است که مدل شکست توسعه یافته در این تحقیق می تواند تأثیر اغتشاشات محیط گازی اطراف قطره را بر معیارهای تعیین کننده رخداد شکست و همچنین بر خواص قطرات جدید تولید شده لحاظ نماید. بر اساس رهیافت لاگرانژی، فرایند تزریق سوخت شامل سه زیر مرحله اصلی است؛ اتمیزاسیون یا شکست اولیه قطرات اسپری، تغییر شکل قطرات و شکست ثانویه قطرات. گردابه های اغتشاشی موجود در فاز گازی باعث تقویت ناپایداری در لایه مرزی مجاور قطره و افزایش تحریکهای سطحی اعمال شده بر جداره قطره می شوند. این امر می تواند باعث تسریع رخداد فرایند شکست قطرات شده و آهنگ زمانی شکست قطرات اسپری را افزایش دهد. در این تحقیق یک رابطه کاملاً تحلیلی و دقیق برای پیش بینی مقدار عدد وبر بحرانی به عنوان معیار آستانه ای شکست در میدانهای جریان با اینرسی غالب ارایه شده است. در ساختار مدل جدید ارایه شده، از مفهوم جدیدی تحت عنوان مقیاس زمانی مرکب (هیبرید) برای اصلاح شاخص زمانی شکست قطرات اسپری و قطر قطرات فرزند استفاده شده است. به منظور ارزیابی عملکرد مدل جدید، خصوصیات اصلی ساختار اسپری نظیر طول نفوذ اسپری به داخل میدان گازی و متوسط قطر قطرات اسپری با استفاده از مدل شکست جدید با برخی از داده های تجربی گزارش شده توسط محققین دیگر مقایسه شده است. در کلیه موارد مورد بررسی، نتایج پیش بینی شده توسط مدل جدید هماهنگی بسیار مطلوبی با داده های تجربی گزارش شده دارد. در نهایت می توان چنین نتیجه گیری نمود که مدل جدید شکست توسعه یافته در این پژوهش می تواند رفتار اسپری های تبخیری را با دقت نسبتاً بیشتری پیش بینی نماید.

مطالب ارائه شده در این پایان نامه، گزارشی از تلاش های آزمایشگاهی برای شناخت پارامترهای جریانی و هندسی اثر گذار بر روی نوفه ی جریانی پخش کن یک سامانه ی تخلیه گاز به محیط و اندازه گیری تلفات تراگسیل در شرایط بدون جریان در محفظه ی انبساطی می باشد. یکی از مواردی که باید در مورد طراحی صداخفه کن های تخلیه و پخش کن ها مد نظر قرار بگیرد پیش بینی و کنترل نوفه جریانی تولید شده است. هر سیستم مورد قبولی باید علاوه بر ایجاد تخلیه راحت قوانین زیست محیطی را نیز ارضاء کند. در این پژوهش نوفه ی جریانی حاصل از خروج گاز از یک دسته اوریفیس های عمود بر مسیر ورودی جریان که به داخل یک محفظه ی انبساطی هدایت شده و در نهایت به اتمسفر تخلیه می شوند مورد بررسی قرار می گیرد. چند مورد از پخش کن ها مورد مطالعه قرار گرفته اند تا اثر جریان و چند پارامتر هندسی را بر پارامترهای نوفه ی تولید شده (فرکانس و تراز فشار صوت) بررسی شود. اثر تغییر دبی خروجی به صورت گذرا، قطرهای مختلف سوراخ پخش کن، تعداد این سوراخ ها، اثرمحفظه ی انبساطی و اثر فاصله نقطه ی اندازه گیری تراز فشار صوت از جمله موارد مورد بررسی در این پژوهش می باشند. اندازه گیری نوفه، اندازه گیری تراز فشار صوت بوده و توسط تحلیل گرهای cpb و fft مورد تحلیل قرار گرفته است.و در نهایت با توجه به اینکه نوفه ی نهایی مجموع نوفه ی جریانی و نوفه ی تپشی است و این دو نوفه با هم قابل جمع می باشند در ادامه به بررسی روش های اندازه گیری تلفات تراگسیل و اندازه گیری آزمایشگاهی تلفات تراگسیل یک محفظه ی انبساطی بدون جریان اصلی پرداخته شده است.

در این تحقیق اثر فن در یک نوع بال جدید که برای هواپیماهای کم سرعت پیشنهاد شده، مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل جدید از هواپیما، که در راستای دهانه بال آن یک فن طولی تعبیه شده، به fan-wing معروف است. از مزیت های عمده این بال جدید می توان به مصرف سوخت پایین، به تعویق افتادن استال و قابلیت پرواز در طول باند کوتاه اشاره نمود. در این پژوهش، در راستای برآورد نیروهای آیرودینامیکی وارده بر مدل، حل عددی جریان اطراف جسم با استفاده از نرم افزارهای fluent و cfx، در ابتدا به صورت دو بعدی و سپس سه بعدی انجام گرفته است و از هر دو نرم افزار نتایج نسبتاً مشابهی به دست آمده است. در مقایسه نتایج دو بعدی با نتایج سه بعدی (در وسط عرض بال) مشخص شده اگر عرض بال به میزان قابل توجهی افزایش نیابد جواب های دو بعدی با سه بعدی مطابقت نخواهند داشت. بنابراین جواب های دو بعدی چندان قابل اطمینان نیستند. از حل عددی جریان روی مدل، برای سرعت های دورانی متفاوت و سرعت های جریان آزاد مختلف مشاهده شد تنها در سرعت های دورانی پایین می توان از تحلیل دو بعدی استفاده کرد. همچنین در این تحقیق اثر نزدیکی سطح بر روی fan-wing برای زاویه های حمله مختلف در ارتفاع های بدون بعد مختلف از سطح و در سرعت های متفاوتی از چرخش فن در ارتفاع بدون بعد 0/1، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و از نتایج مشخص شد که در نزدیکی سطح نیروی برآ به طور قابل توجهی افزایش می یابد البته به خاطر نزدیک شدن به سطح نیروی پسا نیز تا حدودی افزایش می یابد.

