نام پژوهشگر: سید محمد هاشمی نژاد
سید محمد هاشمی نژاد احمدرضا عظیمیان
در بین سیستم های رانش دریایی می توان از سیستم دو پروانه ای با چرخش معکوس به عنوان یکی از پربازده ترین انواع سیستم پروانه ای اشاره کرد که علاوه بر ایجاد تراست بیشتر، موجب بهبود مصرف انرژی و تعادل عکس العمل گشتاور ناشی از سیستم پیش برنده در شناورهای زیر سطحی و اژدرها می شود. در کار حاضر، با استفاده از یک نرم افزار تجاری، به حل عددی و بررسی جریان لزج تراکم ناپذیر اطراف یک سیستم دو پروانه ای با چرخش معکوس ، شامل دو پروانه یکسان و پنج پره، پرداخته شده است و مشخصات عملکردی آن شامل ضرایب تراست، گشتاور و بازدهی حاصل از دوران پروانه ها بررسی شده است. در این تحلیل از روش مش لغزان و به صورت غیر دائم برای یک شبکه بی سازمان که اطراف پروانه ها توزیع شده است استفاده گردید. در این مطالعه ابتدا تاثیر فاصله دو پروانه در مشخصات عملکردی برای دو پروانه باسرعت دورانی یکسان و در شرایط ورودی جریان یکنواخت (شرایط آب باز) مورد بررسی قرار گرفت. سپس تاثیر نسبت دوران دو پروانه نسبت به یکدیگر بر روی مشخصات عملکردی سیستم برای یک فاصله بین پروانه ای معین و در شرایط آب باز بررسی شد و در پایان مقایسه ای بین عملکرد سیستم در دو حالت آب باز و حالت جریان ورودی غیر یکنواخت ناشی از یک شناور زیرسطحی ارائه شده است. نتایج حاصل شده نشان دادندکه با کاهش فاصله بین دو پروانه بطور کلی گشتاور اعمال شده به بدنه کاهش می یابد ولی ضرایب نیروی تراست و بازدهی با کاهش فاصله ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابند. بررسی توزیع نیروی محوری تولید شده در طول شعاع پره ها نشان داد که 20% ابتدایی و پایینی هر دو پروانه کمترین سهم را دارد و همچنین 40% خارجی آنها بیشترین سهم را در تولید نیروی محوری یر عهده دارند. در تحلیل اثر نسبت چرخش نیز معین شد با افزایش نسبت چرخش و اثر القایی پروانه پشتی بر پروانه جلویی نیز افزایش می یابد تا جایی که در چرخش پروانه جلویی اختلال ایجاد می کند و باعث افت بازدهی سیستم می شود. همچنین با افزایش نسبت چرخش، شروع این اختلال به سمت بارگذاری سنگینتر( ضریب پیشروی پایین تر) حرکت می کند. بررسی جریان اطراف سیستم در جریان غیر یکنواخت حاصل از یک شناور زیرسطحی در یک سرعت مشخص نشان می دهد که ضرایب هیدرودینامیکی در این حالت از ضرایب متناظر در حالت آب باز معادل با سرعت شناور بیشتر هستند. برای جریان غیر یکنواخت روند توزیع نیرو تقریباً نسبت به حالت آب باز یکسان است. همچنین در مقاطع بالایی پره کاهش درصد نیروی محوری برای جریان غیر یکنواخت نسبت به حالت آب باز، برای هر دو پروانه جلویی و پشتی، وجود دارد. این در حالی است که در مقاطع پایینی درصد نیروی محوری برای جریان غیریکنواخت افزایش می یابد که البته این تغییرات ناچیز و به علت ساختارپروفیل سرعت در جریان غیر یکنواخت است.
