میزان افت محصولات کشاورزی در مرحله پس از برداشت، می تواند با استفاده از تکنیک های مناسب خشک کردن کاهش داده شود. کیفیت محصول خشک شده به وسیله معیارهایی مانند مقدار چروکیدگی، قابلیت جذب مجدد آب و رنگ نهایی ارزیابی می شود. هدف از این پژوهش توسعه یک مدل ریاضی بود که بتواند انتقال همزمان گرما و رطوبت طی خشک کردن همرفتی سیب بصورت لایه نازک را توصیف نماید. بطوریکه تاثیر چروکیدگی محصول را نیز در داخل مدل اعمال کند. چروکیدگی نمونه ها بصورت غیر خطی در نظر گرفته شده و در مدل اعمال شد. معادلات انتقال همزمان جرم و گرما به همراه معادلات چروکیدگی، به روش اجزای محدود حل شدند. از روش لاگرانژ-اولرین (ale) برای حل مسئله در حالت مرز متحرک استفاده شد. تغییرات پیش بینی شده در محتوی رطوبت و دمای نمونه های سیب طی خشک کردن همرفتی آنها بیانگر آن بود که مدل توسعه داده شده می تواند با دقت بالایی توزیع دما، رطوبت و تغییر شکل در داخل محصولات خشک شده را توصیف نماید. هم چنین نتایج نشان داد که گستره مقادیر ضریب نفوذ موثر رطوبت، بدون در نظر گرفتن چروکیدگی، در محدوده دماها و سرعتهای مورد مطالعه هوا، بین تا متغیر است. چروکیدگی سیب در حین خشک شدن و کاهش ضخامت آن، تاثیر معنی داری روی ضریب نفوذ موثر رطوبت داشت. بنابراین، در شبیه سازی انتقال گرما و رطوبت، از ضریب نفوذ اصلاح شده و با لحاظ کردن چروکیدگی استفاده شد. مدل توصیفی جدید پیشنهاد شده در این پژوهش برای توصیف سینتیک خشک شدن لایه نازک ورقه های سیب، به عنوان مناسبترین مدل انتخاب شد. نتایج بیانگر آن بود که چروکیدگی محصول به شرایط خشک کردن از نظر دما و سرعت هوا وابسته نمی باشد و درصد چروکیدگی عمدتا تابعی از محتوی رطوبت آنها است. اثر دما و سرعت هوا در فرآیند خشک شدن، روی مشخصه های قابلیت جذب مجدد آب و نیز شاخصهای رنگ نمونه های سیب، معنی دار نبود. ولی تاثیر رطوبت نمونه های سیب روی همه مشخصه های کیفی مذکور، در سطح احتمال 1% معنی دار شد. با کاهش رطوبت نمونه ها در حین خشک شدن، مقدار قابلیت جذب مجدد آب و نیز روشنایی نمونه ها کاهش یافت و شاخص زردی و قرمزی افزایش پیدا کرد. کاربرد دماهای بالاتر موجب تیرگی محصول نهایی گردید.

در این پایان نامه شبکه های عصبی مصنوعی برای تخمین ضریب هدایت حرارتی، به عنوان یکی از خواص ترموفیزیکی، در مسائل هدایت حرارتی استفاده شده است. در انتقال حرارت هدایتی دو نوع مسأله وجود دارد: مسأله مستقیم و مسأله وارون. هدف اصلی مسأله مستقیم عبارت است از محاسبه میدان دمایی در ماده هنگامی که تمامی خصوصیات مشخصه اعم از شرایط مرزی، شرط اولیه و خواص ترموفیزیکی ماده معلوم باشند. در حالی که هدف مسأله وارون تخمین یک یا چند مورد از خصوصیات مشخصه فوق الذکر، با معلوم بودن دماهای اندازه گیری شده در یک یا چند نقطه از ماده است. روشهای سنتی برای بدست آوردن خواص ترموفیزیکی، دشوار، زمان بر و در گاهی موارد غیر ممکن می باشد. روش مسائل انتقال حرارت وارون راهی موثر برای غلبه بر این مشکلات است. در این پایان نامه سه حالت برای ضریب هدایت حرارتی در نظر گرفته شده است: ضریب هدایت ثابت، ضریب هدایت وابسته به دما (حالت تغییرات خطی با دما) و وابسته به جهت (در یک ماده ارتوتروپیک). شبکه عصبی پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطای لونبرگ- مارکواردت برای تخمین پارامتری ضرایب هدایت حرارتی در مسائل هدایت حرارت وارون بکاررفته اند. اندازه گیری های شبیه سازی شده با و بدون نویزهای آزمایشگاهی بمنظور تولید داده برای آموزش شبکه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. مقایسه نتایج حاصل با نتایج موجود در ادبیات فن نشان می دهد که شبکه های عصبی بخوبی قادر به حل مسائل وارون و تخمین خواص ترموفیزیکی در آنها می باشند. بیشترین خطا در حالت دماهای بدون نویز 4/5 در صد و با در نظر گرفتن نویز 16/05 درصد است.

در طی دو دهه اخیر، احتراق از نوع اشتعال تراکمی مخلوط همگن،hcci ، خود را به عنوان یک روش شناخته شده و کاربردی برای انواع مختلف موتورهای احتراق داخلی، چه از نوع ساکن و چه از نوع متحرک نشان داده است. نتایج حاصل از این نوع احتراق در موتورها نشان می دهند که آنها با استفاده از این نوع احتراق دارای پتانسیل بزرگی برای کاهش آلاینده ها هستند و همچنین می توانند مصرف سوخت را به میزان 10 الی 20 درصد نسبت به موتورهای اشتعال جرقه ای کاهش دهند. hcciبه صورت فرآیندی تعریف می شود که در آن مخلوط همگن سوخت و هوا، رقیق شده با هوا و محصولات احتراق، تحت شرایط مذکور متراکم شده و خود اشتعالی در انتهای کورس تراکم صورت می گیرد و به دنبال آن فرآیند احتراق بوقوع می پیوندد. این کار در راستای بررسی عددی این فرآیند تعریف شده است که هدف اصلی آن توسعه یک مدل ریاضی می باشد که بتواند الگوهای مناسب فرآیند انتقال حرارت را بکار گیرد. در کار حاضر به منظور در نظر گرفتن ناهمگنی بار درون سیلندر در موتورهای احتراق داخلی، از مدل چند منطقه ای (multi zone) استفاده شده است. پیکربندی مورد استفاده، یک پیکربندی 6 منطقه ای از نوع تو در تو می باشد. از آن جا که مدل احتراق مورد بررسی، مدل چند منطقه ای است لذا انتقال حرارت به صورت های: هدایت مابین مناطق، تشعشع از مناطق مختلف به دیواره ها و جابجایی از ناحیه مرزی نزدیک دیواره به دیواره وجود دارد. سوخت مورد بررسی در این مطالعه متان بوده است. در این کار از روابط مناسب مربوط به ضرایب تشعشع و جذب گونه های گازی حاضر درمحفظه احتراق استفاده شده و به معادلات انتقال حرارت تشعشعی ما بین مناطق اعمال گردیده و نهایتا به زبان برنامه نویسی فرترن تبدیل شده است. کد حاصل، سپس به یک کد جامع احتراق hcci، اعمال شده و نتایج حاصل از آن در سه حالت متفاوت از شرایط عملکردی موتور حاصل شده اند. برای صحه گذاری بر این الگوی انتقال حرارت از معیار تطابق فشار پیش بینی شده توسط مدل با داده های فشار اندازه گیری شده از طریق آزمایش استفاده شده است که تطابق بسیار خوبی را با یکدیگر نشان می دهند; علاوه براین نتایج بدست آمده از مدلی که انتقال حرارت تشعشعی را در نظرگرفته بود و مدلی که تاثیر آن را لحاظ ننموده بود با یکدیگر مقایسه شده اند. از این نتایج روشن است که انتقال حرارت تشعشعی در مرحله اصلی احتراق به دلیل افزایش قابل ملاحظه دما به میزان زیادی افزایش می یابد در حالی که در خارج از این محدوده به شدت دچار کاهش می شود و در نتیجه در کل چرخه کاری موتور تاثیر اندکی دارد. همچنین در مورد تاثیرات هر یک از گونه های گازی موجود در محفظه احتراق در انتقال حرارت تشعشعی بحث شده است.

استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (pcm) در دو دهه اخیر به عنوان یکی از روشهای ذخیره سازی انرژی گرمایی مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته است. در برخی از کاربردها که نیاز به ذخیره سازی یا آزاد سازی انرژی با آهنگ های خاص و معین است از پره ها (fins) به عنوان وسیله کمکی در درون مخازن حاوی pcm استفاده شده است که استفاده از پره تخت در یک مخزن مکعب مستطیل شکل با نسبت ابعادی معین میتواند سبب افزایش آهنگ انتقال گرما تا حدود %70 گردد. برای حل این مسائل از روش مستقیم استفاده شده است. (شرایط مرزی معلوم ولی توزیع دما در درون دامنه مجهول). برای اینکه مقدار معینی انرژی را در یک بازه زمانی مشخص در یک مخزن حاوی pcm ذخیره یا آزاد شود لازم است که شرایط مرزی مسأله به صورت خاص تعیین و اعمال شوند، این مسائل شامل مسائل انتقال گرمای وارون می باشند. در این پایان نامه شرایط مرزی مخزن حاوی pcm با معلوم بودن توزیع دما و سرعت حرکت جبهه انجماد در درون دامنه که به صورت تجربی و یا از روش مستقیم به دست می آیند، تعیین شده است. معادلات حاکم بر مسأله که از روش مستقیم در اختیار بود ضابطه حاکم بر ضرایب حساسیت با استفاده از روش های آماری به صورت تابعی از زمان و مکان به دست آمد. با تحلیل داده های تجربی و آنالیز حساسیت ، ضرایب حساسیت از کل دامنه محاسبه شده و به شرایط مرزی مسأله ارتباط داده شد. نتایج به دست آمده از حل مسأله وارون با نتایج به دست آمده از حل مستقیم مسأله مقایسه گردیدند. علاوه بر روش های آماری موجود برای حل مسأله وارون، از شبکه های عصبی نیز به عنوان ابزاری جدید برای حل این مسائل استفاده می شود که در مورد مسأله انتقال گرمای وارون برای ماده تغییر فاز دهنده از این روش نیز استفاده شد و نتایج آن ارائه گردید. برنامه ای برای حل مسأله وارون در نرم افزار matlab نوشته شد ، همچنین از جعبه ابزار شبکه عصبی در همین نرم افزار برای بررسی مسأله وارون استفاده شد.

. نتایج نشان داد که سیال ان-هگزان به دلیل داشتن اختلاف موبیلیته بیشتر و ویسکوزیته کمتر دارای سرعت های بیشتری نسبت به نفت سفید می باشد. هنگامی که پمپ ها بصورت سری پشت سر هم قرار می-گیرند، فاصله جفت الکترودها با یکدیگر از عوامل موثر در عملکرد پمپ رسانشی می باشد، با بررسی فواصل مختلف، فاصله بهینه بدست آمده است. آرایش زیگ زاگی با فاصله بهینه پمپ ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. آرایش زیگ زاگی دارای سرعت های بیشتری نسبت به دو آرایش هم راستا با دو و سه جفت الکترود موازی، می باشد، بطوری که سرعت بیشینه برای این آرایش در سیال ان-هگزان تا mm/s42 با توان مصرفیmw 61/20 بدست آمده است. با استفاده از روغن سیلیکون، الگوی جریان آشکارسازی شده است. نتایج آشکارسازی نشان داد که بین الکترود ولتاژ بالا و الکترود زمین دو گردابه قوی وجود دارد که با ایجاد تنش برشی باعث حرکت سیال مجاور می شوند، همچنین بین پمپ ها گردابه هایی وجود دارند که تعداد و شدت آنها به فاصله جفت الکترودها از یکدیگر بستگی دارد بطوری که در کمترین فاصله سه گردابه، در فاصله بهینه دو گردابه و در بیشترین فاصله گردابه ای مشاهده نشد.

در این پایان نامه یک روش برای حل عددی معادلات انتگرال غیر خطی ولترا با استفاده از موجک های نا پیوسته معروف به توابع والش پیشنهاد و گسترش داده شده است. شرایط کافی برای همگرایی روش بدست آمده و یک تخمین قیاسی برای خطا به دست آورده شده است.دو مثال خطی و غیر خطی برای نمایش دقت ارائه گردیده است، همچنین نشان داده شده است که مرتبه روش موضعا از مرتبه دو می باشد.

می توان گفت که اکثر مسایل مورد مطالعه و کاربردی در علوم و مهندسی جزء مسایل مقدار مرزی – اولیه هستند. دراین مسایل دامنه معادلات حاکم بر مسئله مورد نظر درفضا ثابت است وروی مرزها تابع، مشتقات آن و یا ترکیبی از آنها بصورت شرایط مرزی و اولیه داده می شود. برعکس، در برخی از مسایل که در عمل با آنها روبرو هستیم مرز مسئله متحرک است و موقعیت مرز و دامنه حل، جزیی از حل مسئله است. این گروه را مسایل مرز متحرک می گویند. ذوب و انجماد از جمله فرایند های مهم هستند که جزء این دسته مسایل هستند. دو حیطه مهم تحقیقاتی در زمینه فرایندهای تغییر فاز بررسی فرایند انجماد در سیستم های ذخیره انرژی بواسطه تغییر فاز و مطالعه فرایند انجماد در صنایع ریخته گری است. در این پژوهش، یک روش عددی برای شبیه سازی فرایند انجماد یک pcm در لوله استوانه ای پره دار با بکار گیری روش آنتالپی توسعه داده شده است که توانایی پیش بینی جبهه انجماد در هر لحظه را دارد. لوله استوانه ای پره دار بصورت دو شکل بندی مختلف پیشنهاد شده که تحت شرایط مرزی مختلف قرار دارد. ماده تغییر فاز دهنده در شبیه سازی حاضر پارافین با دمای تغییر فاز c°5/53 است. هدایت، مکانیسم غالب انتقال حرارت در نظر گرفته شده و از روش آنتالپی برای فرمول بندی مسئله استفاده شده است. رهیافت کنترل حجم و طرح ضمنی کامل برای گسسته سازی معادلات و شرایط مرزی و اولیه بکار گرفته شده است. معادلات جبری با استفاده از ماتریس سه قطری خطی حل شده اند. برای اعتبار دهی به روش حاضر ابتدا مقایسه ای بین داده های استخراجی با نتایج موجود در ادبیات فن در حالت خاص انجام شده، و نتایج عددی مورد نظر استخراج و تحلیل شده است. عملکرد سیستم های ذخیره انرژی گرمایی بواسطه ضریب هدایت پایین pcm محدود است. بنابراین استفاده از تکنیک هایی برای جبران این نقیصه لازم است. افزودن پره بخوبی نقش آنرا در بهتر کردن عملکرد این نوع از محفظه حاوی ماده تغییر فاز دهنده که می تواند در سیستم های ذخیره گرمای نهان بکار رود را نشان می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر شرایط مرزی و پارامتر های مختلف مثل: فاصله (تعداد) پره ها، طول پره ها، نسبت منظری دو استوانه روی زمان انجماد وتسریع آهنگ انتقال حرارت است. تاثیر پارامتر ها را در نمودار ها آورده و در مورد آنها بحث شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پره پیشنهاد شده در شرایط مرزی نوع اول و سوم بطور قابل ملاحظه ای زمان لازم برای کسر جرمی مشخص را کاهش می دهد. اما در شرط مرزی نوع دوم پره به یکنواخت کردن توزیع دما کمک می کند و تاثیر قابل ملاحظه ای روی زمان انجماد ندارد.

