دانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Computation of Trigonometric Functions by the Systolic Implementation of the CORDIC Algorithmمحاسبه توابع مثلثاتی توسط آرایه های سیستولیک و الگوریتم CORDIC1112763FAشادرخ سماوی و روشنک کلیشادیJournal Article20221231Trigonometric functions are among the most useful functions in the digital signal processing applications. The design introduced in this paper computes the trigonometric functions by means of the systolic arrays. The method for computing these functions for an arbitrary angle, , is the CORDIC algorithm. A simple standard cell is used for the systolic array. Due to the fixed inputs, in some cases, a number of the cells are optimized. The control unit and a read only memory are the essential parts of any CORDIC implementation. The introduced hardware does not use any of these two structures, which makes it a simple and expandable designتوابع مثلثاتی از کاربردیترین توابع در پردازش سیگنالهای دیجیتالاند. طرح ارائه شده در این مقاله توابع مثلثاتی را با استفاده از آرایه های سیستولیک1, محاسبه می کند . روش به دست آوردن این توابع برای زاویه بر اساس الگوریتم CORDIC2 است. سلول ساده و استانداردی که برای شبکه سیستولیک مطرح شده, نهایتاً با توجه به ورودیهای خاص سلولها , بهینه شده است. واحد کنترل و حافظه ROM از اجزای اصلی هر مدار CORDIC هستند و فضای بزرگی را اشغال میکنند . سخت افزار طراحی شده از این واحدها استفاده نمیکند به همین دلیل طرحی ساده و قابل گسترش است.https://jcme.iut.ac.ir/article_2763_f804d21145597e42851fa736e221da3f.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Speed Control of A Three Phase Current Forced Synchronous Machine Drive Based on A Simple Methodکنترل سرعت یک ماشین درایو سنکرون سه فازی جریان اجباری بر پایه یک روش ساده13282764FAجعفر سلطانی و سعید صدرارحامیJournal Article20221231In this paper, a new method is proposed for the speed control of a three-phase current forced synchronous machine drive. This metohd is based on the use of an approximate constant commutation safety margin angle in the output thyristor bridge of the drive system as well as on the compenastion of stator magnetization reaction. The commutation process in the output converter of the machine drive is naturally performed by means of the rotor induced emfs in the stator winding.
In comparsion with other speed control methods reported for these types of drives, this method is more stable and robust. In additon, higher efficency and power factor can be achieved for the synchronous machine drive through this method. The impacts of rotor damper windings on the drive system performance are also explained in the paper.در این مقاله روش جدیدی برای کنترل سرعت ماشین درایوهای سنکرون سه فاز جریان اجباری پیشنهاد می شود . این روش متکی بر یک زاویه حاشیه امنیت کموتاسیون1 تقریباً ثابت در پل تایریستوری خروجی درایو و نیز جبران سازی عکس العمل مغناطیسی استاتور است . فرایند کموتاسیون در مبدل خروجی این ماشین درایو توسط نیروهای محرکه القایی روتور در سیم پیچهای استاتور به اجرا در می آید . نتایج شبیه سازی رایانه ای به دست آمده برای یک درایو سنکرون سه فاز جریان اجباری نشان می دهد که روش پیشنهادی در این مقاله در مقایسه با سایر روشهای کنترل سرعت منتشر شده برای این دسته درایوها از نظر پیاده سازی ساده تر و دارای رفتار دینامیکی پایدارتر و مقاومتر است . همچنین با اجرای این روش ، راندمان و ضریب توان بیشتری برای ماشین سنکرون قابل حصول است . به علاوه در این مقاله اثرات سیم پیچهای میرا کننده روتور نیز بر روی رفتار ماشین درایو نیز مورد بحث قرار می گیرد .https://jcme.iut.ac.ir/article_2764_98d8a23fd60826a2a474c5b4f5811707.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715A New Multi-Objective Optimization Method Based on Genetic- Fuzzy Algorithm and its Application in Induction Motor Speed Controlبهینه سازی همزمان چند تابع هدف با الگوریتم ژنتیک- فازی و کاربرد آن در کنترل سرعت موتور القایی29422765FAبهزاد میرزائیانمهدی معلمولی اله طحانی و کارولوکسJournal Article20221231In this paper, a new method based on genetic-fuzzy algorithm for multi-objective optimization is proposed. This method is successfully applied to several multi-objective optimization problems. Two examples are presented: the first example is the optimization of two nonlinear mathematical functions and the second one is the design of PI controller for control of an induction motor drive supplied by Current-Source-Inverter (CSI). Step response of the system is considered and controller parameters are designed based on multi-objective optimization technique. Rise-time, maximum over-shoot, settling time and steady state error are considered as objective functions. The simulation results of the new method for induction motor speed control and optimization of two nonlinear mathematical functions are compared with the results obtained from other methods [4,14,15], which shows better performance.