تبلیغات
مهندسی مکانیک و هوافضا - مطالب مهندسی هوافضا
منوی اصلی
مهندسی مکانیک و هوافضا
www.Aeros.ir
  • حسین اتحادی جمعه 10 مهر 1394 12:52 ق.ظ نظرات ()

    با تفکیک میدان توربولان به ادیهای بزرگتر از یک اندازه معین و ادیهای کوچکتر از یک اندازه مشاهده شد که در یک میدان کرنش، انرژی گردابه ها افزایش مییابد. از آنجائیکه گردابه های کوچکتر در میدان کرنش ناشی از گردابه های بزرگتر قرار دارند, لذا انرژی آنها افزایش مییابد و یک انتقال انرژی از گردابه های بزرگتر به کوچکتر مشاهده می شود


    ادی


    تا کنون تصور ما از ادی یک نا پایداری که در برگیرنده مقداری انرژی در نزدیکی عدد موج k باشد و گاها از ادی به یک ناپایداری که در نقطه k یک قله نازک انرژی را در E(k)\,باعث شود فرض نموده ایم. در حقیقت اگر ادی فقط در یک k دارای مقداری انرژی باشد آنگاه در تابع ارتباط نقش آن یک موج میرای آهسته میباشد که معمولا ادیها بایستی در حدود 2 طول موج میرا شوند در نتیجه در حقیقت یک ادی بایستی در یک محدوده اطراف k شامل انرژی باشد.

    برای سهولت یک ادی را میتوان بصورت زیر تعریف نمود که:

     شکل
    


    در این شرایط ادی یک ناپایداری بوده که در حوالی k (به عرض تقریبی k دارای انرژی می باشد) و خود ادی یک موج میرای با طول موج 2\pi /k\, می باشد.


    انتقال انرژی


    انتقال انرژی [۱]ناشی از کلیه ادیها با سایز 2\pi /k\, متناسب با

    
E(k)k\,

    می باشد. چه اینکه این کمیت از نظر ابعادی نشانگر سرعت به توان ۲ میباشد.

    بدین جهت میتوان یک سرعت مشخصه به ادیهای با سایز 2\pi /k\, نسبت داد:


    
\sqrt{E(k)k}\,

    حال نرخ کرنش مشخصه این ادیها که متناسب با سرعت مشخصه تقسیم بر طول مشخصه است به فرم زیر درمیآید:


    
S(k)=\frac{\sqrt{(kE)}}{2\pi/k } =\frac{\sqrt{k^3E}}{2\pi }

    از آنجائیکه در قسمتهایی از منحنی طیف چگالی انرژی داریم: E(k)\propto k^{-5/3}\,

    در نتیجه نرخ کرنش متناسب خواهد بود با:

    
S(k)\propto k^{2/3}\,

    آخرین ویرایش: شنبه 11 مهر 1394 06:49 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی جمعه 20 شهریور 1394 05:48 ق.ظ نظرات ()


    قطعه ایی مثلثی شکل که در دو سر بال هواپیماها دیده می شود وینگلت WingLet یا وینگتیپ WingTip نام دارد.این قطعه بیشتر در هواپیماهای مسافربری Civil از نوع بال پایین به کار می رود. طراحی اولیه وینگلت ها از بال پرنده هایی نظیر عقاب و کرکس که در ارتفاع بالا بدون هیچ تزلزلی پرواز می کنند، نشات گرفته است.

    و .... ( ادامه ی مطلب )

    آخرین ویرایش: جمعه 20 شهریور 1394 05:51 ق.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی پنجشنبه 1 مرداد 1394 03:27 ب.ظ نظرات ()

    در ادامه مصاحبه هایی که با اساتید و دانشجویان هوافضایی داشتیم، اینبار تصمیم گرفتیم که با وضعیت دانشجویان هوافضایی خارج از کشور آشنا شویم. در ادامه آقایان افشین و امیر از دانشگاه  Ryerson در کانادا، به سوالات ما پاسخ می دهند:

    www.semnan-mechanic.mihanblog.com

    Name: Afshin

    Hometown: Tehran, Iran

    Program: PhD, Aerospace Engineering

    Undergraduate degree: Aerospace Engineering, Khajeh Nasir Toosi University of Technology, Iran

