دانلود رايگان

طراحي كنترل كننده PID براي كنترل موقعيت جك هاي هيدروليكي با بكارگيري الگوريتم رقابت استعماري

جك هاي هيدروليكي تجهيزات مهمي در عرصه هاي مدرن صنعتي محسوب و به طور وسيع استفاده مي شوند، چرا كه قدرت زيادي داشته و حركات نرم و بي صدا و قابليتهاي تحرك خطي و دوراني به نحو مطلوب و با پيچيدگي نسبتا پايين دارند. حوزه كاربرد جك هاي هيدروليكي وسيع بوده و در عرصه هاي مختلفي همچون سيستمهاي توليد، ماشينهاي تست مواد، سيستمهاي تعليق فعال، ماشين آلات استخراج معادن، شبيه سازي پرواز، كشتي ها، ماشين هاي تزريق قالب، رباتيك، تجهيزات آسياب فولاد و آلومينيوم و غيره استفاده مي-شوند. در همه اين كاربردها براي داشتن بالاترين كارايي جك هاي هيدروليكي در موقعيت، نيرو يا فشار لازم است و همچنين براي بهبود كارايي جكها، يك كنترلر مناسب لازم مي باشد. بنابراين در طي دو دهه گذشته براي كنترل موقعيت، توان، و يا نيروي توليد شده از جك هاي هيدروليكي، هزاران تحقيق و توسعه انجام يافته و هنوز هم به عنوان يك موضوع مهم و قابل توجه در محافل صنعتي و آكادمي مطرح مي باشد. در اين مقاله يك كنترلر تناسبي-انتگرالي-مشتقي PID)) طراحي و به منظور كنترل موقعيت زاويه اي شفت موتور بر روي سرو جك هيدروليكي اعمال شده است. پارامترهاي كنترلر با الگوريتم رقابت استعماري بهينه شده اند. همچنين يك تابع هدف براي بهينه سازي بهره فيدبك اعمال شده .كه نتايج بدست آمده كارايي آن براي كنترل يك چنين سيستم غيرخطي را تاييد مي كند.

طراحي فيلتر ديجيتال FIR با استفاده از نسخه بهبود يافته الگوريتم رقابت استعماري

فيلترهاي ديجيتال FIR در مقايسه با فيلترهاي ديجيتال IIR پايدار بوده و همچنين توسط آنها ميتوان به فيلترهايي با فاز خطي رسيد و در بيشتر سيستم هاي ارتباطي ترجيح داده شده اند. در مسئله طراحي فيلتر ديجيتال FIR با استفاده از شناسايي سيستم، مشكل سطح خطاي چندوجهي و بهينههاي محلي وجود دارد، براي اجتناب از مينيممهاي محلي و همگرايي زودرس از الگوريتمهاي تكاملي استفاده ميشود. اين الگوريتمها مبتني بر جمعيت هستند و توانايي رهايي از بهينههاي محلي را دارند. تكنيك پيشنهاد شده در اين مقاله، با ايجاد تغييراتي در الگوريتم تكاملي رقابت استعماري و اضافه كردن يك مرحله به مراحل آن، عملكرد الگوريتم ICA را در طراحي فيلترهاي ديجيتال FIR بهبود مي دهد و با بررسي نتيجه شبيه سازي الگوريتم پيشنهادي با نتايج نسخه استاندارد الگوريتم رقابت استعماري و چند الگوريتم تكاملي ديگر نشان ميدهد كه الگوريتم رقابت استعماري بهبود يافته الگوريتم مناسبي جهت طراحي فيلترهاي ديجيتال FIR است

محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي با استفاده از روش مسأله معكوس حرارتي

مقاومت حرارتي تماسي يك پديده بسيار مهم در مسائل انتقال حرارت است كه كاربردهاي وسيعي در صنايع مختلف دارد. هدف اين مقاله محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي ميان دو نمونه ي تماس با استفاده از روش انتقال حرارت معكوس مي باشد. بدليل موجود نبودن داده هاي آزمايشگاهي مربوط به دماها، از داده هاي شبيه سازي شده براي محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي غيرخطي استفاده شده است. در اين تحقيق روش مسأله معكوس گراديان مزدوج همراه با مسأله ي الحاقي براي تخمين تابع (CGM) بكار رفته است. با بررسي نتايج مشخص مي شود كه جواب هاي حاصل از اين روش دقت خوبي دارند