با توجه به خسارات ناشی از آتش سوزی، همواره نیاز به بهبود عملکرد سیستمهای اطفاء حریق احساس شده است. سیستم مه آب پرفشار بعنوان یکی از جدیدترین سیستمهای اطفاء حریق، با تولید قطرات بسیار ریز آب (مه) علاوه بر ظرفیت خنک کنندگی بالا، بدلیل تبخیر سریع قطرات باعث کاهش کسر حجمی اکسیژن در محل آتش و همچنین کاهش اثرات تشعشعی می شود. در این پژوهش عملکرد تبخیری سیستم مه آب مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا یک کد صفر بعدی به منظور مطالعه روند تبخیر قطرات آب در محیط گرم توسعه یافته است. با کمک توابع توزیع احتمال کد مذکور به اسپری تعمیم یافته است. مطالعات مقدماتی به منظور بهبود کیفیت کد مذکور انجام شده است. در ادامه اثر رطوبت نسبی بر عملکرد سیستم مه آب مطالعه شده است. اثرات قطر متوسط قطرات بر روی عملکرد سیستم مه آب مورد بررسی قرار گرفته است. انواع نازلهای معمول در سیستم مه آب مدلسازی شده و عملکرد تبخیری و الگوی پاشش آنها مقایسه شده است. در پایان به منظور بهبود عملکرد تبخیری سیستم مه آب اثر پیش گرم کردن قطرات اسپری بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که اسپری آب با قطرات ریزتر کارایی بهتری دارد. همچنین نازل اسپری توخالی عملکرد بسیار بهتری نسبت به اسپری مخروط توپر داشته و همچنین پیش گرم کردن قطرات کارایی سیستم را به مراتب افزایش می دهد. در انتها نشان داده شده است که با کاهش کشش سطحی آب عملکرد سیستم مه آب بطور چشمگیری بهبود می یابد.

در سال های اخیر، توجه زیادی، روی کاهش درگ جریان گذرنده از سیستم های میکرو مقیاس سیالی معطوف شده است . یک روش پیشنهاد شده، ساختن حفره ها و شیارها در ابعاد میکرو روی دیواره های آب گریز میکروکانال است. اگر اندازه حفره ها به اندازه کافی کوچک باشد و مایع نتواند به درون حفره نفوذ کند سطح مورد نظر، به یک سطح فوق آب گریز تبدیل می شود. در این صورت سطح اولیه، به دو ناحیه تبدیل می شود: یکی ناحیه لغزشی در ناحیه حفره که جریان مایع، یک سطح مشترک هلالی شکل مایع- بخار را در این ناحیه شکل می دهد و ناحیه دوم، ناحیه بدون لغزش یا همان سطح مشترک جامد- مایع است که در بقیه سطح می باشد که البته در ناحیه لغزشی، تنش برشی بسیار اندک است. به صورت خلاصه می توان گفت که اثر این سطوح ، کاهش تماس بین مایع در حال جریان و دیواره های کانال است. با در نظر گرفتن این نکته که کاهش درگ ویسکوز حتی به مقدار چند درصد هم بسیار حائز اهمیت می باشد، این گونه سطوح با ساختارهای نانو و میکرو، پتانسیل بالایی را در ایجاد کاهش قابل توجه مقاومت اصطکاکی دارند. هندسه مورد بررسی در این مطالعه، یک کانال مستطیلی شکل با عرض زیاد است که سطوح فوق آب گریز به دیواره های بالا و پایین آن، اعمال شده است. سطوح فوق آب گریز مورد بحث از نوع میکرو ساختارهای منظم و طراحی شده هستند که به دو گروه کلی دسته بندی می شوند : گروه اول چیدمان شیار (ridges) (از قبیل ساختار طولی و ساختار عرضی) و گروه دوم چیدمان تیر (posts) (از قبیل مربعی معمولی و ساختار مربعی شطرنجی) می باشند. در این پروژه، تاثیر سه عدد بی بعد مهم، عدد رینولدز( بر اساس قطر هیدرولیکی کانال)، جزء کسری حفره( مساحت ناحیه حفره به کل مساحت ناحیه تکرار شونده) و مدول عرض نسبی(عرض ناحیه تکرار شونده به قطر هیدرولیکی) روی طول لغزشی و ضریب اصطکاک مورد بررسی قرار گرفته و همچنین مقایسه ای بین ساختار های مختلف انجام پذیرفته است. از یک نرم افزار حجم محدود مناسب مانند فلوئنت برای حل معادلات انتقالی جریان آرام و متلاطم در محدوده مایع استفاده شده است. در جزء کسری های متوسط و کوچک، دقت پیش بینی ها مناسب است اما با افزایش جزء کسری، دقت پیش بینی ها کاهش می یابد. همچنین با مقایسه مدل های توربولانسی رایج در کانال، مدل sstk? ، دقت بهتری را نسبت به سایر مدل های استفاده شده، ارائه می داد. همه نتایج برای حالت کاملا توسعه یافته ارائه شده اند .

