ORIGINAL_ARTICLE
کاربرد الگوریتم ژنتیک در طراحی و بهینهیابی پارامترهای کنترلکننده فازی تناسبی - مشتقی (جهت تنظیم سوخت موتور توربوجت)
در این مقاله با بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، به طراحی و بهینهیابی کنترلکننده فازی تناسبی - مشتقی جهت تنظیم سوخت موتور توربوجت پرداخته شده است. در ابتدا با بهرهگیری از روش مدلسازی وینرمدلی با ساختار بلوکی جهت شبیهسازی عملکرد موتور توربوجت پیشنهاد شده است که این نوع مدل سازی برای اهدافی نظیر طراحی کنترلکننده مناسب میباشد. در ادامه با توجه به رفتار غیرخطی موتور، کنترلکننده فازی اولیهای که قواعد و پارامترهای آن بر اساس اطلاعات تجربی و شناخت قبلی از رفتار موتور تنظیم شده است، طراحی گردید. در پایان با بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، قواعد و پارامترهای کنترلکننده فازی اولیه با هدف کاهش میزان مصرف سوخت و همچنین بهبود رفتار سیستم در مود کنترلی گذرا بهینه گردید. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که کنترلکننده طراحی شده علاوه بر کاهش میزان مصرف سوخت، قادر است پاسخ زمانی و مشخصههای عملکردی سیستم نظیر خطای حالت ماندگار، فراجهش و زمان خیزش را به طور قابل ملاحظهای بهبود بخشد.
https://www.astjournal.ir/article_5882_03dc529b7c6feb7680bde6f315403afc.pdf
2014-02-20
3
12
کنترلکننده سوخت
منطق فازی
موتور توربوجت
الگوریتم ژنتیک
مدل وینر
مرتضی
منتظری
montazeri@iust.ac.ir
1
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت
AUTHOR
احسان
محمدی
ehs_mohammadi@iust.ac.ir
2
دانشجوی دکتری / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت
LEAD_AUTHOR
[1] Mattingly. Jack D., William H. Heiser, and David T. Pratt. 2002. Aircraft Engine Design, Published by American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc, Second Edition.
1
[2] Zilouchian, A., M. Juliano, T. Healy, and J. Davis. 2000. Design of a fuzzy logic controller for a jet engine fuel system, Control Engineering Practice 8, pp. 873-883.
2
[3] Watanabe, A., S. M. Olçmen, R. P. Leland, K. W. Whitaker, L. C. Trevino, and C. Nott. 2006. Soft computing applications on a SR-30 turbojet engine, Fuzzy Sets and Systems 157, pp. 3007 – 3024.
3
[4] Jie M. S., E. J. Mo, and K. W. Lee. 2007. Fuzzy PI Controller for Turbojet Engine of Unmanned Aircraft, Hankuk Aviation University, 200-1, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
4
[5] Karr, Charles L. 1991. Design of and adaptive fuzzy logic controller using a genetic algorithm, In Proc. of the 4th International Conference on Genetic Algorithms, San Diego, 13.-16., pp. 450–457.
5
[6] Kinzel, J, F. Klawoon, and R. Kruse. 1994. Modifications of genetic algorithms for designing and optimizing fuzzy controllers, In Proc. 1st IEEE Conference on Evolutionary Computation, Orlando, USA, pp. 28-33.
6
[7] Bonissone, P. P., P. S. Khedkar, and Y. Chen. 1996. Genetic algorithms for automated tuning of fuzzy controllers: A transportation application, In Proc. 5th IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE'96), New Orleans, USA, pp. 674-680.
7
[8] Lee, S. C. and E. T. Lee. 1974. Fuzzy Sets and Neural Networks, Journal of Cybernetics, 4(2):83-103.
8
[9] Jang, J-S. Roger. 1993. ANFIS: Adaptive Network-based Fuzzy Infrence System, IEEE transactions on Systems, Man and Cybernetics, 23(3):665-685.
9
[10] Kulikov, Gennady G. Thompson, Haydn A. 2004. Dynamic Modeling of Gas Turbines, Published by Springer.
10
[11] Gold, H., and S. Rosenzweig. 1952. A method for estimating speed response of gas-turbine engines, National AdvisoryCommittee for Aeronautics.
11
[12] Cohen, H., Rogers G. F. C, and Saravanamuttoo H. I. H. 1996. Gas turbine theory, printed by T. J. press padstow cornwall, 4th edition.
12
[13] Cordon, O., F. Gomide, F. Herrera, F. Hoffmann, and L. Magdalena. 2004. Ten years of genetic fuzzy systems: current framework and new trends, Fuzzy Sets and Systems.
13
[14] Holland, John H. 1975. Adaptation in Natural and Artificial Systems, the University of Michigan Press.
14
[15] De Jong, Kenneth. A. 1975. An Analysis of the Behavior of a Class of Genetic Adaptive Systems, PhD dissertation, University of Michigan.
15
[16] Goldberg, D.E. 1989. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley.
16
[17] Cai, L., A. B. Rad, and W. L. Chan. 2007. A Genetic Fuzzy Controller for Vehicle Automatic Steering Control, IEEE transactions on vehicular technology 56 (2).
17
[18] Holland, J. H., and J. S. Reitman. 1978. Cognitive systems based on adaptive algorithms, Pattern-Directed Inference Systems, Academic Press, New York.
