آیرودینامیک

آیرودینامیک کلمه‌ای یونانی است متشکل از ایرو به معنای "هوا" و داینامیک به معنای "در حال حرکت".

بدین خاطر به آیرودینامیک تئوری پرواز می‌گویند که تمامی پرندگان و وسایل پرنده برای پرواز از این اصل استفاده می‌کنند.

آیروداینامیک (AERO DYNAMIC) یعنی داشتن حداقل مقاومت هوای در حال حرکت.

هوا یا اتمسفر چیست؟

هوا یا اتمسفر یا جو زمین که تا شعاع 500 مایلی اطراف زمین را فرا گرفته است از ترکیب 78% گاز نیتروژن – 21% اکسیژن و 1% مابقی گازهای موجود در هوا می‌باشد.

اگر اتمسفر اطراف زمین را بصورت یک استوانه در نظر بگیریم مولکول‌های هوا در پایین به مراتب متراکم‌تر از هوای بالا هستند. هرچه بالاتر رویم از غلظت و تراکم مولکول‌های هوا کاسته می‌شود و فاصله‌اش از زمین بیشتر می‌شود.

 عواملی که باعث تغییر غلظت مولکولی هوا می‌شوند : (تراکم مولکولی را کم می‌کنند)

1- دما : در یک ارتفاع ثابت هر چقدر مقدار دما را افزایش دهیم غلظت مولکولی هوا کم می‌شود.

2- رطوبت : در یک ارتفاع ثابت هرچه بخار آب به هوا اضافه کنیم غلظت مولکولی کم خواهد شد. یعنی رطوبت بیشتر تراکم مولکولی هوا را کم می‌کند.

توجه : هوا یا اتمسفر زمین خاصیت چسبندگی هم دارد. اگر دست خود را در هوا تکان دهیم حس می‌کنیم که هوا در بالا و پایین و تمام دست ما در حال جریان است و جدا نمی‌شود. این خاصیت هوا در پرواز خیلی کمک می‌کند چون این خاصیت هوا موجب می‌شود که غلظت آن تغییری نکند و مولکول‌های هوا از هم باز نشوند.

3- کاهش فشار هوا نیز از عواملی است که غلظت مولکولی هوا را کم می‌کند. یعنی در یک ارتفاع مشخص هرچه فشار هوا را کاهش دهیم غلظت مولکولی هوا کم می‌شود.

4- خاصیت مشترک هر دو عامل فشار هوا و دما

اگر هر دوی این عوامل پیش آید باعث کم‌شدن غلظت و تراکم مولکولی هوا می‌شود.

نکته : رطوبت که عامل کاهش غلظت مولکولی هواست فقط در پرواز هواپیماهای ملخ‌دار تاثیر می‌گذارد و غلظت مولکول‌ها را کم می‌کند چون هواپیمای ملخ‌دار موتور جت ندارند.

و در مورد خاصیت چسبندگی اینکه هرچه چسبندگی هوا بیشتر باشد غلظت مولکولی هوا نیز بیشتر است.

شرایط اب و هوایی عجیب در سیارات

فکر می‌کنید که آب و هوا این روزها خیلی سرد شده؟ تصور می‌کنید که طوفان «سندی» طوفان خیلی مخربی بوده است؟ این شرایط آب و هوایی و این طوفان‌ها در مقایسه با چیزی که در برخی از سیارات منظومه شمسی اتفاق می‌افتند، به مانند آب و هوایی خوش و نسیمی ملایم هستند.

با هم تعدادی از جالب‌ترین این پدیده‌ها را مرور می‌کنیم:

- طوفان ۴۰۰ ساله‌ای به اندازه سه برابر کره زمین: احتمالا شما با این طوفان بزرگ آشنا هستید و قبلا در کتاب‌ها در مورد آن خوانده‌اید. این طوفان چیزی نیست، جز همان لکه سرخ مشهور سیاره مشتری. ما از ۴۰۰ سال پیش با این طوفان آشنا شده‌ایم، از آن زمان که گالیله، تلسکوپ خود را به سمت مشتری و ماه‌های آن گرفت.
البته این طوفان احتمالا، بسیار مسن‌تر از این حد است. دانشمندان عقیده دارند که رنگ سرخ این طوفان به خاطر وجود سولفور در جو مشتری است.