    Master’s degree: Aerospace Engineering, Ryerson University


    Name: Amir

    Hometown: Arak, Iran

    Program: Doctor of Philosophy (Ph.D.), Thermofluid, Heat transfer, Mass transfer, Optical experiment

    Undergraduate degree: Aerospace Engineering, Khajeh Nasir Toosi University of Technology, Iran

      Master’s degree :  Mechanical engineering, Fluid Mechanics, Thermofluid , Ryerson University 

    به ادامه ی مطلب مراجعه کنید 
    آخرین ویرایش: پنجشنبه 1 مرداد 1394 03:40 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی یکشنبه 31 خرداد 1394 04:38 ب.ظ نظرات ()

    پدیده انتقال آبشاری اغتشاش

    انرژی جریان توربولان از ادیهای با سایز بزرگتر به ادیهای کوچکتر منتقل شده تا تحت اثر لزجت جریان در کوچکترین ادیهای جریان تبدیل به حرارت شود و از بین برود. انتقال این انرژی توسط پدیده ای بنام کشیدگی گردابه ها [۱]صورت می گیرد.

    *پدیده کشیدگی گردابه ها

    هنگامیکه یک گردابه در یک میدان کرنش[۲] قرار می گیرد تحت کشیدگی قرار میگیرد. بدلیل حفظ بقا مومنتوم زاویه ای(r\times\vec v)\, انتظار می رود که ورتیسیته vorticity در جهت کرنش مثبت تشدید یا تقویت شده و در جهت کرنش منفی کاهش یابد. مطابق شکل زیر:


    دقت شود که \vec\omega =\nabla\times\vec V و لذا\omega \propto\frac{\Delta u}{\Delta  x}

    از طرفی مومنتوم زاویه ای متناسب است با .r\times\vec V\, در صورتیکه یک گردابه کشیده شود \Delta x\, کاهش یافته و لذا \Delta\vec V\, بایستی افزایش یابد در نتیجه \omega \,افزایش می یابد و بالعکس

    حال حالت ایده آلی را که جریان غیر لزج باشد, در نظر می گیریم. در اینحالت معادله \vec\omega\, بشکل زیر در میآید.


    
\frac{d\omega _i}{dt}=\omega _jS_{ij}\,


    که\frac{d}{dt}\, مشتق کامل است.

    در صورتیکه

    
S_{11}=-S_{22}=S,\qquad S_{12}=0\,

    و

    
t>0\,

    اگر

    
\omega _1=\omega _2=\omega_0 \qquad at \qquad t=0\,


    
\Rightarrow \frac{d\omega_1 }{dt} =S\omega _1\Rightarrow \omega _1=\omega _0e^{St}


    
\frac{d\omega_2 }{dt}=-S\omega _2\Rightarrow \omega _2=\omega_0 e^{-St}


    
\omega _1^2+\omega _2^2=2\omega _0^2 \cosh 2St


    با افزایش St\, مقدار کل \omega \, افزایش مییابد. در همین حال، مولفه \omega_1 \, (در جهت کشش) به شدت با افزایش St\, افزایش می یابد. در حالیکه مولفه \omega _2\,(در جهت فشار) به آرامی در مقادیر بزرگ کاهش مییابد.

    کشیدگی گردابه ها همراه با انتقال انرژی می باشد. این امر بدلیل این است که نرخ کرنش سیال بر روی گردابه ها کار تغییر فرم اعمال مینماید. در معادله انرژی مکانیکی جریان(بعدا داده خواهد شد) ترم -u_iu_jS_{ij}\, نشانگر تولید انرژی مکانیکی[۳] توسط میدان کرنش می باشد.


