مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics Journal Engineering & Technology http://www.measej.ir 18 agent2 fa jalali 1386 10 1 gregorian 2008 1 1 3 4 online 1 fulltext

en شبيه سازی عددی جريان‌های آشفته مافوق صوت حول اجسام متقارن با استفاده از يک شبکه چند بلوکی و ترکيب معادلات PNS و TLNS مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">برنامه توليد شبکه با سازمان چند بلوکی MBTLNS برای شبيه‌سازی جريان پايای فرا‌صوتی آشفته حول اجسام مدور (به انضمام ناحيه پشت) تدوين شده ‌است ]1[. در اين مقاله، اين برنامه با الحاق روش استفاده مرکب از حل معادلات لايه‌نازک و سهموی‌ ناويرـ‌استوکس توسعه يافته است. شبکه مرزی بين بلوک‌ها از نوع وصله‌ای انطباقی است. حل عددی معادلات به روش ضمنی تفاضل محدود و مرکزی بيم‌-‌وارمينگ صورت گرفته‌ و آشفتگی جريان با استفاده از مدل جبری دولايه‌ای بالدوين-لومکس مدل‌سازی شده ‌است. الگوريتم حل جامع ميدان جريان ساده و روان و سريع است. جريان در بلوک اول (بالادست دماغه) با استفاده از معادلات TLNS و سپس در بلوک مستقر در ناحيه طويل بدنه با حل معادلات PNS و در ساير بلوک‌های انتهای بدنه تا پشت جسم مجدداً با حل معادلات TLNS به طور مکرر جاروب ‌می‌شود. نتايج و سرعت محاسبات نرم‌افزار جديد (MBPTLNS) با ساير نتايج عددی و نيز با آزمايش های تجربی مقايسه ‌شده که نشانگر دقت و سرعت مطلوب است. </p> In this work, turbulent supersonic flows over axisymmetric bodies, including the base, are investigated, using multi-block grid to solve the Navier-Stokes equations. Patched method has been used near the interfaces. Our numerical scheme was implicit Beam-Warming centeral differencing, while Baldwin-Lomax turbulence modeling was used to close the Reynolds averaged Navier-Stokes equations. In order to take advantage of structured grids, multi-block grid has been used widely in the past for complex geometries. On the other hand, different parts of such flow may require different forms of the governing equations. For supersonic flows over missile geometries, the thin layer Naveir-Stokes equations (TLNS) are usually used. But, the easiest and the fastest approach would be the use of parabolized Naveir-Stokes equations (PNS) everywhere. Note, for regions such as the missile’s blunt nose, near fins, and the base flow, we do not have to use the PNS equations. Therefore, this leads to the use of both TLNS and PNS equations with multi-block solution approaches. The resultes of this new version of our code (MBPTLNS), which is an extension of our original code (MBTLNS) [1], were compared with both computational and experimental benchmark data and showed close agreements. شبکه باسازمان، شبکه چندبلوکی، جريان پشت، جريان مافوق‌صوت آشفته‌، معادلات لايه‌نازک ناويرـ‌استوکس (TLNS)، معادل Structured Multi-block Grid, Base Flow, Supersonic Turbulent Flow, Thin-layer Naveir-Stokes (TLNS) Equatins, Parabolized Naveir-Stokes (PNS) Equations 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-11-1-99&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa محمدرضا حيدری 18003194753284600700 Yes محمد طيبی رهنی 18003194753284600701 No

en مطالعه تجربی مشخصه‌های جريان در دنباله نزديک استوانه‌هايی با مقطع چهارگوش مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">در اين پژوهش، دنباله نزديک در پشت يک استوانه چهارگوش با استفاده از تکنيک سرعت سنج سيم داغ به صورت دو بعدی تجزيه و تحليل شده است. مؤلفه‌های نوسانی و متوسط زمانی سرعت جريان در دنباله استوانه‌هايی که دارای نسبت پهنا به ارتفاع‌های متفاوتی می‌باشند، اندازه‌گيری شده است. اندازه‌گيری‌ها در يک تونل باد سرعت پايين انجام گرفته است. آناليز طيفی سيگنال‌های سرعت صورت گرفته و نمودار سيگنال‌های ثبت شده و نمودارهای طيف قدرتی (عدد استروهال) در دو عدد رينولدز متفاوت نشان داده شده اند. نتايج نشان می‌دهند که شدت آشفتگی در دنباله جريان با افزايش نسبت پهنا به ارتفاع استوانه کاهش می‌يابد. همچنين، روند تغييرات مشخصه‌های سرعت جريان با تغيير نسبت پهنا به ارتفاع در يک مقطع مشخص بحث شده است. تحليل طيفی جريان نشان می‌دهد که در اعداد رينولدز