احتراق و گسترش شعله روی اجسام جامد، هر دو، فرآیندهایی هستند که نه تنها دارای جذابیت علمی قابل توجه هستند بلکه اهمیت زیادی در کاربردهای ایمنی آتش دارند. این پدیده، سوختن بدون شعله لوازم و اثاثیه های منزل تا آتش سوزی های وسیع جنگل ها را شامل می شود. گسترش آتش روی یک سطح جامد قابل اشتعال یکی از موضوعات در ایمنی آتش می باشد که نیاز به توجه دارد، زیرا توسعه ابتدایی آتش و نرخ گرمای آزادشده را تحت تاثیر قرار می دهد. آزمایشات و تحقیقات زیادی روی گسترش آتش سوزی انجام شده است. امروزه مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) به طور وسیع توسط محققان برای طراحی و پیش بینی نحوه توزیع و انتشار دود مورد استفاده قرار می گیرند که این مدل ها توسط نرم افزارهای مختلف شبیه سازی بکار گرفته می شوند. در این تحقیق، از یکی از نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی آتش سوزی استفاده می شود. در ابتدا، ضمن مطالعه معادلات حاکم، بررسی پارامتریک عملکرد نرم افزار مورد توجه می باشد و لذا عملکرد این نرم افزار با مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایش، ارزیابی می شود. سپس گسترش آتش سوزی به صورت افقی روی سطح دو قطعه از جنس پلی یورتان و پلی متیل متاکریلیت شبیه سازی می شود و سرعت گسترش شعله در شبیه سازی با سرعت محاسبه شده توسط روابط موجود مقایسه می شود. در نهایت نیز گسترش شعله روی سطوح شیب دار با زوایای مختلف شبیه سازی می شود و حالات مختلف جریان و در نهایت سرعت گسترش شعله در جهات مختلف محاسبه می شود.

در سال های اخیر همانند حمل و نقل زمینی و هوایی، در زمینه حمل و نقل دریایی نیز دستیابی به سرعت های بالا مورد توجه قرار گرفته است. از این رو تحقیقات زیادی در دنیا برای بهینه کردن طراحی شناورها به منظور برآورده ساختن این نیاز صورت گرفته است. یکی از طرح های منطقی استفاده از شناورهای چند بدنه ای به منظور کاهش مقاومت هیدرودینامیکی می باشد. از آنجایی که کارهای انجام شده بر روی شناورهای چند بدنه ای خیلی محدود می باشد، تکنیک های مدل کردن تجربی یا عددی برای طراحان بسیار مهم می باشد. محاسبه نیروی هیدرودینامیک وارد بر بدنه شناورها در طراحی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه محاسبه سه بعدی در حالت دو فازی و جریان مغشوش حول شناورهای چند بدنه ای مورد بررسی قرار گرفته است. جهت حل معادلات حاکم از روش حجم محدود و برای پیش بینی موقعیت سطح آزاد از روش حجم سیال (vof) استفاده شده است. به همین منظور، ابتدا جریان اطراف بدنه ی محاسباتی ویگلی شبیه سازی شده است. در این مرحله مدل های آشفتگی مختلف و همچنین اندازه شبکه مناسب برای شبیه سازی سطح آزاد مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، جریان اطراف بدنه شناور تریماران با هندسه پیچیده شبیه سازی شده است. در این مرحله در فاز اول جریان اطراف بدنه ی مرکزی تنها شبیه سازی شده و تاثیر تغییر هندسه بدلیل اضافه کردن قسمت نگهدارنده ی محور پروانه بر روی مقاومت هیدرودینامیک و الگوی موج بررسی شده است. سپس در فاز دوم جریان اطراف شناور تریماران شبیه سازی شده است و تاثیر تغییر موقعیت طولی و عرضی بدنه های جانبی و همچنین عمق آب مورد بررسی قرار گرفته است.

با پیشرفت روز افزون علم و تکنولوژی، نیاز به وسایلی که باعث کاهش مصرف سوخت، افزایش نرخ اختلاط جریان، کاهش آلاینده ها و افزایش نرخ گسترش جت می شوند بیشتر می شود. نازل های سیالی نمونه ای از این وسایل هستند که موضوع تحقیق و بررسی تعداد زیادی از محققین در سایر نقاط جهان شده است. از نازل های سیالی برای کنترل مشخصات جریان جت استفاده می شود. نازل های سیالی بدون وجود قسمت محرک باعث تحریک غیر فعال جریان سیال می شوند. این تحریک باعث افزایش نرخ گسترش جت، کاهش مصرف سوخت، کاهش آلاینده ها و افزایش اختلاط جریان شده که از آن در مصارف صنعتی گوناگون از قبیل مشعل های صنعتی استفاده می شود. از ابتدای تحقیقات پیرامون جت های سیالی تاکنون شاهد پیشرفت های زیادی در این زمینه بوده ایم و هنوز هم این مبحث در حال پیشرفت است. در این تحقیق ابتدا شبیه سازی عددی جت های تحریک شده سیالی و عملکرد آن ها با استفاده از نرم افزار فلوئنت به صورت سه بعدی انجام گرفته است. در این پژوهش عملکرد مدل های مختلف متلاطم در شبیه سازی رفتار جت های تحریک شده سیالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد نتایج به مراتب دقیق تری را ارائه می دهد. به sst k-? که از میان مدل های مورد بررسی، مدل همین دلیل در کلیه بررسی ها از این مدل استفاده شد. همچنین در این تحقیق اثر دمای سیال بر رفتار جت تحریک شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش دما جت سیالی متراکم تر شده و به تبع آن فرکانس تحریک نیزکمتر می شود. دمای سیال و فرکانس جت خود تحریک سیالی رابطه غیر خطی دارند. نرخ میرایی سرعت روی خط محور مرکزی جت با افزایش دما، بیشتر می شود و در بالاترین دما، بیشترین مقدار را دارد. برای بررسی اثر هندسه نازل سیالی بر جریان جت، چهار هندسه مختلف نازل مورد بررسی قرار گرفته است. در هندسه اصلی نازل سیالی، طول نازل درونی و بیرونی تغییر داده نشده است. مشاهده شده است که هندسه اصلی نازل سیالی، بیشترین گستردگی در جریان جت سیالی را ایجاد می کند.