    در میدان شکل قبل مقدار نرخ انتقال انرِژی برابر است :


    
T=S(u_2^2-u_1^2)\,

    با افزایش \omega_1\, مقادیر u_2\, و u_3\, افزایش مییابند:


    
\omega _1\uparrow \rightarrow  u_2\uparrow ,u_3\uparrow



    و با کاهش \omega_2\, مقادیر u_1\, و u_3\, کاهش مییابند:

    
\omega _2\downarrow \rightarrow u_1\downarrow,u_3\downarrow

    در نتیجه u_2\, افزایش یافته و u_1\, کاهش مییابد. مقدار u_3\, ممکن است که کاهش یا افزایش یابد.


    
\Rightarrow u_2\uparrow ,u_1\downarrow

    بدین ترتیب مقدارT=S(u_2^2-u_1^2)\, از صفر شروع شده و در میدان کرنش داده شده مرتبا افزایش مییابد. این بدین معناست که میدان کرنش برروی گردابه ها کار انجام داده است. و لذا انتظار می رود که مقدار انرژی گردابه ها افزایش یابد.

    آخرین ویرایش: شنبه 11 مهر 1394 06:49 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی جمعه 15 خرداد 1394 07:15 ب.ظ نظرات ()
    www.semnan-mechanic.mihanblog.com

    برای دانلود به ادامه ی مطلب مراجعه کنید
    آخرین ویرایش: جمعه 15 خرداد 1394 07:20 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی شنبه 26 اردیبهشت 1394 02:59 ق.ظ نظرات ()

    در حالیکه بسیاری از افراد
    اعتقاد دارند که  بازی گلف یکی از ورزشهای کم تماشاگر و جذاب است در عین حال برای مهندسین هوافضا این بازی نه بعنوان ورزش بلکه به لحاظ شک توپ گلف به آن علاقمند هستند.

    خیلی از افرادی که گلف بازی می کنند حتی نمی دانند که چرا توپ گلف به صورت تورفتگی هایی در سطح آن ساخته می شود.

    قبل از توضیح هدف از ایجاد تورفتگیها در سطح توپ بایستی ویژگیهای آئرودینامیکی یک جسم کروی شکل مثل یک توپ پینگ را بدانیم. اگر در یک دنیای فرضی بدون هرگونه اصطکاکی زندگی کنیم، جریان هوا اطراف یک جسم کروی صاف شبیه به آنچه که در شکل (شکل شماره ۲) نشان داده شده است رفتار خواهد کرد. در این شکل زاویه q موقعیت امتداد سطح کره را نشان می دهد. لبه
    ابتدائی کره که شروع برخورد جریان ورودی است در q=0 درجه است درحالیکه لیه انتهایی در q=180 درجه است. موقعیت  q=90 درجه سطح بالای کره، q=270 سطح پائین کره و q=360 درجه گرداگرد سطح پشتی تا لبه شروع کره را نشان می دهد.
    توجه داشته باشید که در این موقعیت فرضی جریان هوا در اطراف کره یک الگوی کاملا متقارن را ایجاد کرده است. الگوی خطی اطراف سمت جلویی که از ۲۷۰ درجه تا ۹۰ درجه است، مشابه الگوی جریان در قسمت پشتی کره از ۹۰ درجه تا ۲۷۰ درجه است.

     

    (a) Ideal frictionless flowfield around a sphere and (b) the resulting pressure distribution

    شکل ۲-  (a) محدوده جریان بدون اصطکاک فرضی اطراف یک جسم کروی و (b) توزیع فشار ناشی از آن

    تصویر پائینی در این شکل توزیع فشار را در گرداگرد سطح کره که از طریق ضریب بدون بعد فشار Cp بیان می شود، نشان می دهد. مقادیر مثبت (+) Cp نشان دهنده وجود فشار بالاست درحالیکه مقادیر منفی Cp فشار پائین را نشان می دهد. بین محدوده های با فشار بالا و محدوده های با فشار پائین اختلاف وجود دارد که باعث ایجاد نیروهای آئرودینامیک بر روی بدنه یک جسم شبیه از جا کندن و کشش می گردد.
    به ادامه ی مطلب مراجعه کنید

