COMSOL

آب انبارها علاوه بر مناطق گرم و خشک، در مناطق سرد کشورمان نیز مورد استفاده عموم قرار می گرفته است. یکی از اصلی ترین عنصر آب انبارها پوشش مخزن آن هاست، که از طاق های آجری گوناگون مانند آهنگ، کلنبو با خیز و فرم های متفاوت ساخته شده است. هدف از این پژوهش شناخت میزان دریافت تابش خورشید در سطوح و جریان حرارت در داخل گنبد آب انبارهای قزوین می باشد که منجر به شناخت بهینه ترین فرم پوشش مخزن آب انبار در بین نمونه های مطالعه شده می گردد. برای انجام این تحقیق چهار نمونه از آب انبارها با ساختار متفاوت گنبد در شهر قزوین انتخاب، سپس گنبدها در نرم افزار Revit 2016 مدلسازی شد و میزان دریافت تابش خورشید گنبدها در سردترین روز سال و در ساعات 13، 14و 16 با استفاده از پلاگین های Honeybee & Ladybug با موتور انرژی پلاس مشخص گردید. برای اعتبارسنجی با استفاده از نرم افزار COMSOL تحلیل جریان هوای یکسان CFD در گنبدهای خیز بلند و کم انجام شد. نتایج آنالیزها نشان دادند که میزان دریافت تابش در سطوح گنبد آب انبارها متفاوت است و در گنبدهای خیز کم و سطح تماس زیاد نسبت به تابش خورشید، عملکرد دریافت حرارت نسبت به گنبدهای خیز بلند، بیشتر است. زیرا این گنبدها سطوح بیشتری در معرض تابش خورشید قرار می دهند. در تحلیل جریان CFD در هنگام ظهر و گرمای شدید روز، در قسمت بالای گنبد خیز بلند گردابه ی گرما ایجاد می گردد که از گرم شدن بیش از حد داخل گنبد جلوگیری می نماید. بنابرین مناسب ترین گنبد برای آب انبارهای اقلیم سرد قزوین، گنبدهای خیز کم می باشند.

دانشجویان مقطع کارشناسی رشته های مهندسی، در کنار یادگیری کیفی مطالب نظری، می بایست مهارت های عملی، طراحی و کاربردی مورد نیاز را کسب کنند، تا آنها را برای ورود به بازار کار و یا ادامه تحصیل آماده سازد. در شاخه مخابرات مایکروویو و فوتونیک رشته مهندسی برق، تا کنون آزمایشگاه های مایکروویو، آنتن و اپتیک، دانشجویان را با جنبه های عملی، افزاره ها و دستگاه های اندازه گیری این حوزه آشنا کرده است. در دو دهه اخیر و با پیشرفت شگرف توانایی رایانه ها، نرم افزارهای شبیه سازی این حوزه کاربرد وسیعی هم در صنعت و هم در پژوهش های دانشگاهی پیدا کرده اند و به ابزارهایی جدایی ناپذیر از مراحل تحلیل و طراحی و پژوهش تبدیل شده اند. به دلایل تاریخی و همچنین پیچیدگی های محتوا در این شاخه، استفاده از این نرم افزارها در دوره کارشناسی معمولاً آموزش داده نمی شود، و اغلب مهندسان، پس از ورود به بازار کار و یا در مقاطع تحصیلات تکمیلی، بر حسب نیاز برای اولین بار این نرم افزارها را تجربه می کنند. در نتیجه، امروزه در دوره کارشناسی، جای آزمایشگاهی که نحوه صحیح استفاده از این نرم افزارها را به دانشجویان آموزش دهد، بسیار خالی است. در این راستا در نیمسال اول 00-1399 در دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف، برای اولین بار درس نوینی با نام آزمایشگاه شبیه سازی در الکترومغناطیس طراحی و ارائه شد. بررسی تعداد زیادی از برنامه های آموزش مهندسی برق دانشگاه های داخل و خارج از کشور، مشخص ساخت که طراحی و اجرای آزمایشگاه شبیه سازی در الکترومغناطیس، در قالب یک درس رسمی مقطع کارشناسی، اقدامی نوین در آموزش مهندسی برق است. هدف این درس آموزش نحوه صحیح شبیه سازی، با استفاده از سه نرم افزار معروف و کاربردی شاخه مایکروویو و فوتونیک بوده است که بتواند اکثر جنبه های این حوزه را پوشش دهد. در این مقاله دلایل پیدایش و ایده اصلی درس، ساختار و نحوه ارائه آن، به همراه چالش ها و دستاوردهای این تجربه جدید، مورد بحث قرار گرفته است. در کنار مزایای پرکردن این خلأ آموزشی در برنامه کارشناسی مهندسی برق، ارائه این آزمایشگاه فرصت بسیار مغتنمی را جهت ایجاد انگیزه و علاقه به این شاخه در دانشجویان، آماده سازی آنها برای بازار کار و یا ادامه تحصیل و امکان مجازی سازی این آزمایشگاه (به خصوص در دوران شیوع همه گیری کووید-19)، ایجاد کرد.