Effect of Cavities in Suddenly Expanded Flow at Supersonic Mach Number

The contribution from the base drag due to the sub-atmospheric pressure is significant. It can be more than two-thirds of the net drag. There is a need to increase the base pressure and hence decrease the base drag. This research examines the effect of Mach Number on base pressure. To accomplish this objective, it controls the efficacy in an enlarged duct computed by the numerical approach using Computational Fluid Dynamics (CFD) Analysis. This experiment was carried out by considering the expansion level and the aspect cavity ratio. The computational fluid dynamics method is used to model supersonic motion with the sudden expansion, and a convergent-divergent nozzle is used. The Mach number is 1.74 for the present study, and the area ratio is 2.56. The L/D ratio varied from 2, 4, 6, 8, and 10, and the simulated nozzle pressure ratio ranged from 3 to 11. The two-dimensional planar design used commercial software from ANSYS. The airflow from a Mach 1.74 convergent-divergent axi-symmetric nozzle expanded suddenly into circular ducts of diameters 17 and 24.5 mm with and without annular rectangular cavities. The diameter of the duct is taken D=17mm and D=24.5mm. The C-D nozzle was developed and modeled in the present study: K-ε standard wall function turbulence model was used with the commercial computational fluid dynamics (CFD) and validated. The result indicates that the base pressure is impacted by the expansion level, the enlarged duct size, and the passage’s area ratio.

Numerical simulation of JCO-E line pipe manufacturing and its influence on the mechanical behavior and strength of offsore pipelines