در چند سال اخیر، این طوفان برادری برای خود پیدا کرده است و طوفانی دیگر با نام لکه قرمز کوچک هم در نیمکره جنوبی مشتری از به هم پیوستن سه طوفان سفید رنگ کوچک، ایجاد شده است. از سال ۲۰۰۶، اندازه این طوفان در حال گسترش است و حالا وسعت آن به اندازه زمین شده است، سرعت این طوفان ۴۰۰ مایل در ساعت است، یعنی به همان سرعت طوفان در لکه سرخ بزرگ مشتری.

تاب برداشتن فضا و زمان

در داستان های علمی تخیلی تاب خوردن فضا - زمان یک موضوع پیش پا افتاده است و از آن برای سفر سریع به کهکشان های دور استفاده می شود . اینکه سفر در زمان اغلب داستان های علمی تخیلی امروز واقعیت هستند و این بخت و اقبال فضا - زمان است .  

به عقیده من فضا می تواند خمیده شود یا اینکه تاب بردارد . برای بیش از دو هزار سال اصل های هندسه ی اقلیدسی بدیهی بودند . حتی امروزه شما می تواند قدرت آن را برای آموزش در مدارس مشاهده کنید . از نتایج مهم و اساسی این هندسه این است که مجموع زوایای داخلی مثلث را ١٨٠ درجه در نظر می گیرد . گرچه امروز مردم به این موضوع پی برده اند که قدم های دیگر نیز در علم هندسه ممکن است .

برای مثال در سطح زمین نزدیکترین چیز به یک خط صاف چیزی است که آن دایره بزرگ می خوانند . بین دو نقطه کوتاهترین مسیر وجود دارد . بنابراین این یک اصل است و آن جریان استفاده از خط است .

حال به مثلث سطح زین که ستوا را می سازد . خط صفر درجه در طول جغرافیایی در لندن و طول جغرافیایی در شرق که ٩٠ درجه است و از بنگلادش می گذرد . دو خط طول جغرافیایی در استوا در حالی که زاویه قائم است با هم مواجه می شوند . این دو طول جغرافیایی همچنین در قطب شمال با هم ملاقات دارند در حالی که زاویه ٩٠ درجه است . بنابراین مثلثی با سه زاویه قائم داریم که مجموع زوایای داخلی آن ٢٧٠ درجه است و در این حالت مجموع زوایای از ١٨٠ درجه بیشتر است . این مثلث که در هندسه اقلیدس وجود دارد در صفحه صاف صدق می کند .

یک خواسته برای مثلث ها وجود دارد که مجموع زوایای آن را کمتر از ١٨٠ درجه جلوه می دهد .

سطح زمین دارای دو بعد فضایی می باشد که شما می توانید در سطح زمین در دوبعد مذکور به صورت قائم به طرف یکدیگر حرکت کنید . شما حتی این امکان را دارید که در چهار جهت اصلی یعنی شمال ، جنوب ، شرق و غرب حرکت کنید البته بعد سومی هم در جهت قائم بر دو بعد وجود دارد که آن هم همان بالا و پائین است . یعنی در سطح زمین سه بعد فضایی وجود دارد . سومین بعد فضایی تخت است . یعنی از هندسه اقلیدسی تبعیت می کند در مثلث آن مجموع زوایا ١٨٠درجه است . هرچند هر شخص می تواند حرکت در زمین دو بعدی را تصور کند . اما نمی تواند حرکت در سومین بعد فضایی را تجربه کند یعنی بعد بالا یا پائین . کسانی که هندسه اقلیدسی پایبند بودند تمایل نداشتند ، برای زندگی در سطح زمین از بعد سوم اطلاعی حاصل کنند . فضا نیز برای اینکه خمیده باشد تمایل دارد تا هندسه غیر اقلیدسی باشد . آنها تمایل داشتند زندگی دشوار باشد و در این صورت فضا باید دو بعدی می بود .