    آخرین ویرایش: شنبه 26 اردیبهشت 1394 03:06 ق.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی دوشنبه 14 اردیبهشت 1394 01:52 ب.ظ نظرات ()

    کاویتاسیون (Cavitation) هنگامی رخ می دهد که فشار استاتیکی محلی در یک سیال سطحی  پایین تر از فشار بخار مایع در درجه حرارت واقعی رسیده باشد. با توجه به معادله برنولی این اتفاق زمانی رخ می دهد که سیال در شیر کنترل و یا در اطراف یک پروانه ی پمپ شتاب می گیرد. تبخیر خود آسیب ایجاد نمی کند ، آسیب زمانی اتفاق می افتد که حباب ها بلافاصله پس از تشکیل می ترکد و یک مکش منفی در بدنه ایجاد می کند

    عوامل ایجاد کاویتاسیون

    تبخیر

    مکش هوا

    سیرکولاسیون داخلی

    آشفتگی جریان

    برخورد با پره ها

     به ادامه ی مطلب مراجعه فرمایید

    آخرین ویرایش: دوشنبه 14 اردیبهشت 1394 01:53 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی یکشنبه 16 فروردین 1394 03:47 ب.ظ نظرات ()

    انحراف معیار استاندارد یا واریانس یعنی این که چقدر از حد نرمال(میانگین) فاصله داریم؟

    معنی انحراف معیار استاندارد

    انحراف معیار استاندارد ابزار سنجش مقدار پراکندگی داده هاست و  با نماد یونانی σ در زمانی که داده ها از شامل کل جامعه است و نماد s زمانی که داده ها دسته ای از جامعه را شامل می شود نمایش داده می شود.فرمول محاسبه این ابزار به این گونه تعریف میشود:

    رادیکال واریانس برابر است با انحراف معیار.

    sigma_x=sqrt{{sigma_x}^2}

    با استفاده از انحراف معیار استاندار می توانیم استانداردی داشته باشیم تا تشخیص دهیم چه چیزی نرمال است، چه چیزی بیشتر یا کمتر از نرمال است.

    واریانس چیست؟

    برابر است با  داده ها منهای میانگین کل داده ها به توان دو

    1-زمانی که کل جامعه در شمارش موجود است

    {sigma_x}^2=(x_i-mu_x)^2/N

    2-زمانی که  فقط دسته ای از اطلاعات موجود است

    {s_x}^2=(x_i-overline{x})^2/{N-1}

    چرا در بررسی کل جامع N را در مخرج کسر و در بررسی بخشی از جامع مقدار N-1 را قرار می دهیم؟[2]

    پاسخ: زمانی که شما از یک نمونه ی N تایی صحبت به میان می آورید پس میانگین حقیقی نخواهد بود، بلکه تخمینی از میانگین واقعی جامعه است فلذا یک درجه ی آزادی از آن کسر می گردد.

    مثالی برای درک کامل مبحث واریانس[1]

    در شکل زیر نمونه ای 5 تایی از سگ ها را برای ارزیابی قد آنها داریم:

    اندازه قد سگها

    ارتفاع سگها از شانه برابر است با 600 ،470،170،430،300 میلی متر

    حال به یافتن میانگین، واریانس و انحراف معیار استاندارد می پردازیم.

    مرحله ی اول یافتن میانگین است و به صورت زیر محاسبه می شود

    {mu={600+300+430+170+470}/5}={1970/5}=394

    بنابراین میانگین یا متوسط قد برابر 394 میلی متر است ، در شکل زیر میانگین با خط سبز نمایش داده شده است

    statistics-dogs-meanحالا ما می توانیم به بررسی تفاوت قد هر کدام از سگها به نسبت خط میانگین بپردازیم، این امر در عکس زیر به خوبی نمایش داده شده است.

    statistics-dogs-deviationبرای محاسبه واریانس به صورت زیر عمل می کنیم

    sigma^2={{{206^2}+{76^2}+{36^2}+{-224^2}+{-94^2}}/5}=21,704

    برای محاسبه انحراف معیار استاندارد به صورت زیر عمل می کنیم

    sigma=sqrt{sigma^2}=sqrt{21,704}=147.32= 147(نزدیک ترین عدد به میلی متر)

    با توجه به انحراف معیار استاندارد( 147 میلی متر)می توانیم بگویم که  سگی با قد 600 بسیار قد بلندتر از استاندارد و سگی با قد 170 بسیار کوچکتر از حد استاندارد است.