بالا، عدد استروهال تقريبا ثابت باقی می‌ماند. نتايج به‌دست آمده با نتايج معتبر موجود مقايسه شده که توافق نزديکی را نشان می دهد. </p> In this work, the characteristics of the near wake of a rectangular cylinder was investigated in a two-dimensional analysis, using hot-wire anemometer. The time-averaged and the fluctuating components of velocity were measured for the cylinder having various width-to-height ratios. The measurements were carried out in a low-speed wind tunnel. The results show that the wake turbulence intensity decreases, as the width-to-height ratio of the cylinder increases. Also, the characteristics of the flow field in different streamwise locations were evaluated. The spectral analysis of the signals was also carried out for two different Reynolds numbers. This showed that the strouhal number remains nearly constant in high Reynolds numbers. The results of our experiments were in close agreements with the most widely accepted results in the literature. سيم داغ، جريان حول استوانه چهارگوش، دنباله نزديک، مطالعه تجربی Hot Wire, Flow over a Rectangular Cylinder, Near Wake, Experimental Study 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-11-1-100&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa عبدالله شادآرام 18003194753284600697 Yes مهدی عظيمی فرد 18003194753284600698 No نورا... رستمی 18003194753284600699 No

en ارزيابی عملکرد نوارهای پيچيده شده داخل يک اواپراتور در افزايش انتقال حرارت جوششی و تأثير آنها بر ميزان افت فشار مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">مطالعه حاضر به بررسی تجربی افزايش انتقال حرارت توسط نوارهای پيچيده شده داخل يک اواپراتور و تأثير همزمان آنها بر ميزان افزايش افت فشار جوششی مبرد 134a-R می پردازد. هدف از اين آزمايش رسيدن به بالاترين ميزان انتقال حرارت و کمترين ميزان افت فشار به طور همزمان است. دستگاه مورد استفاده در اين بررسی سيستم تبريد تراکمی بخار مجهز به کليه وسايل اندازه گيری مورد نياز، مانند ترمو کوپل، فشار سنج و دستگاه اندازه گيری افت فشار، می باشد. اين سيستم شامل سه اواپراتور گرم شونده با هيتر الکتريکی است که به ترتيب اواپراتور اوليه، تست اواپراتور و اواپراتور ثانويه ناميده می شوند. در اين مطالعه، داده های تجربی برای لوله های صاف و لوله های با نوار پيچيده شده با چهار نسبت پيچش متفاوت (6، 9، 12 و 15) جمع آوری گرديد. پس از جمع آوری کليه داده ها و بررسی آن ها مشاهده شد که نوارهای پيچيده شده از داخل در بهترين حالت (نسبت پيچش6) ميزان انتقال حرارت را تا 68% افزايش داده و ميزان افت فشار را نيز در بدترين حالت (نسبت پيچش6) تا 180% افزايش می دهند. همچنين، مشاهده شد که بين نوارهای با نسبت پيچش های مختلف، نوار با نسبت پيچش 12 در سرعت های جرمی پايين و نوار با نسبت پيچش 9 در سرعت های جرمی بالا عملکرد بهتری نسبت به ديگر نوارها دارد. </p> In the present study, experimental investigations on flow boiling heat transfer enhancement (using twisted tape inserts inside an evaporator) and on its simultaneous effect on pressure drop were carried out. The main goal of this research was to obtain the maximum heat transfer enhancement with the least increase in pressure drop. The experimental set-up used was a well instrumented vapor compression refrigeration cycle. This set-up consisted of a test-evaporator as well. In addition, there were a pre-evaporator and an after-evaporator to achieve the required vapor quality. Refrigerant R-134a was electrically heated by the coil around it. The experimental investigation was carried out for a plain tube and for four twisted tapes inserted tubes with different twist ratios of 6, 9, 12, and 15. The results showed that the twisted tapes, in the best condition (twist ratio of 6), enhanced the heat transfer coefficient up to 68%, and in the worst condition (again twist ratio of 6), increased the pressure drop up to 180% above the plain tube values on a nominal area basis. Also, it was observed that among the tapes with different twist ratios, the tape with twist ratio of 12 in low mass velocities and the tape with twist ratio of 9 in high mass velocities, had the best performances. افت فشار، انتقال حرارت، نوار پيچی داخل لوله‌ها ، اواپراتور، مبرد 134a-R Pressure Drop, Heat Transfer, Twisted Tape Inserts, Evaporator, Refrigerant R-134a 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-10-1-101&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa محمد علی اخوان بهابادی 18003194753284600691 Yes امير محمدپور 18003194753284600692 No مسعود جمالی آشتيانی 18003194753284600693 No