شبيه سازي خستگي بر روي انواع آپست لوله حفاري در حفاري جهتدار

خرابي ها و شكست هاي ناشي از پديده خستگي، عمده ترين مشكل لوله هاي حفاري مي باشد. از آنجا كه بيشتر شكست هاي لوله حفاري در نزديكي ناحيه آپست لوله حفاري اتفاق مي افتد لذا آناليز درستي از اين ناحيه مي تواند هزينه هاي ناشي از خرابي لوله هاي حفاري را تا حد قابل توجه اي كاهش دهد. در اين مقاله كه بر مبناي اجزاي محدود و با استفاده از بسته نرم افزاري انسيس انجام گرفته است، اقدام به آناليز تمركز تنش و خستگي در ناحيه آپست لوله حفاري شده است. ابتدا با ايجاد مدل بدون عيب و مدل با عيوب مربوط به شرايط كاري از ناحيه آپست لوله حفاري، اقدام به يافتن نقطه بحراني و ماكزييم تنش موجود شده سپس شروع به تعيين تمركز تنش موجود در نقطه بحراني شده است. در مرحله بعد اقدام به شبيه سازي خستگي جهت تعيين درصد عمر خستگي تا شكست به ازاي زواياي انحراف مختلف در تكنولوژيي حفاري جهتدار شده است. آناليزهاي ذكر شده طبق استاندارد API بر روي هر سه نوع آپست لوله هاي حفاري انجام گرفته است. نتايج بدست آمده با نتايج آزمايشگاهي تست خستگي لوله هاي حفاري مقايسه شده كه سازگاري مناسبي داشته است.

شبيه سازي عددي سرد كردن پوست سر براي جلوگيري از ريزش مو هنگام شيمي درماني

ريزش مو يكي از شايع ترين عوارض جانبي شيمي درماني در درمان سرطان ها مي باشد. با سرد كردن پوست سر ميزان داروهاي رسيده به بافت زنده مو و همچنين جذب دارو توسط اين بافت ها كاهش يافته و از ريزش مو جلوگيري مي شود. در اين مقاله، براي اولين بار مدلي سه بعدي از سر انسان ارائه شده است كه با در نظر گرفتن تغييرات شدت جريان خون با دما در طول فرآيند سرمايش، به بررسي انتقال حرارت آن مي پردازد. در اين مدل با محاسبه ميزان گرماي توليد شده از سوخت و ساز درون سلولي، گرماي انتقال يافته به بافت هاي سر توسط سيستم گردش خون و انتقال حرارت جابجايي اجباري بين سر وكلاهك، توزيع دماي داخلي سر و ميزان خنك كاري به دست آمده است. اين مدل از اصلاح و رسيدگي تمام مطالعات جديد انجام شده در ارتباط با هندسه و ضخامت لايه هاي مختلف وابسته به مغز براي توسعه بيشتر جزئيات و معتبر ساختن مدل سر انسان توليد شده است. نتايج مدل استاندارد سر نشان مي دهد كه دماي پوست سر در مدت زمان 50 دقيقه از Ϲ0 5/37 به Ϲ0 68/9 رسيده و لذا شدت جريان خون تا %14 نسبت به مقدار طبيعي آن كاهش يافته است

طراحي يك سامانه ترموالكتريك براي توليد برق و آب گرم از حرارت لوله بخاري

استخراج انرژي مفيد از تلفات گرمايي دودكش بخاري موضوع پژوهش ارائه شده در اين مقاله مي باشد . در اين راستا طرحي ارائه شده است كه در آن علاوه بر توليد برق، آب گرم نيز توليد گردد. سازه طرح پيشنهادي تشكيل شده است از يك كانال فين دار براي عبور دود كه با چيدماني از مولدهاي ترمو الكتريك در گرداگرد آن و كانالهاي عبور آب كه در طرف ديگر مولدها نصب شده اند. در آنچه كه در پي مي آيد با توصيف فيزيك مسئله، جزئيات طرح پيشنهادي ارائه شده و با انجام آزمايشهاي تجربي بر روي يك نمونه ساخته شده از آن، چگونگي عملكرد طرح مورد بحث قرار گرفته شده است. در پايان راهكارهايي براي بهبود طرح ارائه گرديده است.

