دانلود پایان نامه راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:123

چکیده :

هدف این پایان‌نامه تحقیق در مورد راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار می‌باشد.

همچنین مقایسة نتایج بدست آمده بر روی سرریز اوجی بر اساس CFD یکی دیگر از اهداف این پایان‌نامه می‌باشد تا درمطالعات و طرحهای آتی با اطمینان خاطر بیشتر از مدلهای (CFD) استفاده گردد.

ضرورت تحقیق این پایان‌نامه گسترش استفاده از مدلهای (CFD) در داخل کشور می‌باشد بطوریکه مدلهای CFD در چند سال اخیر نقش بسزایی را در مسائل صنعتی و آکادمیک ایفا کرده است. در دو دهة قبل مسائل (CFD) به صورت آکادمیک مطرح بوده ولی در دهة اخیر در کشورهای پیشرفته رواج گستره‌ای در صنعت پیدا کرده است.

برای انتخاب بهترین طرح برای بسیاری از سدها باید با صرفه ترین و دقیق‌ترین روش را برای بررسی چگونی رفتار جریان بر روی سرریز در صورت وقوع سیل را در نظر گرفت. تا مدتی قبل استفاده از مدل فیزیکی تنها روش بررسی بوده ولی هم اکنون استفاده از روش (CFD) رواج گسترده‌ای پیدا کرده است که هزینه و زمان بررسی کردن را پایین آورده است.

در این پایان‌نامه نحوة رفتار جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent و تحت سطوح بالا برندة مورد بررسی قرار گرفته است.

برای شبکه‌بندی مدل تاج سرریز سدانحرافی گرمسار از نوع شبکه‌بندی چند بلوکی استفاده شده است مدل تاج سرریز نیز به چهار ناحیه تقسیم‌بندی شده است و در حل این پروژه از مدل Vof استفاده شده است. طبق نتایج حاصل از تحقیقات به عمل آمد بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار برای 5/0=Hd/H بر روی تاج سرریز فشار منفی تشکیل نمی‌گردد و برای 1=Hd/H و 33/1=Hd/H بر روی تاج سرریز سد انحرافی گرمسار فشا منفی تشکیل می‌گردد.

درمسائل مهندسی امروزی شناخت رفتار یا عکس العمل یک پدیده نقش بسزائی دربررسی نتایج بدست آمده و طراحی دقیق مسائل مهندسی دارد، بطوریکه یک پژوهشگر یا محقق با شناخت چگونگی رفتار یک پدیده دربرخورد با مسائل مختلف می تواند وضعیت فیزیکی پدیده را درقبال مسائل مختلف مهندسی بهبود بخشد.

به عنوان مثال درطراحی بدنه خودرو اگر یک محقق عکس العمل یا رفتار هوا نسبت به خودرو را درسرعت های بالا درنظر نگیرد باعث مشکلات عدیده ای خواهد شد بطوریکه دراین حالت ضریب بازدارندگی افزایش و درنتیجه نیروی بازدارندگی نیز افزایش می یابد و اتومبیل برای رسیدن به یک سرعت مناسب بایستی نیروی بیشتری راتولید کند که در نتیجه باعث افزایش مصرف سوخت و سایر مشکلات خواهدشد. اما امروزه کارشناسان با شناخت رفتار و عکس العمل هوا نسبت به بدنه خودرو به این نتیجه رسیده اند که بایستی بدنه خودروها حالت آیرودینامیکی داشته باشد تا با مشکلات ذکر شده مواجه نشوند.

لذا شناخت پدیده و عکس العمل آن نسبت به مسائل مختلف در امور مهندسی امروزی مانند هوا و فضا، هیدرولیک، سیالات و ... از اهمیت قابل توجهی برخودار است. دربرخورد مهندسان با مسائل و موضوعات هیدرولیکی مشخص بودن چگونگی رفتار سیال کمک بسیار زیادی را در طراحی هرچه دقیق تر پروژه ها می‌نماید. حل برخی از مسائل هیدرولیکی با روشهای حل تحلیلی امکان پذیر می باشد اما ممکن است دربرخی از موضوعات، حل تحلیلی کمک قابل توجهی را به یک محقق ننماید لذا بایستی ازحل عددی برای بررسی چگونگی رفتار سیال استفاده کرد. یکی از مسائل مهمی که کارشناسان هیدرولیک بایستی با آن آشنا باشند نحوه رفتار جریان برروی سرریزهای سازه های آبی می باشد. یکی از راه های شناخت رفتار جریان برروی سرریز استفاده از مدلهای فیزیکی می باشد.

نتایج مدلهای فیزیکی درصورتیکه شرایط مدل به خوبی ایجاد گردد قابل قبول می‌باشد. اما یکی از مشکلات مدلهای فیزیکی درپروژه های مهندسی مدت زمانی است که طول می کشد تا نتایج مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد به طوریکه ممکن است ماهها و یا دربرخی از موضوعات هیدرولیکی مانند بررسی میزان کاوتیاسیون سالها طول بکشد ویا اینکه یک محقق برای بررسی مدل فیزیکی گزینه های مختلف با محدودیت زمانی مواجه باشد. ساخت مدل فیزیکی و تجزیه و تحلیل نتایج آن هزینه قابل توجهی را درپی دارد لذا دربحث هزینه وزمان ممکن است که یک محقق امکان استفاده از مدلهای مختلف فیزیکی را برای بررسی دقیق تر نتایج نداشته باشد. دربرخی از پدیده ها و موضوعات مهندسی امکان استفاده از مدل فیزیکی نمی باشد به عنوان مثال مدلسازی محیطی با درجه حرارت 4000 درجه به بالا ممکن است بسیار سخت و یا امکان پذیر نباشد. لذا استفاده از حل عددی مسائل کمک شایانی را به یک محقق می نماید تا به بررسی موضوع بپردازد. به طوریکه می توان با کمترین هزینه ودرکمترین زمان گزینه های مختلفی را بررسی کرد.

همانطور که اشاره شد شناخت نحوه رفتار جریان برروی سرریزسازه های آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. معمولاً درطراحی سدهای انحرافی ازسرریز نوع اوجی استفاده می شود.

بررسی رفتار جریان برروی تاج سرریز برای دبی های بیشتر از دبی طراحی از اهمیت بسزایی درطراحی تاج سرریز برخودار است به طوریکه اگر فشار ایجاد شده برروی تاج سرریزهای اوجی کمتر از فشار اتمسفر گردد، فشار منفی برروی سرریز که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی اتفاق می افتد باعث پدیده کاوتیاسیون می گردد بطوریکه این پدیده خسارات جبران ناپذیری را برای بسیاری از سازه های آبی به بار آورده است. ازجمله سازه های آبی که با این پدیده روبرو هستند می توان به سرریز سد شهید عباسپور اشاره کرد که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی، مشکلاتی برای سرریز این سد ایجاد شده است. همچنین می توان به سد انحرافی گرمسار اشاره کرد که تاج سرریز آن دچار خوردگی و کاویتاسیون گردیده است. لذا در این پایان نامه نحوه رفتار جریان برروی تاج سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از نرم افزار fluent مورد بررسی قرارگرفته است. از آنجائیکه برای مهار آبهای سطحی و سیلاب ها از سدهای انحرافی با سرریز اوجی استفاده می گرد لذا ضروریت انجام این تحقیق آن است علل فرسایش و کاویتاسیون برروی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار مشخص گردد و هدف این تحقیق آن است با توجه به دقت نتایج بدست آمده براساس مدل عددی CFD)) برروی سرریز اوجی و با استفاده از نرم افزار Fluent بتوان با اطمینان خاطر بیشتری ازمدلهای (CFD) استفاده کرد.

روش انجام کار بدین گونه می باشد که ابتدا بایستی مدل تاج سرریز توسط یک نرم افزار پیش پردازنده مدلسازی گردد نرم افزاری پیش پردازنده Fluent نرم افزار gambit می باشد که از قابلیت های خوبی برای شبکه بندی و معرفی شرایط مرزی مدل برخوردار است.

تشریح فصول مختلف پایان نامه :

درفصل دوم این پایان نامه تاریخچه استفاده از برنامه های CFD ارائه شده است و درفصل سوم مفاهیم اساسی پایان نامه ازجمله، هیدرولیک جریان برروی سرریز اوجی وروشها و معیارهای طراحی سرریز اوجی شرح داده شده است.

درفصل چهارم این پایان نامه توضیحاتی درمورد نرم افزار fluent و روشهای حل عددی به کارگرفته شده دراین نرم افزار شرح داد شده است و نقشه ها و اطلاعات کلی مربوط به سد انحرافی گرمسار ارائه شده است.

درفصل پنجم نتایج بدست آمده از نرم افزار fluent برروی مدل سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار ارائه شده است که دراین فصل به بررسی اشکال بدست آمده پرداخته شده است و درفصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات مربوط به این تحقیق ارائه شده است.