18
[19] Venturini, Gilles. 1993. A supervised inductive algorithm with genetic search for learning attribute based concepts, In Proc. European Conference on Machine Learning, Vienna.
19
[20] Smith, S. F. 1980. A learning system based on genetic adaptive algorithms, PhD dissertation, Department of Computer Science, University of Pittsburgh.
20
[21] Akhenak, A., M. Chadli, J. Ragot, and D. Maquin. 2007. Multiple Model Approach Modeling: Application to a Turbojet Engine, Journal of Engineering and Applied Sciences.
21
[22] Montazeri-Gh, M. and M. Safarabadi. 2004. Application of fuzzy logic in the design of Turbojet Engine Fuel Control system, 5th Iranian Conference in Fuzzy Systems.
22
[23] Montazeri-Gh, M. and M. Safarabadi. 2004. Fuzzy-Based Gas Turbine Fuel Control System, CDIC04, China.
23
ORIGINAL_ARTICLE
بهینهسازی طراحی چندموضوعی حامل انسان با استفاده از روش همه در یک مرحله و الگوریتم شبیهسازی سرد شدن
طراحی بهینه چندموضوعی یکی از روشهای جدید طراحی با قابلیت حل مسائل پیچیده با فضای طراحی بزرگ از جمله مسائل هوافضایی است. هدف از این پژوهش بهینهسازی طراحی مفهومی یک حامل انسان دو مرحلهای با بوسترهای جانبی با استفاده از روش طراحی بهینه چندموضوعی است. در این راستا در مرحله اول، برای دستیابی به یک نقطه شروع مناسب به منظور اجرای فرآیند طراحی بهینه، از روش طراحی آماری استفاده شده و سپس با استفاده از شبیهسازی دو درجه آزادی و انجام محاسبات جرمی - انرژیتیک فرآیند طراحی آماری، صحهگذاری گردیده است. در مرحله دوم، به منظور بهینهسازی طراحی مفهومی اولیه، از رویکرد طراحی بهینه چندموضوعی استفاده شده است. ساختار در نظر گرفته شده برای طراحی بهینه چندموضوعی، ساختار همه در یک مرحله، و الگوریتم بهینهساز بهکار رفته، الگوریتم شبیهسازی سردشدن میباشد. با انجام فرآیند بهینهسازی، وزن استارتی موشک 7 تن کمتر از وزن آن در فرآیند شبیهسازی معمولی خواهد بود. کاهش در جرم استارتی عامل اصلی کاهش هزینه تولید و پرتاب موشک میباشد.
https://www.astjournal.ir/article_5883_9586afaa11bee7e57c4ccb0c356d3571.pdf
2014-02-20
13
22
طراحی حامل انسان
طراحی مفهومی آماری
بهینهسازی طراحی چندموضوعی
الگوریتم شبیهسازی سرد شدن
جعفر
روشنییان
1
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدینطوسی
AUTHOR
حسین
دارابی
hdarabi@dena.kntu.ac.ir
2
دانشجوی دکتری / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدینطوسی
LEAD_AUTHOR
هادی
زارع
3
دانشجوی دکتری / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدینطوسی
AUTHOR
[1] William, D. N. 2005. Multidisciplinary Structural Design and Optimization for Performance, Cost and Flexibility. Massachusetts Institute of Technology.
1
[2] Li, Y., X. Ling, and W. Zhenguo. 2006. Research on Theory and Application of Multidisciplinary Design Optimization of Flight Vehicles. 47th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC structures, Structural Dynamics and Materials Conferee. Newport. Rhode Island.
2
[3] American Institute for Aeronautics and Astronautics Inc. (AIAA). 1991. Current State of the Art in Multidisciplinary Design Optimization. Technical report.
3
[4] Zachary C., Krevor. 2007. A Methodology to Link Cost and Reliability for Launch Vehicle Design. School of Aerospace Engineering Georgia Institute of Technology.
4
[5] Balling R. J., and J. Sobieszczanski-Sobieski. 1995. An Algorithm for Solving the System-level Problem in Multilevel Optimization. Structural optimization 9. 168-177.
5
[6] Balling R. J., and J. Sobieszczanski-Sobieski. 1996. Optimization of Coupled Systems: a Critical Overview of Approaches. AIAA Journal 34. 6-17.
6
[7] Cramer, E.J., et al., 1994. Problem formulation for multidisciplinary optimization. SIAM Journal of Optimization 4. 754-776.
7
[8] Alexandrov, N. M. and R. M. Lewi. 1999. Comparative Properties of Collaborative Optimization and Other Approaches to MDO. MCB University Press.
8
[9] Thomas, A. Z. and L. G. Lawrence. 1999. Multidisciplinary Design Optimization Techniques. 30th AIAA Fluid Dynamics Conference. Norfolk.
9
[10] Arora, S., and Q. Wang. 2004. Review of Formulations for Structural and Mechanical System Optimization. The University of Iowa. Iowa City. IA 52242. USA. SMO 1239.
10
[11] Nathan, P. T., and R. M. Joaquim. 2010. Benchmarking multidisciplinary design optimization algorithms. Optimization and Engineering11. 159–183.
11
[12] Braun, R. and I. Kroo. 1995. Development and application of the Collaborative Optimization architecture in a multidisciplinary design environment. Multidisciplinary Design Optimization: State of the Art. SIAM: 98-116.
12
[13] Braun, R. 1996. Collaborative Optimization: An architecture for large-scale distributed design, PhD thesis Stanford University.