در این مقاله یک روش جدید براساس الگوریتم ژنتیک - فازی برای بهینه سازی همزمان چند تابع هدف ارائه شده است . از الگوریتم ارائه شده برای تعیین نقطه بهینه دو تابع هدف ریاضی غیر خطی و طراحی و تنظیم بهینه ضرایب بهره یک کنترل کننده کلاسیک PI در روش کنترل اسکالری یک موتور القایی تغذیه شده با اینورتر نوع جریان اجباری1 به عنوان یک سیستم غیر خطی استفاده شده است. برای تعیین و تنظیم ضرایب بهره کنترل کننده پاسخ سیستم به ورودی پله در نظر گرفته شده و زمان خیز2 (Tr)، ماکزیمم جهش3 (Mp)، زمان تثبیت4 (Ts) و خطای حالت ماندگار5 (Ess) به عنوان چهار تابع هدف بهینه می شوند. نتایج حاصله از روش جدید ارائه شده در این مقاله با نتایج حاصل از به کارگیری روش سعی و خطا ] 13 و14 [ در تنظیم ضرایب کنترل کننده ها و روش فازی وزنی]4 [در تعیین نقطه بهینه دو تابع ریاضی مقایسه شده است . از امتیازات برجسته الگوریتم بهینه سازی ارائه شده این است که می توان درجه اهمیت توابع هدف را از قبل مشخص کرده و یا به صورت فازی با توجه به بهبود تابع هدف در روند بهینه سازی تعیین کرد. نتایج به دست آمده نشان دهنده عملکرد مناسب روش ارائه شده است .https://jcme.iut.ac.ir/article_2765_370bfb31abd222b582245b977ea5f25a.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715The Performance of Compost Biofilter for Hydrogen Sulfide Removal from Contaminated Airبررسی کارایی زیست صافی کمپوست برای حذف گاز سولفید هیدروژن از هوای آلوده43532766FAسید عباس شجاع الساداتی و عباس سیفیJournal Article20221231In order to evaluate the performance of biofilter for H2S removal from contaminated air, a 120×14 cm column biofilter was constructed using clear polyacrylic material in conjunction with H2S production and control systems. The column was divided into four stages using perforated plates. The column was packed with a mixture of mushroom compost and snail shell (4:1).
The performance of biofilter was evaluated during 4 months of operation under various flow rates and H2S concentrations in ambient temperature. According to the results, the removal effeciency of H2S in polluted air for concentrations of up to 150 ppm, average temperature of 26.9°C and under flow rates of 6 and 12 l.min-1 was more than 95% the results for average temperature of 20.5°C and the flow rates of 19.5 and 26 l.min-1 but constant H2S concentration was more than 85%. The maximum removal rate (Vm) was measured as 0.075 g S/kg-dry compost.h and average saturation constant (Ks) was 32.5 ppmبه منظور بررسی کارایی زیست صافی برای حذف گاز H2S از هوای آلوده، ابتدا زیست صافی ستونی به ابعاد 120´14cm از جنس پلی اکریلیک3 شفاف به همراه کلیه تجهیزات کنترل و تولید H2S ساخته شد. زیست صافی ساخته شده با صفحههای مشبک به چهار قسمت تقسیم شد. این ستون با بستر طبیعی حاوی مخلوطی از کمپوست قارچ و پوسته صدف به نسبت 1:4 پر شد.
کارایی این زیست صافی به مدت 4 ماه کار مدوام با سرعتهای حجمی و غلظتهای مختلف H2S در شرایط دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان میدهد که بازدهی این روش برای غلظت حدود 150ppm گاز سولفید هیدروژن موجود در هوا، دمای متوسط 26.9°C و در سرعتهای حجمی 6 و 12 لیتر بر دقیقه بیش از 95 درصد و برای دمای متوسط 20.5°C و سرعتهای حجمی 5/19 و 26 لیتر بر دقیقه و با همان غلظت H2S، بیش از 85 درصد است. مقدار متوسط سرعت حذف بیشینه (Vm) برابر 0.075 g S/kg-dry compost.h و متوسط ثابت اشباع (km) برابر 32.5 ppm به دست آمد.https://jcme.iut.ac.ir/article_2766_045cf83ab0722e782cf72d14e44adf98.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Water Quality Zoning of Rivers by the Technique of Fuzzy Clustering Analysisپهنه بندی کیفیت آب رودخانه ها با تکنیک تحلیل طبقه بندی فازی مورد مطالعاتی: رودخانه زاینده رود55682767FAکسری نوروزیانمسعود تجریشی و احمد ابریشمچیJournal Article20221231Zoning the pollution of a river may be the first or even the most important step in water quality management. In order to resolve its pollution, fuzzy clustering analysis may be used whenever a composite classification of water quality incorporates mutiple parameters
In such cases, the technique may be used as a complement or an alternative to comprehensive assessment. In fuzzy clustering analysis, the classification is achieved through a fuzzy relation. After a fuzzy similiarity matrix has been established and the fuzzy relation stabilized, a dynamic clustering chart can be developed. Given a suitable threshold, the appropriate classification is worked out. A general methodology for fuzzy clustering analysis is developed and illustrated with a case study of water quality evaluation for the Zayandeh-Rood river, the results of which have been represented in a pollution zoning manner.پهنه بندی کیفیت آب رودخانه، از اولین و شاید مهمترین گامها در مدیریت کیفیت آب رودخانه به شمار میآید؛ چرا که دید تحلیلگر را نسبت به روند و چگونگی تغییرات آلودگی نسبت به زمان، مکان و شرایط خاص روشن میسازد. در این راستا مسئله مهمی که وجود دارد، تعیین معیاری منطقی و درست برای آلودگی است. در تعیین این معیار، پارامترهای مختلفی از کیفیت آب با توجه به نوع آلایندهها و اهداف کنترل آن میتوانند مشارکت داشته باشند. در نظر گرفتن توأم همه این پارامترها برای تحلیل کیفیت آب یک رودخانه میتواند مشکل و پیچیده بوده و نهایتاً نیاز تحلیلگر را به استفاده از ابزارها یا مدلهایی که هر چه بیشتر به واقعیت مسئله نزدیک باشند، ضروری میسازد.