جنبه فیزیکی پدیده انتقال در ابعاد ماکروسکوپی، با استفاده از قوانین حرکت نیوتن و اصول اساسی قوانین بقای جرم، ممنتم، انرژی و گونه‌های شیمیایی قانونمند شده است. براساس طبیعت مسئله و کمیتهای مورد نظر، این مفاهیم اساسی را می‌توان بصورت معادلات جبری، دیفرانسیلی و یا انتگرالی بیان نمود.

شبیه‌سازی عددی از جمله تکنیکهایی است که معادلات انتقال حاکم را با معادلات جبری جایگزین کرده و یک توصیف عددی از پدیده‌ها را در فضا و یا دامنه‌های محاسباتی فراهم می‌کند. صرف نظر از طبیعت مسئله شبیه‌سازی عددی مستلزم داشتن مهارت کافی در زمینه‌های مربوطه از جمله محاسبات عددی می‌باشد.

تمام مهندسان از یکی از سه روش تجربی، حل دقیق و حل عددی برای یافتن مقادیر کمیتهای مسائل تعریف شده استفاده می‌کنند. شبیه‌سازی عددی روشی مناسب برای ارائه کمیتهای معادلات انتقال می‌باشد. معمولاً در روشهای عددی مسائل بصورت سعی و خطا و با تکرار بسیار زیاد حل می‌شود. بدیهی است که انجام این کار تنها با استفاده از کامپیوتر امکان پذیر است. پیشرفت تکنیکهای حل عددی و گسترش دامنه کاربرد آن برای مسائل پیچیده‌تر با پیشرفت فناوریهای سخت افزاری و نرم‌افزاری ارتباطی مستقیم دارد. استفاده از ابرکامپیوترها و پردازشگرهای موازی در شبیه‌سازی عددی، مثال بارزی برای اثبات این ادعا است.

CFD چیست؟

CFD یا همان دینامیک سیالات محاسباتی یک تکنیک شبیه‌سازی مجازی است. با استفاده از CFD می‌توان یک جریان را بطور کامل شبیه‌سازی کرد. در شبیه‌سازی جریان به روش CFD لازمست که مراحل زیر به ترتیب اجراء شود.

• مدلسازی فیزیکی.
• تولید شبکه محاسباتی مناسب.
• مدلسازی فیزیکی.
• مدلسازی ریاضی.
• تعیین شرائط مرزی و اولیه.
• تعیین استراتژی حل.
• آنالیز.
• تهیه گزارش1.

در استفاده روش CFD نه تنها رفتار جریان پیشگوئی می‌گردد، بلکه انتقال حرارت یا جرم، تغییر فاز، واکنشهای شیمیایی، جریانهای چند‌فازی، حرکتهای مکانیکی (همانند حرکت پره‌های پمپ) و خیلی مسائل دیگر مربوط به سیال را نیز می‌توان شبیه‌سازی کرد. البته باید توجه داشت که برای هر مسئله خاص از معادلات حاکم مربوطه و نیز معادلات اسکالر اضافی، استفاده می‌شود.

سه دلیل عمده در بکارگیری از روش CFD وجود دارد. اولین دلیل بینش2 است. سیستمها و دستگاه‌های متعددی وجود دارد که ساخت آنها با پیچیدگیهای متعددی همراه است. در تمامی شبیه‌سازی جریان به روش CFD می‌توان تمام جزئیات جریان و همچنین آشکارسازی جریان را پوشش داد که با استفاده از روشهای دیگر تقریباً غیر ممکن است. به این ترتیب با استفاده از CFD می‌توان به بینش و بصیرت کافی و همچنین شناخت بیشتر در سیستم یا دستگاه طراحی شده دست یافت ]4[. دلیل دوم دوراندیشی است3 . از آنجا که CFD رفتار جریان را پیشگوئی می‌کند، لذا با تغییر متغیرهای هندسی و یا فیزیکی طراح‌های جدید می‌توان نتایج را براحتی با استفاده از این روش پیش‌بینی کرد. بنابراین در مدت زمان کوتاهی و بدن ساخت سیستم یا دستگاه‌های نمونه می‌توان به کارایی طرح جدید پی برد. و بطور کلی بکمک CFD و با دوراندیشی دقیقتر می‌توان سریعتر و بهتر طراحی کرد ]4[. در نهایت دلیل سوم کارایی4 می‌باشد. طراحی سریعتر و بهتر موجب کاهش زمان سیکل طراحی می‌شود. بنابراین در زمان و هزینه تمام شده صرفه‌جویی می‌گردد. تولیدات سریعتر به فاز فروش می‌رسد. بهینه‌سازی‌ها و ساخت نمونه‌های جدیدتر نیز سریعتر انجام شده و در نهایت قیمت تمام شده برای محصولات کمتر می‌شود. بنابراین CFD ابزاری برای کاهش زمان سیکل طراحی و بهینه‌سازی و در نهایت افزایش کارایی صنایع درگیر است ]4[.

لازم به توضیح است، در بکارگیری از روش CFD و نیز نرم‌افزارهای مربوطه، باید از اطلاعات کافی در زمینه‌های مختلف تئوریها معادلات حاکم، مدلسازی فیزیکی و ریاضی و نیز نقاط ضعف و قوت الگوریتمهای بکار رفته برای شبیه‌سازی برخوردار بود. هرچه اطلاعات کاربران بیشتر باشد سریعتر و دقیقتر به جوابهای نهایی می‌رسند. بطور کلی هر چه به نرم‌افزار و تئوریهای استفاده شده در آنها بیشتر آگاهی داشت می‌توان از نرم‌افزار استفاده بهتری کرد.

نقش CFD در دنیای فناوری مدرن

شبیه‌سازی عددی جریان بعنوان یک ابزار غیر قابل انکار در مهندسی بکار رفته که بر اساس قوانین مبتنی بر دانش آزمایشگاهی و تحلیلی استوار است. بمنظور دستیابی به تمام جزئیات فیزیکی یک جریان، شبیه‌سازی جریان با توانایی حل معادلات حاکم با تمام پیچیدگیها در اواخر دهه شصت میلادی شکل گرفت و خیلی سریع به ابزاری محبوب و قابل اعتماد در آنالیزهای مهندسی تبدیل شد. امروزه شبیه‌سازی عددی دامنه وسیعی از آنالیزهای مهندسی را پوشش داده است.

      یکی از اصلی‌ترین کاربردهای CFD مربوط به آزمایشهای تونل باد و مطالعات احتراق می‌باشد. استفاده از CFD موجب کاهش قابل توجه هزینه‌های تمام شده نسبت به تستهای تونل باد می‌گردد. محاسبه پارامترهای آئرودینامیکی مربوطه به طراحی‌های مقدماتی بسیار ارزانتر از محاسبه این پارامترها با استفاده از تستهای تونل باد تمام می‌شود. بهمین منظور در صنایع هواپیمایی تمام محاسبات پارامترهای جریان برای طراحی‌های مقدماتی وسایل پرنده جدید از طریق CFD بدست می‌آید و از نتایج تستهای تونل باد تنها در فاز نهایی طراحی و طراحی‌های تفصیلی استفاده می‌شود. علاوه بر این در شبیه‌سازی عددی جریانها، تمام جزئیات مربوط به میدان جریان را می‌توان محاسبه کرده و مشاهده نمود حال آنکه تحقق این امر با استفاده از کارهای آزمایشگاهی اگر امری غیر ممکن نباشد اما بسیار پر هزینه و طولانی مدت خواهد بود. بعنوان مثال برای تعیین ضریب فشار روی یک سطح بال هواپیما، در روش CFD هیچ‌ گونه محدودیت و مشکل پیچیده‌ای وجود ندارد حال آنکه در روش تستهای تونل باد هزینه و مدت زمان ساخت مدل مورد نیاز بسیار گرانقیمت و طولانی می‌باشد. همچنین تعداد نقاط تعبیه شده روی بال نیز محدود می‌باشد. علاوه بر موارد یاد شده در بسیاری از مسائل مهندسی انجان آزمایشهای توأم با واکنشهای شیمیایی (که در بسیاری موارد گازهای سمی حاصل واکنش شیمیایی می‌باشد) و جریانهای همراه با حرارت بسیار بالا از پیچیدگیهای بسیار زیادی برخوردار است در صورتیکه در شبیه‌سازی عددی برای حل اینگونه مسائل مشکلات یاد شده مشاهده نمی‌گردد. همچنین در برخی مطالعات سیالاتی تمایل بر اینست که جریان ایده‌ال در نظر گرفته شود (نظیر جریان آشفته دو بعدی) که شبیه‌سازی این موارد براحتی در CFD امکان پذیر است.