13
[14] Balling, R. J. and J. Sobieszczanski-Sobieski. 1994. An Algorithm for Solving the System-level Problem in Multilevel Optimization. AIAA Paper 94.
14
[15] Ming, L. 2000. A Study on the Multidisciplinary Design Optimization (MDO) using Collaborative optimization method, Shipbuilding and Marine Engineering Department. Pusan National University. South Korea.
15
[16] Balesdent, M. 2012. Multidisciplinary Design Optimization of Launch Vehicles. doctoral thesis.
16
[17] Xiaoqian, C., and et al. 2006. Research on Theory and Application of Multidisciplinary Design Optimization of Flight Vehicles. 47th AIAA /ASME /ASCE /AHS /ASC structures. Structural Dynamics, and Materials Conference. Newport. Rhode Island.
17
[18] Besnard, E., and C. L. Nicolas. 1999. Design Optimization With Advanced Simulated Annealing. (AIAA 99-0186). 37th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit.
18
[19] Kirkpatrick, E., and C. D. Gelatt. 1983. Optimization by Simulated Annealing. Science 220. 671-680.
19
[20] Dr´eo, J., and A. P´etrowski. 2006. Meta heuristicsfor Hard Optimization. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
20
[21] Zeeshan, Q., and D. Yunfeng. 2009. Meta-heuristic approach for the conceptual design and optimization of multistage interceptor. 18th World IMACS/MODSIM Congress. Australia.
21
[22] Steven J. I. 1991 International Reference Guide to Space Launch Systems, Martin Marietta Astronautics Group, Published and Distributed by AIAA.
22
[23] هاشمی دولابی سید مجتبی، حسین دارابی و جعفر روشنییان. 1391. بررسی مقایسهایی روش طراحی آماری با روش بهینهسازی چندموضوعی(AAO) در طراحی مفهومی یک ماهوارهبر سبک سوخت مایع. فصلنامه علمی و پژوهشی علوم و فنآوری فضایی5 (1) :72-61.
23
[24] Humble, R. W., G. N. Henry, and Larson. 1995. Space Propulsion Analysis and Design. McGraw-Hill. Inc.
24
[25] Blake, W.B. 1998. Missile Datcom: User’s manual -1997 Fortran 90 Revision, Wright-Patterson Air Force Base. Ohio.
25
[26] Robert M. F. 2004. Penalty and Barrier Methods for Constrained Optimization. Massachusetts Institute of Technology.
26
[27] Benjamin W. Wah., C. Yixin, and T. Wang. 2006. simulated annealing with asymptotic convergence for nonlinear constrained optimization. J Glob Optim. Springer Science.
27
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل اثر لقی بر ناپایداری بالواره دو درجه آزادی در جریان تراکمناپذیر زیر صوت
در این مطالعه از قابلیت تحلیل ارتعاشات اتفاقی برای یک سیستم آیروالاستیک غیرخطی استفاده میشود تا بتوان ناپایداری این سیستم غیرخطی را بدون ورود به حوزه زمان و استفاده از روشهای عددی مرسوم و همچنین بدون بررسی نوسانات چرخه حد بررسی کرد. برای این منظور از یک بالواره دو درجه آزادی با عامل غیرخطی لقی تحت جریان شبهپایا استفاده میشود. در ابتدا فرض میگردد که علاوه بر نیروی برآ و ممان آیرودینامیکی یک نیروی اتفاقی به صورت نویز سفید و با تابع چگالی احتمال گوسین به بالواره غیرخطی وارد میگردد. با استفاده از روش خطی سازی آماری و آنالیز ارتعاشات اتفاقی سیستمهای غیرخطی، معادله یک نگاشت غیرخطی یک بعدی برای واریانس پاسخ و سرعت جریان به دست میآید. از تحلیل این نگاشت یک معادله جبری غیرخطی شامل دو متغیر واریانس پاسخ و سرعت جریان ایجاد میگردد، و با حل این معادله برای سرعتهای مختلف جریان، سرعت ناپایداری سیستم غیرخطی در نقطه واریانس بیشینه محاسبه میشود. در نهایت با تحلیل این معادله غیرخطی پدیده پرش در نمودار سرعت- واریانس در نقطه دوشاخگی مماسی بررسی میگردد.
https://www.astjournal.ir/article_5884_646dceda0f0a101ff488bbb09cd17fa1.pdf
2014-02-20
23
29
آیروالاستیسیته
فلاتر
لقی
روش اتفاقی
پدیده پرش
سعید
ایرانی
irani@kntu.ac.ir
1
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
LEAD_AUTHOR
سعید
سازش
saeid.sazesh@yahoo.com
2
کارشناس ارشد / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
AUTHOR
[1] Lee B.H.K., and LeBlanc P., 1986. Flutter analysis of a two-dimensional airfoil with cubic nonlinear restoring force, Aeronautical Note NAE-AN-36, NRC no. 25438, National Research Council of Canada.
1
[2] Lee B.H.K., Jiang L.Y., and Wong Y.S., 1998. Flutter of an airfoil with a cubic nonlinear restoring force, AIAA Paper 98-1725, 39th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 20–23 April, Long Beach, CA.
2
[3] Shen S.F., 1959. An approximate analysis of nonlinear flutter problems, Journal of Aerospace Science 26: 25–32.