در بحث ارزیابی و مدیریت کیفیت آب در طرحهای توسعه و مدیریت منابع آب، روش تحلیل طبقه بندی فازی را میتوان در جایی به کار برد که ترکیبی از پارامترهای متعدد و مختلف کیفیت که هر کدام به نحوی بر کیفیت آب مؤثرند در پیش رو قرار گیرند. در چنین حالتی، روش مورد نظر ممکن است به عنوان ابزاری مکمل یا …. برای تحلیل کیفیت آب به کار رود. در روش تحلیل طبقهبندی فازی، طبقهبندی کیفیت آب توسط یک رابطه فازی انجام میشود. اساس کار به این ترتیب است که پس از تشکیل ماتریس تجانس یا تشابه فازی و تثبیت آن توسط خواص ریاضی روابط فازی، نمودار دینامیک طبقهبندی ایجاد شود و با مشخص کردن حد آستانه مناسب، طبقهبندی قابل قبول و مقتضی ارائه شود. روش مورد بحث نسبتاً ساده است و نتایج به دست آمده میتواند به منظور فراهم آوردن اطلاعاتی با ارزش برای تصمیمگیری در مدیریت کیفیت منابع آب، تفسیر و گزارش شوند.
برای اولین بار این روش نوین برای رودخانه زایندهرود به کار گرفته شده و نتایج حاصله به شکل پهنهبندی کیفیت آب رودخانه ارائه شده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_2767_f75526659f31040afeb61cb7133e4e6d.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715An Innovative Method for The Analysis of Structures with Tension-only Membersروش جدید تحلیل سازه ها با عناصر خرپایی فقط کششی69812768FAحمید محرمی و سید مسعود ریاضی مظلومیJournal Article20221231Due to their dual behavior under tension and compression, structures with tension-only members show non-linear behavior. To analize such structures, it is necessary to use a nonlinear analysis scheme. Nonlinear analysis methods generally use gradual loading techniques with/without modification of stiffness matrix of the structure. These methods, in addition to being time consuming algorithms, are iterative and may not always lead to exact results.
In this paper, an innovative technique is presented that conducts the nonlinear analysis in one step without any modification in stiffness matrix and/ or load vector and gives exact results. The proposed method conducts nonlinear analysis via solution of a Quadratic Programming problem that, in turn, is established based on some simple static rules and superposition principle. It superimposes the results of linear elastic analysis for external loads and some weighted (yet unknown) self-equilibrating unit loads. The outcome of QP problem is the unknown weights of unit loads from which internal forces are obtained. Two solved examples have been provided to show the capabilities of the proposed method in doing nonlinear analysis and in obtaining exact and accurate results.سازه هایی که دارای عناصر فقط کششی هستند، به خاطر رفتار دوگانه این گونه اعضا در کشش و فشار، رفتار غیر خطی از خود بروز می دهند و تحلیل آنها نیازمند استفاده از روشهای تحلیل غیر خطی است. روشهای تحلیل غیر خطی سازه معمولاً مستلزم اصلاح بردار بار و (یا) ماتریس سختی سازه و سپس حل دستگاه معادله ها ی مربوطه طی یک فرایند تکراری چند مرحله ای است و به همین دلیل جوابهای به دست آمده کاملاً دقیق نبوده و تابع تعداد ادوار تحلیل است.