در پایاننامه حاضر تاثیر افزایش نانوذرات و نیروی گرانشی بر رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی جریان سیال پایه غیر نیوتنی بین لوله های هم مرکز دوار ( یعنی لوله درونی با سرعت زاویه ای ثابت در حال دوران و لوله پوسته ساکن و صفحات افقی بالا و پائین عایق می باشند.) و در سه رژیم جریان جابجائی اجباری، ترکیبی و آزاد به صورت عددی بررسی شده است. برای این منظور از سه مدل برای بدست آوردن میدان جریان و دمای نانوسیال درون هندسه موردنظر استفاده شده است: 1) مدل تک فازی همگن 2) مدل دوفازی مخلوط 3) مدل دوجزئی چهارمعادله ای ناهمگن تعادلی. از مدل سوم، در یک حالت خاص، برای شبیه سازی جریان نانوسیال درون محفظه هنگامیکه سرعت زاویه ای استوانه داخلی صفر می باشد استفاده شده است. در این حالت مسئله تبدیل به مطالعه جابجائی آزاد نانوسیال درون حفره می شود و با توجه به اینکه پدیده های ترموفورسیس و حرکت بروانی به عنوان مهمترین مکانیزم های ایجاد سرعت لغزشی در معادلات آن لحاظ شده، نیاز به نوشتن چند کد و اضافه نمودن آن ها به نرم افزار فلوئنت می باشد. نتایج نشان می دهد که حضور نانوذرات در سیال پایه غیرنیوتنی هرچند که ضریب هدایت گرمائی را افزایش می دهد اما مقدار ویسکوزیته را نیز افزایش می دهد طوری که استفاده از نانوذرات، انتقال حرارت را به میزان خیلی کم نسبت به سیال پایه خالص تا رایلی 106 برای نانوذرات اکسید مس و رایلی 105 برای نانوذرات تیتانیا کاهش می دهد. بعلاوه نتایج حاصل از مطالعه جابجائی آزاد نانوسیال آب-آلومینا درون حفره و مطابقت آن با نتایج منتشر شده تجربی نشان می دهد که افزودن نانوذرات آلومینا به سیال پایه برای کسر حجمی های بزرگتر از یک انتقال حرارت در جریان جایجائی آزاد را کاهش می دهد و این میزان کاهش با افزایش کسر حجمی نانوذرات افزایش می یابد

معادلات حاکم بر مساله (معادله پیوستگی ، معادله مومنتوم و معادله انرژی برای سیال و معادله انتقال گرمای رسانش برای پره)، از قوانین فیزیکی در حالت کلی تبیین شده و شرایط مرزی مساله برای مدل های هندسی مختلف جداگانه مشخص شده است. دستگاه معادلات حاکم (معادله پیوستگی ، معادله مومنتوم و معادله انرژی برای سیال و معادله انتقال گرمای رسانش برای پره) بطور همزمان به صورت عددی در حالت سه بعدی توسط نرم افزار cosmos حل شده و منحنی های تغییرات دما، سرعت و فشار در اطراف پره ها و منحنی توزیع دما در سیال و در پره، همچنین نمودار ضرایب جابجایی متوسط بطور جداگانه برای تمامی حالات و در سرعتهای مختلف بدست آمده است. نتایج نشان می دهند که مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی متوسط ، برای جریان های با رینولدز کمتر از 1800 در گام بین پره ای mm 8 و برای رینولدز های بالای 1800 ،درگام mm 4 بیشترین مقدار را دارا می باشد. از میان پروفیل های مورد مطالعه ، سهمی وار مقعر بهترین مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی را داراست. در نهایت مقادیر بی بعد داده های بدست آمده در قالب نمودار هایی که مقادیر نوسلت را بر حسب گام بین پره ای ، طول پره در کانال و رینولدز های مختلف می باشند ،ارائه شده است.

در خیلی از مسایل رسانش گرما، مشخصات ترموفیزیکی مواد ثابت فرض می شوند. ناهمگنی مواد ناشی از فرایندهای مکانیکی – شمیایی، تولید و ... سبب متغیر بودن این مشخصات می گردد. برای این گونه مواد در حالت هایی که رسانندگی گرمایی تابع دما، مکان و جهت باشند، می توان در موارد ساده و خیلی خاص جواب تحلیلی به دست آورد که شامل همه مسایل کاربردی و عملی نیستند. در نتیجه از روش های عددی برای حل این گونه مسایل استفاده می شود. در این پایان نامه، ابتدا معادلات کلی حاکم بر مسایل با خواص ترموفیزیکی متغیر به دست آورده شده است و سپس روش های موجود تحلیلی و عددی برای حل آنها در ادبیات فن مورد بررسی قرار گرفته اند که در این میان روش محاسباتی تاو در طی دو دهه اخیر به طور وسیع در حل عددی مسایل مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش تابع مجهول و ضرایب آن بصورت یک سری با تعداد جملات محدود بسط داده شده و با تعریف چند ماتریس خاص و عملیات ماتریسی، معادله حاکم و شرایط مرزی و اولیه، در هر دو حالت خطی و غیرخطی، به دستگاه معادلات جبری تبدیل می شوند. از حل دستگاه معادلات حاصل، در نقاط خاص و زمان های انتخاب شده، جواب ها بدست می آیند. در موارد کاربردی که از این روش استفاده گردیده است، جواب ها با دقت خوبی بدست آورده شده اند. مسایل رسانش با ضرایب متغیر با استفاده از روش مذکور مورد تحلیل قرار گرفته و جواب های حاصل با جواب های تحلیلی (در صورت وجود) و جواب های عددی بدست آمده از سایر روشهای عددی مقایسه شده و در خصوص موارد اختلاف احتمالی بحث شده است. کارایی روش تاو، در توانایی آن در حل معادلات گرمایی با جمله تولید گرما (معادله دیفرانسیل ناهمگن با مشتقات جزیی) و همچنین معادلاتی با شرایط مرزی ناهمگن، مشخص می شود.

در محاسبات نشان داده شده که افت فشار هر طرف مبدل با مساحت رابطه عکس از توان دو و با طول مبدل رابطه خطی دارد. روش های مختلفی را برای بهینه سازی در نظر گرفتیم که در هر کدام از این روشها برای هدف خاصی بهینه سازی صورت گرفته است. نتایج آنها در دو جدول مرتب شده است این جداول و دیگر نتایج بدست آمده می تواند راهکار خوبی برای انتخاب نوع مبدل با توجه به پارامترهای مختلف باشد.