3
[4] Lee B.H.K., Gong L., and Wong Y.S., 1997. Analysis and computation of nonlinear dynamic response of a two-degree-of-freedom system and its application in aeroelasticity, Journal of Fluids and Structures 11: 225–246.
4
[5] Liu J.K., and Zhao L.C., 1992. Bifurcation analysis of airfoils in incompressible flow, Journal of Sound and Vibration 154 (1): 117–124.
5
[6] Price S.F., Alighanbari H., and Lee B.H.K., 1995. The aeroelastic response of a two- dimensional airfoil with bilinear and cubic structural nonlinearities, Journal of Fluids and Structures 9 (2): 175–193.
6
[7] Shahrzad P., and Mahzoon M., 2002. Limit cycle flutter of airfoils in steady and unsteady flows, Journal of Sound and Vibration 256 (2): 213–225.
7
[8] Lee B.H.K., Liu L., and Chung K.W., 2005. Airfoil motion in subsonic flow with strong cubic nonlinear restoring forces, Journal of Sound and Vibration 28: 699–717.
8
[9] Liu L.P., and Dowell E.H., 2004. The secondary bifurcation of an aeroelastic airfoil motion: Effect of high harmonics, Journal of Nonlinear Dynamics 37: 31–49.
9
[10] Liu L., Dowell E.H., and Thomas J.P., 2007. A high dimensional harmonic balance approach for an aeroelastic airfoil with cubic restoring forces, Journal of Fluids and Structures 23: 351–363.
10
[11] Raghothama A., and Narayanan S., 1999. Nonlinear dynamics of a two-dimensional airfoil by incremental harmonic balance method, Journal of Sound and Vibration: 226 (3): 493–517.
11
[12] Chen Y.M., and Liu J.K., 2009. Elliptic harmonic balance method for two degree-of-freedom self-excited oscillators, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 14: 916–922.
12
[13] Beran P.S., and Lucia D.J., 2005. A reduced order cyclic method for computation of limit cycles, Journal of Nonlinear Dynamics 39: 143–158.
13
[14] Liu L., Wong Y.S., and Lee B.H.K., 2000. Application of the center manifold theory in nonlinear aeroelasticity, Journal of Sound and Vibration234: 641–659.
14
[15] Chung K.W., He Y.B., and Lee B.H.K., 2009. Bifurcation analysis of a two-degree-of-freedom aeroelastic system with hysteresis structural nonlinearity by a perturbation-incremental method, Journal of Sound and Vibration 320: 163–183.
15
[16] Liu L., Wong Y.S., and Lee B.H.K., 2002. Nonlinear aeroelastic analysis using the point transformation method, Part 1: Freeplay Model, Journal of Sound and Vibration 253 (2): 447–469.
16
[17] Liao S.J., 2004. An analytic approximate approach for free oscillations of self-excited system, Journal of Nonlinear Mechanics 39: 271–280.
17
[18] Chen Y.M., and Liu J.K., 2008. Homotopy analysis method for limit cycle flutter of airfoils, Applied Mathematics and Computation 203 (2): 854–863.
18
[19] Cheung Y.K., Chen S.H., and Lau S.L., 1990. Application of the incremental harmonic balance method to cubic non-linearity systems, Journal of Sound and Vibration 140: 273–286.
19
[20] Chen Y.M., Liu J.K., and Meng G., 2011. Equivalent damping of aeroelastic system of an airfoil with cubic stiffness, Journal of Fluids and Structures 27: 1447–1454.
20
[21] Chen Y.M., Liu J.K., and Meng G., 2012. An incremental method for limit cycle oscillations of an airfoil with an external store, International Journal of Non-Linear Mechanics 47: 75–83.
21
[22] Hodges D.H., and Pierce G.A., 2002. Introduction to Structural Dynamics and Aeroelasticity, Cambridge University Press, Cambridge.
22
[23] Fung, Y.C., 1993. An introduction to the theory of aeroelasticity, Dover Publications, Inc., New York.
23
[24] Roberts, J.B., and Spanos, P.D., 1990. Random vibration and statistical linearization, John Wiley & Sons, Chichester, England.
24
[25] Irani, S., and Sazesh, S., 2013. A new flutter speed analysis method using stochastic approach, Journal of Fluids and Structures 40: 105-114.
25
ORIGINAL_ARTICLE
تاثیر زاویه کایرال بر خواص مکانیکی نانولولههای کربنی تکدیواره
نانولولههای کربنی، آلوتروپهایی از کربن با ویژگیهای منحصر به فرد هستند. ساختار هر نانولوله با برداری به نام بردار کایرال توصیف میشود. در این مقاله، با دریافت طول نانولوله و دو مقدار ورودی m و n برای معرفی بردار کایرال در یک الگوریتم ساده، موقعیت اتمهای کربن مشخص شده و هندسة کامل نانولوله شبیهسازی میگردد. سپس رفتار نمونههای گوناگونی از نانولولهها با زوایای کایرال مختلف، با انجام تحلیل اجزای محدود، مورد بررسی قرار گرفته و خواص مکانیکی آنها به دست میآید. مقایسه نتایج مدلسازی حاضر با نتایج موجود در سایر مراجع و ناچیز بودن میزان خطا، نشان دهنده دقت مناسب الگوریتم حاضر در شـبیهسازی هندسة نانولولهها است. نتایج نشان میدهد که نانولولههای کربنی در زوایای کایرال بین 17 تا 22 درجه بیشترین مدول کششی را دارند که مقدار آن در حدود TPa1 است.
https://www.astjournal.ir/article_5885_5fabebd0ad4c72a5375e6f707d4d5cec.pdf
2014-02-20
30
37
نانولوله کربنی
مدلسازی اجزای محدود
زاویه کایرال
خواص مکانیکی
مهناز
ذاکری
m.zakeri@kntu.ac.ir
1
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
LEAD_AUTHOR
مهدی
شایانمهر
mahdishayanmehr@gmail.com
2
کارشناس ارشد / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
AUTHOR
[1] Natsuki, T., Tantrakarn, K., and Endo, M. 2004. Prediction of elastic properties for single walled carbon nanotubes. Carbon 42: 39–45.