مریم زبرجد شیراز محسن ثقفیان
کنترل ارتعاش و انتقال صوت از سازه های الاستیک موضوع حیاتی در بسیاری از سیستم های مهندسی از صنایع اتومبیل تا ماشین کاری، ساختارهای عمرانی، کشتی سازی، صنایع هوا و فضا می باشد. دو رویکرد مشخص برای کنترل معمولاً استفاده می شود که کنترل غیر فعال و کنترل فعال نامیده می شود. در کنترل غیرفعال خصوصیات ماده در سازه مورد بررسی، مثلاً میرایی و سفتی، به گونه ای به کار گرفته می شود که پاسخ دینامیکی سیستم را تغییر دهد. اما خصوصیات ماده در چنین سازه هایی از پیش از فرآیند طراحی یا ساخت آن ها تعیین می شود و آن ها به سختی می توانند خود را با تغییرات محیطی ناخواسته تطبیق دهند. به منظور غلبه بر این مشکل مواد هوشمند به جای ساختارهای معمولی مورد استفاده قرار گرفتند تا با تغییرات محیط سازگار شوند. در این پایان نامه، رفتار آکوستیکی یک پوسته استوانه ای ساندویچی هوشمند که حاوی سیالات الکترورئولوژیکال (erf) یا مگنتورئولوژیکال (mrf) می باشد و در یک سیال ایده آل غوطه ور بوده و توسط یک موج صفحه ای هارمونیکی تحریک شد، مورد بررسی قرار گرفت. هدف از این مطالعه، مدل سازی و بررسی خصوصیات آکوستیکی یک سیستم هوشمند حاوی سیال الکترورئولوژیکال و مگنتورئولوژیکال به روش تحلیلی بوده است. معادلات حرکت سیستم، با به کار گیری همزمان تئوری پوسته نازک و اصل همیلتون به دست آمد. سپس با در نظر گرفتن شرایط مرزی استوانه و به کار گیری تئوری آکوستیک خطی، میدان جابه جایی و میدان فشار آکوستیکی با استفاده از توابع ویژه متعامد بر اساس سری-های بی نهایت پی ریزی گردید. از دو مدل مدول برشی مختلط و ماده کلوین برای مدل سازی سیالات الکترورئولوژیکال و مگنتورئولوژیکال استفاده می-شود که در این پایان نامه از مدل ماده کلوین استفاده شد به خاطر این که در این نوع مدل سازی ترم کار ویسکوز نیز در نظر گرفته می شود که به شرایط واقعی نزدیکتر است. برای اعتبار سنجی مدل سازی، فرکانس طبیعی سیستم با فرکانس طبیعی که از روش اجزاء محدود به دست آمده مقایسه شد و تطابق خوبی بین مدل تحلیلی و مدل عددی مشاهده شد. یکی از پارامترهای اساسی در بررسی رفتار ارتعاشات آکوستیک سازه استوانه ای و همچنین تحلیل انتقال صوت، پارامتر افت انتقال صوت (tl) است که به صورت نسبت توان صوت ورودی به توان صوت منتقل شده (که خود تابعی از میدان جابه جایی و فشار است) تعریف می شود لذا افت انتقال صوت محاسبه شد. سپس پارمترهای مهم فیزیکی و هندسی تأثیر گذار بر افت انتقال صوت نظیر قدرت میدان الکتریکی و مغناطیسی، زاویه برخورد موج و ضخامت لایه هسته هوشمند در بازه فرکانسی وسیع مورد بحث و بررسی قرار گرفت و همچنین افت انتقال صوت برای یک میدان صوتی پراکنده (دیفیوز) با یک توزیع جهتی نرمال انرژی با استفاده از تابع وزنی گاوس محاسبه شد. شدت میدان الکتریکی یا مغناطیسی به نظر می رسد تاثیر قابل توجهی روی افت انتقال صوت نداشت. همچنین با افزایش زاویه موج ورودی افت انتقال صوت افزایش پیدا کرد. تغییرات ضخامت اثری با پهنای باند زیاد روی افت انتقال صوت در کل محدوده فرکانسی داشت. اما معمولا استوانه بایستی با ضخامت حداقل طراحی شود به خاطر محدودیت وزنی که دارد در چنین حالت هایی تحلیل انجام شده در این کار بسیار مفید خواهد بود. نتایج به دست آمده برای دو ماده الکترورئولوژیکال و مگنتورئولوژیکال با هم مقایسه شد و مشاهده شد افت انتقال صوت در ماده مگنتورئولوژیکال نسبت به ماده الکترورئولوژیکال بیشتر می باشد.