    نکته ی قابل توجه اینکه در این مثال چون کل جامعه ی آماری ما شامل 5 سگ بود و ما همه ی آنها را لحاظ کرده ایم پس از نماد σ استفاده کرده و در مخرج کسر از N استفاده کردیم ، حال اگر در مثال گفته می شد که این 5 سگ به صورت نمونه انتخاب شده اند در این صورت باید نماد به s تغییر کرده و در مخرج کسر نیز از N-1 استفاده می کردیم.

    آخرین ویرایش: یکشنبه 16 فروردین 1394 03:49 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی چهارشنبه 20 اسفند 1393 01:26 ق.ظ نظرات ()
    لاکهید اس آر-۷۱ (Lockheed SR-71)‏، ملقب به پرنده سیاه (Blackbird)‏ یک هواپیمای پیشرفته شناسایی دوربرد است که نزدیک به ۵۰ سال پیش در ایالات متحده آمریکا ساخته شد و با بیشینه سرعتی بالای ۳ ماخ همچنان رکورددار سریعترین هواپیمای سرنشین دار می‌باشد. 

    این هواپیما بر پایه مدل آ-۱۲ و YF-۱۲A ساخته شد و طراحی آن مدیون کلارنس جانسون است. او به همراه تیم مهندسین، اس آر-۷۱ را به عنوان نسل بعدی هواپیمای جاسوسی یو-۲ ساختند. سرعت پرواز عادی این هواپیما ۳۳۸۰ کیلومتر در ساعت بوده و در سال ۱۹۶۲ وارد خدمت شد و مزیت این هواپیما این بود که سرعت بالایش آن را در برابر حملات موشکی ایمن می‌ساخت.






    به ادامه ی مطلب مراجعه کنید
    آخرین ویرایش: چهارشنبه 20 اسفند 1393 01:29 ق.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی دوشنبه 18 اسفند 1393 12:09 ق.ظ نظرات ()

    تابع وزن روش بدون المانروش المان محدود از روشهای محاسباتی موفقی است که در طی قرن گذشته به خوبی توسعه داده شده ولی این روش نیز محدودیتهایی دارد . به عنوان مثال هنگامی که مسایل با تغییر شکلهای بزرگ را مدل سازی میکنیم المانها ممکن است بسیار بد فرم شود که خطای زیادی در محاسبات ایجاد میکند . به عنوان مثال مدل سازی رشد ترک که مسیر نامشخص دارد و یا مدل سازی تغییر فاز ماده بسیار مشکل است . در هنگام مدل سازی اینگونه مسایل با مشکلاتی در شبیه سازی ناپیوستگی ها روبرو هستیم که روش المان محدود به علت طبیعت ان که به شبکه بندی خوش فرم نیاز دارد ، دچار مشکل می شود .

    بررسی مسائلی که در بالا عنوان شد و مسائل بسیار دیگر مشابه انها ، با استفاده از روشهای محاسباتی سنتی همچون المان محدود ، حجم محدود یا اختلاف محدود مناسب نمی باشد . اساس این روشها وابسته به یک شبکه‌ی هندسی ( مشبندی ) از المانها می باشد . هنگام رویارویی مسئله با یک ناپیوستگی ( همچون رشد ترک ) ، شبکه‌ی اولیه المانها از انطباق خود با شرایط جدید ناتوانند .