1
[2] Chopra, N., Benedict, L., Crespi, V., Cohen, M., Louie, S., and Zettl, A. 1995. Fully collapsed carbon nanotubes. Nature (London) 377: 135-138.
2
[3] Xiao, J.R., Gama, B.A., and Gillespie, JW. 2005. An analytical molecular structural mechanics model for the mechanical properties of carbon nanotubes. Int J. Solids and Struct 42: 3075–3092.
3
[4] Wu, Y., Zhang, X., Leung, AY.T., and Zhong, W. 2006. An energy-equivalent model on studying the mechanical properties of single-walled carbon nanotubes. Thin-walled Structures 44: 667–676.
4
[5] Rafii-Tabar, H. 2004. Computational modelling of thermo-mechanical and transport properties of carbon nanotubes. Physics Reports 390: 235–452.
5
[6] Lu, Q., and Bhattacharya, B. 2005. The role of atomistic simulations in probing the small scale aspects of fracture – a case study on a single-walled carbon nanotube. Engineering Fracture Mechanics 72: 2037–2071.
6
[7] Odegard, G.M., Gates, T.S., Nicholson, L.M., and Wise, K.E. 2002. Equivalent-continuum modeling of nano-structured materials. Comp Sci and Tech 62: 1869–1880.
7
[8] Li, C., and Chou, T.W. 2003. A structural mechanics approach for the analysis of carbon nanotubes. Int J. Solids and Struct 40: 2487–2499.
8
[9] Cornwell, C.F., and Wille, L.R. 1997. Elastic properties of single-walled carbon nanotubes in Compression. Solid State Commun 101(8): 555-558.
9
[10] Yao, N., and Lordi, V. 1998. Young’s modulus of single-walled carbon nanotubes. J. App Phys 84(4): 1939-1943.
10
[11] Zhang, H.W., Wang, J.B., and Guo, X. 2005. Predicting the elastic properties of single-walled carbon nanotubes. J. the Mech and Phys of Sol 53: 1929–1950.
11
[12] Gao, X.L., and Li, K. 2003. Finite deformation continuum model for single-walled carbon nanotubes. Int J. Solids and Struct 40: 7329–7337.
12
[13] Shokrieh, M.M., and Rafiee, R. 2010. On the tensile behavior of an embedded carbon nanotube in polymer matrix with nonbonded interphase region. Composite Structures 92: 647–652.
13
[14] Ayatollahi, M.R., Shadlou, S., and Shokrieh M.M. 2011. Multiscale modeling for mechanical properties of carbon nanotube reinforced nanocomposites subjected to different types of loading. Composite Structures 93: 2250–2259.
14
[15] Gogotsi, Y. Ed. 2006. Nanomaterials Handbook, London & New York: CRC Press.
15
[16] Gelin, B.R. 1994. Molecular modeling of polymer structures and properties, Germany: Hanser/Gardner Publishers.
16
[17] Wernik, J.M.,· and Meguid, S. A. 2011. Multiscale modeling of the nonlinear response of nano reinforced polymers. Acta Mech 217: 1-16.
17
[18] Inc, ANSYS. 2009. ANSYS Guide. Europe.
18
[19] Xiaoxing, Lu, and Zhong, Hu. 2012. Mechanical property evaluation of single-walled carbon nanotubes by finite element modeling. Composites: Part B 43: 1902–1913.
19
[20] Krishnan, A., Dujardin, E., Ebbesen, T.W., and Treacy, M.M.J. 1998. Young's modulus of single-walled nanotubes. Phys Rev B 58: 14013–9.
20
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تجربی اثر نرخ کرنش بر تغییر شکل و شکست پوستههای جدار نازک فلزی تحت بارگذاری انفجاری
دراین مقاله بررسی تجربی رفتار سازههای جدار نازک حامل مواد منفجره، مد نظر قرار گرفته است، مهمترین بخش از پژوهش حاضر، تعیین اثر نرخ کرنش بر محدوده 4-10 تا 5+10 (S-1) ، بر روی حداکثر تغییر شکل سازه است. برای بارگذاریهای شبه استاتیکی و دینامیکی با نرخ کم (4-10 تا 1 (S-1))، از سامانه هیدرواستاتیکی استفاده شده است. و برای بارگذاری با نرخ دینامیکی زیاد (4 10 تا 5+10 (S-1)) ، از آزمایشهای انفجار استفاده شده است. سازه مورد استفاده در آزمایشها، آلومینیم با ضخامت سه میلیمتر با سه طول متفاوت از 17 تا 34 سانتیمتر است. به لحاظ اطمینان از صحت نتایج آزمایشها، انجام سه بار آزمایش مدنظر قرارگرفت. در نهایت مقدار فشار لازم، برای ماکزیموم تغییر شکل، در حالتهای بارگذاری متفاوت، مشخص و مقایسه شده است. نتایج مبین افزایش فشار ماکزیموم در بارگذاریهای دینامیکی به شبه استاتیکی با نسبت 57/1 تا 81/1 است قطعاً تغییر در رفتار سازه، مبین حساس بودن جنس آن، به نرخ بارگذاری است، و این به معنای آن است که، افزایش در نرخ کرنش، باعث افزایش تنش تسلیم ماده خواهد شد، که این افزایش در تنش تسلیم در این تحقیق بهصورت کامل مشخص شده است.