بنابراین سه بعد برای حد اقل زندگی مناسب بود . اما فقط افراد معدودی می توانستند فضای سطح زمین را برای زندگی دو بعدی در نظر بگیرند . برای افراد قابل تصور بود که در محیط زندگی شان سه بعد فضایی وجود دارند . اما در سطح کرات بعد دیگری نیز بود که قابل روئت نبود . اگر سطح کره بزرگ باشد فضای نزدیک آن تخت است و قوانین هندسه اقلیدسی در این شرایط بسیار خوب هستند ، البته در فاصله های کم . اما ما اخطار کرده ایم که هندسه اقلیدسی در مسافت های زیاد ناگهان از عرصه سقوط کرد .

برای تصویر این موضوع یک تیم از نقاش ها را تصور کنید که رنگ هایی را به سطح یک توپ بزرگ اضافه می کنند و به ضخامت لایه های رنگ افزوده می شود و مساحت سطح نیز تمایل دارد افزایش یابد و به سمت بالا رود ، اگر سطح توپ مسطح بود فضا سه بعدی می بود و هر کس می توانست در روی رنگهای نامحدود اضافه شده حرکت کند و توپ خواسته اش این بود که بزرگ و بزرگتر شود . هرچند اگر سه بعد فضا واقعی بودند در سطح دیگر کره ها بعدهای دیگری بود . همچنین حجم توپ تمایل داشت افزایش یابد اما متناهی باشد . هچنین شخصی که لایه های رنگ را افزوده ؛ و عاقبت توپ می خواهد نصف فضایش پر شود .

نقاش ها نیز تمایل دارند منطقه ای را جستجو کنند که کوچک باشد و هرگز کوچک نشود و در این حالت تقریبا" تمام فضای توپ به وسیله لایه های رنگ اشغال شده است . سپس آنها می دانند فضای زندگی شان خمیده است نه تخت .

این مثال برای کسانی است که نمی توانند اصل اول هندسه جهانی را استنباط کنند . در عوض هر کس باید اندازه ی محیطی را که در آن زندگی می کند به وسیله آزمایش های هندسی در می یابد .

هرچند یک راه برای خمیدگی فضا را جرج فردریک ریمان آلمانی در سال ١٨۵٤ شرح داد و هندسه را توضیح داد و باقیمانده از قسمتی از ریاضیات در ٦٠ سال بود . هندسه او به طور مطلق می توانست خمیدگی فضا را شرح دهد . ولی به نظر می آمد که نتواند علت فیزیک فضا را در رابطه با خمیدگی آن توضیح دهد کاربرد کار او در سال ١٩١۵ توسط اینشتن مشخص شد زمانی که او تئوری نسبیت عام را مطرح ساخت .

اعداد کاتالان

در این مقاله ،اعداد کاتالان را معرفی کرده و چند مساله که جواب آن ها منجر به این اعداد می شوند را مورد بررسی قرار می دهیم...

شاید در ریاضیات گسسته با مسأله ی زیر برخورد کرده باشید:

● مسأله: یک صفحه ی شطرنجی n×n در نظر بگیرید؛ می‌خواهیم با حرکت روی خطوط صفحه ی شطرنجی، از نقطه ی A در گوشه ی سمت چپ پائین صفحه، شروع کرده و به نقطه ی B در گوشه ی سمت راست بالای صفحه برسیم. شرط کار این است که فقط می‌توانیم به سمت‌های راست و بالا حرکت کنیم و هرگز نباید به بالای قطر AB برویم. به چند طریق می‌توان از A به B رسید؟

طرح این مسأله، انگیزه‌ای برای معرّفی مفاهیم زیر می‌باشد.

● تعریف: برای ،n امین عدد کاتالان(ریاضی دان بلژیکی) عبارت است از: .

▪ تعریف: همان‌طور که می‌دانیم هرکلمه از تعدادی حرف تشکیل شده است. اگر حرف‌های تشکیل‌دهنده ی کلمات را x و y بگیریم، یک کلمه‌ی Dyck به طول عبارت است از کلمه‌ای که از n تا x و n تا y تشکیل شده است و در هیچ قطعه‌ی آغازی کلمه، تعداد yها بیش‌تر از تعداد xها نمی‌باشد.