در این تحقیق جداره های خارجی ساختمان تحت شرایط مرزی مختلف مورد تحلیل حرارتی قرار گرفته است. شرایط دمایی و تابشی فضای داخلی، ضرایب انتقال حرارت فضای داخلی و محیط بیرون، نوع سامانه های حرارتی و برودتی مورد استفاده در فضای داخلی، همچنین رطوبت هوا و میزان نفوذ آن در مصالح بکار رفته در جداره از جمله عواملی است که میزان اثرگذاری آن ها بر رفتار حرارتی جداره های خارجی ساختمان مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، معادله انتقال حرارت یک بعدی گذرا با روش حجم محدود به صورت ضمنی تحت شرایط مرزی نوسانی بر روی سطوح جداره حل شده است. نتایج این تحقیق میزان اثربخشی عوامل مطرح شده را بر عملکرد حرارتی جداره مشخص می نماید. برخی از عوامل از قبیل میزان رطوبت نسبی هوای محیط اطراف، نوسانات دمای هوای فضای داخل، ضریب انتقال حرارت داخلی و به تبع آن نوع سامانه حرارتی و برودتی، اثربخشی چشمگیری از خود نشان می دهند. نتایج بدست آمده از این تحقیق می تواند در جهت کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان مفید واقع گردد و مورد استفاده مهندسان و طراحان ساختمان قرار گیرد.

هیدرودینامیک مغناطیسی شاخه ای نسبتا جدید ولی مهم از دینامیک سیالات می باشد. این پدیده هنگامی که سیال هادی الکتریسیته تحت میدان مغناطیسی قرار گیرد، ایجاد می شود. به طور کلی عملکرد حرارتی گذرا و پایا، حفره ای مربعی حاوی سیال هادی تحت تاثیر میدان مغناطیسی به صورت جابه جایی آزاد و ترکیبی، مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهایی همانند قدرت و شیب میدان مغناطیسی، غلظت نانو ذرات، اعداد رینولدز، رایلی، گراشف و ریچاردسون بر مقدار انتقال حرارت، میدان جریان و دما بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، طی رفتار گذرا و رسیدن به حالت پایا، افزیش در غلظت نانوذرات و شیب میدان مغناطیسی، در اعداد رایلی کم، تاثیری بر عملکرد حرارتی نانوسیال ندارد. همچنین مقدار انتقال حرارت نسبت به زمانی که شیب میدان مغناطیسی در زاویه صفر درجه می باشد، دارای ماکزیمم نسبی است، که این مقدار در اعداد رایلی مختلف وابسته به غلظت نانو ذرات و قدرت میدان مغناطیسی افزایش یا کاهش می یابد. با فرض میل کردن زمان به سمت بی نهایت، جریان به سمت حالت پایا میل می-کند. در این حالت نتایج نشان می دهد، در اعداد رایلی کم افزایش در غلظت نانوذرات افزایش در مقدار انتقال حرارت و در اعداد رایلی بالا روندی برعکس را به همراه دارد. همچنین تاثیر قدرت و شیب میدان مغناطیسی در اعداد رایلی بالا چشمگیرتر است. بررسی انتقال حرارت ترکیبی نیز نشان می دهد، در اعداد ریچاردسون پایین افزایش در غلظت نانو ذرات افزایش در مقدار انتقال حرارت و در اعداد ریچارسون بالا روندی بر عکس را به همراه دارد. همچنین به منظور بررسی فرض عدم وابستگی دمایی خواص ترموفیزیکی نانوسیال، نیز مطالعاتی صورت گرفته شد. نتایج حاصل از شبیه سازی برای دو حالت خواص ترموفیزیکی نانوسیال تابعی از دما و خواص در دمای میانگین سطوح حفره در غیاب میدان مغناطیسی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد، هنگامی که اختلاف دمای سطوح از میزان معینی کمتر باشد، می توان با تقریب نسبتاً مناسبی خواص ترموفیزیکی نانوسیال را مستقل از دما و در دمای میانگین حفره در نظر گرفت.

