در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

محاسبه وزن مواد بار کوره های ذوب، اغلب از راه موازنه جرم ساده عناصر آلیاژی در مواد ورودی و مذاب خروجی انجام می شود. اما در فرایندهای ذوب، پیچیدگی ها و پدیده های گوناگونی هست که اغلب در محاسبات موازنه جرم نادیده گرفته می شود و سبب عدم اطمینان در محاسبه بار کوره می گردد. خطای محاسبه، باعث اصلاح چندباره ذوب، تأخیر در تخلیه، افزایش هزینه و کاهش کیفیت مذاب می شود. در پژوهش حاضر تلاش بر این بوده که پیچیدگی ها و جنبه های مهم مساله ذوب، که اغلب نادیده گرفته شده، در کوره شناسایی و در یک مدل ریاضی مناسب درنظر گرفته شود. هدف پژوهش حاضر توسعه مدلی است، که نه تنها وزن مواد اولیه برای ترکیب شیمیایی ذوب هدف را بهینه سازی کند، بلکه هدررفت ناهمگن عناصر آلیاژی، ناخالصی های غیرفلزی مواد بار، و اصلاح ذوب اولیه در کوره را نیز درنظر بگیرد. این مقاله، یک مدل بهینه سازی استاندارد و یک الگوریتم حلقه ی تکرار برای موازنه جرم غیرخطی مساله ذوب ارایه می کند. یک مساله ذوب آلیاژ برنج با 7 عنصر آلیاژی و 8 نوع مواد بار در مقیاس صنعتی طرح و بررسی گردید، تا کارکرد مدل را مورد آزمایش قرار دهد. نتایج عددی مدل کسر وزنی مواد اولیه، و وزن و ترکیب شیمیایی ذوب اصلاح شده را با کمترین هزینه مواد نشان می دهد. تحلیل بهینه بودن جواب، تایید کرد که کمترین مقدار هزینه به دست آمده است. مدل استاندارد غیرخطی، ابزاری قابل اعتماد و سریع برای بهینه سازی هزینه و محاسبه بار کوره است که پتانسیل های قابل توجهی برای کاهش هزینه و تسهیل اتوماسیون صنعتی فرایند ذوب ایجاد می کند.

در این مقاله یک روش میکرومکانیکی برای تحلیل و همگن سازی ماده ی ناهمگون بافت مغز ارائه شده است. روش پیشنهادی به توسعه ی یک مدل سه بعدی سلولی برای همگن سازی قسمت نامنظم بافت مغز منجر شده است در فرآیند مشخصه سازی خواص، رفتار مواد سازنده بافت مغز؛ یعنی نرون و ماتریس برون سلولی، الاستیک فرض شده اند. مدل حاصل با استفاده از روش المان محدود از چند منظر میکرومکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج نشان دادند مدل ارائه شده به خوبی رفتار بافت را شبیه سازی می کند.

در این تحقیق رفتار پلاستیک مواد پلی کریستال و آلیاژهای دو فازی با استفاده از مدل کریستال پلاستیسیته به روش های عددی و تجربی بررسی شده است. تئوری کریستال پلاستیسیته دیدگاه جامع تری از رفتار تغییرشکل پلاستیک فلزات نسبت به تئوری پلاستیسیته متعارف ارائه می دهد. در ابتدا، فرمول بندی الاستیک-پلاستیک مواد تک کریستال بر اساس مدل کریستال پلاستیسیته همراه با الگوی حل ارائه شده است. در این الگو، مراحل به هنگام نمودن تنش ها و متغیرهای حالت وابسته در مدل کریستال پلاستیسیته معرفی شده است. برای به کارگیری این الگو جهت شبیه سازی رفتار مواد تک کریستال و پلی کریستال، فرمول بندی معرفی شده در یک برنامه اجزای محدود پیاده سازی شده است. با استفاده از روش سلول واحد، یک شبکه پلی کریستال تک فازی به صورت توده ای از گره های تک کریستالی با جهت گیری های متنوع، ایجاد شده و این شبکه به کمک الگوی ارائه شده برای مواد تک کریستال، مورد تحلیل قرار گرفته و در ادامه یک ماده پلی کریستال دوفازی با پخش تصادفی گره های فازی در سرتاسر توده پلی کریستال نیز شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج دیگر محققین مورد صحت سنجی قرار گرفته است.