با تمام موارد یاد شده سئوال اصلی در مورد CFD اینست که تا چه اندازه شبیه‌سازی جریان در CFD دقیق بوده و می‌توان به آن اعتماد کرد و اینکه چگونه می‌توان به صحت نتایج حاصل از CFD پی برد. باید توجه داشت که خطا در شبیه‌سازی جریان در CFD غیر قابل انکار است. خطاهای ناشی از مدلسازی ریاضی و گسسته‌سازی معادلات حاکم و تبدیل آنها به معادلات جریان همواره وجود دارد. همچنین خطای گرد کردن مقادیر محاسبه شده بوسیله سخت‌افزار اجتناب ناپذیر است. اما درصورتیکه جریان بدرستی در CFD شبیه‌سازی گردد این خطاها به هیچ عنوان موجب نمی‌شود که نتایج بدست آمده خطای زیادی داشته باشد. در الگوریتمهای جدید بهمراه شبکه‌بندی مناسب بیشترین خطا برای بحرانی‌ترین پارامترها به کمتر از پنج درصد می‌رسد. بهرحال ظهور انواع نرم‌افزارهای CFD و نیز گسترش فعالیتهای تحقیقاتی در این زمینه نشان می‌دهد که CFD ابزاری مناسب و قابل اعتماد برای شبیه‌سازی جریان است.

برای تعیین صحت نتایج بدست آمده از CFD، برای هر رژیم جریان ابتدا باید یک نمونه تست شده بوسیله آزمایش را بعنوان مرجع در نظر گرفت. سپس با آنالیز جریان به روش CFD، حالت بهینة شبیه‌سازی را بدست آورد. در نهایت برای تمام رژیمهای جریان مشابه، از راهکار بهینة یافته شده، استفاده کرد. باید توجه داشت که برای حل میدان جریان مربوط به هر مسئله، لازمست که نتایج بدست آمده مستقل از شبکه محاسباتی تولید شده باشد.

با تائید صحت نتایج بدست آمده به روش CFD، این روش به یک روش سریع و اقتصادی در صنعت تبدیل شده است. امروزه در صنایع مختلفی همچون صنایع هواپیمایی، کشتی‌سازی، خودروسازی، تأسیسات، پتروشیمی، عمران و غیره، CFD بعنوان یک ابزار کاربردی در کشورهای صنعتی بشمار می‌رود. نرم‌افزارهای بسیاری برای شبیه‌سازی رژیمهای مختلف جریان در کشورهای مختلف طراحی و توسعه یافته است.

امروزه استفاده از روشهای عددی در محاسبات کامپیوتری اهمیت زیادی داشته و به عنوان ابزاری کارآمد در طراحی وسایل مهندسی به کار می‌رود. علم دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به صورت یک ابزار توانا برای تحلیل رفتار جریان سیال و انتقال حرارت در سیستمهای با هندسه ناموزون و معادلات حاکم پیچیده برای محققان و مهندسان در آمده و در دهه گذشته پیشرفت چشمگیری داشته است. در دهه 1980 حل مسایل جریان سیال توسط روش CFD، موضوع حوزه تحقیق بسیاری از محققان فوق دکتری،‌دانشجویان دکتری و یا متخصصان شبیه‌سازی که چندین سال به طور اصولی دوره دیده‌اند، در آمده و نرم‌افزارهای تجاری زیادی به وجود آمده است. نرم‌افزارهایی که در حال حاضر در بازار موجود است، ممکن است بسیار قوی باشند، اما عملکرد آنها هنوز نیازمند یک مهارت و درک بسیار بالا از سوی کاربر می‌باشد، تا نتایج قابل قبولی در حالتهای پیچیده به دست آید. در حالی که نرم‌افزارهای تجاری CFD بر اساس المان محدود اخیراً رو به ضعف و زوا می‌باشند، بازار به طور مستمر در اختیار جهار نرم‌افزار PHOENICS، FLOW3D، STARCD، FLUENT قرار گرفته است که اساس کار همه آنها پایه روش حجم محدود می‌باشند، دقت این نرم‌افزاها توسط محققان زیادی مورد تایید قرار گرفته است. پیچیدگی معادلات حاکم بر مساله تاثیر متقابل محدودیت استفاده از دستگاههای اندازه‌گیری در بسیاری از کاربردهای علمی، از جمله دلایلی هستند که استفاده از روشهای تحلیلی و آزمایشگاهی را در مقایسه با روشهای عددی محدود می‌کند.

گرچه منابع و نوشته‌های متعددی درباره تحلیل محسابات ترموفلوید وجود دارد. اما افراد تازه‌کار در این زمینه امکانات کافی ندارند. دانشجوی کارشناسی ارشد و بالاتر محقق و مهندس مجری یا باید در لابلای مقالات و مجلات کاوش کند، یا به اصول مقدماتی ارایه شده در کتابهای آنالیز عددی بسنده نماید. پیشرفت یا شکست یک فعالیت محاسباتی را اغلب نکات ظریف آن معین می‌کند، در حالی که جزئیات کار که من انجام محاسبات توسط گروههای محاسب موفق آموخته می‌شود،‌ بندرت در نوشته‌های آنها دیده می‌شود. یک نتیجه هم این است که بسیاری از محققین یاکار محاسباتی خود را بعد از پیگیری ماههای زیاد بی‌نتیجه رها می‌کنند، یا طی یک برنامه بی‌ثمر تا انتها به کاوش خود ادامه می‌دهند.

اهمیت انتقال حرارت و جریان سیال

اهمیت نقش این فرآیندها همواره در زندگی ما و بسیاری از کاربردهای عملی مشاهده می‌شود. تقریباً تمام روشهای تولید توان شامل جریان سیال و انتقال حرارت به عنوان فرآیندهای اصلی می‌باشند. همچنین فرآیندها در گرمایش و تهویه مطبوع ساختمان نقش اساسی دارند،‌ در بخش‌های مهمی از صنایع شیمیایی و متالوژی شامل قسمتهایی همچون کوره‌ةا، مبدلهای حرارتی، کندانسورها و راکتورهای فرآیندهای ترموفلوید به کار گرفته می‌شوند. اساس کار هواپیماها و راکتها مدیو جریان سیال، انتقال حرارت و فعل و انفعال شیمیایی می‌ باشد. در طراحی ماشینهای الکتریکی و مدارهای الکترونیکی، اغلب انتقال حرارت و فعل و انفعال شیمیایی می‌باشد. در طراحی ماشینهای الکتریکی و مدارهای الکترونیک، اغلب انتقال حرارت عامل محدودکننده می‌باشد. آلودگی محیط زیست اکثراً ناشی از انتقال حرارت و جرم می‌باشد، همچنین این عوامل در ایجاد طوفانها، سیلابها و آتش سوزیها نقش دارند. در مقابل حرارت و جرم می‌باشد، همچنین این عوامل در ایجاد طوفانها، سیلابها و آتش‌سوزیها نقش دارند. در مقابل تغییر شرایط جوی، بدن انسان به وسیلله انتقال حرارت و جرم درجه حرارتش را کنترل می‌نماید. به نظر می‌رسد فرآیندهای انتقال حرارت و جریان سیال به تمام جنبه‌ةای زندگی ما سرایت کرده است.

متدهای شبیه سازی

پیشگویی فرآیندهای انتقال حرارت و حرارت و جریان سیال به وسیله دو رشو اصلی انجام می‌شود: تحقیق آزمایشگاهی و محاسات تئوری.

اطلاعات دقیق در مورد یک فرآیند فیزیکی غالباً توسط اندازه‌گیری عملی به دست می‌آید. تحقیق آزمایشگاهی انجام شده درمورد یک دستگاه که اندازه‌هایش عیناً‌اندازه‌های دستگاه اصلی باشد، جهت پیشگویی چگونگی کار نسخه‌های مشاه از دستگاه مذکور تحت همان شرایط استفاده می‌شود،‌اما در بیشتر حالتها انجام چنین آزمایشهایی به علت بزرگ بودن اندازه‌های دستگاه، بسیار گران و اغلب غیرممکن است،‌لذا آزمایشها روی مدلهایی با اندازه‌هایی در مقیاس کوچکتر انجام می‌شود، ‌هر چند اینجا‌ هم نسئله بسط دادن اطلاعات به دست آمده از نمونه کوچکتر همیشه تمام جنبه‌های دستگاه اصلی را شبیه‌سازی نمی‌کنند و غالباً جنبه‌های مهم مانند احتراق از آزمایشهای مربوط به مدل حذف می‌شوند. این محدودیتها، مفید بودن نتایج آزمایش را بیشتر کاهش می‌دهند، بالاخره، باید به خاطر داشت که در بسیاری از حالتها، ‌مشکلات جدی اندازه‌گیری وجود داشته و وسایل اندازه‌گیری نیز عاری از خطا نمی‌باشند.

