شبیه سازی المان محدود انتشار امواج فراصوتی طولی در آمیزه ی لاستیکی با استفاده از مدل آرودابویس

امروزه به منظور جلوگیری از بسیاری از آزمایش‌های هزینه‌بر، برای دست‌یابی به یک تخمین اولیه از روش‌های شبیه‌سازی استفاده می‌شود. یکی از روش‌های معمول که نرم‌افزارهای تجاری متعددی هم بر پایه آن بسط یافته است، روش المان محدود است. در پژوهش حاضر تلاش گردیده است تا با استفاده از مدلسازی لاستیک در یک نرم‌افزار المان محدود نحوه‌ی انتشار امواج فراصوتی طولی در آمیزه‌های لاستیکی مورد بررسی قرار گیرد. با تعریف لاستیک به عنوان یک ماده‌ی ابرکشسان و استفاده از مدل آرودابویس، آمیزه‌ی لاستیکی به نرم‌افزار المان محدود معرفی گردید و انتشار امواج فراصوتی طولی از دو منظر کیفی و کمی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ارزیابی کمی آمیزه‌ی لاستیکی ساخته شد و سرعت انتشار امواج فراصوتی طولی در آن اندازه‌گیری گردید. مقایسه سرعت انتشار امواج فراصوتی طولی بدست آمده از مدل المان محدود و داده‌های تجربی نشان می‌دهد که مدل آرودابویس از دقت بالایی در تخمین سرعت برخوردار است. شبیه‌سازی المان محدود پیشنهاد شده با توجه به دقت نتایج، روشی بسیار مناسب برای تفسیر و ارزیابی مسائل پیچیده مرتبط با انتشار امواج فراصوتی طولی در مواد لاستیکی می‌باشد.

Finite element simulation of propagation of longitudinal ultrasonic waves in a rubber compound using the Arruda Boyce model

Numerical analysis of heat transfers and nanofluid flow structure inside a tube with multichannel twisted tapes in a solar flat plate collector has been investigated. Al2O3/water nanofluid with a volume fraction of 3% was used as working fluid. Nanofluid with Reynolds number (Re) ranged from 4000 to 20000 was investigated. Effect of the number of channel (n=2, 3, 4, 5 and 6), twisting ratio (N=4, 5, 6 and 7) and diameter ratio (D*=0.1, 0.12 and 0.14) on heat transfer rate and friction loss have been presented separately. The results demonstrated that the insertion of multichannel twisted tapes induce multiswirling flows. Consequently, fluid mixing improves and heat transfer rate enhances. Augmenting number of channel, twisting ratio and diameter ratio leads to higher values of heat transfer and pressure loss. The maximum thermal performance factor is obtained by using twisted tapes with n=2, D*=0.14 and N=7 when Reynolds number has lowest value