مطالعه حاضر به بررسی تجربی و عددی نمونه های کششی برای مطالعه و شناسایی مکانیزم شکست نرم تحت حالت های مختلف تنش می پردازد. مدل جی تی ان که یک مدل آسیب میکرومکانیکی است، برای شبیه سازی های عددی استفاده شده است. پارامترهای مرتبط با این مدل برای فولاد اس تی 12 با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) با حداقل اختلاف بین نتایج عددی و تجربی آزمون کشش بر روی نمونه استاندارد تعیین شدند. پارامترهای مربوط به حفره در مدل جی تی ان به ترتیب 0/00107، 0/00716، 0/01 و 0/15 برای ff, fc, fN, f0, تعیین شدند. پس از کالیبراسیون مدل آسیب برای ماده مورد مطالعه، آزمون های کشش بر روی نمونه های کششی با هندسه های مختلف انجام شدند. بررسی شکست نگاری برای فهم مکانیزم شکست نرم تحت طیف گسترده ای از حالت های تنش انجام و دو مکانیزم شکست شناسایی شد. مدل آسیب کالیبره شده، برای شبیه سازی المان محدود نمونه های کششی به منظور مطالعه عددی مکانیزم های شکست مشاهده شده در آزمون های تجربی استفاده شد. نتایج عددی استخراج شده مطابقت خوبی با مشاهدات تجربی داشت، به طوری که نمودار نیرو-جابه جایی حاشیه خطا حدود 5% را نشان می دهد. محل شروع شکست، جهت رشد ترک و مقدار جابه جایی در نقطه شکست در مطالعات عددی نیز نشان دهنده مطابقت نزدیک با آزمایشات تجربی بود.

در این مقاله مدل میکرومکانیکی جهت بررسی رفتار خزشی و وابسته به زمان در مواد مرکب الیافی ارائه شده است. برای مدل سازی و استخراج رفتار کامپوزیت با استفاده از مدل میکرومکانیکی از مفهوم المان نماینده حجمی استفاده شده است. با استفاده از روابط ساختاری مربوط به خزش در بارگذاری چند محوره، مدل المان محدود برای مدل سازی خزش چند محوره استخراج شده است. سپس روابط حاکم بر المان نماینده با در نظر گرفتن ترم های مربوط به خزش با استفاده از روش المان محدود گسسته سازی شده و ماتریس های سفتی و نیرو متناسب با آن در مدل المان محدود استخراج شده است. با توجه به اینکه در بارگذاری های عمودی محوری و جانبی کامپوزیت الیافی، ماهیت میدان جابجایی المان نماینده بصورت کرنش صفحه ای توسعه یافته قابل مدل سازی است، لذا گسسته سازی معادلات برای حالت کرنش صفحه ای توسعه یافته ارائه شده است. شرایط مرزی المان نماینده متناسب با بارگذاری در مساله خزش اعمال شده است و از روش صریح اویلر برای حل معادلات در حوزه زمان استفاده شده است. مدل میکرومکانیکی ارائه شده برای بررسی توزیع تنش در زمینه و الیاف و بررسی خزش مرحله پایدار کامپوزیت الیافی زمینه فلزی استفاده شده است و نقش خزش در تغییر توزیع تنش بر حسب زمان بررسی شده است. سپس رفتار خزشی کامپوزیت در دیدگاه ماکرومکانیکی با استفاده از مدل میکرومکانیکی ارائه شده بر مبنای المان نماینده استخراج شده است و خواص ماکرومکانیکی کامپوزیت برای بارگذاری های جانبی و محوری برای نسبت های حجمی متفاوت بدست آمده است.