یک پیشگویی تئوری حداکثر استفاده را از نتایج مدل ریاضی خواهد برد و در مقایسه با آن نتایج تجربی را مورد استفاه کمتری قرار می‌دهد. برای فرآیندهای فیزیکی مورد نظر ما اصولاً مدل ریاضی عبارت است از یک سری معادلات دیفرانسیل اگر قرار بود از روشهای ریاضیات کلاسیک درحل این معادلات استفاده شود امکان پیشگویی برای بسیاری از پدیده‌های سودمند وجود نداشت. با کمی توجه به یک متن کلاسیک درباره انتقال حرارت یا مکانیک سیالات مشخص می‌شود که فقط برای تعداد اندکی از مسایل عملی می‌توان به معادلات غیرجبری،‌ مقادیر ویژه و غیره می‌باشند. به طوری که ممکن است، حل عددی آنها کار ساده‌ای نباشد. خوشبختانه، توسعه متدهای عددی و در دسترس بودن پردازشگر‌های بزرگ این اطمینان را به وجود آورده است،‌که تقریباً‌برای هر مساله عملی بتوان از مفاهیم یک مدل ریاضی استفاده کرد.

امتیازات یک محاسبه تئوری

هزینه کم

مهمترین امتیاز یک پیشگویی محاسباتی هزینه پایین آن است. در بیشتر کاربرده، هزینه به کاربردن یک برنامه‌کامپیوتری به مراتب کمتر از مخارج تحقیق آزمایشگاهی مشابه می‌باشد، این عامل وقتی که وضعیت فیزیکی مورد مطالعه بزرگ و پیچیده‌تر می‌شود اهمیت بیشتری پیدا می‌کند و در حالی که قیمت بیشتر اقلام در حال زیاد شدن است، هزینه‌های محاسبات در آینده احتمالاً کمتر خواهد بود.

سرعت یک تحقیق محاسبه‌ای می‌تواند با سرعت قابل ملاحظه‌ای انجام شود،‌طراح می‌تواند مفاهیم صدها ترکیب از حالتهای مختلف را در کمتر از یک روز مطالعه کرده طرح بهینه را انتخاب نماید. از طرف دیگر بسادگی می‌توان تصور کرد رسیدگی یا تحقیق آزمایشگاهی مشابه نیاز به زمان زیادی خواهد داشت.

اطلاعات کامل

حل کامپیوتری یک مسئله اطلاعات کامل و جزئیات لازم را به ما خواهد داد و مقادیر تمام متغیرهای مربوطه (مانند سرعت، فشار، درجه حرارت، تمرکز نمونه‌های شیمیایی، شدت توربولانس) را در سراسر حوزه مورد علاقه به دست می‌دهد. بر خلاف شرایط نامطلوبی که ضمن آزمایش پیش بینی می‌آید، مکانهای غیرقابل دسترس در یک کار محاسباتی کم بوده و اغتشاش جریان به علت وجود میلهای اندازه‌گیری در آن وجود ندارد. بدیهی است از هیچ بررسی آزمایشگاهی نمی‌توان انتظار داشت تا چگونگی توزیع تمام متغیرها را روی تمام میدان اندازه بگیرد. بنابراین، حتی وقتی یک کار آزمایشگاهی انجام می‌شود، بسیار با ارزش خواهد بود که جهت تکمیل اطلاعات آزمایشگاهی حل کامپیوتری همزمان با آن به دست آید.

توانایی شبیه سازی شرایط واقعی

در یک محاسبه تئوری، چون شرایط واقعی به آسانی می‌توانند شبیه سازی شوند، نیازی نیست به مدلهای با مقیاس کوچک و یا با ریان سرد متوسل شویم. برای یک برنامه کامپیوتری،‌داشتن ابعاد هندسی بسیار بزرگ یا خیلی کوچک، به کار بردن درجات حرارت خیلی کم یا بسیار زیاد، عمل کردن با مواد سمی یا قابل اشتعال،‌تعقیب فرآیندهای بسیار سریع یاخیلی آهسته مشکل مهمی را ایجاد نمی‌کند.

توانایی شبیه‌سازی شرایط ایده‌آل

گاهی اوقات یک متد پیشگویی برای مطالعه یک پدیده پایه استفاده می‌شود، تا یک کاربرد پیچیده مهندسی، برای مطالعه پدیده، شخص توجهش را روی تعداد کمی از پارامترهای اصلی متمرکز کرده و تمام جنبه‌های دیگر را حذف می‌کند. بدین ترتیب، شرایط ایده‌آل زیادی ممکن است بهعنوان شرایط مطلوب مورد ملاحظه قرار گیرند،‌به عنوان مثال می‌‌توان از دو بعدی بودن، ثابت بودن جرم مخصوص، وجود یک سطح آدیاباتیک یا داشتن نرخ نامحدود فعل و انفعال نام برد،‌در یک کار محاسبه‌ای این شرایط می‌توانند به آسانی و دقیقاً‌برقرار شوند. از طرفی حتی در یک آزمایش عملی دقیق به زحمت می‌ـوان به شرایط ایده‌آل نزدیک شد.

نارساییهای محاسبه تئوری

امتیازات گفته شده در بالا به اندازه کافی مؤثر هستند که شخص را برای تحلیل کامپیوتری ترغیب نمایند. به هر حال ایجاد علاقه کورکورانه بههر علتی مطلوب نیست. لذا مفید خواهد بود که از موانع و محدودیتها نیز آگاه باشیم. همان گونه که قبلاً‌ تذکر داده شد، تحلیل کامپیوتری مفاهیم یک مدل ریاضی را مورد استفاده قرار می‌دهدا. در مقابل،تحقیق آزمایشگاهی خد واقعیت را مورد مشاهده قرار می دهد. بنابراین اعتبار مدل ریاضی مفید بودن یک کار محاسبه‌ای را محدود می‌کند. باید توجه داشت نتیجه نهایی فردی که از تحلیل کامپیوتری استفاده می کند،‌به مدل ریاضی و نیز به متد عددی بستگی دارد. به طوری که به کاربردن یک مدل ریاضی نامناسب می‌‌تواند موجب شود تا یک تکنیک عددی ایده‌آل نتایج بی ارزشی تولید نماید.

بنابراین برای بحث در مورد نارساییهای یک محاسبه تئوری، تقسیم کردن تمام مسایل عملی به دو گروه به شرح زیر مفید خواهد بود:

گروه اول: مسایلی که برای آنها یک بیان ریاضی مناسب می‌توان نوشت (مانند هدایت حرارت، جریانهای آرام، لایه‌های مرزی مغشوش ساده).

گروه دوم: مسایلی که برای آنها هنوز یک بیان ریاضی مناسب به دست نیامده است(مانند جریانهای مغشوش پیچیده، جریانهای غیر نیوتونی معین، تشکیل اکسیدهای نیتروژن در احتراق مغشوش، بعضی جریانهای دو فازی). البته اینکه یک مسئله مشخص جزو کدام گروه قرار می‌گیرد، به اطلاعات ما درباره آن بستگی خواهد داشت.

انتخاب روش

بحث درباره شایستگیهای نسبی تحلیل کامپیوتری و تحقیق آزمایشگاهی توصیه‌ای بری محاسبات کار آزمایشگاهی نیست،‌شناخت توانها و ضعفهای این دو برای انتخاب صحیح تکنیک مناسب ضروری است. بدون شک آزمایش تنها روش تحقیق دربارة یک پدیده اساس جدید است. در این حالت آزمایش هدایت می‌کند و محاسبه پیروی. درترکیب تعدادی از پدیده‌های شناخته شده و مؤثر به کار بردن محاسبه مفید تر واقع می‌شود . حتی در این شرایط نیز لازمست برای تعیین اعتبار نتایج محاسبات آنها با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شوند. از طرف دیگر برای طرح یک دستگاه از طریق آزمایش محاسبات اولیه اغلب مک کننده بوده و اگر به تحقیقات عملی محاسبات نیز اضافه شود، معمولاً‌می‌توان از تعداد آزمایشها به مقدار قابل توجهی کاست.

بنابراین حجم مناسب فعالیت برای انجام یک پیشگوی باید ترکیب خردمندانه‌ا از محاسبات و آزمایش باشد. مقدار هر یک از این دو در ترکیب مذکور بستگی به طبیعت مسئله و اهداف پیشگوی مسایل اقتصادی و سایر شرایطی خاص وضعیت مورد نظر دارد.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه تحلیل روسازی انعطاف پذیر

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه تحلیل روسازی انعطاف پذیر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

تحلیل روسازی انعطاف پذیر

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:113

فهرست مطالب :

فصل اول ـ مروری بر انواع روسازی........................................................ 16

1-1- مقدمه............................................................................. 17

1-2- تأثیر بارگذار و عوامل جوی بر سیستم روسازی........................................... 17

1-3- عوامل مؤثر در طرح روسازی‌ها................................................................. 20

1-4- روسازی‌های انعطاف‌پذیر......................................................................... 21

1-5- خلاصه و نتیجه‌گیری............................................................................... 22

فصل دوم : کاهش عمر روسازی های انعطاف پذیر در اثر تغییرات شرایط چسبندگی بین لایه ها با توجه به کرنش قائم روی خاک بستر ................................ 23

1- مقدمه ................................................................................................. 24

2- تاثیر بارهای افقی و اصطکاک بین لایه ای به عمر روسازی ها.................... 25