در این مقاله با کمک تکنیکهای برنامه ریزی ریاضی و با استفاده از کاربرد اصل جمع آثار قوا در تحلیل سازه ها روشی پیشنهاد شده است که با آن بدون نیاز به انجام فرایندهای تکراری و بدون تغییر در مدل اولیه سازه و ماتریس سختی آن می توان سازه هایی را که دارای عناصر خرپایی بدون ظرفیت فشاری هستند، در یک مرحله تحلیل کرد و به جوابهای صحیح و کاملاً دقیق رسید. برای نشان دادن قابلیت روش پیشنهادی، دو مثال حل شده ارائه شده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_2768_f499d34bd87b42948b3960b8f6b82e74.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Experimental Investigation of Behavior of Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC)بررسی تجربی خواص بتن مسلح به الیاف شیشه(GFRC)83952769FAداود مستوفی نژادJournal Article20221231The paper presents the results of casting and testing of 264 GFRC specimens. The glass fibers were 25 mm long, with the aspect ratio (L/D) ranging between 1250 and 3570. The parameters studied were the ratio (by weight) of fibers to cement, i.e. F/C=0%, 1.5%, 3%, and 4.5%, and the ratio of coarse to fine aggregates (gravel to sand), i.e. G/S=1.1, 0.7 and 0.2. In total, 12 mix designs were selected for GFRC specimens while the water-cement ratio was constant and equal to W/C=0.4. The balling of glass fibers in the mix was overcome by using adequate and sufficient antistatic agents. The specimens were tested under compressive, tensile and flexular loading at the ages of 7 and 28 days. Furthermore, the modulus of elasticity and the absorption of the concretes were determined. Finally, the mechanical and physical properties of the GFRC specimens were analysed and an empirical expression describing the modulus of elasticity of the GFRC was proposed.نتایج آزمایش بر 264 نمونه بتن الیافی به صورت مکعب، استوانهای و منشوری در این مقاله ارائه شده است. نمونهها با الیاف شیشه با طول 5/2 سانتیمتر مسلح شدند. پارامترهایی که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفتند عبارتاند از: نسبت وزنی الیاف به سیمان (0، 5/1، 3 و 5/4 درصد) و نسبت وزنی شن به ماسه (1/1، 7/0 و 2/0)؛ بدین ترتیب در مجموع 12 طرح اختلاط بتن الیافی مورد مطالعه قرار گرفت. نسبت وزنی آب به سیمان در کلیه نمونهها برابر 4/0 در نظر گرفته شد و کارایی لازم با افزودن فوق روان کننده فراهم شد. نمونهها تحت آزمایش فشاری، کششی و خمشی در سنین 7 و 28 روز قرار گرفتند و مدول الاستیسیته بتن و نیز درصد جذب آب نمونهها تعیین شد. در نهایت ضمن بررسی و بحث بر خواص مکانیکی بتن الیافی با الیاف شیشه، با استفاده از نتایج آزمایشها، روابطی برای تعیین ارتباط خواص مکانیکی این بتن، ارائه شد.https://jcme.iut.ac.ir/article_2769_44ac09ac6a149136a4102ee4b4103ae6.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Methods of Reducing the Number of Effective ODs in Order to Solve Traffic Equilibrium Problem in Real Life Networksروشهای کاهش تعداد مبدأ- مقصدهای مؤثر برای حل مسئله تعادل ترافیکی در شبکه های واقعی971112770FAشهاب الدین طوبایی و هدایت ذکایی آشتیانیJournal Article20221231Solving traffic equilibrium problem, or “traffic assignment”, as the last step in Transportation Planning, distributes OD trip demands of a transportation network over the network links with regard to Traffic Equilibrium Law, and estimates the link flows. In formulations of traffic equilibrium which are based on path saving, the memory consumption is considerably affected by the number of effctive OD pairs (ODs with non zero
demand), thus making it impossible to solve a real life transportation problem in a computer’s conventional memory. This paper attempts to present some methods to show that, reducing the number of effective OD pairs and compensating for the error, it is possible to solve a real life traffic equilibrium problem in a reasonable amount of computer memory and up to an acceptable precision. To do so, the traffic equilibrium problem of the city of Mashhad, as a case of a real life problem, is considered and The Aashtiani complementary algorithm which requires path saving is applied to solve the problem. Solving such a problem in a PC’s conventional memory is normally impossible. Nevertheless, the methods presented in this paper allow us to solve it in a conventional memory. Comparison between the results of these methods with the original answer shows that the errors generated via these methods are quite low and acceptable. A brief comparison is finally made among the different methods.حل مسئله تعادل ترافیکی یا “تخصیص ترافیک” ، به عنوان آخرین مرحله از برنامه ریزی حمل و نقل ، تقاضای مبدأ – مقصدهای یک شبکه حمل و نقل را با توجه به قانون تعادل ترافیکی ، روی کمانهای شبکه توزیع می کند و حجم جریان کمانها را تخمین می زند . در فرمولبندیهایی از تعادل ترافیکی که بر اساس ذخیره سازی مسیرهاست . حجم حافظه مصرفی رایانه به طور قابل توجهی به تعداد مبدأ – مقصدهای مؤثر ( مبدأ – مقصدهای با تقاضای غیر صفر ) وابسته است و از این رو ، حل مسائل واقعی حمل و نقل در حافظه متعارف1 رایانه امکانپذیر نیست . این مقاله می کوشد با ارائه روشهایی نشان دهد که می توان با کاهش تعداد مبدأ – مقصدهای مؤثر و جبران خطای ایجاد شده ، مسائل واقعی تعادل ترافیکی را در حجم مناسبی از حافظه رایانه و با دقت قابل قبولی حل کرد . برای این منظور مسئله تعادل ترافیکی برای شهر مشهد که نمونه ای از یک مسئله در مقیاس واقعی است مورد بررسی قرار می گیرد و از طریق الگوریتم تکمیلی آشتیانی که نیازمند ذخیره سازی مسیرهاست حل می شود . در حالت عادی حل چنین مسئله ای در حافظه متعارف رایانه های شخصی امکانپذیر نیست . با وجود این ، روشهای ارائه شده در این مقاله امکان حل مسئله را در حافظه متعارف فراهم می سازند . مقایسه جوابهای به دست آمده از این روشها با جواب واقعی نشان می دهد که خطای ایجاد شده در اغلب روشها بسیار کم و در حد قابل قبولی است . این مقاله در انتها مقایسه ای اجمالی بین روشهای مختلف را ارائه می دهد .https://jcme.iut.ac.ir/article_2770_a7a3d70c6d17a73140918996d03c014f.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Automatic Design of Persian Typefacesطراحی خودکار قلمهای فارسی1131262771FAمحمد قدسی و کیارش بازرگانJournal Article20221231In this paper