Οι αγωγοί με σχετικά μεγάλη διάμετρο χρησιμοποιούνται ευρέως σε υποθαλάσσιες εφαρμογές μεγάλου βάθους. Στις συνθήκες αυτές, η πρόβλεψη της μηχανικής συμπεριφοράς και της αντοχής σε εξωτερική πίεση των επιμέρους σωλήνων, που αποτελούν τα μέρη ενός αγωγού αποτελεί σημαντική παράμετρο για τη βελτιστοποίηση της κατασκευής τους. Η μέθοδος κατασκευής σωλήνα JCO-E είναι αποτελεσματική ως προς το απαιτούμενο φορτίο κατεργασίας [1]. Η πρώτη ύλη από την οποία παράγεται ο σωλήνας JCO-E έχει τη μορφή χαλύβδινης πλάκας (χαλύβδινο φύλλο). Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην αριθμητική προσομοίωση της διαδικασίας κατασκευής σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους της γραμμής παραγωγής. Η αριθμητική προσομοίωση πιστοποιείται συγκρίνοντας αριθμητικά αποτελέσματα με μετρήσεις που προέρχονται από τη γραμμή παραγωγής. Μετά την ολοκλήρωση της προσομοίωσης JCO-E, προβλέπεται η επίδραση της κατεργασίας στην αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση.Στο πρώτο μέρος της διατριβής παρουσιάζεται η προσομοίωση της διαδικασίας κατασκευής σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Με την προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων υπολογίζονται οι τάσεις και οι παραμορφώσεις που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια των σταδίων κατασκευής, τα οποία αποτελούνται από τη διαμόρφωση των άκρων της πλάκας (edge crimping), τη διαμόρφωση JCO (JCO forming), τη συγκόλληση ευθείας ραφής των άκρων (LSAW welding) και τη διαμόρφωση διαστολής (expansion (E) operation). Επιπρόσθετα, δοκίμια εξάγονται από την πρώτη ύλη και υποβάλλονται σε μονοτονική και κυκλική φόρτιση, με σκοπό το χαρακτηρισμό του υλικού. Οι πειραματικές καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση του καταστατικού μοντέλου της προσομοίωσης. Η ελαστο-πλαστική συμπεριφορά της πλάκας κατά τη διαμόρφωσή της μοντελοποιείται με ένα καταστατικό μοντέλο μικτής κράτυνσης, με το οποίο μπορεί να ληφθεί υπόψη η πιθανή ανισοτροπία της πλάκας. Μετά το πέρας της προσομοίωσης της διαδικασίας κατασκευής, οι ιδιότητες του υλικού που προκύπτουν από την αριθμητική ανάλυση συγκρίνονται με αντίστοιχες ιδιότητες μετρούμενες από δοκίμια που εξάγονται από το σωλήνα, για λόγους πιστοποίησης του μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων. Στο επόμενο στάδιο της προσομοίωσης, η δομική συμπεριφορά και η αντοχή του σωλήνα υπό την επίδραση εξωτερικής πίεσης προσδιορίζεται συναρτήσει διαφόρων αλλαγών στις παραμέτρους της γραμμής παραγωγής.Σύμφωνα με τις παραμέτρους παραγωγής της Σωληνουργεία Κορίνθου Α.Ε., η παραπάνω αριθμητική ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία εφαρμόζεται για να προσομοιωθεί η διαδικασία JCO-E, ενός «σχετικά λεπτότοιχου» σωλήνα με διάμετρο 26 ίντσες και ποιότητα χάλυβα X65 και ενός σωλήνα X60 με «παχύ τοίχωμα» και διάμετρο 30 ιντσών, οι οποίοι προορίζονται για υποθαλάσσιες εφαρμογές. Ο πρώτος σωλήνας αφορά σε υποθαλάσσιες εφαρμογές σε σχετικά βαθειά νερά, ενώ ο δεύτερος σωλήνας προορίζεται για χρήση σε βάθη που ενδεχομένως ξεπερνούν τα 2000 μέτρα. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες του υλικού του σωλήνα που προβλέπονται από τις αναλύσεις τίθενται σε αντιπαραβολή με τη γεωμετρία και τις ιδιότητες του υλικού του πραγματικού σωλήνα, για λόγους πιστοποίησης των αναλύσεων. Η παρούσα μέθοδος αριθμητικής προσομοίωσης δίνει τη δυνατότητα πρόβλεψης της αντοχής του σωλήνα σε εξωτερική πίεση, πραγματοποιώντας μεταβολές στις παραμέτρους παραγωγής. Συγκεκριμένα, οι κύριες μεταβολές που εξετάζονται είναι το μέγεθος της επιβαλλόμενης διαστολής (expansion level) και η μετατόπιση της πρέσας κατά τη διαμόρφωση JCO. Στην πρώτη εφαρμογή της αριθμητικής ανάλυσης (σχετικά λεπτότοιχος σωλήνας), προέκυψε ότι οι παραμένουσες τάσεις που αναπτύσσονται κατά τη συγκόλληση μειώνονται αρκετά και η επίδρασή τους στην αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση είναι μικρή. Ως εκ τούτου, η συγκόλληση στη δεύτερη αριθμητική ανάλυση προσομοιώνεται ως μια «απλή» ένωση των άκρων της πλάκας, που δεν επιτρέπει την μεταξύ τους ολίσθηση και λαμβάνει χώρα μετά τη διαμόρφωση JCO. Και στις δύο περιπτώσεις, τα βασικά αποτελέσματα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα. Καθώς αυξάνεται το μέγεθος της επιβαλλόμενης διαστολής μειώνεται η οβαλότητα και οι παραμένουσες τάσεις του σωλήνα. Παράλληλα, αυξάνεται η αντοχή του σε εξωτερική πίεση μέχρι ένα συγκεκριμένο επίπεδο διαστολής. Αυτό αναφέρεται ως βέλτιστο επίπεδο διαστολής (optimum level of expansion) και αντιστοιχεί στη μέγιστη αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση. Επιβάλλοντας διαστολή μεγαλύτερη του βέλτιστου μεγέθους, η αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση μειώνεται, λόγω μείωσης της αντοχής του υλικού σε θλίψη, που προκαλείται από το φαινόμενο Bauschinger (Bauschinger effect).Στο τελευταίο μέρος της διατριβής, αναπτύσσεται μια ημι-αναλυτική μεθοδολογία που απλουστεύει την προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων, της διαδικασίας διαμόρφωσης σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, με βάση την κινηματική της πλάκας και του προαναφερθέντος καταστατικού μοντέλου. Η παρούσα απλοποιημένη μέθοδος στοχεύει στην κατανόηση της διαδικασίας διαμόρφωσης και στην πρόβλεψη της γεωμετρίας, των παραμενουσών τάσεων και των μηχανικών ιδιοτήτων του σωλήνα JCO-E, όπως επίσης και της αντοχής του σε εξωτερική πίεση, απλούστερα και με χαμηλότερο υπολογιστικό κόστος σε σχέση με τη μέθοδο προσομοίωσης με πεπερασμένα στοιχεία.

