دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی  راه آهن

مهندس مسعود محبی، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی راه آهن گرایش ماشین های ریلی، دهم تیرماه سال 97 از رساله خود با عنوان «اثر آیرودینامیک دیواره های بادشکن بر قطار پر سرعت در معرض باد عرضی با استفاده از روش شبکه بولتزمن» دفاع نمود.
گفتنی است چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر محمدعلی رضوانی بر عهده داشتند به شرح زیر می باشد.
تحقیقات در زمینه باد عرضی بر قطارها از دهه 1990 میلادی با رشد قطارهای پرسرعت موردتوجه قرار گرفت. پروژه اروپایی ترانس آیرو[1] در سال 2002 نقطه آغازی بود که توجه هر دو جوامع علمی و سازندگان ماشین‌های ریلی را به خود جلب کرد. باد عرضی، یک موضوع ایمنی و فاکتور کلیدی است که می‌تواند جلوی افزایش سرعت پیوسته وسایل حمل‌ونقل ریلی را بگیرد. مطالعه اثرات باد عرضی روی قطارها نیازمند یک دید کلی و جامع می‌باشد. در این رساله، ضمن پرداختن به تحقیقات آیرودینامیک جریان هوا روی نمونه ای از قطارهای پرسرعت تحت اثر بادهای عرضی، و با توجه به اثر بسیار مهم زیرساخت‌ها و اینکه هرگونه تغییری در محیط پیرامون قطار، سبب تغییر در جریان هوا می‌شود، به بررسی اثر دیوار‌های بادشکن پرداخته می‌شود.
در گام اول، محاسبات دوبعدی به‌منظور مطالعه پارامتریک طراحی‌های دیوار و اعتبارسنجی مقادیر مدل‌های ساده‌شده انجام می‌گیرد. این کار جهت نشان دادن اعتبار مدل‌های دوبعدی و پیدا کردن مجموعه‌ای از طراحی‌های دیوار برای انجام شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر در فضای سه‌بعدی صورت می‌گیرد. حل پیشنهادشده بر اساس شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی(CFD)[2] با روش شبکه بولتزمن (LBM)[3] می‌باشد. در گام دوم، با ساخت نمونه مقیاس شده از قطار پرسرعت و دیوارهای بادشکن و انجام آزمایشات تونل باد، سعی در اعتبارسنجی نتایج کسب‌شده از شبیه‌سازی‌های دوبعدی می‌­شود. در گام سوم، با هدف اندازه‌گیری اثر دیوار‌های بادشکن در فضای سه‌بعدی و دیدن پدیده جریان سه­بعدی در پشت دیوارهای بادشکن، با استفاده از برخی طراحی‌های دیوار که در مدل دوبعدی استفاده‌شده است، ضرایب آیرودینامیک قطار پرسرعت اندازه‌گیری می‌گردد.
در این رساله انواع دیوارهای بادشکن با اشکال هندسی متفاوت مقایسه خواهند شد. دیوار‌های بادشکن ازنظر ارتفاع، لبه بالای دیوار، میزان تخلخل و فواصل مختلف نصب نسبت به‌قطار مقایسه شده و درنهایت در گام چهارم با بکارگیری  الگوریتم ژنتیک به‌عنوان یکی از روش‌های بهینه‌یابی، ساختار بهینه ازنظر شکل، ارتفاع و محل مناسب نصب دیوار بادشکن بدست آمده و معرفی شده اند.   [1]Transaero