en مدلسازی عددی صدای حاصل از يک جت آشفته بااستفاده از آنالوژی آکوستيکی مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">در اين بررسی، توليد و انتشار امواج صوتی در اعداد ماخ پايين (مادون صوت) به صورت عددی تحليل شده است. از آنجايی که يکی از مسائل مهم در طراحی موتورهای هواپيما،کاهش ميزان آلودگی صوتی آنهاست، پيش‌بينی دقيق رفتار صوتی وسايل پرنده از اهميت بالايی برخوردار است. هدف از تحليل انجام شده، مدلسازی صدای حاصل از يک نشتی (که به صورت جت آزاد در نظر گرفته شده است) می‌باشد. اساس کار بر پايه روش هيبريد است که بدين منظور از مدل آشفتگی تنش‌های رينولدز برای حل ميدان جريان و از آنالوژی لايت هيل به منظور شبيه سازی ميدان آکوستيکی استفاده شده است. به منظور محاسبه مقادير سرعت های لحظه‌ای در معادله لايت هيل، روش C.F.W.N. به کار گرفته شده است. در نهايت، پروفيل‌های سطح فشار صوت در راستاهای محوری و عرضی ميدان جريان برای مقايسه ترسيم شده است. مقايسه نتايج با مقادير عددی موجود در مراجع معتبر ديگر تطابق خوبی را نشان می‌دهد. </p> In the present study the generation and the propagation of sound wave in low Mach number flows are numerically studied. Since one of the major problems in aeroengine design is the reduction of noise pollution, the exact prediction of sonic behavior is of special importance. The target of this study is to simulate a leakage, as a free jet. The basis of this study is the hybrid method for which benchmark Reynolds stress turbulence model is applied in solving the flow field and the Lighthill analogy is used for acoustic field analysis. Meanwhile, the continuous filter white noise is applied for solving the instantaneous velocity. Accordingly, the sound pressure level profiles for axial and transverse directions are plotted. Comparison of our results with existing benchmark data is satisfactory. ايروآکوستيک، منبع صوتی، معادله لايت هيل، سطح فشار صوت Aeroacoustic, Sound Field, Lighthill Equation, Sound Pressure Level 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-10-1-102&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa مهاذين زاهد 18003194753284600694 Yes رضا ابراهيمی 18003194753284600695 No ناصر سراج مهدی زاده 18003194753284600696 No

en مطالعه عددی جريان سيال و انتقال حرارت در يک محفظه پيش-چرخش مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">پيش چرخش اغلب در سيستم های خنک کاری داخلی توربين های گازی برای کاهش دمای نسبی هوای خنک کننده نسبت به پره های چرخنده توربين استفاده می شود. در سيستم "انتقال مستقيم" هوا فاصله محوری بين نازل های پيش– چرخش روی ديسک ثابت و حفره های هوای خنک کن پره ها قرار گرفته روی ديسک چرخان را به طور مستقيم طی می کند. در اين مقاله، اثر شرايط جريان ورودی و سرعت دورانی روی جريان سيال و انتقال حرارت درون چنين محفظه ای بررسی شده است. در اين بررسی، از يک مدل ساده شده عددی برای جريان تراکم ناپذير و پايدار آشفته استفاده شده است. مدل ذکر شده بر پايه يک برنامه رايانه ای توسعه داده شده توسط نويسنده است. نتايج عددی حاصل برای سرعت مماسی و عدد ناسلت با نتايج آزمايشگاهی مقايسه شده اند. نتايج عددی نشان دهنده اتلافی چشم گير در اثر اختلاط در ورودی است. اين اتلاف باعث کاهش ضريب پيش-چرخش مؤثر در ورودی می شود. تغييرات مقادير عددی سرعت مماسی بين شعاع ورودی وخروجی نشان رفتار جريان ورتکس آزاد است. معمولاً مقادير تجربی و عددی مؤلفه های سرعت هم خوانی خوبی را نشان می دهند. در ضمن، مقادير تجربی رفتار جريان ورتکس آزاد را با شدت کمتری نشان می دهند. همچنين، مقادير تجربی و عددی برای عدد ناسلت هم خوانی کمتری را نشان می دهند، هر چند