https://www.astjournal.ir/article_5886_2b1398bee8db123411805aca6917da59.pdf
2014-02-20
38
45
نرخ کرنش
پوسته حامل سازه سرجنگی
کرنش شکست دینامیکی
رابطه کوپرسایموند
جمال
زمانی
zamani@kntu.ac.ir
1
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
LEAD_AUTHOR
امین
ضمیری
a.zamiri@globalpetrotech.com
2
کارشناس ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
AUTHOR
احسان
یاوری
ehsanyavari@hotmail.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
AUTHOR
[1] Menkes. S.B., Opat. H.J. 1973. Broken beams: Tearing and Shear failure in explosively loaded clamped beams. Experimental Mechanics 480-486Kluwer Academic Publishers.
1
[2] Hodge, P. G. 1955. Impact pressure loading of rigid-plastic cylindrical shells. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 3(3): 176-188.
2
[3] Jones, N., and R. M. Walters. 1972. A comparison of theory and experiments on the dynamic plastic behavior of shells. Archives of Mechanics 24 (5-6): 701-14.
3
[4] Mackenzie, A., Dalrymple, E. W., and Schwartz. 1965. design of pressure vessels for confining explosives. Mackenzi: piccatinny arsenal dover nj feltman reserch labs.
4
[5] Benham, R. A., and Duffey. T. A. 1973. Experimental- Theoretical correlation on the containment of explosions in Closed cylindrical vessels. 4th Int conference of center for High energy Forming Vail. Colorado July 9-13.
5
[6] Jones. N. 1989. Structural Impact. U.K: Cambridge UniversityPress.
6
[7] Bola, M. S., Madan, A. K., & Singh, M. 1992. Expansion of Metallic Cylinders Under Explosive Loading. Defence Sci. 42 (3): 157-63.
7
[8] Singh, M., Suneja, H. R., Bola, M. S., and Prakash, S. 2002. Dynamic Tensile Deformation and Fracture of Metal Cylinders at High Strain rates. International Journal of Impact Engineering 27 (2): 101-159
8
[9] Tong Wa Chao, Joseph E., and Shepherd. 2003. Comparison of fracture response of preflowed Tubs under Internal static and dynamic loading. Journal of Pressure Vessel Technology 49: 752-761
9
[10] Kuwabara, T., Ishiki. M., Kuroda. M., and Takahashi. S. 2003. Yield locus and work-hardening behavior of a thin-walled steel specimen subjected to combined tension-internal pressure. Journal de Physique IV105: 347–354.
10
[11] Martineau, R. L., C. A. Anderson, and F. W. Smith. 2000. Expansion of cylindrical subjected to Internal Explosive Detonation. Los Alamos. NM87545.
11
[12] Molyneaux, T. C. K., Li, L. Y., and Firth, N. 1993. Impact responses of circular cylindrical shells under explosive loading. Advances in Engineering Software, 18 (1): 7-13.
12
[13] Johnson, G. R., and Cook, W. H. 1983. A constitutive model and data for metals subjected t large strains, high strain rates and high temperatures. Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, The Hague, The Netherlands, 541-547.
13
[14] Perzyna. 1996. Fundamental Problems in Viscoplasticity, Advances in Applied Mechnics. Academic Press 9: 243-377
14
[15] Campbell. 1973. Dynamic Palsticity Macroscopic & Microscopic Aspects. Material Science & Eng 12: 3-21.
15
[16] Goodman. H.J. 1960. Compiled free-air blast data on bare spherical penttolite, Ballistic Research Laboratories, Aberdeen proving ground, Maryland
16
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه تجربی وابستگی سرعت صوت پیشرانه جامد به فشار به روش التراسونیک
بهمنظور دستیابی به نتایج دقیق نرخ سوزش پیشرانه جامد بهروش التراسونیک، باید روابط وابستگی به فشار سرعت صوت نمونهآزمایشی، در الگوریتمهای تعیین ضخامت لحظهای اعمال گردد. در این مقاله ضمن ارائه پیشینهجامعی بر روش التراسونیک و کاربری آن در اندازهگیری نرخ سوزش، به بررسی وابستگی سرعت صوت به فشار چندین ترکیب با پایه پلیمری HTPB (هیدروکسی ترمینیتد پلیبوتادین)پرداخته شده است. نمونههای پلیمری با قطرو ضخامتحدود30 میلیمتر در فشارهای متفاوت مورد آزمایش قرار گرفتهاند. با ثبت و سنجش زمان بین سیگنالهای امواج التراسونیک ارسالی و اکوهای بازگشتی مربوط به نمونه آزمایشی، سرعت صوت در هر فشار تعیین گردیده است. محدوده فشارهای آزمایشی بین 0 و100 بار بوده و تغییرات سرعت صوت برای پلیمر HTPBدر دو فرآیند فشارگذاری و فشاربرداری ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که سرعت صوت نمونههای آزمایشی وابستگی فزآینده خفیف و خطی به فشار دارد. برای نمونه تغییرات سرعت صوت پلیمر HTPB در بازه فشارهای مذکور در حدود 40متر بر ثانیه برای مقدار میانگین 1620 متر بر ثانیه برآورد شده است. از دیگر موارد بررسی شده در این مطالعه، ارزیابی اثر فشار بر سرعت صوت ترکیبات مختلفی از HTPB با آمونیم پرکلرات و آلومینیم میباشد. در ادامه اقدام به انجام آزمایشهایی بهمنظور اثبات تکرارپذیری نتایج شده است. در این راستا عدم قطعیت نتایج سرعت صوت در دسته آزمایشهای مشابه نیز محاسبه و ارائه گردیده است. عدم قطعیت بهدست آمده برای HTPBخالص درحدود 3% بوده که با توجه به مطابقت نتایج بهدست آمده با نتایج دیگر محققان، مقدار قابل قبولی بهشمار میرود.