بویلرهای فایرتیوب به بویلرهایی گفته می شود که در آنها محصولات احتراق، درون لوله ها و آب در پوسته بویلر و پیرامون لوله ها جریان دارد. با توجه به بخش عمده مصرف انرژی در تولید بخار و آب گرم، بویلرهای فایرتیوب و کیفیت کارکرد آنها جهت مصرف کمتر سوخت و انرژی، بایستی مورد توجه قرار گیرند. بهبود جزئی در بازدهی بویلرها می تواند منجر به ذخیره سازی اساسی انرژی گردد و حتی کوچکترین تغییرات در جهت افزایش راندمان بویلرها در کشور، از نقطه نظر حجمی و ارزش سوخت بسیار حائز اهمیت است. در بویلر، پارامترها و متغیرهای مختلفی به هم وابسته بوده و بر عملکرد نهایی بویلر اثر گذار هستند. بنابراین تاثیر متغیرهای ورودی و خروجی بر روی عملکرد و رفتار بویلر مورد بررسی قرار می گیرد. این پژوهش، روابط ترمودینامیکی و انتقال حرارت مربوط به بویلر را در محیط نرم افزار متلب بکار می گیرد تا بویلرهای فایرتیوب را شبیه سازی نماید و شرایط عملکردی مختلف آن را در شرایط پایا و گذرا مورد بررسی قرار دهد. کد نوشته شده در محیط نرم افزار متلب بر اساس روابط انتقال حرارت بین گازهای احتراق درون کوره و لوله ها و آب بویلر و همچنین روابط ترمودینامیکی تخمین فشار تهیه شده است و انتقال حرارت از گازهای احتراق به آب، نحوه تغییرات فشار با تغییر شرایط کاری و تاثیر شرایط جوی بر روی عملکرد بویلر را در حالتهای کاری پایا و گذرا نشان می دهد. تغییرات دما و رطوبت هوا، بر روی عملکرد بویلر تاثیرگذارند به نحوی که در صورت افزایش دما و رطوبت هوای احتراق، بایستی هوای بیشتری برای تامین شرایط احتراق کامل بکار گرفته شود. با افزایش دبی سوخت ورودی، نرخ انتقال حرارت کل افزایش یافته و سبب تولید بخار بیشتر در فشار ثابت می شود. همچنین در فشارهای کارکرد مختلف در عملکرد پایا و در حالتی که دبی سوخت ثابت باشد افزایش فشار باعث کاهش تولید بخار می گردد. مقایسه سیستم سوخت رسانی دووضعیتی (high-low)و سیستم سوخت رسانی تدریجی نشان می دهد که بازدهی حرارتی در سیستم سوخت رسانی تدریجی نسبت به سیستم high-low بیشتر می باشد و بنابراین استفاده از سیستم سوخت رسانی تدریجی می تواند به میزان قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش دهد؛ بخصوص در دماهای هوای پایین تر، این امر اهمیت بیشتری پیدا می کند. در پایان، نتایج بدست آمده از شبیه سازی، برای اعتبار سنجی، با یک بویلر فایرتیوب 3 پاس در حالت کار با توان تولید بخاراشباع، تطبیق داده شده ومقایسه گردیده است.

یکی از نواقص اصلی مدل های آسایش حرارتی، رویکرد ساده آن ها در مدل سازی لباس است. لباس نقش تعیین کننده ای در تبادل حرارت میان بدن و محیط دارد. از این رو لزوم اصلاح نحوه مدل سازی لباس در این مدل ها همواره احساس شده است. در میان مدل های آسایش حرارتی، مدل گایج به دلیل سادگی و تخمین خوب شرایط آسایش حرارتی گذرا یکی از پرکاربردترین مدل های آسایش حرارتی است. مزیت اصلی این مدل، سادگی نسبی آن می-باشد و به همین دلیل توانسته است جای خود را درمیان مدل های استاندارد آسایش حرارتی به خوبی باز نماید و مبنای بسیاری از محاسبات بنیادین در این زمینه قرار گیرد. در این تحقیق، به تحلیل این مدل و اصلاح ساختار آن در مدل سازی لباس با حفظ سادگی مدل پرداخته شده است. تمامی معادلات ساختاری این مدل به صورت گذرا تحلیل شده اند، اما انتقال حرارت گذرنده از لباس به صورت پایا فرض شده است. این فرض با ساختار ناپایای مدل و شرایط حرارتی حاکم بر آن سازگاری مناسبی ندارد. همچنین در این مدل، از اثرات انتقال جرم ناشی از تبخیر تعریق از لباس صرف نظر شده است. در این تحقیق، به منظور بهبود مدل سازی لباس، معادله انرژی در حالت گذرا برای لباس نوشته شده و به معادلات مدل آسایش حرارتی گایج کوپل گردیده است. نتایج این تحقیق در بخش اعتبارسنجی حاکی از بهبود مدل سازی جدید و خطای کمتر نسبت به نتایج تجربی است. همچنین نتایج نشان داد که خطای ناشی از نادیده انگاشتن شرایط انتقال حرارت گذرا در لباس افراد تحت شرایط محیطی سرد، به مراتب چشمگیرتر از این خطا در شرایط محیطی گرم است.