درصد پرشدگی حجمی و نوع فیلر بر خواص رئولوژیک و مکانیکی مواد مرکب قیری مؤثر است. این تأثیر می‏تواند ناشی از اندرکنش شیمیایی بین فیلر و قیر و یا پدیده­های فیزیکی ساده باشد. بررسی تأثیر فیلر بر عملکرد ماستیک آسفالتی مسئله­ای مهم برای درک عملکرد مخلوط آسفالتی است. در این پژوهش، دو رویکرد آزمایشگاهی و مدل‏سازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص رئولوژیک نمونه های ماستیک آسفالتی ساخته شده با قیر خالص و فیلر آهکی با نسبت های پرشدگی مختلف با استفاده از آزمایش جاروب فرکانسی تعیین شده است. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش درصد پرشدگی حجمی فیلر در ماستیک آسفالتی منجر به تغییر مقادیر مدول برشی مختلط (G*) و زاویه فاز (δ) آن با رفتاری غیرخطی می‏شود که موسوم به پدیده سخت‏شوندگی است. با در نظر گرفتن مفهوم ناحیه انتقالی بین فیلر و قیر، شاخصی با عنوان نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) برای توجیه این پدیده معرفی شده است. برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی بر اساس ویژگی های مکانیکی قیر و فیلر از شبیه سازی با روش اجزای محدود (FEM) استفاده شده است. دقت این مدل ها بر اساس محاسبه اختلاف نسبی بین مدول برشی مختلط (G*) آزمایشگاهی و مدول برشی مختلط پیش بینی شده توسط مدل ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی نشان دهنده این است که معرفی نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) به مدل عددی می‏تواند با تقریب خوبی منجر به افزایش دقت نتایج برای پیش بینی رفتار ویسکوالاستیک نمونه های ماستیک آسفالتی شود.

در این مقاله، میرایی ترموالاستیک در ارتعاشات مدهای حجمی تشدیدگر حلقوی میکرومکانیکی با استفاده از روش انرژی، مدل سازی و بررسی می شود. در این روش، با فرض ناچیز بودن کوپلینگ ترموالاستیک، ابتدا فرکانس های تشدید و جابه جایی های الاستیک در مدهای حجمی، بر پایه روابط تنش سطحی دو بعدی محاسبه و سپس مقدار اتلاف ناشی از میرایی ترموالاستیک توسط روابط ترموالاستیسیته خطی کوپل نشده، تحت شرایط آدیاباتیک محاسبه می شود. درستی روابط به دست آمده، با مقایسه نتیجه های تحلیلی با نتیجه های شبیه سازی دو تحلیل مدی و هارمونیک نرم افزار ANSYS تایید می شود. نتیجه ها نشان می دهد، که با افزایش نسبت شعاع خارجی به شعاع داخلی حلقه، درصد خطای نسبی نتیجه های تحلیلی کاهش می یابد. همچنین اثرات فرکانس تشدید و ابعاد حلقه بر ضریب کیفیت ترموالاستیک در شکل مدهای حجمی مختلف بررسی و بحث می شوند، به طوری که تحلیل انجام شده، دید خوبی را در زمینه طراحی تشدیدگرهای حلقوی میکرومکانیکی با ضریب کیفیت بالا، برای کاربردهای مخابراتی و حسگری فراهم می کند.

