انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Analytical study of the continuous regime effects of hydrogen-air mixture put into a micro-channel with platinum catalytic surface بررسی تحلیلی تأثیرات مدل‌سازی رژیم جریان پیوسته‌ی مخلوط هیدروژن-هوا جاری‌شده درون ریزمحفظه‌ با کاتالیست سطحی پلاتینیوم 6 25 34806 FA سید ابوذر فنایی گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند ، ایران مینا رجایی گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند Journal Article 2017 10 20 In this paper, the analytical investigation of two thermal and mass transfer effects for non-homogeneous catalytic reaction mixture into a micro-channel has been achieved considering the continuous regime properties. In this problem, the Knudsen number is considered smaller than 0.1 where the flow is in the continuous or slip regime. The governing equations are consisting of energy, mole fraction and catalytic conversion where the wall effects have been achieved from thermal and mass jump boundary conditions. The solution results at three different values of Knudsen number are compared with experimental data, and at all points, when the Knudsen number is equal to 0.01 the best validity by experimental data be available. The results of slip-jump solution, with maximum error of 2.54%, has a better validated experimental values than based modeling data without slip and jump condition, with maximum error of 26.6%. The greatest increase in fuel conversion occurs at low-level Reynolds number, with a value about 80.04%. Increasing thermal jump effect coefficient, normalized temperature reduces while with increase in mass jump effect coefficient, fuel conversion decreases and surface mole fraction increases. در این مطالعه به بررسی تحلیلی دو اثر انتقال حرارتی و جرمی مخلوط واکنشی تحت اثر سطح کاتالیزی در یک ریزمحفظه با در-نظر‌گرفتن تأثیرات رژیم پیوسته پرداخته شده‌است. در این مسئله عدد نادسن کوچک‌تر یا مساوی 1/0 در نظر گرفته شده و جریان در رژیم پیوسته یا سرش قرار دارد. نتایج حل در سه مقدار مختلف عدد نادسن با مقادیر گزارش شده آزمایشگاهی مقایسه ‌شده‌ که داده‌های مربوط به عدد نادسن برابر با 01/0 در کلیه نقاط بیشترین نزدیکی با داده‌های آزمایشگاهی را دارند. https://jmep.isme.ir/article_34806_868329656ab8bac9417b7536c7a65916.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Comparison of one-dimensional two-fluid models to predict two-phase gas-liquid flow variables in a vertical pipe and determination of an appropriate model مقایسه مدل های دو سیالی یک بعدی در پیش بینی متغیر های جریانهای دو فازی گاز-مایع در لوله عمودی و تعیین مدل مناسب 26 53 34807 FA وحید شکری گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران کاظم اسماعیلی گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران Journal Article 2017 11 29 In this paper, an approach to the prediction of two-phase flows based on two-fluid models and conservative shock capturing method is presented. The advantage of this approach is that the interface is allowed to develop naturally as part of the transient calculation. Another novelty is the comparison of well-posedness criteria of three two-fluid models and developmentation of the single-phase numerical approach to the two-phase numerical approach. The well-posedness criteria for single pressure model is greater than free pressure model, and the numerical diffusion for single pressure model is little than two pressure model. It has been chosen 0.0000001, 0.000001, 0.00001, 0.0001 and 0.001 for pressure relaxation term in two pressure model 1. It has shown that by increasing pressure relaxation, the result of the two pressure model 1 and two pressure model 2 tending two each other, and this is a Confirmation of equality of pressures in two-fluid model 2. با استفاده از مدل دوسیالی و روش عددی تسخیر شاک پایستار، یک روش برای شبیه سازی جریانهای دو فازی ارائه شد. مزیت این روش نسبت به روشهای متداول، پیشبینی مکان فصل مشترک بدون مدلسازی است. مدل تکفشار به دلیل وسیعتر بودن محدوده خوشرفتاری نسبت به مدل مستقل از فشار و پخش عددی کمتر نسبت به مدل دوفشار، مدل قدرتمندتری است. در مدل دوفشار1، با انتخاب 0، 0000001/0، 000001/0، 00001/0، 0001/0، و 001/0 برای ضریب تعدیل فشار، نشان داده شده با بزرگ شدن این پارامتر، نتایج مدلهای دوفشار1 و 2، به هم نزدیک میشوند. https://jmep.isme.ir/article_34807_56e6644b96420954e4c775ba641f434f.