در حالت کلی پاسخ دینامیکی هر سیستم مکانیکی تحت تأثیر پاسخ دینامیکی هریک از اتصالات آن می باشد. بنابراین بررسی رفتار اتصالات در ازای تغییر پارامترهای مختلف آنها، یکی از زمینه هایی بوده که در تاریخ مهندسی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. از این میان، اتصال انطباق فشاری (press-fitted joint)به علت مزایایی همچون کم هزینه بودن، دوام بیشتر، عدم نیاز به ابزار خاص و سادگی ساختار آن، در صنعت بسیار کاربرد دارد. از کاربردهای آن می توان به چرخ وسائط نقلیه ی ریلی، توربین گازی موتور جت پیشرفته، موتورهای الکتریکی، گیربکس انواع موتورها اشاره کرد. هدف از این پایان نامه، بررسی اولیه ی اثر نیروی فشاری حاصل از انطباق فشاری بر روی رفتار دینامیکی اتصال می باشد. برای این منظور ابتدا معادلات حرکت یک حلقه ی نازک، تحت اثر بار گسترده ی فشاری استاتیکی استخراج شده و فرکانس های طبیعی آن محاسبه می شود. سپس با استفاده از روش المان محدود، جواب عددی با جواب تحلیلی صحه سنجی می گردد. در ادامه، حالت متناوب پیش تنیدگی بررسی شده و به این ترتیب بحث وارد حوزه ی ارتعاشات غیرخطی خواهد شد. زیرا که ارتعاشات سیستم ازنوع تحریک پارامتری می باشد. برای صحه سنجی نتایج، نتایج تئوری با نتایج حاصل از حل عددی معادلات حرکت مقایسه می گردد. در مرحله ی نهایی، با مدلسازی ریاضی اتصال انطباق فشاری، تأثیر فشار اتصال بر رفتار دینامیکی آن مطالعه می شود. سپس یک مدل واقعی آزمایشگاهی که از دو حلقه ی تودرتو با امکان ایجاد تغییرات نیروی فشاری در اتصال است، تهیه شده و تغییرات فرکانس طبیعی در اثر تغییرات فشار اتصال، از روش آنالیز مودال تجربی به دست می آید. که نتایج حاصل از آزمون تجربی، انطباق خوب با نتایج حاصل از مدلسازی ریاضی دارند. به این گونه که با افزایش فشار اتصال، فرکانس-های طبیعی سیستم به علت افزایش صلبیت آن، افزایش می یابند.

در این پایان نامه فرمول های صریحی برای جواب معادله انتگرال منفرد با هسته های کوشی در ربع صفحه معرفی می شوند. سپس، چندجمله ایهای چبیشف و ژاکوبی برای بدست آوردن جواب های تقریبی این معادله به کار می روند. روش کار در این مقاله به این صورت است که ابتدا تابع تحلیلی بخشی را در نظر می گیریم و با توجه به فرمول های sokhotski_plemelj و با جایگذاری در معادله مشخصه به مسأله با مقدار کرانی می رسیم و این مسأله را حل می کنیم.

گسترش روز افزون نیاز به انرژی وافزایش مصرف آن باعث شده که تلاش های زیادی در زمینه شناخت منابع انرژی، مصرف بهینه آن وذخیره سازی انرژی صورت گیرد. یکی از روش های ذخیره سازی انرژی گرمایی استفاده از گرمای نهان ذوب یا انجماد ماده تغییر فاز دهنده است که در مواقعی که انرژی به آسانی در دسترس نیست ذخیره سازی شده و در مواقع دیگر از آن استفاده گردد. در برخی کاربرد ها که نیاز به آزاد یا ذخیره سازی انرژی با آهنگ زیاد می باشد. از روشهای مختلف افزایش آهنگ انتقال گرما در مخازن ذخیره انرژی گرمایی استفاده می شود که یکی از این روشها استفاده از پره ها در مخازن است. در کارهای قبلی تحلیل تقریبی مخازن ذخیره انرژی گرمایی در یک مخزن مکعب مستطیلی با پره های تخت را انجام داده شده است. نتایج نشان می دهد که کاربرد پره ها با شرایط مرزی مختلف باعث بهبود انتقال حرارت در مخازن ذخیره انرژی گرمایی میشود(مسایل انتقال گرمای مستقیم همراه با تغییر فاز). در کار حاضر هدف مطالعه فرایند فوق به صورت وارون می باشد بدین معنی که برای یک آرایش مشخص پره ها و مخزن ذخیره انرژی گرمایی با ابعاد دو شکل هندسی معین داده های اولیه مساله یعنی توزیع دما، موقعیت جبهه انجاد، یا ذوب کسر حجمی ماده و. . . معلوم فرضی می شوند و هدف تعیین شرایط مرزی یا خواص ترمو فیزیکی ماده می باشد (مسایل انتقال گرمایی و اروان همره با تغییر فاز). ابتدا نظریه مسایل وارون به طور کامل مرور شده و روشهای مختلف تحلیل اینگونه مسایل بیان می شوند سپس پیشینه پژوهش بررسی شده و نقاط ضعف و قوت آنها بیان می گردند. سپس مساله برای یک هندسه خاص با آرایش معین پره ها به صورت وارون حل خواهد شد تا شرایط مرزی مختلف برای حصول توزیع (دما) سرعت یش روی جبهه انجماد بدست آید. نتایج حاصل از این روش با نتایج کارهای دیگران در صورت موجود بودن و همچنین با نتایج روش مستقیم مقایسه شده و در خصوص خطا ها و روش ها بحث خواهد شد.

از جمله چالش های پیشروی محققین در رابطه با جریان های دو فازی، استفاده از تکنیک های افزایش انتقال جرم و حرارت جهت بالا بردن بازده واحد های صنعتی می باشد. یکی از این روش های فعال، استفاده از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا است که اصطلاحاً الکتروهیدرودینامیک (ehd) نامیده می شود. استفاده از این روش در واحد های صنعتی مدرن، به علت توان مصرفی پایین در مقایسه با راندمان آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پایانامه، رفتار ستون حباب به عنوان جریان های دو فازی، با ساخت سکوی آزمایش و دستگاه های مربوطه، بصورت تجربی مورد مطالعه قرار می گیرد. در این دستگاه ها، با در نظر گرفتن آرایش های الکترودی مختلف برای ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت (uniform) تاًثیر اعمال ولتاژ بالا، بر روی پارامترهای مختلف جریان در ستون حباب نظیر رشد، تغییرشکل و سرعت صعود حباب ومیزان انحراف ستون وهم چنین میزان ترکیب و برخورد بازگشتی حباب ها در یک مایع ساکن بررسی می شود.