https://www.astjournal.ir/article_5887_d458e230ae8a23b9327865b967c78a30.pdf
2014-02-20
46
59
سرعت صوت
روش التراسونیک
پلیمرHTPB
نرخ سوزش
ابراهیم
عطایی
ebiataee@yahoo.com
1
کارشناس ارشد / گروه پژوهشی شیمی، پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، سازمان فضایی ایران
LEAD_AUTHOR
حجت
قاسمی
h_ghassemi@iust.ac.ir
2
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
AUTHOR
ابراهیم
زنجیریان
ezanjirian@eri.ac.ir
3
عضو هیات علمی / پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران
AUTHOR
[1] Alain Davenas. 1993. Solid Rocket Propulsion Technology. Ancient Eleve de Ecole Polytechnique Technology and Research Director, SNPE, France. Pergamon Press.
1
[2] Sutton G., Biblarz O. 2000. Rocket Propulsion Elements. John Wiley and Sons. Canada. 7th ed.
2
[3] Dauch. 1999.Uncertainty analysis of the ultrasonic technique applied to solid propellant burning rate measurement. M.S. Thesis The School of Graduate Studies. The Department of Mechanical and Aerospace Engineering. The University of Alabama in Huntsville. Huntsville. Alabama.
3
[4] Razdan M. K., and Kuo. K. K. June 1980. Measurements and Model Validation for CompositePropellants Burning under Cross Flow of Gases. AIAA Journal. Vol. 18,No. 79-1172R. pp. 669-677.
4
[5] Kamath H., Arora. R., and Kuo. K. June 1982. Erosive Burning Measurements andPredictions for a Highly Aluminized Composite Solid Propellant. 18th JointPropulsion Conference. No. AIAA-82-1111. American Institute of Aeronauticsand Astronautics. Cleveland, Ohio.
5
[6] R. A. Frederick Jr., J. C. Traineau. 2001. Non-Intrusive Burning RateMeasurement Techniques. University of Alabama in Huntsville .Huntsville. Alabama. & Office National d-EtudesEt de Recherches Aerospatiales .Chatillon, Cedex, France.
6
[7] Ankarsward B. December 1964. The Hybrid Rocket Engine. Interavia, No. 12. pp. 1838-1840.
7
[8] Ho P. J. August 1965. Feasibility Study of the Microwave and the Ultrasonic Techniques on the ContinuousMeasurement of Solid Propellant Burning Rates. M.S. Thesis Purdue University. Lafayette.Indiana.
8
[9] Hale H. J. June 1967. The Demonstration of an Ultrasonic Technique to Measure Solid Propellant Burning Rates Under Actual Combustion Conditions. M.S. Thesis Virginia Polytechnic Institute. Blacksburg. Virginia.
9
[10] Wright W. A. May 1969. Ultrasonic Thickness Monitoring Technique. Aerospace Related Technology forIndustry, NASA SP-5075. pp. 69- 73.
10
[11] J. C. Traineau, and Kuentzmann P. 1984. Ultrasonic Measurements of Solid Propellant BurningRates in Nozzleless Rocket Motors. AIAA Journal of Propulsion and Power. Vol.2,No. 3,198. pp. 215-222.
11
[12] J. C. Traineau, Prevost M., and Tarrin P. 1994. Experimental Low and Medium FrequencyDetermination of Solid Propellants Pressure-Coupled Response Function. AIAA Paper 94-3043.
12
[13] Cauty F. September 1995. Measurement of Solid Propellant Response Function at Low Frequency by Means ofUltrasonic Method. Colloque CNES/ONERA/CNRS sur les Ecoulements Propulsifs dans lesSystèmes de Transport Spatial. Bordeaux France.
13
[14] Seret J., Demarais J. C., Cauty F., and Dupont M. (ONERA). Dec 1992. Application of ThicknessMeasurement Techniques to the Determination of the Ablation Rate of Thermal Insulation. Operation of Segmented Solid Rocket Motors for Space Launchers. Proceedings of the 1stCNES-ONERA Colloquium. Chatillon. France. pp. 21-1.
14
[15] Cauty F., Demarais J. C., Erades C. h., and Caugant C. July 1997. Internal Insulation and Solid PropellantBehavior Measured by Ultrasonic Method on Solid Rocket Motors. AIAA 97-2994.