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Effects of nanofluids on the boiling-mode cooling of the engine بررسی اثر نانو ذرات بر انتقال حرارت راهگاه آب موتور با در نظر گرفتن پدیده جوشش 54 77 34808 FA زهرا بنی عامریان عضو هیئت علمی دانشگاه تفرش رامین مهدی پور دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش Journal Article 2017 12 06 Abstract:<br /> Recent developments in automotive industry tend reseachers to design engines of lower volumes and higher efficiencies. Volume reduction enhances the generated heat per volume which in turn requires effective cooling methods to avoid thermal stresses on the engine walls. Nowadays nanofluids are extensively welcomed and employed as effective working fluids with efficient cooling potentials.<br /> Boiling phenomenon, by providing more amounts of heat transfer in comparison with single-phase, provides conditions for size reduction. In the present study effects of adding nanoparticles to the pure water as the cooling working fluid in the radiator is assessed. The employed nanoparticle is TiO2. A 3D model of engine with the cooling passages is simulated by CFD both for the pure fluid (water) and nanofluid. It will be shown employing 1 vol% TiO2 nanofluid improves cooling heat transfer up to 37% in comparison with the pure water.<br /> Keywords: <br /> Boiling mode heat transfe, Nanofluid, Engine, Cooling passages. در این مقاله اثرات افزودن نانوذرات به سیال عامل آب جهت خنک کاری موتور خودرو مورد بررسی قرار میگیرد. برای این منظور یک مدل سه بعدی CFD برای شبیه سازی جریان و انتقال حرارت در موتور خودرو یکبار با سیال عامل آب خالص و بار دیگر با نانوسیال مورد ارزیابی قرار گرفته است. تغییرات میزان انتقال حرارت موثر در خنک کاری خودرو با استفاده از نانوسیال TiO2 مورد بررسی قرار میگیرد. در نهایت نشان داده می شود که استفاده از نانوسیال 1% حجمی TiO2 قابلیت افزایش میزان انتقال حرارت را تا 37% بیشتر از سیال عامل آب خالص دارا است. https://jmep.isme.ir/article_34808_1d28bad27dfe46d8dfb0ec541b82b057.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 The effects of nanofluid in mixed heat transfer in localized ventilated with ventilation compartment تأثیرنانوسیال درانتقال حرارت جابجایی مخلوط در محفظه تهویه شده با گرمایش موضعی 78 96 34810 FA علیرضا شیبانی شرکت نورد فولاد یزد-مسئول pmتاسیسات سید امیر عباس علومی استادیار، دکتری تخصصی تبدیل انرژی، گروه مهندسی مکانیک، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران 0000-0002-2931-4025 Journal Article 2017 12 29 Nanofluids are suspensions of nanoparticles in fluids that show significant enhancement of their properties at modest nanoparticle concentrations. Nano fluid is a smart fluid. The flow and heat transfer of a mixture of two different types of Nanofluids (water-alumina and water - copper oxide) in a localized ventilated compartment will be investigated by a finite volume method for three different situations. The results will be presented in the form of flow lines, constant temperature, and Nusselt numbers. Inlet fluid is at cold temperatures and walls with outlet ports in extreme conditions. The studied parameters include input fluid intensity (500≥Re≥100), Riley number effects (105≥Ra≥103), Nanofluid concentration (0.05≥ Φ ≥ 0). The numerical results show that, for example, in the first position, in Reynolds 100 and Riley 103 in pure water state, the mean Nusselt was as much as 7.7 and reached 8.61 in the concentration of 0.33. Which will increase by 17.78% to Nusselt. جریان و انتقال حرارت جابجایی مخلوط دو نوع نانوسیال متفاوت در یک محفظه تهویه شده با گرمایش موضعی به روش عددی حجم محدود برای سه موقعیت مختلف بررسی و نتایج به صورت خطوط جریان، دما ثابت و اعداد ناسلت متوسط ارائه خواهد شد. سیال ورودی در دمای سرد، دیواره‌ها به همراه درگاه خروجی در شرایط بی‌دررو هستند. پارامترهای مورد بررسی شامل شدت سیال ورودی، اثرات عدد رایلی، غلظت نانوسیال است. نتایج عددی نشان می دهد که در موقعیت اول، رینولدز ۱۰۰، ناسلت متوسط برابر 31/7 و در غلظت ۰3/۰ به عدد 61/8 رسیده است که % 78/ 17افزایش ناسلت دارد. https://jmep.isme.ir/article_34810_3a532033aa5b0c64d1a7b2b13e4b5d33.