در طراحی سیستم های سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع اتاق عمل سه محدودیت آلودگی، هایپوترمی بیمار و آسایش حرارتی پرسنل جراحی وجود دارد. در میان این محدودیت ها، هایپوترمی و آسایش حرارتی پرسنل جراحی از چالش های حرارتی به شمار می روند. هایپوترمی می تواند حین عمل آسیب های جبران ناپذیری را به بیمار وارد کند و آسایش حرارتی پرسنل به شدت بر تمرکز و دقت کاری آن ها تأثیر می گذارد. بنابراین پس از اولویت جلوگیری از هایپوترمی، آسایش حرارتی در اتاق عمل مهمترین اولویت طراحی است. احساس ناهمگن آسایش حرارتی پرسنل جراحی، تعرق جراح و عدم تقارن تابشی ناشی از لامپ جراحی هم از مشکلات شایع پرسنل جراحی می باشند. هدف از انجام این تحقیق، ارائه راهکارهای عملی مناسب جهت ایجاد شرایط همگن آسایش حرارتی برای پرسنل جراحی ضمن جلوگیری از هایپوترمی با رعایت استانداردهای اتاق عمل می باشد. در این تحقیق شرایط آسایش حرارتی پرسنل جراحی تحلیل و مدلسازی گردید و این نتیجه حاصل شد که اگر اتاق عمل در حالت کمی سرد طراحی شود و پرسنل جراحی لباس نسبتا متفاوتی داشته باشند و حین انجام عمل از سیستم سرمایش تابشی سقفی استفاده شود، پرسنل جراحی احساس حرارتی همگنی خواهند داشت. همچنین اثر لامپ های متفاوت و اثر آن ها بر پاسخ حرارتی پرسنل، عدم تقارن تابشی و تعرق جراح مورد بررسی قرار گرفت.

امروزه میزان مرگ و میر ناشی از بیماری های قلبی و عروقی در کشورهای جهان در حال افزایش است و اگرچه علوم و تکنولوژی پیشرفت قابل توجهی داشته اند، اما هنوز هم بیماری های وابسته به سیستم قلبی و عروقی سلامتی عده ی زیادی را با تهدید روبرو می-کنند. یکی از انواع بسیار مهم بیماری های قلبی، بیماری های مرتبط با دریچه های قلب است که بنا به دلایل خاص پزشکی کارایی مناسب خود را از دست می دهند. عدم کارایی مناسب این دریچه ها می تواند باعث جلوگیری از عبور مناسب جریان خون از داخل قلب، افزایش کار عضلات قلب و کاهش دبی خون خروجی از قلب شود که خود نهایتاً منجر به ایجاد مشکلات تنفسی، عدم کارایی مناسب بافت های بدن و اختلال در روند عادی زندگی می گردد. دریچه-های مصنوعی قلب به مدت چهار دهه است که جهت جایگزین نمودن دریچه های طبیعی آسیب دیده ی قلب مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه در حال حاضر، استفاده از این فناوری بهترین گزینه ی موجود در درمان بیماری های مربوط به دریچه ی قلب است، اما محدودیت-های بسیاری را نیز برای بیمار ایجاد می کند که توجه به این محدودیت ها به منظور حفظ سلامت استفاده کنندگان از این دریچه ها ضروری است. در این پژوهش تلاش می شود تا با شبیه سازی عددی همودینامیک دریچه های مکانیکی قلب و مدلسازی همزمان سیستم تنظیم حرارت بدن و شاخص های محیطی، تاثیر و اهمیت تنظیم شرایط حرارتی محیط زندگی بر عملکرد همودینامیکی دریچه های مصنوعی قلب در بیمارانی که تحت عمل جراحی تعویض دریچه های قلب قرار گرفته اند، بررسی شود. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که علاوه بر عوارض ایجاد شده در اثر تنش های برشی توربولانسی درون دریچه های مصنوعی قلب در محدوده ی آسایش حرارتی، تغییر پارامترهای محیطی به گونه ای که احساس حرارتی فرد به سمت احساس گرما برود، میزان همولیز شدن گلبول های قرمز خون را افزایش می دهد. به این ترتیب به نظر می رسد مهیا ساختن شرایطی که از نظر حرارتی، فرد بیمار را در حالتی قرار دهد که احساس حرارتی خنک تری داشته باشد، می تواند در کاهش میزان لخته شدن خون موثر واقع شود.

رباتهای موازی کابلی دارای ویژگی های منحصر بفردی برای اهداف مختلفی نظیر؛ تعمیر و نگهداری در لنگرگاه ها و آشیانه هواپیماها، حمل ونقل، انجام عملیات جوشکاری، بازبینی خطوط لوله و رادیوتلسکوپ ها و نظایر آن هستند که آن ها را از سایر رباتها متمایز می سازند. ویژگی هایی نظیر وسعت فضای کاری، قابلیت مونتاژ و دمونتاژ سریع، اینرسی پایین قسمت های متحرک، حمل و نقل آسان، به همراه هزینه ساخت و نگهداری پایین سبب شده است تا این گروه از ربات ها مورد توجه واقع شده و دارای کاربردی گسترده و روز افزون در موارد گوناگون گردند. جایگزینی کابل های منعطف به جای بازوهای صلب محدودیت هایی نظیر قید کششی بودن کابل ها که خود سبب پیچیدگی فضای کاری و وابستگی آن به تحلیل نیرویی می شود را پیش روی محققین قرار داده است .از همین روی، انعطاف موجود در کابل باید هم در بحث مدل سازی و هم پیشنهاد الگوریتم کنترلی مورد توجه واقع شود. در این پایان نامه نگرشی نو به این مسأله داریم و در همین راستا به بررسی اثر کشیدگی کابل بر دینامیک و کنترل ربات می پردازیم.