3- تحلیل نظریه تاثیر شرایط بین لایه ای ...................................................... 26

4- انتخاب مدل و روش تحلیل.................................................................... 29

4-1 - مدل هندسی روسازی...................................................................... 29

4-2 – بارگذاری....................................................................................... 31

4-3 - مدل تعیین عمر روسازی ها ............................................................... 33

5- تحلیل تاثیر شرایط بین لایه ای مختلف بر روی عملکرد روسازی ................ 33

5-1- تاثیر اجراء ضعیف اندود تک کت ( حالت اجرایی)............................... 34

5-2- تاثیر کاهش اجراء ضعیف اندود پریمکت ( حالت 3 اجرایی).................. 35

5-3- تاثیر اجرای نامناسب اندودهای بین لایه ای ( حالت 4 اجرایی)................ 37

6- خلاصه و نتیجه گیری............................................................................ 39

فصل سوم: روش‌های تحلیل روسازی‌های انعطاف‌پذیر............................ 41

3-1- مقدمه.............................................................. 42

3-2- حل سیستم‌های لایه‌ای با استفاده از تئوری چند لایه‌ای...................... 42

3-1-1- معادلات پایه................................................................. 44

3-2-2- شرایط مرزی و پیوستگی...................................................... 47

3-3- حل سیستم‌های لایه‌ای با استفاده از روش اجزاء محدود............................... 50

3-4- مقایسه روش چند لایه‌ای با روش اجزاء محدود........................................... 55

3-5- خلاصه و نتیجه‌گیری............................................................................... 58

فصل چهارم: بررسی نر‌م‌افزار Kenlayer جهت تحلیل روساز‌ی‌های انعطاف‌پذیر

4-1- تئوری نرم‌افزار........................................................................................ 61

4-1-1- سیستم چند لایه‌ی الاستیک:................................................................ 61

4-1-2- Super Position و تعیین پاسخ‌ها.................................................... 62

4-1-2-1- تجزیه تنش‌ها به مولفه‌ها x و Y........................................................ 64

4-1-2-2- محاسبه تنش‌های اصلی .................................................................. 65

4-1-2-3- محاسبه کرنش بحرانی..................................................................... 65

4-1-3- آنالیز خرابی (Damage Anaysis).................................................. 66

4-1-3-1- معیار بحرانی شکست ترک کششی................................................... 66

4-1-3-2- معیار بحرانی شکست تغییر شکل حداکثر........................................... 67

4-1-3-3- محورهای چندگانه......................................................................... 68

4-1-4- لایه‌های غیرخطی............................................................................... 70

4-1-4-1- مصالح دانه‌ای................................................................................. 70

4-1-4-1- تقسیم لایه به تعدادی زیر لایه........................................................... 72

4-1-4-1-2- انتخاب نقطه مناسب جهت طراحی................................................ 72

4-1-4-2- مصالح ریزدانه................................................................................ 74

4-1-4-3- نقطه تنش برای لایه غیرخطی........................................................... 77

4-2- نکات فنی راجع به Kenlayer............................................................... 79

4-2-1- اطلاعات عمومی نرم‌افزار..................................................................... 79

4-2-1-1- مصالح.......................................................................................... 79

4-2-1-2- آنالیز خرابی................................................................................... 81

4-2-1-3- تعداد بازه‌های زمانی در هر سال........................................................ 81

4-2-1-4- بارها............................................................................................. 81

4-3- خلاصه و نتیجه‌گیری............................................................................... 82

فصل پنجم ـ بررسی نرم‌افزار (TUPAS) جهت تحلیل روسازی‌های انعطاف‌پذیر

مقدمه............................................................................................................. 85

5-1- تئوری نرم‌افزار........................................................................................ 86

5-1-1- سیستم لایه‌ای..................................................................................... 87

5-1-2- برهم نهی بارها و تعیین پاسخ‌ها............................................................ 87

5-2- نکات فنی.............................................................................................. 89

5-3- خلاصه و نتیجه‌گیری............................................................................... 91

فصل ششم ـ مقایسه‌ی عملکرد و نتایج حاصل از نرم‌افزارهای TUPAS و KENLAYER        

6-1- مقدمه.................................................................................................... 94

6-2- شرح چند مثال........................................................................................ 94

6-2-1- شرح مسئله با چرخ منفرد...................................................................... 94

6-2-2- شرح مسئله با چرخ چندگانه................................................................. 94

6-3- حل چند مثال......................................................................................... 95

6-3-1- حل مسئله 3 لایه‌ای تحت بارگذاری تک چرخ....................................... 95

6-3-2- حل مسئله 3 لایه‌ای تحت بارگذاری ناشی از یک محور سه گانه............... 96

6-3-3- حل مسئله 3 لایه غیرخطی ناشی از بارگذاری تک چرخ.......................... 98

6-4- آنالیز حساسیت...................................................................... 100

6-4-1- آنالیز خطی....................................................................... 101

6-4-1-1- سیستم سه لایه‌ای........................................................... 101

6-4-1-2- تاثیر ضخامت لایه....................................................... 103

6-4-1-3- تاثیر مدول لایه‌ها......................................................... 104

6-4-2- آنالیز غیرخطی............................................................ 106

فصل هفتم ـ جمع‌بندی و نتیجه‌گیری............................................... 108

7-1- خلاصه.............................................................................. 109

7-2- نتیجه‌گیری.................................................................. 111

7-3- پیشنهادات...................................................................... 111

منابع و مراجع............................................................................ 113

چکیده :

روسازی راه به دلیل قدمت دیرینه‌ای که در جهان و نیز در ایران دارد. همواره از دیرباز مورد توجه مهندسین بوده است. به تدریج و با شکل‌گیری قالب استاندارد برای روسازی‌های انعطاف‌پذیر و صلب، لزوم تهیه برنامه‌های کامپوتری و تحلیل عددی روسازی‌ها جهت صرف زمان کمتر و بررسی دقیق‌تر کاملاً اجتناب‌ناپذیر می‌نمود. در این پروژه سعی بر آن بوده است که روسازی انعطاف‌پذیر آسفالتی تحت اثر بارگذاری قائم در بالای رویه مورد بررسی قرار گرفته و توسط تئوری الاستیسیته و فرض ساده کننده روشش برمیستر جهت مدل لایه‌ای، تئوری ریاضی مربوط بسط داده شده و پایه‌های یک برنامه کامپیوتری براساس آن شکل گرفته است.

نرم‌افزارهایی که با بهره جستن از تئوری لایه‌ای اقدام به تحلیل رفتار خاک و محاسبه تنش‌ها و تغییر مکان‌ها می‌نمایند. همگی ملزم به رعایت فرضیات و قوانین خاص تئوری لایه‌ای هستند. این شرایط بعضاً محدود کننده ممکن است باعث تقریب‌های کوچک و یا بزرگی در جواب‌های نهایی سیستم گردد.

روسازی‌های انعطاف‌پذیر را می‌توان با استفاده از تئوری چند لایه‌ای برمیستر تحلیل کرد. عمده‌ترین فرض تئوری فوق بی‌نهایت بودن هر یک از لایه‌ها در صفحه افقی است در این روش برای محاسبه پاسخ با توجه به فرض مهم تقارن محوری، یک تابع تنش فرض می‌شود که باید معادلات دیفرانسیل سازگاری و همچنین شرایط پیوستگی و مرزی را ارضاء کند. سپس از محاسبه این تابع تنش، می‌توان تنش‌ها و جابه‌جایی‌ها را به دست آورد.

یافتن راه حل ریاضی مناب برای تحلیل روسازی، آشنایی کامل با مفاهیم و فرضیات این روش، انتخاب مناسب پارامترها و متغیرهای مسئله، تدوین پایه‌های نرم‌افزار کامپیوتری جهت ورود اطلاعات این روش ریاضی به کامپیوتر و ساختن یک محیط User friendly برای کنترل ورودی‌های برنامه و ایجاد امکان هر گونه توسعه آتی در پیکره نرم‌افزار اهم از مواردی است که در این پروژه بدان توجه شده است.

تحلیل روسازی‌ها مسئله مهمی است که امروز با توجه به گسترش صنعت ساختمان و راهسازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روش‌های متفاوتی برای تحلیل روسازی‌ها تا به امروز ارائه شده‌اند و هر کدام به نوبه خود دارای نقاط قوت و ضعفی هستند. دو روش عمده اصلی در تحلیل این مسائل منطق تئوری لایه‌ای و تئوری اجزاء محدود می‌باشد. بدیهی است که استفاده از هر کدام از روش‌ها ملزم به رعایت فرضیات اولیه و شرایط خاص حاکم بر آن روش خواهد بود. آنچه در این پروژه مورد اشاره قرار گرفته است؛ معرفی دو روش اصلی تحلیل روسازی‌های انعطاف‌پذیر که یکی استفاده از تئوری الاستیسیته و سیستم لایه‌ای و دیگری روش اجزاء محدود می‌باشد و سعی شده است سیستم لایه‌ای و به تبع آن روش بر مسیتر برای حل لایه‌ای با توجه بیشتری بررسی شود و جزئیات بیشتری از الگوریتم ریاضی آن ارائه گردد. روش بر مسیتر برای حل لایه‌ای با توجه بیشتر بررسی شود و جزئیات بیشتری از الگوریتم ریاضی آن ارائه گردد.