استفاده از مجراهای مارپیچ و متخلخل از روش های رایج برای افزایش انتقال حرارت در جریان های یک فازی داخلی است که مطالعه در زمینه جریان سیال و انتقال حرارت در کانال های مارپیچ بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. این روش در مبدل حرارتی، دستگاه های سرمایش الکترونیکی، سیستم سرمایشی داخلی توربین گازی و توربوماشین هاکاربرد دارد.در مجراهای متخلخل افزایش سطح تماس به نسبت حجمی، می تواند باعث افزایش ناگهانی توزیع حرارت شود. به علت وزن کم، این مجراها می توانند درتشکیلات فضایی استفاده شده وبا توزیع یکنواخت جریان، مانع نوسانات دمای محلی و همگن شدن دما در سطح شوند. مطالعات زیادی در زمینه ی محیط های متخلخل بسته انجام گرفته و نتایج زیادی بیان شده است ولی مطالعات کمتری در مورد کانال های پوشیده از مواد متخلخل صورت گرفته است و به همین دلیل اطلاعات و تئوری های محدودی در دسترس است. ابتدا koh، stevens و merlin et al در آزمایشات خود میزان انتقال حرارت در کانال های متخلخل را بررسی کردند .در این آزمایشات ،با در نظر گرفتن شار حرارتی ثابت، دمای دیواره به شدت کاهش و شدت سرد شدن افزایش یافت. kuo و tien برای کانال هایی با بستر مواد فوم و جریان با جا به جایی اجباری و رینولدز پایین (6000-2000) و منبع حرارتی محاسباتی انجام داده و به این نتیجه رسیده اند که انتقال حرارت به میزان 2 تا 4 برابر افزایش می یابد. rachedi و chikh نیز در زمینه سرمایش جا به جایی اجباری در وسایل الکترونیکی تحقیقاتی انجام داده اند. hwang آزمایشاتی را برای مطالعه جریان سیال و انتقال حرارت آشفته در داخل لوله هایی با مواد متخلخل که این مواد در بالا و پایین لوله قرار داشتند انجام داد. نتایج براساس رینولدزهای بین 50000-10000 و ارتفاع های مختلف مواد متخلخل بیان شده است. و در میان لوله از ترموکوپلی استفاده شده که دمای محلی را بتواند محاسبه کند. hwang همچنین سرعت جریان توربولانس را توانسته محاسبه کند که مطالعات او نشان می دهد کانال هایی با مواد متخلخل ضریب اصطکاک بسیار پایین دارند. در این پایان نامه انتقال حرارت در یک مجرای مستطیل شکل سه بعدی، دیواره های بالا و پایین آن از ذراتی تشکیل شده اند که این ذرات متحرک اند و دیواره را تبدیل به محیط متخلخل کرده اند، به صورت عددی بررسی می شود. از معادلات ناویراستوکس برای مدل سازی جریان آشفته در محیط متخلخل و از مدل دارسی ـ بریکمن برای مدل سازی جریان از میان این ذرات تخلخل ساز استفاده خواهد شد. مدل های یک معادله ای و دو معادله ای نیز برای شبیه سازی انتقال حرارت به کار برده می شود که در آخر نتایج حاصل از هر یک از این مدل ها بحث شده و با نمونه های آزمایشگاهی در ادبیات فن مقایسه خواهد شد. ضرایب انتقال حرارت و کاهش فشار در این پایان نامه برای جریان کاملاً توسعه یافته و 10 و 20 و 40 سوراخ در هر اینچ (ppi) و ضخامت های مختلف قسمت متخلخل محاسبه شده است و عدد رینولدز مابین 20000 و 50000 و ضرایب اصطکاک 058/0 و 043/0 در نظر گرفته شده. در این پایان نامه مراحل مختلف کار مورد مطالعه قرار خواهد گرفت و نتایج حاصله از این پژوهش با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه و اختلافها بیان شده و دلایل اختلافها و راه حل های لازم برای کاهش خطاهای احتمالی ارائه خواهد شدکه از نرم افزارهای fluent و gambit با افزودن زیر روالهایی برای رسیدن به این هدف استفاده خواهد شد.

تکنولوژی پیل های سوختی به دلیل راندمان بالا، آلودگی کمتر، امکان استفاده از سوخت های مختلف، انعطاف درنوع انرژی تولیدی درسالهای اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. از مزایای دیگر پیل سوختی میتوان به سازگاری آن با محیط زیست، عدم آلودگی صوتی بدلیل نداشتن قسمت های متحرک، قابلیت تولید همزمان گرما و الکتریسیته و استفاده درکاربردهای تولید غیر متمرکز انرژی اشاره کرد. در بین انواع مختلف پیل سوختی، فقط پیل هایی قابلیت استفاده در نیروگاه ها را دارند که دمای عملکردیشان بالا باشد که در این بین پیل های سوختی کربنات مذاب و اکسید جامد دارای این ویژگی هستند.ولی پیل سوختی اکسید جامد (sofc) گزینه اصلی برای استفاده در نیروگاه ها بشمار می رود. زیرا علاوه بر مزایای کلی پیل های سوختی، مزایای خاص پیل سوختی اکسید جامد از جمله راندمان بیشتر نسبت به پیل های سوختی دیگر، امکان استفاده از گرمای تولید شده در مجموعه (استک) پیل سوختی برای افزایش بازدهی مجدد، امکان ریفرم کردن سوخت ورودی بصورت داخلی در داخل استک پیل سوختی به دلیل دمای عملکردی بالای آن، نیاز نداشتن به کاتالیست های گران قیمت و کم بودن مشکل خوردگی آن بدلیل استفاده از الکترولیت جامد در ساختار آن باعث افزایش کاربرد این نوع پیل سوختی نسبت به سایر انواع پیل سوختی شده است.

امروزه فن آوری پینچ به عنوان ابزاری برای بهبود بازدهی گرمایی واحدهای فرآیندی، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. این فن آوری به دلیل داشتن پایه های تئوری مستحکم و ساده، نسبت به سایر روش های مطرح در این بخش کاربرد بیشتری دارد. در این پایان نامه با استفاده از فن آوری پینچ به ارزیابی شبکه مبادله کن های گرمایی واحد تقطیر پالایشگاه نفت امام خمینی (ره) شازند پرداخته شده است. در ابتدا خلاصه ای از تاریخچه شکل گیری این فن آوری ارائه شده و به بیان اهمیت انتگرایسون فرآیندها پرداخته شده و با توجه به گستردگی کاربرد پینچ در مبحث یکپارچه سازی گرمایی، مزایا و معایب این روش بیان شده است. در فصل دوم به منظور آشنایی با این فن آوری، کلیات و روش برخورد فن آوری پینچ با مسائل یکپارچه سازی گرمایی بیان شده و در ادامه فرآیند واحد تقطیر پالایشگاه به طور خلاصه توضیح داده شده است. در فصل سوم داده های مورد نیاز به منظور اصلاح شبکه مبادله کن های گرمایی واحد تقطیر استخراج گردید. و با استفاده داده های بدست آمده در این مرحله، به شبیه سازی شبکه موجود در نرم افزار petro-sim پرداخته شده است. نتایج هدف گذاری بر روی این شبکه نشان دهنده این مطلب بود که واحد تقطیر پالایشگاه از حالت بهینه گرمایی فاصله داشته و نیازمند اصلاح می باشد. بنابراین با استفاده از ابزارهای فن آوری پینچ به اصلاح شبکه و نصب مبادله کن های جدید پرداخته شد. با کامل شدن طراحی مشخص شد که شبکه موجود، نیازمند افزودن 3040.42 متر مربع سطح تبادل گرمایی جدید می باشد. در شبکه اصلاح شده مصرف جریان های جانبی گرم و سرد به ترتیب 13 و 16 درصد نسبت به شبکه اولیه کاهش یافت. نتایج اقتصادی مرحله هدف گذاری و اصلاح، نشان دهنده قابلیت اصلاح شبکه مبادله کن های گرمایی این واحد می باشد.

جریان و انتقال گرما در لایه مرزی نانو سیال در دو حالت مورد مطالعه قرار گرفته است. در حالت اول جریان بر روی صفحه تخت متحرک همسو با جریان آزاد و در حالت دوم جریان ناشی از کشیده شدن صفحه تخت به صورت غیر خطی در سیال ساکن بررسی می شود. در این پژوهش مدل بنگیرنو برای نانو سیال که شامل اثرات پخش براونی و ترموفرسیس می باشد به کار رفته است . ضریب رسانش گرمایی و لزجت نانو سیال به وسیله روابط ارایه شده بر مبنای نتایج آزمایشگاهی سایر پژوهشگران محاسبه خواهد شد. همچنین برای در نظر گرفتن تمامی سازوکار های انتقال گرما، گرمای تابشی نیز توسط تقریب رزلند در معادله انرژی مدل شده است. برای معادلات حاکم حل تشابهی ارایه شده است، معادلات دیفرانسیل معمولی بدست آمده به صورت عددی با روش لوباتو رانگ-کوتا با استفاده از نرم افزار متلب برای جریان نانو سیال آب و اکسید آلومینیوم، آب و اکسید مس حل شده اند. توزیع دما، سرعت و کسر حجمی نانو ذرات به صورت نمودار ارایه شده است. همچنین ضریب اصطکاک و عدد ناسلت موضعی برای مقادیر مختلف پارامتر های تاثیر گذار در مساله به صورت جدول ارایه شده است.