, a fast method for automatic generation and scientific design of Persian letters is proposed. Scientific typeface design is an approach in which fonts are described by mathematical curves with well-defined parameters, where these parameters can be automatically tuned. METAFONT is a language suitable for the type of design used in this work. This language is particularly useful in designing Persian fonts because it can be used to simulate the pen movements of a calligrapher through automatic conversion of the scanned bitmap image of a font into a METAFONT program, which can in turn, produce the font at a high quality. A complete software has been implemented based on these algorithms that works interactively with the user to facilitate the font design.در این مقاله یک روش سریع و خودکار برای طراحی (( علمی )) حروف مختلف خط فارسی پیشنهاد می شود. منظور از طراحی علمی حروف، استفاده از منحنیهای ریاضی و پارامترهای مختلف در طراحی است به طوری که بتوان اندازه های مختلف یک حرف و سبکهای متفاوت نگارش آن را با کیفیت عالی و تنها با تغییر مقادیر چند پارامتر به سرعت تولید کرد. متافونت، زبانی برای طراحی علمی فونتهاست که در این مقاله از آن استفاده می شود. با استفاده از امکان (( قلم )) دراین زبان، می توان حرکت قلم درشت یک استاد خوشنویس را شبیه سازی کرد. استفاده مستقیم از متافونت برای طراحی کیفی فونتها کاری طولانی و همراه با مشکلات متعددی است. در این مقاله الگوریتمهایی پیشنهاد میشود تا بتوان تصویر پویش شده یک حرف را به صورت خودکار به برنامه متافونتی که آن حرف را تولید می کند تبدیل کرد. نرم افزاری بر اساس این الگوریتم طراحی شده است که به صورت گرافیکی و با محاوره با کاربر این کار را انجام می دهد.https://jcme.iut.ac.ir/article_2771_d8e1344e27a5b08cdfd5d027d9b8d6de.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Network Optimization with Concave Costsبهینه سازی شبکه ها با تابع هزینه مقعر1271352772FAسعیده کتابیJournal Article20221231In this paper the problem of minimum cost communication network design is considered where the costs are piecewise linear concave. Several methods are compared: Simulated Annealing method, a heuristic based on the method proposed by Minoux, and a lagrangian method based on lower bounding procedure.در این مقاله مسئله یافتن یک شبکه ارتباطی1 با حداقل هزینه در نظر گرفته میشود که در آن اولاً شبکه چندکالایی2 و بدون جهت3 و ثانیاً هزینه کمانها توابعی خطی قطعهبندی شده و مقعر4 از جریانها هستند. چند روش برای حل مسئله بررسی میشوند: روش جستجوی تصادفی ترمودینامیکی، یک رو ش ابداعی بر پایه روش ارائه شده توسط مینوکس و یک روش ساده سازی لاگرانژی برای به دست آوردن حد پایینی همچنین نتایج محاسباتی سه روش بالا ارائه میشوند.https://jcme.iut.ac.ir/article_2772_92bf5e6240737e0326ea59846a83e076.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Thermal Analysis of Tireتحلیل گرمایی تایر1371492773FAعلی رضوانیقدرت ا.. کرمی و محمود یعقوبیJournal Article20221231One of the great enemies of rubber compounds is heat. Heat will cause chemical and physical degradation of vulcanized rubber as well as a considerable loss in its strength. A major source of heat generation in a tire is due to internal friction resulting from the viscoelastic deformation of the tire as it rolls along the road. Another source of heat generation in a tire is due to its contact friction with the road. Prediction of the temperature rise at different parts of the tire will help to detect the behavior of the tire as regards its strength and its failure.
In the present work, initially the data required for the thermal analysis of the tire are determined which include: the thermal conductivity of rubber compounds, the tire rolling resistance and its heat build-up rate. The thermomechanical analysis of a typical tire then follows based on the thermodynamics of an irriversible process. The mechanical dissipatives, i.e. the hystersis losses are assummed to be the major source of heat in the mathematical formulation.
A finite element code is developed for two-dimensional heat transfer analysis of the tire. The results obtained show that the highest temperature rise will occur on the carcass-tread interface in a tire specially at heavy loading and under high speed conditions.
Keywords: Heat Generation, Rubber, Contact Friction, Design, Finite Element, Viscoelastic Deformationمهمترین عامل تهدیدکننده آمیزههای لاستیکی به کار رفته در تایر، گرماست. گرما موجب تخریب خواص فیزیکی و ساختمان شیمیایی آمیزهها شده و دوام و پایداریشان را به میزان قابل ملاحظهای کاهش میدهد. تولید گرما در تایر، عمدتاً در نتیجه تغییر شکلهای ویسکوالاستیکی1 تایر و اصطکاک داخلی آن در طی حرکت غلتشی در جاده، صورت میپذیرد. علاوه بر آن، بخشی از گرمای تولید شده، در نتیجه اصطکاک لغزشی تایر با جاده نیز به سطح خارجی تایر منتقل میشود. پیشبینی توان تلف شده و میزان گرمازایی2 و افزایش دمای ناشی از آن، در بخشهای مختلف تایر میتواند در فرایند تحلیل و طراحی تایر برای شناسایی نواحی آسیب پذیر و اصلاح و بهبود ساختمان داخلی تایر مورد استفاده قرار گیرد.