در روش بر مسیتر برای پیدا کردن تنش‌ها و تغییر شکل‌ها در محیط لایه‌ای خاک و با فرض نیمه بودن محیط و وجود تقارن محوری، یک تابع تنش انتخاب شده و با در نظر گرفتن شرایط پیوستگی و شرایط مرزی معادلات دیفرانسیل حاصله حل شده و پاسخ‌های مورد نیاز به دست می‌آید.

فرضیات ریاضی حاکم بر این روش و الگوریتم مربوط به آن در فصل سوم این پروژه به تفصیل بیان شده و امکان یک مقایسه نسبی نیز فراهم شده است.

سپس از تشریح این مسائل، نرم‌افزار kenlayer به عنوان یک برنامه کامپیوتری مورد اعتماد که بر پایه تئوری لایه‌ای استوار است، تشریح شده و فرضیات و قابلیت و امکانات متفاوت این نرم‌افزار نحوه حل معادلات و گرفتن پاسخ‌ها، چاپ نتایج، تعریف حالات مختلف بارگذاری‌ها، اصل جمع آثار قوا و سایر مسائل فنی از این قبیل همگی در حوصله این پروژه مورد بررسی تفصیل قرار گرفته است و در انتهای این فصل آشنایی نسبتاً کاملی با این نرم‌افزار به وجود خواهد آمد.

سپس از آشنا شدن با نرم‌افزار kenlayer نرم‌افزاری که در این پروژه مورد بررسی و طراحی قرار گرفته است تشریح شده است این نرم‌افزار که بر پایه‌های تئوری الاستیسیته و سیستم لایه‌ای استوار است دقیقاً از همان منطق ریاضی و الگوریتم استفاده شده در kenlayer بهره برده است.

در طراحی این نرم‌افزار سعی شده است تا با تفکیک بخش‌های مختلف، برنامه به گونه‌ای تدوین شود که امکان اعمال تغییرات در آن همواره وجود داشته باشد. پارامترهای ورودی و خروجی و صفحات ثبت اطلاعات همگی در این قسمت مورد توجه قرار می‌گیرند تعیین تنش‌ها و کرنش‌ها، تعیین حالات مختلف بارگذاری‌ها، مصالح خطی و غیرخطی، از جمله مسائلی هستند که در این نر‌م‌افزار، تعبیه شده و امکان گسترش بخش‌های فوق در آینده برای آن لحاظ گردیده است.

موضوع اصلی این پروژه حاضر تدوین الگوریتم ریاضی جهت تحلیل روسازی انعطاف‌پذیر و در نهایت ارائه یک برنامه کامپیوتری با توجه به روش تحلیل سیستم لایه‌ای است که بتواند با ورود اطلاعات در یک محیط گرافیکی، خروجی‌های مناسب را به دست بدهد.

پروژه حاضر در شش فصل به شرح زیر نگارش شده است:

در فصل اول با عنوان مروری بر انواع روسازی، مروری کلی بر عوامل موثر بر طراحی روسازی شده است و در ادامه انواع روسازی‌های انعطاف‌پذیر و صلب معرفی شده‌اند.

فصل دوم با عنوان کاهش عمر روسازی‌های انعطاف‌پذیر در اثر تغییرات شرایط جنبدگی بین لایه‌ها با توجه به کرنش قائم روی خاک‌بستر.

در فصل سوم با عنوان روش‌های تحلیل روسازی‌های انعطاف‌پذیر، شامل روش چند لایه‌ای روش اجزاء محدود، ارائه شده و این دو روش با یکدیگر مقایسه شده‌اند.

در فصل چهارم با عنوان بررسی عملکرد نرم‌افزار Kenlayer به عنوان یک مرجع مناسب برای تحلیل روسازی انعطاف‌پذیر به روش لایه‌ای، سعی شده است تا در حد نیاز، فرضیات به کار گرفته شده در این نرم‌افزار، تئوری ریاضی، تفکیک حالات مختلف بارگذاری و رفتار خطی و غیرخطی به تفضیل بیان شوند و نحوه ورود اطلاعات به برنامه و نمایش خروجی‌ها در پایان اجرای برنامه به صورت خلاصه مور اشاره قرار گرفته است.

در فصل پنجم با عنوان بررسی نرم‌افزار طراحی شده جهت تحلیل روسازی انعطاف‌پذیر، منطق ریاضی نرم‌افزار، فرضیات اولیه، الگوریتم عملکرد نرم‌افزار، ورودی‌ها و خروجی و نحوه کار بخش‌های مختلف نرم‌افزار به تفکیک مورد بررسی قرار می‌گیرند متغیرهای مورد استفاده در این نرم‌افزار و همچنین ورودی‌ها و خروجی‌ها با توجه به حفظ تشابه با Kenlayer در نظر گرفته شده و تا حد امکان در همان قالب نمایش داده می‌شوند. امکانات متفاوتی از نظر محیط برنامه‌نویسی، توسعه‌های آتی نرم‌افزاری و ..... نیز مورد بررسی قرار می‌گیرند.

در فصل ششم با عنوان مقایسه عملکرد نرم‌افزار طراحی شده و سایر نرم‌افزارهای موجود، امکان مقایسه‌ای فراهم شده است تا جواب‌های به دست آمده از این نرم‌افزار با جواب‌های به دست آمده از نرم‌افزار Kenlayer، تحت بارگذاری‌های مختلف یک چرخ و چند چرخ و نیز رفتار خطی و غیرخطی با لایه‌های مختلفی از روسازی و اساس و زیر اساس مورد بررسی قرار گیرد.

در فصل هفتم با عنوان جمع‌بندی و نتیجه‌گیری.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه سازه های باز شونده و جمع شونده

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه سازه های باز شونده و جمع شونده دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

سازه‌های باز شونده و جمع شونده

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:54

فهرست مطالب :

1-1 مقدمه 1

1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2

1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده 2

1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده 2

1-3-2 مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده. 2

1-3-3 موارد استفاده 3

1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده 4

1-4-1 مکانیزم‌های چتری 4

1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی) 5

1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان 5

1-4-4 مکانیزم کشویی 5

1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا 6

1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای 6

1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده 6

1-5-1 سازه‌های خطی 7

1-5-2 شبکه‌های تخت 7

1-5-3 شبکه‌های بلوری 7

1-5-4 چلیک استوانه ای با نقش دو طرفه 8

1-5-5 چلیک استوانه ای با نقش سه طرفه 9

1-5-6 گنبدهای کروی با نقش دو طرفه 9

1-5-7 گنبدهای کروی با نقش سه طرفه 10

1-5-8 گنبدهای کروی با المان‌های قیچی سان 3 لولایی 10

1-5-9 گنبدهای کروی ژئودزیک 11

1-5-10 سایر انواع سازه‌های باز شونده و جمع شونده 11

1-6 طرح گره‌ها و اتصالات و روش‌های باز و بسته کردن سازه 11

1-7 تاریخچه سازه‌های فضا کار باز و جمع شونده 12

1-8 نمونه‌هایی از سازه‌های جمع شونده و باز شونده از سراسر دنیا 12

2-1 طراحی هندسی سازه های فضایی بازشونده وجمع شونده 16

2-1-1 اصول کلی و روابط هندسی 16

2-1-2 طراحی هندسی در شبکه‌های فضایی تخت مشکل از واحدهای چند ضلعی منتظم 17

2-2 رفتار سازه های باز شونده و جمع شونده در مرحله باز و بسته شدن 23

2-2-1 بررسی پارامترهای هندسی موثر بر رفتار سازه در حین باز و بسته شدن 23

2-2-2 تغییرات کمیت‌های سازه ای در حین جمع شدن سازه 26

2-2-3 پارامترهای موثر بر رفتار غیر خطی سازه در حین باز شدن 27

2-3 تحلیل و طراحی 32

2-3-1 روند آنالیز ماتریسی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 32

2-3-2 روند طراحی سازه‌های باز شونده و جمع شونده 39

2-3-3 طرح المان‌های کابل و میله 39

2-3-4 طرح المان‌های قیچی سان 40

2-4 بهینه یابی سازه های بازشونده و جمع شونده 41

2-4-1 فرآیند طراحی بهینه 41

2-4-2 رابطه سازی مسائل بهینه یابی 41

2-4-3 رابطه سازی سازه فضا کار باز شونده و جمع شونده 42

2-4-4 متغیرهای از پیش تعیین شده 43

2-4-5 متغیرهای طراحی 43

2-4-6 تابع هدف 43

2-4-7 قیدهای طراحی 43

2-4-8 نمودار جریان بهینه یای وزن سازه تاشو 45

2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 45

2-4-9 روش‌های نو در بهینه سازی 46

2-5 کارهای آتی و زمینه‌های تحقیق آینده 47

منابع 48

چکیده :