    تکنیک سنتی برای حل اینگونه مسایل این بوده است که در زمان حل مسئله در هر پله و با توجه به تغییر هندسهی ناپیوستگی موجود در مسئله ، اقدام به مشبندی مجدد نماییم . اما شبکه بندی مجدد در هر استپ علاوه بر تحمیل هزینه محاسباتی ، کاهش دقت محاسبات عددی را در پی خواهد داشت .

    روش بدون الماندلیل اصلی کاهش دقت محاسبات هنگام شبکه بندی مجدد ، انتقال اطلاعات از مش بندی و شبکهی قدیم ( مرحلهی قبلی ) به شبکه جدید در مرحله جدید می باشد . طبیعی است با توجه به تغییر هندسی ناپیوستگی ، موقعیت مکانی تمام یا دست کم بخشی از المانها و گره های وابسته به انها تغییر خواهد کرد بنابراین هنگام انتقال اطلاعات ناگزیر به استفاده از توابع میان یابی برای تمام یا بخشی از گره ها خواهیم بود که در نتیجه افزایش خطای محاسباتی را در پی خواهد داشت .

    برای رفع این مشکلات گروه جدیدی از روش های حل معادلات دیفرانسیلی ارائه گردیدند که در این گونه روش ها نیازی به شبکه بندی متعارف مانند انچه در روش های المان محدود نیاز بود ، وجود نداشت . در این روش ها تقریب های عددی حل معادله دیفرانسیلی ، نه بر مبنای المان ها و روابط پیوستگی بین انها ، بلکه بر مبنای مجموعه ای از نقاط انجام می پذیرد . لذا به این گونه روش ها اصطلاحا روش های تحلیل بدون المان یا بدون شبکه گفته می شود .

    هدف اصلی در روشهای بدون المان ، حذف بخشی از ساختار سنتی در روش های مرسوم وابسته به المان همچون المان محدود می باشد . ایده اصلی در روشهای بدون المان بر پایه تقریب زنی تمامی میدان مسئله تنها با گره ها است . از لحاظ مفهومی ، یکی تفاوت اساسی موجود میان روش های المان محدود و روش های بدون المان ناشی از تفاوت میان مفاهیم تقریب و میانیابی می باشد .

    روش بدون المان

    روش بدون المانفرض کنید در یک دامنه از مساله در نقاطی خاص ( نقاط پایه ) مقدار جواب مساله موجود باشد ولی در دیگر نقاط ، مقدار مساله مجهول باشد و بخواهیم جواب کلی را به صورت یک میدان یا تابع در تمامی نقاط دامنه به دست اوریم . اگر در صورت تحلیل قید شده باشد که تابع به دست امده باید مقادیر نقاط پایه عبور کند ، نتیجه به دست امده را میانیابی می گویند ولی اگر این تابع از میان مقادیر پایه مورد نظر عبور کند ، غالبا نتیجه را تقریب می گویند .

    ایده اولیه روش های بدون المان به کاربرد روش هیدرودینامیک ذره هموار شده SPH در مدل کردن مسایل مربوط به اختر فیزیک توسط گینگولد و مونقان در سال 1977 بر میگردد . که در حل انها به علت نامحدود بودن ناحیه حل شرایط مرزی وجود ندارد . برای مثال در پدیده انفجار ستارگان و یا ابر های فضایی .

    همچنین لوسی در 1977 از این روش برای بررسی فرضیه فوزیون استفاده کرد و یک مساله دینامیک گاز را بدون در نظر گرفتن مرز با استفاده از روش باهمگذاری ( Collocation ) حل نمود . در یال 1982 مونقان یک روش برای تقریب زدن توابع پیوسته ارایه کرد که به تحمین کرنل معروف است . نایرولز و همکاران در 1992 برای اولین بار از روش درونیابی حداقل مربعات متحرک ( MLS ) برای پیدا کردن توابع شکل در روش حل گلرکین استفاده نمودند و روشی را برای حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی و معمولی ارایه نمودند که روش المان پخش شده ( DEM ) نامیده می شود .

    حل عددی رشد ترک با روش بدون المان

    آخرین ویرایش: - -
    ارسال دیدگاه
تعداد صفحات : 6 1 2 3 4 5 6