نتايج عددی و تجربی رفتار يکسانی را در اثر تغييرات ضرايب مؤثر جريان نشان می دهند. </p> Pre-swirl is often used in the internal cooling-air systems of gas turbines to reduce the temperature of the cooling air relative to the rotating turbine blades. In a "direct-transfer" system, the air passes axially across the wheel-space from stationary pre-swirl nozzles to receiver holes in the rotating turbine disc. This paper investigates the effects of inlet flow conditions and rotational speed on the flow and the heat transfer in such system, using a simplified computational model for three-dimensional steady, incompressible turbulent flow based on an in-house solver developed by the author. The computed results are compared with measurements of tangential velocity and Nusselt number and show that there are significant mixing losses near the inlet nozzles, resulting in a reduced “effective” pre-swirl ratio at inlet. The computed tangential velocity distributions suggest free-vortex-type behaviour for the flow between the pre-swirl nozzle radius and that of the receiver holes. There is mainly good agreements between the computed and the measured velocities, although the measured values are generally lower than the computed ones and follow free-vortex behaviour less closely. There is less agreements between the computed and the measured values of Nusselt number, although the correct trends are obtained for the effects of the main flow parameters. توربين‌های گازی، سيستم خنک‌کاری، سيتم‌های پيش-چرخش روتور و استاتور، سيتم‌های پيش-چرخش انتقال مستقيم Gas Turbine, Cooling Systems, Pre-swirl Rotor-Stator System, Direct Transfer Pre-swirl System 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-10-1-103&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa محمود فرزانه گرد 18003194753284600690 Yes

en تأثير ديوارهای بادشکن روی عملکرد يک مدل برج خنک کن مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research بادهای عرضی معمولاً هم جريان هوا و هم ميزان مقاومت در مقابل هوای ورودی به برج های خنک کن را تحت تأثير قرار می دهند. اين موضوع سبب می شود که در داخل برج مناطقی با درجه حرارت بالا پديد آيد و در نتيجه عملکرد کل نيروگاه افت پيدا کند. وسايل بهبود دهنده، مانند ديوارهای بادشکن جهت بهبود عملکرد اين برج ها و در نتيجه عملکرد کل نيروگاه مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقيق تجربی حاضر اثر اين تجهيزات بهبود دهنده روی عملکرد يک مدل ايزوترمال با مقياس 001 /0 از يک برج خنک کن تر يک نيروگاه 600 مگاواتی بر افت فشار ديناميک و فشار کل مورد ارزيابی قرار می گيرد. ضريب افت فشار بی بعد در برج به عنوان يک شاخص عملکرد برج تعريف شده که نسبت افت فشار کل در ناحيه مبدل حرارتی برج (شامل ناحيه باران و مبدل) به فشار ديناميکی برج است. بيش از بيست و سه ديوار بهبود دهنده طراحی و ساخته شده و تأثير آنها روی ضريب افت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. نتايج به صورت افزايش درصد در عملکرد برج برحسب نسبت سرعت باد (Vr) ترسيم شده است. ضريب افت فشار، وقتی که ديوار باد شکن وجود ندارد، بعنوان شرائط مبنا در نظر گرفته شده و بهبود عملکرد با آن مقايسه شده است. بيش از 33% بهبود عملکرد در اين تحقيق بواسطه استفاده از ديوارهای بادشکن مشاهده شده است. همچنين، سه آرايش برتر ديوار در اين تحقيق انتخاب شده است. Environmental cross winds usually distord the uniform distributions of both air flow and air resistance at inlet to cooling towers and subsequently cause hot areas due to insufficient local cooling of water by air. Curative devices, such as windbreaks, are developed to enhance the performance of the power station cooling towers. At present experimental investigation, the effects of curative devices on performance of a 1/1000 scaled isothermal model of a 660MW wet cooling tower were quantified, using intake dynamic and total pressure losses. Dimensional simulitudes were used in the isothermal modelling of the wet cooling tower. A dimensionless pressure loss coefficient in the