در پژوهش حاضر، ابتدا دادههای مورد نیاز تحلیل گرمایی شامل قابلیت هدایت گرمایی آمیزههای لاستیکی تایر، مؤلفههای نیروی مقاومت غلتشی3 و میزان گرمازایی ناشی از آنها تعیین شده، سپس رفتار ترمومکانیکی تایر در حرکت بر سطح جاده به عنوان یک فرایند بازگشت ناپذیر ترمومکانیکی، در حالت یکنواخت، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نهایتاً با نوشتن یک برنامه رایانهای اجزای محدود، مقطع عرضی یک تایر بایاس4 سواری در حال حرکت، شبیه سازی شده و توزیع دما در بخشهای مختلف آن براورد شده است.
نتایج حاصل از پیش بینی رفتار تایر در شرایط کاری مختلف نشان میدهد که اجزای تاج5 و کرکس6 در مجاور ناحیه شانه، به خصوص در سرعتهای زیاد و تحت بارهای سنگین با بیشترین افزایش دما مواجه میشوندhttps://jcme.iut.ac.ir/article_2773_f565bb9efccaf6986443db0bf01018bc.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715The Study of Kinematics and Dynamics of Oscillating Laminar Flow About a Cylinderبررسی سینماتیک و دینامیک جریان آرام نوسانی حول استوانه1511712774FAمحمد سعید سعیدیمحسن ثقفیانJournal Article20221231In this paper, the oscillating two-dimensional laminar flow about a cylinder and the oscillation of a cylinder in still water are studied. A finite volume method is applied to solve the Navier Stokes equations using SIMPLEC algorithm on a body fitted co-located O-type grid. In this study, the non-dimensional flow numbers, Keulegan-Carpenter and Stokes’ numbers are chosen over a range where different laminar flow regimes are normally three-dimensional. The results of this simulation and comparison with numerical and experimental works indicate the good capability of this two-dimensional model in showing the various regimes of flow patterns and vortex shedding. Considering the forces exerted on the cylinder, this study shows that in cases where the flow is of a
regular type, there is a good match between longitudinal force presented by this work and the one calculated through Morrison’s equation. But for irregular flows where the flow pattern changes in each cycle, there is less overlap and the accuracy of Morrison’s equation is reduced. Studying the time variation of the transversal force gives accurate information about the vortex shedding and its frequency in each cycle and mode changing. Since the flow mode changes continuously with time, the average of transversal and longitudinal forces on consecutive cycles is not a good representation of the force exerted on the cylinder. On the other hand, the model has satisfactorily reproduced the time variation of the tranversal and longitudinal forces of a pure mode, matching the experimental results.
Keywords: Oscillating flow, Laminar flow about a cylinder, Numerical solutionدر این مقاله جریان نوسانی آرام دو بعدی حول استوانه و نوسان استوانه در سیال ساکن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور با استفاده از روش حجم محدود و به کمک الگوریتم سیمپل سی، معادله های نویر استوکس برای جریان آرام نوسانی دو بعدی حول یک استوانه در یک شبکه منطبق بر بدنه از نوع O و هم مکان حل شده است. در این بررسی اعداد بدون بعد کیولگان کارپنتر و استوکس در محدوده ای انتخاب شده اند که متناظر با رژیمهای متنوع جریان آرام است که عموما سه بعدی هستند. نتایج حاصل از این شبیه سازی و مقایسه با نتایج عددی و تجربی سایرین نشاندهنده قابلیت خوب مدل دو بعدی در معرفی سینماتیک رژیمهای متنوع جریان و ریزش گردابه هاست. در رابطه با نیرو های وارد بر استوانه این بررسی نشان می دهد در حالاتی که رژیم جریان منظم است انطباق خوبی بین نیروی طولی حاصل از این محاسبات و نتیجه حاصل از معادله موریسون وجود دارد و در مورد جریانهای نا منظم که از یک سیکل به سیکل دیگر تغییرمی کنند این انطباق ضعیفتر شده و دقت معادله موریسون کاهش می یابد. مقایسه ضرایب پسا و اینرسی حاصل از این مدل و کار تجربی و عددی دیگران، انطباق خوبی را نشان می دهد. بررسی تغییرات زمانی نیروی طولی وارد بر استوانه اطلاعات دقیقی در ارتباط با ریزش گردابه ها در هر سیکل و فرکانس ریزش آنها و نحوه تغییر مود ارائه می دهد. به دلیل تغییر پیوسته مود رژیم جریان در طی زمان، متوسط نیروی طولی و عرضی در طی سیکلهای متوالی ملاک خوبی برای براورد نیروی وارد بر استوانه نیست. در عین حال این مدل به خوبی توانسته تغییرات زمانی نیروی طولی و عرضی یک مود خالص را شبیه سازی و بر نتایج تجربی انطباق دهد.https://jcme.iut.ac.ir/article_2774_1cd138d0499a68f4bb72bee04bbec2d7.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Minimum-Time Roll Around the Velocity-Vector Maneuver of Aircraftحداقل زمان مانور غلت حول بردار سرعت هواپیما1731872775FAمحسن بهرامی و سید حسین ساداتیJournal Article20221231In this paper, some results are provided for minimum time roll about velocity vector maneuvering with thrust-vectoring and aerodynamic control in effect. The mathematical model for attitude motions of the aircraft is developed. First order necessary conditions for optimality using Pontryagen principle is applied, and the existence of an extreme family of solutions for the maneuver is shown. Multiple shooting method is used to obtain the numerical results. An estimate of maneuver time reduction resulting from thrust-vectoring is obtained.