ندارددر سال های اخیر، استفاده از سیستم های ذخیره انرژی گرمایی در کاربردهایی نظیر گرمایش و سرمایش آب، تهویه مطبوع و غیره بسیار مورد توجه بوده است. در چند دهه اخیر تکنیک های گوناگونی برای ذخیره سازی انرژی گرمایی بوجود آمده است. چنین سیستم هایی پتانسیل بسیار بالایی برای استفاده در تجهیزات مصرف کننده انرژی گرمایی دارند و از نقطه نظر اقتصادی، جایگزین های مناسبی برای کمک به واحدهای بزرگ مصرف کننده انرژی گرمایی می باشند. بطور کلی مخازن ذخیره انرژی گرمایی یک راه حل خوب در تصحیح عدم تطابق تولید و تقاضای انرژی است و می تواند نقش بسیار موثری در بهینه کردن مصرف انرژی و کارآمدی نیازهای زیست محیطی جامعه داشته باشد. یکی از پرکاربردترین روش های ذخیره انرژی گرمایی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در مخازن ذخیره انرژی گرمایی نهان است. از جمله مزیت های این مواد گرمای نهان بالای آنها است که در نتیجه قابلیت ذخیره انرژی گرمایی زیادی را خواهند داشت. اما عیب اصلی آنها، یعنی پایین بودن ضریب هدایت گرمایی باعث می شود انتقال گرما در مواد تغییر فاز دهنده به ویژه در فرایند انجماد به کندی صورت گیرد. بنابراین روشهای گوناگونی از جمله استفاده از سطوح گسترش یافته یا پره ها برای بهبود آهنگ انتقال گرمای این مواد پیشنهاد شده است. به دلیل ناپایا و غیر خطی بودن مسأله انتقال گرما در مواد تغییر فاز دهنده و وجود مرز متحرک مایع- جامد، حل تحلیلی این نوع مسائل محدود به شرایط مرزی ساده برای مخازنی با شکل هندسی ساده و یک بعدی می باشد. بنابراین خلاء موجود در ادبیات فن برای مدل های تحلیلی- تقریبی در فرایند تغییر فاز و برای هندسه های مختلف و دو بعدی مخزن ذخیره انرژی گرمایی کاملاً احساس می شود. لذا هدف اصلی در کار حاضر ارائه یک مدل تحلیلی- تقریبی جهت بررسی فرایند انجماد در مخازن ذخیره انرژی گرمایی پره دار است. پر کاربردترین شکل هندسی این مخازن، مخازن مکعبی و مخازن استوانه ای است که در این کار، مدل های تحلیلی- تقریبی برای این نوع مخازن در هندسه دو بعدی با بکارگیری پره تخت و با شرایط مرزی مختلف ارائه شده است. همچنین یک مدل عددی بر اساس روش آنتالپی دو بعدی جهت مقایسه نتایج تحلیلی- تقریبی با نتایج عددی ارائه شده است. با استفاده از دو روش ذکر شده، مسأله انجماد در مخازن ذخیره انرژی با دو هندسه مستطیلی و استوانه ای توخالی تحلیل شده است. برای هر سه نوع شرایط مرزی گرمایی نتایج جهت پیش بینی موقعیت جبهه انجماد و توزیع دما در طول پره در زمان های مختلف و برای اندازه های مختلف مخازن بدست آمده که نشان دهنده تطابق بسیار خوبی بین روش تحلیلی و عددی می باشد. سپس زمان انجماد کامل مخزن برای شرایط مرزی گرمایی، هندسه و اندازه های مختلف بدست آمده است که در هر شرایط اندازه بهینه برای مخزن را می توان بدست آورد. با استفاده از تحلیل های صورت گرفته می توان تخمین اولیه خوبی برای طراحی مخازن ذخیره انرژی گرمایی در شرایط مختلف و یا سیستم های تهویه مطبوع بدست آورد.

در صنایع خودروسازی ، روغنکاری نقش مهمی در خنک کاری و تسهیل عملکرد اجزای موتور دارد ولی در اکثر اوقات و به دلایل مختلف ، روغن با سوخت آمیخته شده و می سوزد و این منجر به تشدید آلودگیهای ناشی از گازهای خروجی از اگزوز می شود . علاوه بر این در پروسه تعویض روغن ، در اثر تماس پوست با روغن صنعتی برخی مواد زیانبار جذب بدن شده و موجب ایجاد یا تشدید امراض جلدی می شود. لذا بیشتر صنایع خودرو سازی به دنبال راهکارهایی برای کاهش این آلودگی ها می باشند. علاوه بر صنعت خودرو استفاده از روانکارهای سالم در صنایع دیگری چون صنایع غذایی حائز اهمیت است .یکی از راهکارهای رایج استفاده از مواد و روغن های جایگزین مثل روغنهای گیاهی می باشد. آنچه در این پایان نامه بررسی شده است خواص روغن دانه جوجوبا و امکان استفاده از آن به جای روغن صنعتی می باشد که در کانال ورودی روغن شبیه سازی شده و توسط نرم افزار فلوئنت تحلیل عددی شده است تا نقاط قوت و ضعف استفاده از آن بررسی شود.

در این کار، تحلیل انرژی و اگزرژی نیروگاه تبریز و همچنین اثر تغییر دادن دمای محیط(حالت مرده) در تحلیل اگزرژی چرخه نیروگاه واقعی ارایه شده است. در چرخه نیروگاه تبریز، حداکثر اتلاف انرژی در چگالنده و به میزان755/446 مگاوات در زمستان و23/447 مگاوات در تابستان اتفاق می افتد و سپس بویلر بیشترین مقدار تلفات انرژی به میزان956/195مگاوات در تابستان و654/199 مگاوات در زمستان را دارد و دیگر بخش ها تنها کمتر از 4% از اتلاف انرژی کل را شامل می شوند. علاوه بر این بازده گرمایی نیروگاه بر اساس ارزش گرمایی پایین سوخت ها، در زمستان 14/33% و در تابستان 43/32% بود. از طرف دیگر تحلیل های اگزرژی نشان دادند که انرژی پس داده شده به محیط در چگالنده به دلیل کیفیت پایین آن از لحاظ ترمودینامیکی، قابل ملاحظه نمی باشد. از لحاظ نابودی اگزرژی، بیشترین اتلافات در سیستم بویلر و به مقدار931/635 مگاوات در تابستان و 885/639 مگاوات در زمستان بود از اگزرژی ورودی سوخت ها، نابود می شود. در توربین نیز در زمستان 122/77 ودر تابستان 146/74مگاوات اگزرژی نابود می شود که حدود 75/9% کل اگزرژی ورودی به چرخه می باشد. درصد نابودی اگزرژی در چگالنده، در زمستان 963/5% و در تابستان 8/3% و در سایر بخش ها کمتر از4% بود. راندمان اگزرژی چرخه در زمستان26/31% و در تابستان6/30% به دست آمد که نسبت به نیروگاه های مدرن خیلی کم می باشد. اصلی ترین منبع نابودی اگزرژی سیستم بویلر بود و در آن واکنش های شیمیایی مهمترین منبع نابودی اگزرژی در محفظه ی احتراق بودند. نابودی اگزرژی در محفظه ی احتراق، عمدتاً تحت تاثیر ضریب هوای اضافی و دمای هوای ورودی به محفظه ی احتراق می باشد و بازده احتراق می تواند به وسیله ی پیش گرم کردن هوای ورودی به محفظه ی احتراق و کاهش نسبت سوخت به هوا بهتر شود. اگر چه درصد نابودی اگزرژی و بازده اجزای چرخه با تغییر دمای مرجع، تغییر می کند اما نتیجه کلی یکسان است و آن اینکه بویلر منبع اصلی بازگشت ناپذیری ها در نیروگاه تبریز می باشد.