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Evaluation the effect of smart glasses on solar heat gain and cooling loads in office building in hot and humid climate of Bushehr تاثیر شیشه‌های هوشمند بر بهره خورشیدی و بار سرمایش در یک ساختمان اداری در اقلیم گرم و مرطوب بوشهر 97 117 34811 FA جلیل شاعری دانشکده هنر و معماری، دانشگاه شیراز رزا وکیلی نژاد دانشکده هنر و معماری، دانشگاه شیراز، شیراز ، ایران Journal Article 2018 01 26 Today, application of advanced materials has made opportunities to reduce energy consumption of buildings and improve life’s quality. Smart glasses are among new materials designed to prevent energy loss through windows. Smart glasses could be categorized as Electrochromic glasses, liquid crystals, Gasochromics, Thermochromics and SPDs. In this article introducing various types of smart glasses, their characteristics and thermal performance had been compared. In order to evaluate the impact of smart glasses on energy consumption of building, a small office in Bushehr, Iran has been studied using Designbuilder simulation software. The results show advantages of using smart glass in reducing solar heat gain and cooling load of building. According to the results, SPD glass has the best performance reducing cooling load of building. Gasochromic, Electrochromic and Thermochromics glasses would also reduce the cooling load respectively. While the amount of solar heat gain varies in different months of the year, the average annual solar heat gain is the lowest using SPD glasses and Gasochromic, Thermochroic and Electrochromic glasses are in the next step. Application of SPD glass would result in 48.3% reduction in buildings cooling load compare to ordinary glass. The amount of reduction for Gasochromic, Electrochromic and Thermochromics glasses would be 45.8%, 34.1% and 17.23% respectively. So application of smart glasses in hot and humid climate of Bushehr can reduce solar heat gain and thus cooling load of buildings مقاله حاضر پس از معرفی انواع شیشه‌های هوشمند الکتروکرومیک، کریستال مایع، گازکرومیک، ترموکرومیک و SPD، به مقایسه نحوه عملکرد و ویژگیهای آنها با یکدیگر پرداخته است. همچنین میزان تاثیر این شیشه ها بر بهره خورشیدی و بار سرمایش یک ساختمان اداری در شهر بوشهر با اقلیم گرم و مرطوب مورد بررسی قرار گرفته است. جهت شبیه سازی از نرم افزار دیزاین بیلدر استفاده شد. استفاده از شیشه ها‌ی SPD ، گازوکرومیک، الکتروکرومیک و ترموکرومیک به ترتیب سبب کاهش 3/48%، 8/45%، 1/34% و 23/17% در بار سرمایش ساختمان در مقایسه با شیشه ساده می‌شود. https://jmep.isme.ir/article_34811_76daf89ce28106580694a0eea18a27ee.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Design and Optimization of an Internal Combustion Engine Intercooler based on Genetic Algorithm طراحی و بهینه سازی پس خنک کن سامانه پرخورانی موتورهای احتراق داخلی بر پایه الگوریتم ژنتیک 118 136 35346 FA توحید حیدری دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی خودرو محمد حسن شجاعی‌فرد استاد / دانشگاه علم و صنعت ایران علی قاسمیان مقدم دانشگاه علم و صنعت ایران- دانشکده مهندسی خودرو محمد مهدی نیرو بخش دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی خودرو Journal Article 2018 03 04 Increasing the volumetric efficiency of internal combustion engines has always been one of the goals of the engine designers. Utilizing turbocharged systems is one of the common ways to achieve this aim. In these systems, compact heat exchangers are used to reduce the temperature and increase the density of the air at the outlet of compressor. This article seeks out the best geometric layout for an intercooler to have the lowest pressure drop and the highest temperature decrease of the passing air through the heat exchanger and at the same time leads to the lowest manufacturing cost. To obtain this purpose, a bar and plate heat exchanger is considered and after deriving all the geometric, flow and thermal equations, a comprehensive objective function is defined. Then, using the genetic algorithm method and considering six design variables, the best design values for variables are found to maximize the objective function. All calculations are done analytically and using coding in MATLAB software. The results show that the designed intercooler beside an appropriate weight and a very low pressure drop, reduce the engine inlet air temperature significantly and brings it to an acceptable level to enter the engine. این مقاله در پی یافتن بهترین چیدمان هندسی برای پس‌خنک‌کن سامانه پرخورانی یک موتور احتراق داخلی است تا کمترین افت فشار و هزینه ساخت و بیشترین کاهش دما برای هوای عبوری از مبدل حاصل گردد. برای این منظور یک مبدل نوار و صفحه در نظر گرفته شده و پس از استخراج تمامی معادلات و تعریف تابع هدف مناسب، بهینه سازی با روش الگوریتم ژنتیک و بصورت تحلیلی انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهندکه پس‌خنک‌کن طراحی شده ضمن داشتن وزن مناسب و افت فشار بسیار کم، دمای هوای ورودی به موتور را به میزان قابل قبول برای ورود به موتور می‌رساند. https://jmep.isme.ir/article_35346_f9410dc8c8ee4c30eddce993d9ee936f.