سازه‌های فضایی را می‌توان به عنوان برگی بر گرفته از طبیعت دانست، فرم‌های طبیعی از صلبیت فوق العاده ای برخوردارند واز حداقل مصالح برای حداکثر استفاده سازه ای بهره می‌گیرند ]1[ سبکی و نصب سریع، چند منظوره بودن، تنوع در شکل و طرح عدم نیاز به نیروی زیاد در مراحل نصب و برچیدن، سهولت حمل ونقل، قابلیت استفاده در ابعاد ودهانه‌های مختلف و ... از جمله عواملی می‌باشند که استفاده روز افزون این نوع سازه‌ها را در دنیای علم و فن آوری توجیه پذیر می‌سازند ]2[ توسعه قابل توجه سازه‌های فضا کار مرهون تلاش و فعالیت مهندسان نخبه دنیا در اواخر قرن نوزدهم می‌باشد. ]3[

گر چه در ابتدا هدف از بکار گیری سازه‌های فضا کار بعنوان سازه‌هایی موقت بود ولی در عمل از آنها به عنوان سازه‌هایی دائمی‌استفاده شد و به انواع مختلف و با مصالح متفاوت در کشورهای گوناگون طراحی و اجرا گردید.

احتیاج به سازه‌های متحرک که به طور ساده و سریع نصب گردد و قابل حمل و نصب مجدد در مکانهای مورد نیاز باشد باعث پیدایش سازه‌های فضا کار باز شونده و جمع شونده شد که با رشد روز افزون استفاده از این نوع سازه‌ها بخصوص در کشورهای صنعتی توجه پژوهشگران و صنعت گران به این سازه‌ها افزایش یافت. ]6[ در کشور ما هر سال زلزله‌های مخرب و سیل‌های وایرانگر عده ای از هموطنانمان را بی خانمان می‌کند، زلزله زدگان و سیل زدگان نیاز مبرم به سر پناه دارند در این میان استفاده از این سازه‌ها می‌تواند کمک موثری در حفظ جان و مال این عزیزان داشته باشد، به غیر از این کاربردهای فراوان این نوع از سازه‌های فضایی تلاش روز افزون پژوهشگران و صنعت گران این مرز و بوم را می‌طلبد و امید آنست که آن چه در این سمینار ارائه می‌گردد، ذره ای هر چند کوچک در راه رشد و اعتلای کشور عزیزمان باشد.

1-2 تعریف سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده

یک سازه باز و جمع شونده تشکیل شده است از قطعات پیش ساخته یا المان‌هایی که می‌توانند باز و بسته شوند و در حالت‌های از پیش تعیین شده قرار بگریند ضمن این که توانایی تحمل بار را نیز دارند. ]4[

1-3 موارد کاربرد سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده

برای این که کاربردهای مختلف این نوع سازه‌ها را بررسی ‌کنیم ابتدا باید موارد نیاز و همچنین مزایای آنها در مقایسه با انواع سازه‌ها مورد مطالعه قرار بگیرد و سپس کاربردهای مختلف آنها ذکر شود.

1-3-1 موارد نیاز به سازه‌های باز شونده و جمع شونده

سازه‌های باز شونده و جمع شونده زیر مجموعه ای از آن دسته از سازه‌ها هستند که به سرعت و سهولت قابل نصب بوده و می‌توان آنها را به راحتی برای استفاده مجدد جمع آوری کرد نیاز به چنین سازه‌هایی از زمان‌های قدیم وجود داشته است ]10[. یعنی از هنگامی‌که قبایل چادر نشین برای یافتن مرتع و چراگاههای بهتر از جایی به جایی دیگر نقل مکان می‌کردند سازه‌های کوچک وسبک و متراکم شده ای مانند سیاه چادرها، خیمه سرخ پوستان و چادر کروی عشایر چنین نیازی را بر آورده می‌کردند، اکثر این سازه‌ها با وصل کردن میله‌های راست ساده در روی زمین به یکدیگر نصب شده و با پارچه‌ها ی سخت پوشیده می‌شوند. باز کردن و نصب آنها برای ابعاد متوسط هر چند .وقت زیادی نمی‌گرفت اما به هر حال وقت گیر بود، مخصوصا در شرایط نامساعد آب وهوایی مشکل آفرین می‌نمود]12[

1-3-2 مزایای سازه‌های فضایی باز شونده و جمع شونده.

می‌توان بر اساس نحوه ساخت و استفاه مزایای زیر را برای این نوع سازه‌ها ذکر کرد

1- پیش ساخته بودن

2- سبک وکم حجم بودن

3- سهولت حمل ونقل

4- نصب سریع و آسان

5- عدم نیاز به نیروی متخصص و تجهیزات کم برای نصب و برچیدن سازه

6- قابلیت جمع آوری و انتقال و نصب مجدد

7- نوع در شکل و طراحی

8- قابلیت استفاده در ابعاد وانداره‌های مختلف

9- چند منظوره بودن

1-3-3 موارد استفاده

برخی از کاربردهای مورد انتظار برای این نوع سازه‌ها عبارتند از:

1- سرپناههای اضطراری

2- پل‌های اضطراری

3- ساختمان‌ها در نقاط پرت و دور دست

4- گنبدها و یا چلیک‌های کروی و سهموی ثابت و متحرک

5- پوشش‌های محافظتی موقت

6- جرثقیل‌ها، پله‌ها، برج‌ها، و دکل‌های باز و جمع شونده

7- داربست‌ها، قالب بندیها، اسکلت بندی یا آمارتور بندی برای سازه‌های دائمی‌

8- سر پناه به عنوان سایبان یا محافظ در برابر بارندگی

9- آنتن‌های بشقابی

10- اردوگاههای سبک وزن و سازه‌های تفریحی

11- دیوارهای جدا کننده یا سازه ای

12- درب‌ها و دریچه‌های ورود و خروج

13- گلخانه‌ها و سایر کاربرد‌های کشاورزی

14- بازو‌ها و اندامهای سیار

15- وسایل اسباب بازی

16- ابزارها و وسایل مکانیکی و صنعتی

17- صنایع هوا فضا

1-4 مکانیزم‌های مختلف در سازه‌های باز شونده و جمع شونده

به طور کلی می‌توان سازه‌های باز شونده و جمع شونده را از لحاظ مکانیزم و طرح اولیه به چند دسته تقسیم کرد که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم.

1-4-1 مکانیزم‌های چتری

ایده و طرح این دسته از سازه‌ها بر اساس عملکرد چتر ساده باران می‌باشد و شامل یک پایه ثابت و یا متحرک بوده که گرد آ گرد آن گروهی از میله‌ها وجود داشته و بوسیله لغزاندن یک گره در امتداد پایه به سمت بالای آن باز می‌شود البته سازه‌های چتری دیگری نیز وجود دارند که با استفاده از مکانیزم‌های دیگر مانند مکانیزم المان قیچی سان (SLE) ساخته می‌شوند که به آنها مکانیزم چتری نمی‌گویند

1-4-2 مکانیزم المان‌های تا شونده مفصلی (زانویی)

این مکانیزم شامل میله‌هایی است که وقتی مکانیزم باز می‌شود مفصل‌هایی که دو میله را به هم متصل کرده اند طوری قفل می‌شوند که دو میله مانند قطعه پیوسته منفرد عمل کند

1-4-3 مکانیزم المان‌های قیچی سان

اصول کار این مکانیزم بر اساس عملکرد پانتو گراف می‌باشد، برای استفاده سازه ای از این مکانیزم باید آن را محدود نمود تا قابلیت باربری پیدا کنند و پایدار شود.

1-4-4 مکانیزم کشویی

در این مکانیزم اجزای سازه در حالت جمع شده بوسیله کشوهایی در یکدیگر فرو می‌روند و هنگام باز کردن المان‌ها یکی پس از دیگری و یا باهم از داخل یکدیگر خارج می‌شوند.