شبيه‌سازي جريان در واحد بيروني يك كولر گازي دوتكه

در اين پژوهش، واحد بيروني كولر گازي دوتكه و پروانه محوري درون آن مورد بررسي قرار گرفته است. بررسي عددي رفتار جريان سيال شامل مدل‏سازي هندسي، توليد شبكه و حل جريان در فضاي محاسباتي واحد بيروني مي‏باشد. مدل‏سازي هندسي با نرم‏افزارهاي طراحي به‌كمك كامپيوتر (CAD) صورت گرفته است. سپس، ناحيه محاسباتي ايجادشده به نرم‏افزار توليد شبكه انتقال يافته و شبكه‏اي متراكم درون هندسه پيچيده پروانه‌ي محوري توليد شده است. توليد شبكه بر اساس اعمال توابع اندازه كارآمد به‌منظور ريزسازي شبكه حول پره‏ها و پيشگيري از تراكم بيش از حد شبكه در ساير نواحي مي‏باشد. فضاي محاسباتي با سلول‏هاي بي‏سازمان تتراهدرال گسسته شده و با تعيين شرايط مرزي و چارچوب مرجع چرخان به حل جريان پرداخته شده است. به‌منظور شبيه‏سازي جريان آشفته درون فن از مدل آشفتگي تحقق‏پذير استفاده شده است. نتايج حل جريان به صورت توزيع فشار، توزيع سرعت و نمايش خطوط جريان در مقاطع مختلف ارايه شده است. مقايسه نتايج عددي و آزمايشگاهي براي واحد بيروني نشان داد كه اختلاف نرخ جريان خروجي، 4/6 % است

رسم نمودار حد شكل پذيري ورق Ti-6Al-4V به روش تجربي و حل عددي به كمك آناليز M-K

شكل پذيري را مي توان به عنوان ميزان تغييرشكل اعمال شده طي يك فرآيند شكل دهي به حساب آورد به گونه اي كه شرايط نامطلوبي حين فرآيند ايجاد نشود. مشخص كردن مقدار حداكثركرنش هاي اصلي در روش هاي مختلف شكل دهي يكي از اصولي ترين روش ها براي تعيين قابليت شكل پذيري ورق هاي فلزي مي باشد. براي شكل دهي آلياژTi-6Al-4V نياز است كه از حد شكل پذيري آن آگاهي داشت. لذا براي پيش بيني شكست آن از دياگرام حد شكل پذيري استفاده شده است. اين دياگرام، مقدار حداكثر كرنش هاي اصلي در روش هاي مختلف شكل دهي را براي تعيين قابليت شكل پذيري ورق هاي فلزي مشخص مي كند. استخراج منحني هاي حد شكل پذيري به صورت تجربي مستلزم صرف زمان و هزينه زياد مي باشد. بدين لحاظ تحقيقات گسترده اي به منظور محاسبه و ترسيم اين منحني ها با استفاده از روش هاي تحليلي صورت گرفته است. در اين تحقيق از معيار مارسينياك-كوزينسكي كه كاربردي ترين و جامع ترين روش حل عددي جهت پيش بيني نمودار حد شكل پذيري مي باشد، استفاده شد. پس از رسم نمودار با كمك اين روش مشاهده شد كه با استفاده از معيار مارسينياك كوزينسكي مي توان شاخه سمت راست نمودار را پيش بيني نمود.

حل تحليلي ارتعاش يك تير غيرخطي تحت تحريك پايه و در حضور ميدان مغناطيسي و بررسي تاثير پارامترهاي ميدان مغناطيسي در رفتار سيستم

حل معادلات ناوير- استوكس ميدان جريان دوبعدي تراكم ناپذير و پايا به روش حجم محدود در شبكه محاسباتي متمركز

بر اساس اصول هيدروديناميكي حاكم بر حل ميدان جريانهاي تراكم ناپذير ، معادلات مومنتوم (ناوير- استوكس) و پيوستگي چهار معادله كوپله را بوجود مي آورند كه حل صريح و همزمان اين معادلات براي بدست آوردن چهار مجهول فشار و مؤلفه‌هاي سرعت به تنها براي هندسه هاي ساده اي از الگوي جريان قابل بيان است. در اين بررسي، با بيان معادلات حاكم بر جريان سيال غير قابل تراكم در هندسه نامتقارن از فضاي داخلي اتاق، به گسسته سازي آنها با روش هيبريدي تا رسيدن به دستگاه معادلات جبري پرداخته و با انتخاب الگوريتم سيم‌پلر بر پايه‌ي ميانيابي راي – چاو در يك شبكه محاسباتي متمركز براي محاسبه سرعت روي سطوح حجم كنترل، كد كامپيوتري براي مدلسازي جريان سيال دوبعدي را مي‌نويسيم. سپس با استفاده از مقادير بدست آمده از حل عددي، كانتور و بردارهاي سرعت و فشار در نقاط مختلف كانال رسم خواهند شد. در پايان استقلال حل از شبكه و ميزان كارايي كد نوشته شده مورد بحث قرار گرفته مي‌شوند. همچنين براي اعتبارسنجي، نتايج شبيه سازي جريان دو بعدي با نتايج بدست آمده از نرم افزار فلوئنت بررسي مي‌گردد.