روش های مختلفی بر ای ارتقای بازدهی و کاهش مصرف ویژه ی سوخت در توربین های گازی به کار گرفته شده است. توربین گاز نیز علاوه بر کاربرد نیروگاهی حسب پیدایش خود،کاربرد پیشرانه ی هواپیما را نیز دارد. هدف کاهش مصرف سوخت در نیروی جلوبرنده ثابت یک موتور جت دقیقا منطبق با ارتقای بازدهی توربین گاز می باشد. چون این توربین گاز علاوه بر وظیفه ی راندن کمپرسور، وظیفه ی تولید گاز برای ایجاد جت را دارد. حال با توجه به نسبت به جرم مولکولی بخار آب به محصولات احتراق قابل پیش بینی است که به طور ایده آل 60 درصد حجم ویژه گازهای تولیدی افزایش می یابد. نظر به اینکه به طور متداول رقیق سازی(کاهش دما) و یکنواخت سازی دمای محصولات احتراق در ورودی توربین گاز مستلزم آن بوده که کمپرسور هوای متراکم زیادی تولید کند، حال با وارد کردن آب به صورت بخار یا مایع اعمال فوق بدون نیاز به هوای اضافی انجام می گیرد. ضمن اینکه حجم ویژه ی محصولات احتراق حاوی بخار آب بالاتر از حالت خشک خود است. از طرف دیگر بالا بودن دمای محصولات احتراق در توربین گاز مستلزم خنک کاری پره ها بوده که باز هم از طریق هوای متراکم تولیدی مازاد کمپرسور عمل خنک کاری لایه ای در پره ها لازم بوده که با استفاده از محصولات احتراق مرطوب با دمایی کمتر نسبت به حالت خشک، نیاز به خنک کاری پره های توربین از بین می رود. در نتیجه به دو دلیل فوق نیاز به حجم هوای متراکم در کمپرسور کاهش می یابد و موجب کاهش ابعاد کمپرسور می گردد که از طرفی گشتاور لازم به اینرسی اولیه کمتر می گردد و همچنین توان انتقالی از توربین به کمپرسور نیز کاهش می یابد و بدین طریق ابعاد توربین و ظرفیت آن هم کمتر می گردد. در صورتی که اثر افزایش حجم ویژه برای تولید جت و نیروی جلوبرنده اولیه نیاز به کمپرسور و توربین کوچکتری داشته و به تبع آن مصرف سوخت کاهش می یابد. در این پروژه هدف اصلی بررسی ترمودینامیکی عملکرد توربین گاز با لحاظ نمودن اثر پاشش h_2 o به محفظه ی احتراق از دیدگاه قوانین آن مد نظر می باشد.

در سال‏های اخیر نیاز روزافزون به توان بیشتر، آلودگی کمتر و مصرف بهینه سوخت، محدودیت‏های زیادی را بر فرآیند طراحی قطعات موتورهای دیزلی تحمیل می‏کند. با وجود اینکه بدیهی است با افزایش متوسط دمای چرخه، راندمان موتور افزایش می‏یابد، ولی با توجه به محدودیت‏های ناشی از ساختار متالورژیکی مواد، بیشینه دما باید محدود شود. در نتیجه همه موتورها به سیستم خنک کننده مجهز هستند که تقریبا 30% انرژی حاصل از احتراق را دفع می‏کند. با توجه به اینکه انتقال گرما از طریق دیواره سیلندر، سرسیلندر و پیستون به سیال خنک‏کن صورت می‏پذیرد، یک میدان دما و به تبع آن میدان تنش را در آن‏ها ایجاد خواهد کرد. تحلیل تنش‎های گرمایی در موتورهای احتراق داخلی شاخه مهمی است که مهندسان خودرو برای افزایش عمر قطعات آن را مطالعه می ‏کنند. تنش‏های گرمایی به دلیل توزیع غیر یکنواخت دما در قطعات و همچنین به سبب عدم امکان انبساط آزاد قطعات گرم شده به وجود می‏‏آیند. سطح تنش‏های گرمایی در قطعات مختلف بستگی به موقعیت آن‏ها نسبت به شعله دارد و در نتیجه یکسان نیست و بستگی به توزیع دما در قطعه دارد و تابعی از بار گرمایی است. با وجود اینکه سرسیلندر و پیستون تحت بیشترین تنش‏های گرمایی هستند، حالت گرمایی دیواره سیلندر نیز اهمیت بسزایی دارد زیرا تأثیر قابل توجهی بر پیستون دارد. در این پایان‏نامه ابتدا کارهای انجام شده توسط دیگران در این زمینه بطور کامل بررسی خواهد شد و نقاط ضعف و قوت هر کدام از آن‏ها ذکر خواهد شد. سپس معادلات حاکم بر مسأله با استفاده از قوانین فیزیکی حاکم بر سیستم ، توسعه داده‏‏خواهندشد و این معادلات به صورت نیمه تحلیلی و تقریبی حل شده و مقادیر کمینه و بیشنه دما و تنش و توزیع آن‏ها به دست آورده خواهندشد و مقایسه‏ای بین نتایج بدون در نظر گرفتن تنش‏های گرمایی و با در نظر گرفتن آن با تنش‏های مکانیکی صورت خواهد گرفت و سهم هر کدام از این تنش‏ها در تنش کل بررسی خواهد شد.

معادلات انتگرال‎-‎‎دیفرانسیل با مشتقات جزئی غیرخطی ‎و معادلات انتگرال غیرخطی دو بعدی‎ تعمیم های طبیعی معادلات انتگرال‎-دیفرانسیل و انتگرال یک بعدی هستند ‎که برای مدل سازی ساختار کلی سیستم های ایجابی با حافظه، پدیده های فیزیکی و مسایل حاصل از علوم مهندسی و کاربردی به کار می روند.‎‎‎ ‎‎‎ در این رساله، روش تاو عملیاتی را برای حل رده ای از معادلات انتگرال‎-دیفرانسیل با مشتقات جزئی غیرخطی ولترا تعمیم داده و همگرایی در نرم ‎2‎ روش ارائه شده را وقتی داده های مساله به اندازه کافی هموار هستند، بررسی می کنیم.‎‎‎ ‎‎‎ در ادامه، وجود جواب یک معادله انتگرال دو بعدی از نوع همرشتاین را با استفاده از قضایای نقطه ثابت شیفر و شاودر و نامساوی تعمیم یافته گرانوال ثابت کرده و یک روش ماتریسی برای معادلات انتگرال غیرخطی دو بعدی ولترا و فردهلم بر اساس روش تاو عملیاتی به منظور بدست آوردن یک جواب تقریبی برای این معادلات ارائه می دهیم.‎‎‎ ‎‎‎ در نهایت، روش تاو عملیاتی را برای حل معادلات انتقال حرارت گذرا غیرخطی یک بعدی تعمیم می دهیم. کارایی و دقت روش های ارائه شده با نتایج عددی نشان داده می شود.