▪ مثلاً: کلمه‌ی xyyx یک کلمه‌ی Dyck نمی‌باشد چون در قطعه‌ی آغازی xyy تعداد yها از تعداد xها بیش‌‌تر است. امّا xyxyxy یک کلمه‌ی Dyck است.

▪ قرارداد: از این به بعد کلمه‌ی Dyck را با DW و کلمه‌ای که خاصیّت Dyck ندارد را با NDW نشان می‌دهیم.

● مسأله: چند DW به طول می‌توان نوشت؟

▪ حلّ: تعداد کلّ کلماتی به طول که می‌توان با n تا x و n تا y نوشت برابر است با .[چرا؟].از طرفی اگر یک NDW دلخواه در نظر بگیریم؛ پس یک قطعه‌ی آغازی از این کلمه وجود دارد که در آن تعداد yها بیش‌تر از تعداد xها است. اگر اوّلین قطعه‌ی آغازی که این شرط را دارد در نظر بگیریم و تمامی xهایی که پس از این قطعه ظاهر می‌شوند را با y و تمامی yها را [در صورت وجود] با x عوض کنیم پس کلمه‌ای با ۱-n تا x و ۱+n تا y خواهیم داشت [چرا؟].

از طرفی اگر کلمه‌ای دلخواه به طول متشکل از ۱-n تا x و ۱+n تا y داشته باشیم ،اولین قطعه ی آغازی این کلمه که تعداد y ها یکی بیش تر از تعداد x هاست در نظر بگیرید و تمامی y هایی که بعد از این قطعه ظاهر می شوند را با xو تمامی x ها را [در صورت وجود] با y عوض کنید. کلمه‌ی حاصل یک NDW است [چرا؟] .

در واقع این روش یک تناظر یک به یک بین کلماتی به طول شامل ۱-n تا x و ۱+n تا y و NDWهای به طول برقرار می‌کند. چون به تعداد کلمه ی به طول شامل ۱-n تا x و ۱+n تا y داریم ، پس تعداد NDW های به طول برابر است با . امّا تعداد DWها برابر است با اختلاف تعداد کلّ کلمات و تعداد NDWها، پس :

▪ تعداد DWهای به طول

اکنون به مسأله‌ای که در آغاز مقاله مطرح کردیم، برمی‌گردیم.

اگر حرکت به سمت راست را با x و حرکت به سمت بالا را با y نشان دهیم پس تعداد راه‌های رسیدن از A به B [با توجه به شرط مسأله]برابر است با تعداد DWهای به طول که همانا می‌باشد.

مسأله‌ای دیگر: به چند طریق می‌توان با n جفت پرانتز ( )؛ عبارت‌های با معنی نوشت؟

مثلاً برای ۳و ۲و ۱=n داریم:

ـ ۱=n ( ) .

ـ ۲=n (( )) و ( ) ( ) .

ـ ۳=n (( )) ( ) و ( ) (( )) و ( ) ( ) ( ) و ((( ))) و ( ( ) ( ) ) .

اگر به جای )، x و به جای (، y قرار دهیم آن‌گاه تعداد عبارت‌‌های با معنی با n جفت پرانتز با تعداد DWهای به طول برابر خواهد بود و این یعنی برابر است.

تاکنون حلّ سه مسأله منجر به اعداد کاتالان شده است، در ذیل توجّه شما را به دو نمونه ی دیگر جلب می‌کنیم:

الف) تعداد راه‌های مختلف پرانتز‌گذاری بین ۱+n نماد ریاضی عبارت است از .

به عنوان مثال اگر a و b و c و d چهار نماد ریاضی باشند، روش‌های مختلف پرانتز‌گذاری بین آن‌ها از این قرار است:

ب) یک ۲+n ضلعی محدّب در نظر بگیرید. با وصل کردن رأس‌ها، می‌توان این چند ضلعی را به مثلث‌هایی افراز کرد.