امروزه بحران کاهش منابع انرژی فسیلی، افزایش قیمت و انحصاری بودن آنها از یک سو و همچنین مشکلات آلودگی محیط زیست و افزایش انتشار گازهای گلخانه ای و گازهای آلاینده محیط زیست، به ویژه از سوی وسایل نقلیه جاده ای، از سوی دیگر، نوع بشر را وادار به ارائه منابع جدید و تجدیدپذیر انرژی کرده است. در مسیر مطرح کردن یک منبع جدید انرژی که هم پاک و تجدیدپذیر باشد و هم استقلال و کاهش وابستگی به کشورهایی که دارای منابع انرژی فسیلی هستند را فراهم کند، به انواع سوخت های زیستی می رسیم که زیست دیزل یکی از انواع آن است. متفاوت بودن منشأ تولید زیست-سوخت ها موجب تفاوت های ساختاری در آنها نسبت به سوخت های فسیلی می شود. به دلیل این تفاوت های ساختاری، رفتار خواص ترموفیزیکی زیست سوخت ها متفاوت از سوخت های فسیلی است. این تفاوت ها فرآیند های قطره سازی و به تبع آن تبخیر و احتراق را به شدت متأثر می سازد. تأثیر پدیده احتراق نیز بر روی پارامترهای عملکردی موتور و انتشار آلاینده های خروجی نمایان می شود. در این پژوهش به دلیل تأثیر مستقیم فرآیند تبخیر قطرات سوخت بر روی پدیده احتراق ابتدا رفتار تبخیری قطرات سوخت های فسیلی و زیستی مدلسازی و مقایسه شده است. علاوه بر این، با توجه به تأثیرپذیری رفتار تبخیری قطرات سوخت از اندازه قطر قطرات و همچنین دما و فشار محیط، تأثیر این عوامل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه با توجه به لزوم دانستن نحوه تغییرات دمایی خواص ترموفیزیکی سوخت ها به ویژه برای سوخت های زیستی، روابطی که هم گستره وسیعی از زیست-سوخت ها و هم تغییرات دمایی را در بر می گیرد برای سه سوخت زیستی مختلف به عنوان نمونه آورده شده اند. علاوه بر این، با توجه به نبود اطلاعات کافی برای برخی خواص فاز بخار زیست سوخت ها و لزوم مشخص بودن نحوه تغییرات دمایی این خواص همچون خواص دیگر در مدلسازی فرآیند تبخیر، راهکاری ساده و موثر به منظور تخمین این خواص ارائه و صحت آن بررسی شده است. در ادامه با توجه به تأثیر مستقیم پدیده احتراق روی عملکرد و انتشار آلاینده های خروجی، یک سیکل موتوردیزل، شامل مرحله تراکم و تولید قدرت، مدلسازی و تأثیر استفاده از زیست دیزل به جای سوخت دیزل معمولی بر عملکرد و انتشار آلاینده های خروجی بررسی شده است. در کنار مزیت های بیشمار زیست سوخت ها نسبت به سوخت های فسیلی، لزجت بالای آنها از بزرگترین مشکلات در استفاده مستقیم آنها در موتور بوده است. در این پژوهش دو راهکار به منظور رفع مشکل بالای لزجت زیست سوخت ها مورد ارزیابی قرار گرفته است، یکی پیش گرمایش سوخت، که مستقیما مشکل بالا بودن لزجت زیست سوخت ها را تا حدی مرتفع می کند، و دیگری افزایش فشار پاشش سوخت که فرآیند قطره سازی سوخت را بهبود می بخشد و با افزایش بازده احتراق، عملکرد موتور در شرایط کارکردی یکسان را ارتقا می دهد.

در این تحقیق رفتار حرارتی یک سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی که با کپسول های کروی حاوی مواد تغییر فازدهنده پر شده، مورد تحلیل حرارتی قرار گرفته است. اندازه و جنس عناصر مواد ذخیره سازی و پیکر بندی ظرف ذخیره سازی، مشخصات جریان مانند دبی و سرعت ورودی، درجه حرارت سیال ورودی، تخلخل بستر، ضریب انتقال حرارت از جمله عواملی هستند که میزان اثر گذاری آن ها بر رفتار حرارتی سیستم ذخیره سازی انرژی حاوی کپسول های پر شده با مواد تغییر فازدهنده مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، معادلات حاکم با استفاده از مدل اصلاح شده شومانز و مدل آنتالپی به روش اختلاف محدود به صورت صریح تحت شرایط مرزی مختلف حل گردیده است. نتایج این تحقیق میزان اثر گذاری عوامل بیان شده بر روی رفتار حرارت سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی را مشخص می نماید. علاوه براین تاثیر برخی از عوامل از قبیل اندازه و جنس پوسته کپسول ها، دمای ورودی سیال کاری، دبی و سرعت ورودی، میزان تخلخل بستر، ضریب انتقال حرات بین جداره کپسول ها و سیال انتقال حرارت، عدد استفان و رینولدز بر روی میزان انرژی ذخیره شده در مخزن و مدت زمان شارژ کامل و تخلیه سیستم بررسی شده است.

در این تحقیق میزان دما و انتقال حرارت وارده به سطح یک کابل که در موقعیت های مختلف نسبت به یک کانال گرم قرار گرفته است محاسبه شده است. کانال گرم در مرکز فضای بسته واقع شده است. بدین منظور انتقال حرارت جابجایی آزاد و تشعشعی در اطراف کانال افقی با مقطع مستطیلی بصورت عددی مطالعه گردیده است. کانال میانی تکدما در نظر گرفته شده و دیوارهای عمودی فضای بسته سرد می باشند در حالی که دیوارهای افقی فضا دارای شرط مرزی جابجایی هستند. نتایج بصورت کانتورهای تابع جریان و دما اطراف کانال ارائه شد. در این مطالعه با استفاده از پروفیل های دما و سرعت نزدیک سطح کانال، میزان افزایش دمای کابل در نقاط مختلف اطراف کانال محاسبه گردید.