Keywords: Multiple Shooting Method Minimum time Thrust-Vectoring Maneuverability Aerodynamicsحداقل زمان مانور غلت حول بردار سرعت با در نظر گرفتن سطوح کنترل آیرودینامیکی و بردار تراست (به عنوان کنترلر) محاسبه شده است. مدل ریاضی برای حرکت هواپیما بیان شده است. شرایط لازم مرتبه اول برای بهینگی با استفاده از اصل حداقل پانتریاگن به کار رفته است. روش عددی مورد استفاده تکنیک پرتاب چندنقطهای است. تخمینی از کاهش زمان مانور ناشی از کاربرد بردار تراست هواپیما به دست آمده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_2775_4a5876b450b45371f6cfe5047ac8cd45.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715The Role of Metallic Substrate of Hydroxyapatite Coated Dental Endodontic Implants in Clinical and Pathological Successنقش نوع زیر لایه فلزی پوشش هیدروکسی آپاتیت ایمپلنت دندانی در موفقیت کلینیکی و پاتولوژیکی1892052776FAمحمد حسین فتحیقادر فیضیغلامرضا جهانشاهیمهدی صالحیاحمدساعتچی ووجیهه السادات مرتضویA. Saatchi And V. MortazaviJournal Article20221231Hydroxyapatite coatings have been used on metallic substrates in a variety of applications, including modifying the surface of human implants, bone osseointegration and biological fixation. In this paper, the effects of various kinds of metallic substrate on clinical and pathological results of in vivo tests are presented. Four kinds of endodontic implants i.e, stainless steel, cobalt base alloy, plasma sprayed hydroxyapatite coated stainless steel, plasma sprayed hydroxyapatite coated cobalt base alloy were prapared and implanted in mandibular canine of
cats. After a healing period of 4 months, investigation by SEM and histopathological interpretation and evaluation showed significant differences in tissue response and osseointegration between coated and non-coated metallic implants. It was concluded that the results were affected by the kind of metallic substrate .
Keywords: Hydroxyapatite coating, Dental endodontic implant, Osseointegration, Corrosion, Stainless steel,
Cobalt base alloyاستفاده از پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی زیر لایه فلزی برای تهیه ایمپلنت بدن ، در دهه اخیر ، با هدف ترویج رشد استخوان اطراف ایمپلنت ، تثبیت بیولوژیکی سریعتر ایمپلنت و کوتاهتر کردن زمان التیام و درمان ، توسعه یافته است . در این مقاله به بررسی تأثیر نوع زیر لایه فلزی بر حصول نتایج کلینیکی و پاتولوژیکی پرداخته شده است . در پژوهش حاضر ، ایمپلنت هایی از جنس فولاد زنگ نزن و آلیاژ پایه کبالت با و بدون پوشش هیدروکسی آپاتیت پاشش پلاسمایی شده، تهیه و در دندان گربه اندوایمپلنت شد . پس از گذشت 4 ماه ، میزان ترویج رشد استخوان ارزیابی شد و بررسیهای هیستوپاتولوژیک صورت پذیرفت . نتایج نشانگر آن است که ایمپلنتهای با پوشش ، میانگین پاسخ بهتری از نظر ترویج رشد استخوان ارائه داده اند . بررسیهای هیستوپاتولوژیکی مؤید آن است که اگرچه ایمپلنتهای با پوشش تحریک بافتی کمتری در مقایسه با ایمپلنت های بدون پوشش ایجاد کرده اما هیچ یک از نمونه ها سازگاری بافتی کاملاً مناسبی نداشته اند . نوع زیرلایه فلزی در دستاوردهای حاصل نقش تعیین کننده داشته و آلیاژهای پایه کبالت با و بدون پوشش در مقایسه با فولاد زنگ نزن نتایج بهتری به بار آوردهاند. بررسی رفتار خوردگی آلیاژهای فلزی زیر لایه در آزمونهای آزمایشگاهی و تحلیل نتایج حاصل نیز مؤید تأثیر نوع زیر لایه فلزی و پیامدهای مرتبط با آنهاستhttps://jcme.iut.ac.ir/article_2776_6244b2ba957c48bc64582cf2bcec3d04.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715The Effect of Current Density on Morphology and Texture of Zinc Electrodeposit on Steelتأثیر دانسیته جریان بر مورفولوژی و بافت پوششهای گالوانیزه سرد بر روی سطح فولاد2072172777FAاحمد ساعتچیهایبویان و ساموئل هاریسAnd S. J. HarrisJournal Article20221231Zinc was electrodeposited from an acidic sulphate solution on commercial steel sheet substrates galvanostatically at 10, 20, and 100 mA/cm2. The steel substrates had an average roughness number of 1.34 microns and a high percentage of its grains had their (111) planes parallel to the plate surface. During electrodeposition at 10 mA/cm2, on some specimens, there was an intense potential fluctuation around –870 mV vs Saturated Calomel Electrode (SCE). During this period zinc hydroxide precipitated on the surface. After a certain time, the potential dropped to –1020 for zinc deposition. Zinc nuclei were seen to precipitate from zinc hydroxide. Increasing current density changed nucleation mode from progressive to instantaneous, and also changed the size, morphology, and texture of zinc deposits.