The fuzzy integrated TOPSIS economy ranking (FITER) model for manufacturing technology development in China

With knowledge perspective of industrial technology, in this paper we propose fast ranking score decision making model based on Fuzzy integrated TOPSIS approach to determine economic growth rate of manufacturing industry in China. This research focuses on driving effects of China’s productive service industry on manufacturing technology innovation. The research results show that the manufacturer service industry takes a high level of information diffusion for the manufacturing industry. It transmits a large amount of diverse information through the unconstrained relationship with the manufacturing industry, thereby forming the economic network with proposed Fuzzy integrated TOPSIS economy ranking (FITER) model and improve the development level of the manufacturing industry. We evaluate the performance of proposed FITER model by comparing ranking score of different manufacturing industry with different existing decision making mode and demonstrate that proposed model represent best ranking score in comparison to existing approach. Result from data analysis motivates driving effect of production services on the technological innovation of manufacturing and sub-sectors. It is found that the innovation and technological advancement in the production industry of services takes drive the overall expansion level of the business industry, as well as make the manufacturing industry the strongest.

STRATEGIC TASKS OF THE DEVELOPMENT OF THE MAIN GAS TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE AND CHALLENGING ASPECTS OF THE LEGAL REGULATION OF CONSTRUCTION OF MAIN GAS PIPELINES

The development of the main gas transportation infrastructure and a socially and economically justified increase in the gas infrastructure expansion level in the constituent entities of the Russian Federation including creation of the conditions for preferential supply of gas to land plots used for housing construction are referred to strategic gas industry development tasks. The gas infrastructure expansion level and its growth pace are currently low in a number of regions of the Russian Federation. The citizens view this situation as social injustice, especially when main export gas pipelines are located in close proximity. Solution of strategic tasks related to the gas infrastructure expansion requires an improvement of the legal regulation of social relations arising at the gas infrastructure expansion, and that is impossible without legal research. The author brings forward proposals for the development of the legal regulation in the gas infrastructure expansion including provisions on the single operator of gas supply and gas infrastructure expansion programs

Strategic Tasks of the Development of the Main Gas Transportation Infrastructure and Challenging Aspects of the Legal Regulation of Construction of Main Gas Pipelines

The development of the main gas transportation infrastructure and a socially and economically justified increase in the gas infrastructure expansion level in the constituent entities of the Russian Federation including creation of the conditions for preferential supply of gas to land plots used for housing construction are referred to strategic gas industry development tasks. The gas infrastructure expansion level and its growth pace are currently low in a number of regions of the Russian Federation. The citizens view this situation as social injustice, especially when main export gas pipelines are located in close proximity. Solution of strategic tasks related to the gas infrastructure expansion requires an improvement of the legal regulation of social relations arising at the gas infrastructure expansion, and that is impossible without legal research. The author brings forward proposals for the development of the legal regulation in the gas infrastructure expansion including provisions on the single operator of gas supply and gas infrastructure expansion programs

Influence of Technology Innovation Intensity on Firm Performance

The aim of this paper is to assess the effects of technology innovation intensity on firm performance. A sample of 297 businesses funded by the Youth Enterprise Development Fund in Kenya was used as study framework. Correlation and a regression model were used for content analysis. The findings show that technology innovation intensity contributes positively to firm performance, but the entrepreneur characteristic affects the firms' innovation level. Further, the results show low profitability and expansion level among micro and small enterprises. The findings provide information necessary for competitive advantages and recommends the empowerment of entrepreneurs in technology innovation trends for their firm performance. The study endeavors to discover and advance enterprise innovative strategies that are ideally anchored in the technological, organizational, and environmental frameworks. The value of this study is on the approaches of entrepreneur capability in handling technology innovation intensity within a competitive business environment to improve firm performance.