tower was defined, as the performance indicator, which is the ratio of total pressure drop in the heat exchanger region (i.e. combined packing and rain zone) to the dynamic pressure. Over twenty three curative devices were designed, manufactured, and their effects on the pressure loss coefficient were quantified. Pressure drop coefficient with no curative device was selected as the base condition and was compared with the presence of curative devices. Up to 33% improvement was noticed in the pressure loss coefficient. The top three most efficient curative devices were selected and presented here. وسايل بهبود دهنده، برج‌های خنک‌کن‌تر با مکش طبيعی، ديوار بادشکن، ضريب افت فشار Curative Device, Natural Draft Wet Cooling Towers, Windbreak Wall, Pressure Drop Coefficient 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-10-1-104&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa جعفر مددنيا 18003194753284600687 Yes هما کوشا 18003194753284600688 No مسعود ميرزايی 18003194753284600689 No

en نقش شبيه سازی در بررسی کمانه کردن گلوله‌های ميله‌ای بلند مکانیک هوافضا Aerospace Mechanics پژوهشي Research <p align="right">در اين مقاله، پديده کمانه کردن پرتابه های ميله ای بلند از جنس تنگستن در برخورد با اهداف مايل فلزی به وسيله دو روش المان محدود صريح: لاگرانژ و هيدروديناميک مولکولی ، مورد بررسی قرار گرفته است. زاويه بحرانی کمانه کردن به دست آمده از هر دو روش نشان می دهند که با افزايش سرعت برخورد يا افزايش مقاومت ماده هدف زاويه بحرانی کمانه کردن افزايش می يابد. نتايج حاصل از دو روش فوق با نتايج مدل های تحليلی و تجربی مقايسه شده اند. در زوايايی از برخورد که پرتابه تنها کمانه می کند، هر دو روش لاگرانژ و هيدروديناميک مولکولی نتيجه تقريباً يکسانی می دهند، ولی در زوايای نزديکتر به زاويه بحرانی، کمانه کردن که پرتابه شروع به زخمی نمودن هدف می نمايد، روش هيدروديناميک مولکولی نتايج بهتری نسبت به روش لاگرانژ می دهد. يکی ديگر از مزايای روش هيدروديناميک مولکولی نسبت به لاگرانژ اين است که از اصل فرسايش پيروی نمی کند. لذا، قانون بقای جرم در حل مساله کاملا ارضاء می شود. در نتيجه، روش هيدروديناميک مولکولی در شبيه سازی برخورد پرتابه های ميله ای بلند با اهداف مايل نتايج دقيقتری نسبت به روش لاگرانژ می دهد. </p> Ricochet of a tungsten long-rod projectile from oblique steel plates was investigated numerically, using two explicit finite element methods. These two methods are lagrange and SPH (smooth particle hydrodynamic). Critical ricochet angles were calculated for various impact velocities and strengths of the target plates in Lagrange and SPH methods. It was predicted that in both methods, the critical ricochet angle increases with decreasing the impact velocities and that higher ricochet angles were expected, if higher strength target materials were employed. The experimental results were compared with those predicted by the simulations and with the existing two-dimensional analytical model. Through investigation of the angles in which projectile only ricochets, both SPH and lagrange methods represent approximately, the same results. However, in the cases that projectile begins to crack in head region out of high impact angles, the SPH method yields better results. One other advantage of the SPH method is that no erosion occurs when using the SPH method. This means better satisfaction of the conservation of mass principle. Therefore, the correlation between the numerical and the available experimental data demonstrates that the SPH approach is a very accurate and effective analysis technique for long rod ricochet phenomena in ricochet of Tungsten rod with RHA target. زاويه بحرانی کمانه کردن، شبيه‌سازی عددی، هيدروديناميک مولکولی، متد لاگرانژ Critical Ricochet Angle, Numerical Simulation, Smooth Particle Hydrodynamic, Lagrange Method 0 0 http://www.measej.ir/browse.php?a_code=A-10-1-105&amp;slc_lang=en&amp;sid=fa مجيد شهروی 18003194753284600685 Yes کامران دانشجو 18003194753284600686 No