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Experimental study of the effect of surface changes to reduce drag in a triangular array heat exchanger مطالعه تجربی اثر تغییرات سطح برای کاهش درگ در یک مبدل حرارتی با چیدمان مثلثی 137 153 34814 FA علی نجف خانی دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد واحد تهران مرکزی، تهران آرش میر عبد اله لواسانی آزاد اسلامی تهران مرکزی 0000-0002-1770-7884 مهدی زکی زاده دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد واحد تهران مرکزی، تهران Journal Article 2018 03 05 The purpose of this study was to investigate the effect of surface changes to reduce the drag coefficient in a triangular array heat exchanger. Experiments were carried out in an open-circuit wind tunnel. The range of distance to diameter is between 2 to 4 and the Reynolds number is between 5.2×104 to 6.9×104. The diameter and length of the tubes are 41.5 mm and 42 cm, respectively. Tubes are made of copper. On each tube, 10 holes were created from zero to 180 degrees. The outer diameter of each hole is 3 millimeters.Shark skin is used as a surface accelerator. In these experiments, the effect of increasing the space ratio is studied. The results show that the coefficient of drag force decreases 14.5 to 25.4 percent for tube with shark skin. The greatest reduction in the drag coefficient is in Reynolds number 69920 and in the ratio of distance to diameter 2. هدف از این مطالعه بررسی اثر تغییرات سطح برای کاهش ضریب درگ در یک مبدل حرارتی با چیدمان مثلثی به کمک روش تجربی است. نسبت فاصله به قطر لوله ها و همچنین عدد رینولدز به ترتیب در محدوده 2 https://jmep.isme.ir/article_34814_54f3fa6166fe3b6fbc596defb3ebd78b.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Potential Analysis of the combination of two types of thermal and member of desalination unit in converting a gas power plant into Combined Water and Power (CWP) پتانسیل سنجی استفاده از ترکیب دو نوع آب شیرین کن حرارتی و غشایی در تبدیل نیروگاه گازی به سامانه‌ تولید همزمان آب و توان 154 181 34813 FA مجید امیرعلی پور گروه مهندسی مکانیک - دانشگاه گیلان رامین کوهی کمالی گیلان*مهندسی مکانیک Journal Article 2018 05 30 In this paper, a combination of a gas turbine unit with thermal and membrane desalination are evaluated technically and economically. A V94.2 Siemens gas turbine model with capacity of 150MV is selected for power generation.This system benefits by thermal and membrane desalination that work simultaneously. So that, preheated water of condenser in thermal unit is used as feed water into the membrane unit. By this combination, the desalted water is divided between thermal and membrane units. After modeling process, economical analysis has been performed and the cost of produced water In each of unit is calculated. As a benefit of converting gas unit into Water and power cogeneration system in this analysis due to the design of the system, the cost of water by thermal and membrane unit are calculated in 0.7,-1.45 dollars Per cubic meter Respectively. Finally, a parametric analysis due to the main indicators of power plants on modeling system is performed and by two-objective optimization and by considering of a gas power plant efficiency and also the capacity of desalination, an optimized condition of this combination is proposed. در این مقاله ترکیب یک واحد توربین گاز با آب شیرین کن‌های حرارتی و غشایی مورد مطالعه فنی، اقتصادی قرار گرفته است. سامانه مورد نظر از ترکیب دو نوع آب شیرین‌کن که بصورت موازی با هم کار می‌کنند همزمان بهره می‌برد. بعد از مدلسازی فرایند، تحلیل اقتصادی نیز انجام شده است و قیمت فروش آب بعنوان سود مورد نظر از تبدیل واحد گاز به سامانه تولید همزمان آب و توان در هر کدام از آب شیرین کن‌ها بدست آمده است در ادامه تحلیل پارامتری با توجه به شاخص های سامانه تولید همزمان انجام گرفته است. https://jmep.isme.ir/article_34813_b0074757eb8e629f5a4c89a4b40b277e.