Keywords: Zinc Electroplating, Current Density, Morphology, Orientationپوشش روی در یک محلول سولفاتی اسیدی به طریق گالوانواستاتیکی در چگالی جریانهای 10، 20 و 100 میلیآمپر بر سانتیمتر مربع روی ورق فولاد ایجاد شد. ورق فولاد مورد استفاده در حالت نورد سرد شده با عدد زبری متوسط 34/1 میکرون و بافت بلورین (111) بود. موقع آبکاری، در چگالی جریان 10 میلیآمپر بر سانتیمتر مربع، در بعضی نمونهها، پتانسیل در حدود 870- میلیولت نسبت به الکترود کالومل اشباع (SCE)، شروع به نوسان کرد. در طی این دوره هیدروکسید روی بر روی سطح رشد کرد. پس از گذشت زمان معینی پتانسیل به محدوده راسب شدن روی یعنی 1020- میلیولت نسبت به SCE سقوط کرد. بلورهای روی ابتدا بر روی مناطق خشنتر سطح پدید آمدند و بعد بر روی مناطق صافتر. افزایش چگالی جریان آبکاری باعث کاهش اندازه دانه، تغییر مکانیزم جوانهزنی و تغییر در مورفولوژی و بافت بلوری روی شدhttps://jcme.iut.ac.ir/article_2777_b4a721cfb62f5d19ec61575114d8a2d1.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228-769820120010715Dynamic Analysis and Stability of Articulated Liquid Cargo Vehicles with Tank Bafflesبررسی پاسخ دینامیکی و پایداری خودروهای لولایی حمل سیال با صفحات عرضی2192322778FAابراهیم اسماعیل زادهحمید رضا بهرامپوری و نویدنیک صفتJournal Article20221231Articulated liquid cargo vehicles transporting inflammable fuels and dangerous chemical products require special consideration when traveling on urban roads or cruising at highway speeds. The road safety and handling of these kinds of vehicles may be adversely affected when negotiating sharp turns or travelling on slippery roads, which may result in either lateral instabilities or complete rollover of these tanker vehicles. Moreover, directional instabilities in these kinds of vehicle may also introduce an excessive yaw swing or may initiate the jack-
knifing of the articulated tanker trucks. In order to overcome the instabilities of these tanker vehicles, installation of lateral baffles in the form of separating walls in the tanker were considered. The static roll and yaw plane models of these vehicles including lateral translation of the liquid inside the tank were developed. Using the static roll model, the rollover threshold of the vehicle is analyzed and the effect of these separating walls on the stability of the vehicle is studied. The yaw plane model is then used to predict the transient response and stability of the tanker vehicle under various road maneuvers. The governing differential equations were solved numerically to obtain the simulation results and optimum values of the parameters.
Keywords: Tanker, Vehicle, Stability, vehicle dynamic, rollover, lateral bafflesدر این پژوهش دینامیک و پایداری خودروهای طویل لولایی به ویژه خودروهای حمل سیال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با توجه به اهمیت خودروهای حمل سیال در حمل و نقل مواد سوختی و مایع و همچنین پایین بودن آستانه پایداری این نوع خودروها، استفاده از صفحات عرضی در مخزن آنها و چگونگی تأثیر صفحات عرضی بر روی پایداری و رفتار دینامیکی خودرو مطالعه و نشان داده شده که چنین صفحاتی می توانند برای افزایش پایداری این گونه خودروها مورد توجه قرار گیرند.
در این تحقیق با توسعه مدلهای موجود برای خودروهای حمل سیال و گنجاندن اثرات حرکتی سیال در آن، دینامیک و پایداری خودروهای لولایی مدلسازی شده است. ابتدا به کمک یک مدل عرضی خودرو، پایداری جانبی را با توجه به شتاب آستانه واژگونی تحلیل کرده و با توسعه و تعمیم مدل، اثر نصب صفحات عرضی در مخزن این نوع خودروها بررسی شده است. با استفاده از مدل Yaw Plane ، پاسخ گذرای یک خودروی طویل لولایی حامل سیال تحت تأثیر عوامل مختلف از جمله نصب صفحات عرضی و مانورهای جاده ای مختلف بررسی و سعی شده است که با تغییر پارامترهای مؤثر، رفتار خودرو بهینه شود. در هر دو مدل ابتدا معادله های حاکم بر آنها استخراج شده و سپس با تدوین یک الگوریتم ریاضی و یک برنامه رایانه ای برای آن، مدلهای مزبور تحلیل و نتایج شبیه سازی به صورت نمودار ارائه شده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_2778_fd4f21f2556dad0ea8b7a5c04eabebda.pdf