به عنوان مثال برای ۳=n داریم :

ـ با توجه به روند مقاله،‌آیا می‌توانید تعداد راه های متفاوت افراز را حدس بزنید؟ بله درست حدس زدید، تعداد روش های متفاوت افراز عبارت است از ‌ .

اعداد کاتالان در مسأله های دیگری از جمله شمارش درخت ها در نظریه گراف یا شمارش نوع خاصی از افراز های مجموعه های متناهی نیز ظاهر می شوند .
 
 
انجمن ریاضیدانان جوان

بزرگ‌ترین نوآوری‌های مهندسی ۲۰۱۲

در سال 2012، ساختمان‌ها، پل‌ها و شناورهای اقیانوس‌پیما بزرگ‌تر، سبزتر، قوی‌تر و بلندتر از هر زمان دیگری ساخته شدند. برترین و بزرگ‌ترین این نوآوری‌ها را به انتخاب پاپ‌ساینس ببینید.

شناور Dockwise Vanguardزمانی‌که یک رزم‌ناو در میان اقیانوس نیاز به تعمیر داشته باشد، یک کشتی نیمه‌شناور همانند Dockwise Vanguard می‌تواند عرشه خشک فراساحلی لازم برای این کار را فراهم آورد. این شناور با طول 275 متر و عرض 70 متر -بزرگ‌ترین کشتی از نوع خود و با اندازه‌ای فراتر از یک زمین فوتبال- می‌تواند عرشه خود را به زیر آب فرو ببرد و برجک‌های جلویی خود را کنار بزند؛ در نتیجه به شناورهای دریایی عظیم‌الجثه امکان می‌دهد تا به آرامی به روی عرشه آن سر بخورند و سپس شناور Vanguard موقعیت خودش را زیر آنها تثبیت کند. این شناور می‌تواند علاوه بر 7716 تن غذا، سوخت و تجهیزات خود، محموله‌ای به وزند 121.25 هزار تن حمل کند. این میزان تقریبا دو برابر بیشتر از بار مفیدی است که سایر شناورهایی از این نوع قادر به حمل آن هستند.

برج فردوس الحمرابا 412 متر ارتفاع، برج فرودس الحمرا در شهر کویت بزرگ‌ترین ساختمان دنیاست که یک وجه آن تماما از سنگ ساخته شده است. قبل از ظهور چارچوب‌های فولادی، که استفاده از دیواره‌های شیشه‌ای را امکان‌پذیر ساخت، این مصالح بنایی بود که به ساخت بناهای مرتفع کمک می‌کرد. در برج فردوس الحمرا به جای آنکه از مقاومت و استحکام سنگ استفاده شود، مهندسان و معماران شرکت SOM ماده‌ای را انتخاب کردند که به خنک نگاه داشتن ساختمان کمک می‌کند. نمای یکپارچه برج به سمت جنوب است؛ جایی‌که استفاده از سنگ به کاهش گرمای ناشی از تابش آفتاب سوزان کمک می‌کند. بقیه نمای ساختمان تماما از شیشه پوشیده شده که چشم‌انداز آن به شهر کویت را به حداکثر می‌رساند.

۲۵ اختراع برتر ۲۵ سال اخیر

بمب‌افکن B-2، سال 1988/1367

اولین اختراع برتر 25 سال گذشته متعلق به صنعت هوافضا است و هواپیمای جنگی B-2 نام دارد. طراحی متفاوت این بمب‌افکن و پوشش کامپوزیتی بدنه آن باعث می‌شود بدون اینکه توسط رادار ردیابی شود، بتواند در منطقه جنگی پرواز کند. حداکثر برد این بمب افکن 6هزار مایل دریایی (بیش از 11هزار کیلومتر) است و می‌تواند محموله‌‌ای با وزن تقریبی 20 تن را حمل کند. بدنه کامپوزیتی B-2 امواج رادیویی را جذب می‌کند. از این هواپیمای جنگی هنوز هم استفاده می‌شود.