با توجه به محدودیت منابع آب زیرزمینی در ایران، محاسبه دقیق، استفاده صحیح، تنظیم و نگهداری این منابع از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های مؤثر برای مدیریت و بهره برداری بهینه از این منابع در حال و آینده، استفاده از مدل سازی است. در این پژوهش مدل سازی تغییرات تراز آب زیرزمینی به صورت ماهانه در دورۀ 2022-2013 با مدل های MLP، WNN و MLPSSO-Wavelet انجام شد که از داده های نه سال اول برای آموزش و سال آخر جهت اعتبارسنجی استفاده شد و بهترین مدل با استفاده از معیارهای ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) تعیین گردید. بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک شبستر در دوره آینده (2040-2021) با استفاده از مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 که ارتباط منطقی و مناسبی با ویژگی های اقلیمی مشاهداتی دارند پیش بینی و با استفاده از مدل LARS -WG ریزمقیاس سازی شدند. در دورۀ آتی، تحت هر دو سناریو و در ماه های فوریه ، جولای و اکتبر میانگین بارش کاهش و در نه ماه دیگر افزایش خواهد یافت. برای دما نیز به جز سناریو RCP8.5 و ماه ژوئن، در 11 ماه دیگر و تحت هر دو سناریو، افزایش دما پیش بینی می شود و بیش ترین افزایش دما (43/37 درصد)، در ماه ژانویه و تحت سناریو RCP2.6 خواهد بود. تراز آب زیرزمینی آبخوان دشت شبستر با افت 42/4 متری، از 64/1303 متر در سال 2003 به 22/1299 متر در سال 2022 رسیده است. مطابق نتایج، مدل MLPOSSO-Wavelet با 83/0R2=، 74/0RMSE= و 71/0MAE= در مرحلۀ اعتبارسنجی، دقت بیشتری نسبت به مدل های دیگر دارد. تراز آب زیرزمینی دشت شبستر تحت سناریو RCP2.6 در شش ماه ابتدایی کاهش و در شش ماه دوم نسبت به شش ماه اول افزایش خواهد یافت. تحت سناریو RCP8.5 فقط در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبر کاهش تراز آب زیرزمینی پیش بینی می شود و بیش ترین کاهش در ماه ژانویه اتفاق خواهد افتاد.

هدف: پیشرفت ها در تکنولوژی های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) طی چند دهه گذشته به توسعه سریع طیف وسیعی از دستگاه های میکرو فلوئیدیک با عملکردهای مختلف کمک کرده است از میان دستگاه های مختلفی که پیشنهادشده اند، میکرو پمپ ها که انرژی لازم برای راندن سیالات را از طریق سیستم های میکرو فلوئیدیک فراهم می کنند؛ بنابراین در پژوهش حاضر قصد براین است تا به طور پارامتری اثرات پارامترهای اصلی، یعنی طول، عرض و زاویه حمله سوپاپ ها، طول پیزوالکتریک و ولتاژ اعمال شده را موردبررسی قرار گیرد. روش: رویکرد پژوهش حاضر کاربردی محور و تحلیلی -آزمایشی با شبیه سازی های عددی که نیروی کشش و معادلات با استفاده از الگوریتم کاملاً کوپل شده درنرم افزار COMSOL Multiphysics محاسبه می شوند. یافته ها: نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان می دهد پارامترهای اصلی به طور قابل توجهی عملکرد میکرو پمپ طراحی شده را تحت تأثیر قرار می دهند.به طوری که ولتاژ اعمال شده 400 ولت، زاویه حمله 45 درجه و عرض شیرها 6میکرومتر،به ترتیب برای طول پیزوالکتریک 4،2و5 میلی متر دبی جریان6/0، 9/6 و6/16 میکرو لیتر بر دقیقه به دست می آید. برای عرض های شیر 6 و8میکرومتر، زاویه های حمله بهینه 60 و 65 درجه ، دبی مربوطه به ترتیب 1/11 و9/5 میکرو لیتر در دقیقه است. نتیجه گیری: بر اساس نتایج حاصل از پژوهش حاضر و بررسی رفتار میکرو پمپ و تغییرات دبی خروجی آن در شرایط کاری مختلف، هرچه طول شیرها افزایش یابد، دبی ارائه شده بیشتر می شود. درنهایت، یک شرط مطلوب برای عرض و زاویه حمله سوپاپ ها وجود دارد؛ که این عرض مطلوب به سرعت جریان بستگی ندارد.