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Numerical investigation of flow separation control in an axial compressor cascade by plasma actuation بررسی عددی کنترل جدایش جریان در یک زنجیره کمپرسور محوری با استفاده از محرک پلاسما 182 209 34815 FA امین کدیور دانشگاه گیلان، دانشکده فنی نیما امانی فرد گیلان*مهندسی مکانیک حامد محدث دیلمی دانشگاه گیلان*فنی و مهندسی شرق گیلان 0000-0003-1125-2134 Journal Article 2018 08 04 Interest in plasma actuator as an active flow control has grown rapidly in the last years. Plasma actuator consists of a pair of electrodes that are separated by a dielectric material. Applying voltage to the electrodes, results in a body force that act on the flow field and is used in order to control it. Plasma actuator by imparting momentum is able to tangentially accelerate the flow field that can be used for flow control purpose such as boundary layer transition control, drag reduction, lift enhancement, and flow separation control. This work involves the documentation and control of leading-edge separation control that occurs on an axial compressor cascade at high angle of attack. To study the effect of control technique, a 2-D numerical investigation were performed in presence of varying plasma actuator voltage and location in different flow characteristics such as stream line, pressure and lift-to-drag ratio. The results show that plasma actuator reduce energy losses and a lift-to-drag ratio enhanced of up to 18% can be obtain by using plasma actuator at 15% of the blade chord length. The control effect obtain by the plasma actuator in low Reynolds number is more effective and Increasing the applied voltage improves the performance of the compressor cascade by increasing the induced body force. در تحقیق حاضر کنترل جدایش جریان به‌وسیله محرک پلاسما در زوایای حمله بالا، در یک زنجیره کمپرسور محوری بررسی شده است. به‌منظور مطالعه تأثیر محرک بر کنترل جریان، مشخصه‌های جریان سیال از قبیل تابع جریان، نسبت نیروی برا به پسا و فشار کل، در حضور محرک و در موقعیت‌ها و ولتاژهای مختلف، به صورت عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان می‌دهد که استفاده از محرک پلاسما در موقعیت 15 درصد از طول وتر پره، ضمن کاهش اتلاف انرژی بیش از 18 درصد، منجر به بهبود عملکرد زنجیره کمپرسور می‌شود. https://jmep.isme.ir/article_34815_64efc780f9e9d573f623c9c0718a7b9a.pdf

انجمن مهندسان مکانیک ایران نشریه مهندسی مکانیک ایران 2538-4775 20 4 2019 02 20 Exact Solution of Viscous Fluid Velocity and Pressure Due to Kinematic Effect of Two-Dimensional Boundary Propagating Wave حل دقیق سرعت و فشار سیال لزج ناشی از اثر سینماتیکی موج حرکتی مرزی دوبعدی 210 233 34816 FA محمداحسان خدائی میدانشاه گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران خسرو نادران طحان گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران مجتبی دهقان منشادی دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان امین یاقوتیان گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران Journal Article 2018 08 21 In the present study, to extend the Stokes' second problem, the bottom edge of viscous incompressible semi-space resting fluid is excited in two dimension, simultaneously. This two-dimensional excitation which is the effect of velocity of two-dimensional travelling wave, is boundary condition for the two-dimensional linear Navier-Stokes equations. The time-space exact solution for fluid velocity and pressure show that the amplitude of oscillating velocity has fast damping in space till 1.87 micron from excited surface. After this height, the amplitude of oscillating quantities has a slowly damping. In the first region (in fast damping region), phase difference between pressure and velocity is changing, but after that there is a region with constant phase difference. The space variation in velocity components of surface wave, together with the coupling of velocity components in main equations, produces pressure wave. It has been found that kinematic effect of vertical and horizontal harmonic motion cause damped rotational motion in fluid. در پژوهش حاضر، برای توسعه‌ی مسأله استوکس نوع دوم، مرز سیال لزج تراکم‌ناپذیر ساکن، همزمان در دو جهت تحریک می‌شود. این تحریک دوبعدی ناشی از اثر سرعت موج متحرک، شرط مرزی معادله‌های ناویر-استوکس خطی دوبعدی می‌باشد. حل دقیق زمانی-مکانی میدان‌های سرعت و فشار نشان می‌دهد، تا ارتفاع 87/1میکرومتر، دامنه‌ی نوسان سرعت، دارای میرایی سریع و اختلاف فاز بین کمیت‌ها، متغیر است. سپس، تا ارتفاع یک میلی‌متر از مرز پایین، دامنه‌ی کمیت‌ها دارای میرایی کند می‌باشد. تغییرات مکانی موج مرزی و تأثیر مؤلفه‌های سرعت بر یکدیگر، باعث تشکیل موج‌ فشاری می‌شود. درضمن، تحریک مرزی دوبعدی، باعث چرخش میراشونده ذره‌های سیال می‌شود. https://jmep.isme.ir/article_34816_2f7b0e4adddb01cbc82c3159212f91c2.pdf