لازم به ذکر است که برمبنای اصول انتقال حرارت ومکانیک سیالات وترمودینامیک مدلسازی لازم انجام گرفته است وبااعمال شرایط مرزی وانتخاب شبکه بندی مناسب بطوری که نتایج مستقل از شبکه شود توسط نرم افزار fluent تحلیل لازم انجام گرفته ونتایج حاصل با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه ومورداعتبارسنجی قرار خواهد گرفت. ضمنادر مقالات موجود تک حلقه با مقطع دایروی وچند حلقه با مقطع مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته وهدف این پایان نامه تحلیل جامع مبدل چند حلقه دایروی است.

سرطان یکی از بیماری هایی است که در عصر حاضر موجب مرگ ومیر انسان های فراوانی می شود، این امر باعث شده است که همواره راهکارهای جدیدی برای مقابله با آن پیشنهاد شود. یکی از این راهکارها در شاخه بیومکانیک، هایپرترمیا یا بالا بردن دمای بدن برای از بین بردن بافت های سرطانی است. روش نوینی در سال 2012 ارائه شده است که از مواد میکرو/ نانو تغییر فاز دهنده و میکرو کپسول شده برای کنترل دمای اطراف تومور استفاده می کند. در این روش بافت های سرطانی با نانوذرات سوپر پارامغناطیسی و بافت های سالم اطراف آن به وسیله ذرات تغییر فاز دهنده پر می شوند. در این پایان نامه مسئله مورد مطالعه با استفاده از روش تفاضل محدود فرمول بندی شده است. نتایج به دست آمده از این روش با سایر روش های موجود در پیشینه پژوهش مقایسه و در خصوص اختلاف های موجود بحث شده است. هدف به دست آوردن توزیع دمای ناپایا در سه بعد فیزیکی بوده که می تواند به محافظت از بافت های سالم در طول هایپرترمیا کمک کند.

در این پایان نامه، دینامیک حباب درون یک استوانه صلب قائم باریک با و بدون پوشش داخلی ارتجاعی که با آب پر شده است به صورت تجربی و عددی مطالعه می شود. با در نظر گرفتن کشش سطحی و انطباق مراکز حباب و استوانه بر یکدیگر، روش معادله انتگرال های مرزی متقارن محوری بهبود یافته برای شبیه سازی عددی تحول حباب و محاسبه میدان های سرعت و فشار سیال حول آن به کار گرفته می شود. در آزمایشات برای اعتبارسنجی شبیه سازی های عددی، یک روش دشارژ جرقه ای ولتاژ پایین برای تولید حباب در مرکز استوانه استفاده می گردد و رشد، انقباض و فروپاشی آن با بهره گیری از یک سیستم تصویربرداری سرعت بالا ضبط می شود. در مطالعه عددی، مرز ارتجاعی با یک غشاء با پشتبند فنری مدل می گردد. نتایج عددی و تجربی در توافق با یکدیگر نشان می دهند که رفتار حباب از حضور دیواره استوانه متاثر شده که منجر به افزایش قابل توجه عمر حباب می شود. مرحله اول انقباض حباب صاف شدن افقی قسمت های بالا و پایین آن را نشان می دهد. سپس دو جت مایع نسبتا پهن شکل گرفته که خودشان را به سمت مرکز حباب توسعه می دهند. با رسیدن جت ها به یکدیگر، حباب به شکل یک ساعت شنی افقی در می آید. در ادامه، حباب از هندسه ساعت شنی به هندسه حلقوی گذر کرده که با شکل گیری و توسعه یک جت دیسکی مایع به سمت دیواره استوانه همراه با انقباض حباب تعقیب می شود. دینامیک حباب از نسبت شعاع استوانه به بیشینه شعاع حباب و مشخصه های پوشش ارتجاعی متاثر می شود. انگیزه تحقیق حاضر، امکان استفاده از جت دیسکی حباب حلقوی در کاربردهای درمانی قلبی عروقی برای شکستن و جدا کردن رسوبات دیواره رگ ها و رفع انسداد آنها که عامل اصلی بروز سکته های قلبی است، می باشد.

: بر خلاف افشانه های منقطع که در موتور های احتراق داخلی ci و si وجود دارند، افشانه های پیوسته در موتور موشک های سوخت مایع، موتورهای جت و مشعل های بویلرها مورد استفاده قرار می گیرد. ناپایداری حاصل از ایجاد پدیده ی کاویتاسیون در پمپ سوخت بالادست انژکتور، باعث ایجاد ناپایداری در رفتار دینامیکی افشانه های پیوسته می گردد که در نتیجه باعث ایجاد ناپایداری در اختلاط هوا و افشانه ی سوخت در موتورهای جت، توربین های گاز و مشعل های بویلر ها خواهد بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

لوازم خنک کاری در مقیاس میکرو، مانند چاه های گرمایی میکرو، دارای اهمیت بسیار زیادی در کاربردهای انتقال گرما کنونی و آینده می باشند. مکمل استفاده از این لوازم، به کار بردن سیالاتی است که کارایی گرمایی بالایی دارند. از جمله این سیالات، مایعات خنک کن جدیدی هستند که از ترکیب مقدار بسیار کمی از نانوذرات با سیالات پایه مناسب به دست می آیند. این سیالات جدید نانوسیال نامیده شده و ضریب رسانش گرمایی بیشتری از سیالات پایه دارند. در این پایان نامه جریان نانوسیال در میکروکانال مستطیلی بررسی شده است. هدف از این مطالعه بررسی تغییر کارایی میکروکانال با نانوسیال در مقایسه با آب خالص است. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از افت فشار، ضریب انتقال گرمای جابجایی، مقاومت گرمایی و دمای کف چاه گرمایی. کارهای تجربی و نظری بسیار کمی در این زمینه انجام شده است. در تحقیقات نظری انجام شده از مدل های پره و یا محیط متخلخل برای بررسی جریان سیال در میکروکانال استفاده شده است. در کار حاضر از روش عددی برای مطالعه میکروکانال استفاده شده است. همچنین در بیشتر کارهای انجام شده که به بررسی جریان نانوسیال در مجراهای مختلف از جمله لوله پرداخته شده است، فرض شده که نانوذرات با سیال پایه در تعادل هیدرودینامیکی و گرمایی قرار دارند و در نتیجه نانوسیال به عنوان یک سیال تک فازی در نظر گرفته شده است. در این پایان نامه نیز ابتدا از این روش معمول استفاده شده و پارامترهای مختلف بررسی شده است. در قسمت دوم مطالعه، سرعت لغزشی بین نانوذرات و سیال پایه را نیز در نظر گرفته و از یک روش دوفازی موسوم به مدل مخلوط برای بررسی نانوسیال استفاده شده است. این روش برای اولین بار برای جریان نانوسیال در میکروکانال استفاده شده و نتایج حاصل روش تک فازی مقایسه شده است. نتایج حاصل بیانگر افزایش انتقال گرما از میکروکانال با نانوسیال در مقایسه با آب خالص است د حالیکه افت فشار هم افزایش می یابد. همچنین تفاوت مدل های تک فازی و دوفازی در تحلیل نانوسیال بسیار کم بوده و در نتیجه می توان با فرض نانوسیال به عنوان یک سیال تک فازی محاسبات را ساده تر کرد. از دیگر نتایج بدست آمده پیروی مقدار پارامترهای مختلف برای جریان و انتقال گرمای نانوسیال از روابط موجود برای سیالات معمول می باشد به این شرط که نانوذرات به طور یکنواخت در سیال پایه پخش شده و پدیده خوشه ای شدن نانوذرات اتفاق نیافتد.