1-4-5 سازه‌های باد شده با هوا

این نوع سازه‌ها به دو شکل می‌توانند ساخته شوند در نوع اول بوسیله یک دمنده هوا، با فشار داخلی خیلی کم که برای افراد داخل سازه قابل توجه نمی‌باشد سازه در محل خود نگهداشته می‌شود نوع دوم سازه‌های هوایی باد شده هستند که دارای دو یا چند جدار می‌باشند ]3[

1-4-6 مکانیزم سازه‌های تا شونده صفحه ای

در این مکانیزم صفحات صلب در لبه‌های انتهایی خود با مفصل‌هایی به یکدیگر متصل شده اند و ابعاد و زوایای آنها طوری انتخاب می‌شوند که قابل جمع شدن در یک بسته و باز شدن بصورت مورد نظر باشند. ]7[

1-5 بافتار مختلف در سازه‌هایی باز شونده و جمع شونده

یک المان قیچی سان از دو میله مستقیم الخط که در نقطه‌های میانی (این نقطه لزوما وسط میله‌ها نخواهده بود) به یکدیگر مفصل شده اند تشکیل شده است که این میله‌ها در نقاط انتهای می‌توانند در جهات مختلف به صورت مفصلی به المان‌های قیچی سان دیگر متصل شوند بدین ترتیب می‌توان واحدهای جمع شونده و باز شونده کوچکی را ساخت که هر یک این واحدها می‌توانند به تنهایی باز شده و یا جمع شوند.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه نگهداری و تعمیرات

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه نگهداری و تعمیرات دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

   در طی سالهای اخیر، اهمیت عملکرد مدیریت نگهداری و تعمیرات در سازمانها رشد بسزایی را به همراه داشته است.می توان علت این امر را در گسترش ماشینی شدن فرایندها و اتوماسیون در سازمانها و بنابراین کاهش تعداد نیروی انسانی و افزایش تجهیزات تولیدی و خدماتی در سازمانها دانست.(گرگ و دشماخ،2006)

   می توان گفت  که امروزه لزوم استقرار سیستم مناسب نگهداری و تعمیرات جهت تسهیلات تولیدی و خدماتی به صورت یک امر حیاتی برای سازمانها درآمده است.(لوکساج، رایس و تورشنسن، 1997؛استفن، 2000؛کلاسوک، باردوا و آنتونی، 2004؛ مولن، پترتیس و پنس، 2008).علت این امر را می توان در افزایش الزامات قابلیت اطمینان و ایمنی سیستمها، افزایش پیچیدگی و هزینه های رو به افزایش مواد خام و نیروی کار دانست.(شریف و اسمیت ،1981)

   مدیریت نگهداری و تعمیرات را می توان مشتمل بر فعالیتهای پیشگیرانه ای دانست که یا به نوعی از پیش برنامه ریزی شده هستند و یا بدون برنامه و بر حسب ضرورت پیش آمده واقع می شوند.این فعالیتها به منظور حفظ یک سیستم یا تجهیز در حالت جاری و یا بازگرداندن آن به حالت اول و یا به یک وضعیت عملیاتی قابل قبول انجام می گیرند.(فرهنگ لغت استاندارد بریتانیایی مورد استفاده در تروتکنولوژی،1993).

   اهداف متعددی را می توان برای اجرای سیاستهای بهینه نت در سازمانها قائل شد.از آن جمله می توان به افزایش قابلیت اطمینان و ایمنی در سیستم، کاهش هزینه، افزایش قابلیت دسترسی، کاهش زمانهای توقف سیستم، تضمین ایمنی و سلامت انسانی و کاهش تعداد خرابیها اشاره کرد.(بهرامی، 2000؛ دوفا، راف وکمپبل، 1999؛آون و جنسن، 1999؛دکر، 1996).                             

   برای برخی سیستمها از قبیل سیستمهای هواپیمائی، زیردریائی و سیستمهای نظامی و فضائی، اجتناب از بروز خطا و خرابی در طول عملیات به شدت قابل اهمیت می باشد.چرا که خرابی در چنین سیستمهایی خطرناک و فاجعه آمیز خواهد بود(ونگ ، 2001).

   یک حوزه تحقیقی بسیار با اهمیت در مدیریت نت و مهندسی قابلیت اطمینان، مطالعه سیستمهای مختلف نت به منظور بهبود قابلیت اطمینان، ممانعت از بروز خرابی و کاهش هزینه های نت در یک سیستم یا تجهیز  می باشد(ونگ،2001).در چند دهه گذشته، مدیریت نت و مسائل تعویض و بازرسی به شکل وسیعی در مقالات مورد بحث قرار گرفته اند.محققانی چون مک کال (1965)، بارلو و پروشان (1965و1975)، پیرسکالا و ولکر (1976)،  شریف و اسمیت (1981)، جاردین و بوزاکوت (1985)، والدز - فلورز و فلدمن (1989)، چو و پارلار (1991)، جنسن (1995) و وندردون شوتن (1996)، ازاکی (2002)، ناکاگاوا (1981و1979)، ونگ و فام(2006)، ناکاگاوا و میزوتانی (2009)، ونگ (2002)، کاوالکنته و دی آلمدیا(2008)، آلسیوف(2009) و بقیه محققانی که نام آنها در طول این تحقیق ذکر شده است، تحقیقات انجام گرفته در این حوزه را بررسی، خلاصه سازی و توسعه داده اند. با این وجود هنوز مسائل این حوزه بطور رضایتبخشی حل و فصل نگردیده و بسیاری از مدلهای نت ارائه شده اند که در دنیای واقعی کاربرد ندارند.

   هدف این پایان نامه، تحقیقی در زمینه تئوریها و متدهای مدیریت نت پیشگیرانه و تعیین بهترین زمان تعویض  با در نظرگیری سه معیار هزینه، قابلیت اطمینان و زمان توقف در سیستمهای تولیدی و خدماتی به شکلی سیستماتیک و قابل کاربرد در مسائل دنیای واقعی می باشد.سپس یک مسئله کاربردی که مثالی نزدیک به واقعیت می باشد، در مدل ارائه شده در این تحقیق مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

    در این فصل پس از نگاهی کلی به بیان و طرح مساله و ضرورت در نظرگیری این شاخه از علم صنایع به بیان اهداف و سوالات تحقیق پرداخته و در نهایت فصل اول با نگاهی کلی به ساختاربندی تحقیق به پایان می رسد.

چکیده      1
1 کلیات تحقیق      4
      11 بیان مساله  4
       12 اهداف تحقیق  7
       13 پرسشهای تحقیق   7
       14 ساختار تحقیق  7
2 ادبیات و پیشینه تحقیق  9
       21 مروری بر مبحث نگهداری و تعمیرات  9
       211 اهداف مدیریت نگهداری و تعمیرات  10
       212 محدودیتهای استقرار سیستم نگهداری و تعمیرات  11
       213 چالشهای استقرار سیستم نگهداری و تعمیرات  12
       22 سیاستهای نت 13
       221 سیاستهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه  17
       2211 سیاست نت پیشگیرانه وابسته به زمان  17
       2212 سیاست نت پیشگیرانه متناوب  19
       2213 سیاست حد خرابی  20
       2214 سیاست PM متوالی  20
       2215 سیاست حد تعمیر  21
       2216 سیاست شمارش تعداد تعمیر و زمان مرجع  22
       23 سیاستهای بهینه نت  22
       24 مدلهای بهینه سازی نگهداری و تعمیرات  23
       241 تکنیکهای مدل سازی بهینه  23
       25 تصمیم گیری چند معیاره Multicriteria Decision Making    25
       251 کاربرد تصمیم گیری چندمعیاره در نت  25
       252 رویکردهای تصمیم گیری چندمعیاره  26
       2521 رویکردهای رتبه بندی  27
       25211 خانواده PROMETHEE  27
       252111 تاریخچه  27
       252112 تشریح متدولوژی PROMETHEE  28
       252113 اطلاعات مورد نیاز رویکرد PROMETHEE  32
       252114 روشهای PROMETHEE I  و PROMETHEE II  36
       2521141 PROMETHEE I رتبه بندی جزئی  38
       2521142 PROMETHEE II رتبه بندی کامل  39
       2521143 پروفایل یک گزینه  40
       252115 مدول تعاملی دیداری GAIA  41
       252116 نرم افزار  Decision Lab 43
       26 تاریخچه ای از کاربرد رویکردهای تصمیم گیری چند معیاره در مسائل نت  45
       27 رویکرد بیزی  46
       271 تصمیم گیری بدون انجام تجربه  46
       272 رویکرد بیزی در نت  47
3 مدل تصمیم گیری  49
       31 کاربرد مدلهای ریاضی در مباحث نت  49
       32 مفاهیم آماری پیش نیاز  50
       321 تابع توزیع و چگالی طول عمر  50
       33 تخمین پارامترهای توزیع خرابی  56
       34 مدلسازی معیارها  56
       341 محاسبه تابع قابلیت اطمینان  56
       342 محاسبه تابع هزینه  57
       343 محاسبه تابع زمان توقف  60
       35 مدل تصمیم گیری  62
       36PROMETHEE GAIA  و تحلیل حساسیت نتایج  64
4 مثال عددی  66
       41 مثال عددی  66
       411 مقادیر عددی  66
       412 تحلیل عددی ارتباطات سه معیار  68
       413 تعیین بهترین گزینه زمانی  69
       42 ارائه و تحلیل گزارشات  70
       421 گزارش رتبه بندی PROMETHEE II 70
       422 سطح GAIA و تحلیل آنژ  71
       43 تحلیل حساسیت نتایج  74
5 نتایج تحقیق و پیشنهادات آتی  79
       51 نتایج تحقیق  79
       52 پیشنهادات آتی  80

شامل 85 صفحه فایل word

پایان نامه زمین گرمایی

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه زمین گرمایی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

...