چکیده مطالعه عملکرد حرارتی سیستم¬های گرمایش از کف هیدرونیک بهره¬گیرنده از پمپ حرارتی ترکیبی زمین گرمایی- خورشیدی به وسیله¬ی : حسین تقوایی محدودیت منابع و تبعات ناخوشایند ناشی از مصرف بی¬رویه¬ی منابع انرژی در سالیان اخیر، باعث شده است که به موضوع بهینه¬سازی مصرف انرژی و استفاده از منابع تجدید¬پذیر توجه بیشتری شود. از آن¬جا که بخش اعظمی از انرژی مصرف شده در اغلب کشورها مربوط به بخش ساختمان است لذا بحث استفاده از منابع تجدید¬¬پذیر انرژی در سرمایش و گرمایش ساختمان¬ها از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. پمپ¬های حرارتی زمین گرمایی یکی از تجهیزاتی است که اخیراً بسیار مورد توجه قرار گرفته است. پمپ¬های حرارتی زمین گرمایی از زمین به عنوان چشمه یا چاه حرارتی استفاده می¬کنند. دمای زمین در زمستان از دمای هوای محیط بالاتر و در تابستان از دمای هوای محیط پایین¬تر است؛ علاوه بر این در طول سال نوسانات دمایی زمین بسیار پایین است و زمین از نوسانات دمایی محیط تأثیر بسیار کمی می¬پذیرد؛ بنابراین زمین می¬تواند به عنوان یک منبع حرارتی مناسب برای پمپ¬های حرارتی به کار رود. در پمپ¬های حرارتی زمین گرمایی برای جذب حرارت از زمین و یا دفع حرارت به زمین از مبدل¬های حرارتی زمینی به شکل لوله¬هایی که با آرایش¬های مختلف افقی، عمودی و یا مارپیچ در زیر زمین قرار می¬گیرند، استفاده می¬شود. در این تحقیق عملکرد حرارتی سیستم ترکیبی پمپ حرارتی زمین گرمایی با سیستم گرمایش کفی برای اولین بار مدلسازی گردید و از نظر مصرف انرژی و آسایش حرارتی مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین شرایط کاری سیستم پیشنهادی با عملکرد سیستم¬های مرسوم زمین گرمایی (ترکیب پمپ حرارتی زمین گرمایی با سیستم¬های همرفتی) مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان داد که ترکیب پمپ¬های حرارتی زمین گرمایی با سیستم¬های گرمایش تابشی کفی می-تواند عملکرد به مراتب بهتری نسبت به سیستم¬های مرسوم داشته باشد. با استفاده از سیستم ترکیبی پیشنهادی می¬توان اندازه¬ی مبدل حرارتی زمینی را تا حد قابل توجهی کاهش داد که این به معنی کاهش هزینه¬های اولیه اجرایی در پروژه¬های زمین گرمایی است. در این پژوهش مطالعات پارامتریک نسبتاً جامعی در مورد تأثیر پارامترهای مختلف طراحی بر نحوه¬ی عملکرد سیستم¬های پمپ حرارتی زمین گرمایی و به ویژه سیستم ترکیبی پیشنهادی صورت گرفت.

با توجه به رشد جمعیت و محدودیت منابع فسیلی، در سال های اخیر، تحقیقات بسیار زیادی در زمینه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر انجام شده است. یکی از چالش های موجود در موتورهای استرلینگ پیستون مایع (فلودآین)، نزدیک نمودن فرکانس تغییرات فشار این نوع موتورها به فرکانس طبیعی ستون آب در لوله خروجی می باشد. چراکه با این عمل، سیستم به قابلیت تولید ماکزیمم توان خروجی خود دست می یابد. این پایان نامه در جهت حل این مشکل، به ارائه، شبیه سازی، ساخت و کنترل عصبی یک نوع پمپ هوشمند خورشیدی جدید براساس سیکل استرلینگ می پردازد. به منظور توسعه یک مدل ریاضی جهت بررسی رفتار موتور پمپ هوشمند ارائه شده، معادلات ترمودینامیک، انتقال حرارت، سینماتیک و دینامیک حرکت پیستون جابه جا کننده و معادله دینامیک ستون آب در قسمت خروجی برای دو حالت مکش و پمپاژ مشتق و با یکدیگر کوپل می شوند. در ادامه، براساس معادلات کوپل شده، رفتار موتور استرلینگ ارائه شده مورد تحلیل قرار می گیرد. هم چنین، تغییرات فرکانس بهینه پمپ براساس پارامترهای راندمان بازیاب، حجم مرده فضاهای انبساط و تراکم، دمای سطح جذب کننده، دمای مبدل حرارتی سرد و ارتفاع موردنظر جهت پمپاژ مورد بررسی قرار می گیرد. یک کنترلر سرعت بر مبنای شبکه عصبی طراحی می شود و عملکرد مناسب آن در تنظیم فرکانس پمپ، نشان داده می شود. درنهایت، بر مبنای داده های شبیه سازی پمپ هوشمند استرلینگ ارائه شده، ساخته و امکان پذیری صحت و اعتبار سنجی مدل ریاضی ارائه شده نشان داده می شود.