 

هندوانه فاقد تخمه، سال 1988/1367

وجود هندوانه‌هایی که یک دست قرمز هستند و انگورهای قرمز بی‌هسته باید برای عده‌ای از افراد خبر خوشی باشد؛ اما جالب‌تر اینکه سال‌هاست از تولید چنین محصولاتی توسط «سان‌ورد اینترنشنال» می‌گذرد. این هندوانه‌ها حدود 50 سال پیش معرفی شده‌اند؛ اما این شرکت در حال حاضر به تولید نمونه‌های تازه‌ای دست زده که ادعا می‌کند که از نظر طعم و بافت بهتر از همیشه هستند.

دانلود ۲۱ مقاله از سمینار تخصصی مکانیک صنایع نیروگاهی و پتروشیمی

• بررسی تاثیر داکت برنر بر عملکرد بویلر بازیاب و سیکل ترکیبی
• بررسی اثر ریکوپراتور بر راندمان سیکل توربین گاز و تعیین نرخ بازگشت سرمایه سیکل های دارای ریکوپراتور
• بررسی پدیده ضربه قوچ وکاویتاسیون در توربو ماشین ها و راه های جلوگیری
• کاربرد روش عملیات حرارتی تمپرینگ جهت اصلاح سختی در روتورهای نیروگاهی HP
• آنالیز تخریب فن خنک کاری ژنراتور مدل T240-370 شرکت GEC ALSTHOM
• تحلیل شکست پره های فن خنک کن ژنراتور توربین گاز
• پیشگیری و کاهش ریسک خوردگی سرد در بویلرهای بازیاب
• تأثیر ممانعت کننده های پایة پلیمری بر کنترل خوردگی و رسوب در آبهای خورنده
• آنالیز تخریب سر شفت روتور توربین گاز هیتاچی مدل MS5001
• روشهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه در صنعت و مروری بر روشهای مراقبت وضعیت
• کاربرد مانیتورینگ بلادرنگ عمر باقیمانده در سیستم نگهداری بویلر
• بررسی ترکیب شیمیایی، خواص خوردگی و علل تخریب پره های ردیف اول توربین های گازی از جنس سوپر آلیاژ پایه کبالت FSX-414
• طراحی هیدرولیکی و بررسی ضربه قوچ سیستم خنک کن نیروگاه سیکل ترکیبی نکا و مقایسه آن با استاندارد AWWA-45
• مدلسازی و تحلیل تنش لوله های ورودی اصلی سیستم خنک کن نیروگاه سیکل ترکیبی نکا
• مدیریت تعمیرات پیشگیرانه
• مفهوم اکسرژی وبررسی آن برای سیکل رانکین نیروگاه
• تعمیرات دوره ای در واحد های صنعتی
• مطالعه موردی و متدولوژی تعیین وضعیت و برآورد عمر باقیمانده اجزاء یک بویلر ۴۴۰ مگاواتی
• نگهداری و مراقبت از وضعیت ماشین آلات با استفاده از آنالیز روغن
• مقایسه و بررسی انواع سطوح تقال حرارت و مواد مورد استفاده در صنعت ساخت ریکوپراتور
• تولید همزمان، شدت نیاز به گرمایش، شدت نیاز به بخار، شعاع اقتصادی

برج چرخان دبی

معمار : دیوید فیشر           

برج چرخان دبی با ساختار کاملا ساده و در عین حال کاملا نو و بدیع میباشد 

  کانسپت شکل گیری این برج هسته مرکزی استوانه ای شکل

میباشد که خدمات عمومی برج را که شامل ۱۲ آسانسور نفر بر

 ۱ آسانسور ماشین بر و۲ پله فرار است در دل خود جای داده.

طبقات نیز مانند پره های یک پروانه به وسیله نیروی باد به دور این

 کر مرکزی میچرخند.

در این پروژه به وضوح استفاده از انرژیهای تجدید پذیر باد و خورشید

 مشاهده میشود.

ونیز به راحتی میتوان بکار گیری تکنولوژیهای نوین را در یک پروژه

معماری با کانسپتی ساده و عملی مشاهده نمود.