15
[16] Cauty F. 2000. Ultrasonic Method Applied to Full-Scale Solid Rocket Motors. AIAA Journal ofPropulsion and Power. Vol. 16. No. 3. pp. 523-528.
16
[17] Cauty F., G. Louaze, and C. Erades. 2008. Ultrasound method: Towards the automation of the solid propellant burning rate determination. ONERA. DEFA/PSO. Chemin de la Huniere. 91761 PALAISEAU CEDEX. France.
17
[18] Cauty F., Demarais J. C., and Erades C. h. 1994. Determination of Solid Propellant Burning RateSensitivity to Initial Temperature by the Ultrasonic Method. Non Intrusive CombustionDiagnostics pp. 642-653.
18
[19] Cauty F. 1998. Non-Intrusive Measurement of an Energetic Material Regression Rate. AGARD ConferenceProceedings 598. Advanced Non-Intrusive Instrumentation for Propulsion Engines.
19
[20] Cauty F., and Demarais J. C. July 1990. Ultrasonic Measurement of the Uncured Solid Propellant BurningRate.International Congress of ICT. Karlsruhe.
20
[21] Cauty F., Demarais J. C., and Erades C. h. 1993. Determination of Solid Propellant Burning RateSensitivity to Initial Temperature by the Ultrasonic Method. International Symposium onSpecial Topics in Chemical Propulsion, Scheveningen, The Netherlands.ONERA TP no. 1993-69.
21
[22] Cauty F. May 1995. Electronic Device for Ultrasonic Measurements (EDUM) of Regression Rates ofSolid Materials. ONERA Report.
22
[23] Cauty F. 1997. Solid Propellant Combustion Response Function From Direct MeasurementMethods: a Review of ONERA’s Experience. International Workshop on Combustion Instability ofSolid Propellants and Rocket Motors. Politecnico di Milano.
23
[24] Korting P. A. O. G., den Hertog E. H., and Schoyer H. F. R. April 1985. Determination of the Regression Rate ofSolid Fuels in Solid Fuel Combustion Chambers by Means of the Ultrasonic Pulse-EchoTechnique. Part 1. The Measurement Technique. Report LR-453. Report PML 1985-C-5. SFCCPublication No. 18, Delft/Rijswijk.
24
[25] Dijkstra F., Korting P. A. O. G., and van der Berg R. P. July1990. Determination of the Regression Ratein Solid Fuel Ramjets by Means of the Ultrasonic Pulse Echo Method. AIAA Paper.
25
[26] Korting P. A. O. G., and Schoyer H. F. R. August 1985. Determination of the Regression Rate in Solid FuelRamjets by Means of Ultrasonic Pulse Echo Method. Heat Transfer in Fire and CombustionSystems pp. 347-353.
26
[27] Korting P. A. O. G., van der Geld C. W. M., Vos J. B., Wijchers T., Nina M. N. R., and Schoyer H. F. R. June 1986. Combustion of PMMA in a Solid Fuel Ramjet. AIAA Paper 86-1401.
27
[28] Elands P. J. M., Korting P. A. O. G., Dijkstra F., and Wijchers T. July 1988. Combustion of Polyethylene in a Solid Fuel Ramjet, A Comparison of Computational and Experimental Results. AIAA Paper 88- 3043, AIAA/ASME/SAE/ASEE 24th Joint Propulsion Conference. Boston.
28
[29] Merkx A. W., and van den Berg R. P. August 1986. Instantaneous Solid Fuel Regression RateMeasurements at More than One Location– An Ultrasonic Pulse Echo Multiplexer System.Report LR-501. Report PML 1986-C76, SFCC Publication No. 36. Delft/Rijswijk theNetherlands.
29
[30] Chiaverini M., Serin N., Johnson D., Lu Y. C., Kuo K. K., and Risha. G. A. July 1996. ThermalPyrolisis of HTPB-Based Solid Fuels for Hybrid Rocket Motor Applications. AIAA Paper 96-2845.
30
[31] Chiaverini M., Garting G., Lu Y.C., Kuo K. K., Serin N., and Johnson D. 1995. Fuel Decompositionand Boundary layer Combustion Processes of Hybrid Rocket Motors. AIAA Paper 95-2686. SanDiego. CA.
31
[32] Chiaverini M., Harting G. C., Lu Y. C., Kuo K. K., Serin N., and Johnson D. 1995. Combustion of Solid Fuel Slabs with Gaseous Oxygen in a Hybrid Motor Analogue. 1995. NASATechnical Reports.JANNAF CS/PSHS/EPTS and SPIRITS Joint Meetings. Huntsville. AL.
32
[33] Chiaverini M., Serin N., Harting G. C., and Kuo K. K. June 1999. Pressure Correction of UltrasonicRegression Rate Measurements of a Hybrid Slab Motor. AIAA Paper 99-2319.
33
[34] Frederic-Thomas Dauch. 1999. Uncertainty analysis of the ultrasonic technique applied to solid propellant burning rate measurement. M.S. Thesis The School of Graduate Studies. The Department of Mechanical and Aerospace Engineering. The University of Alabama in Huntsville. Huntsville. Alabama.
34
[35] R. A. Frederick Jr., J. C. Traineau. 2001. Non-Intrusive Burning RateMeasurement Techniques. Technical Report. University of Alabama in Huntsville .Huntsville. Alabama. & Office National d-EtudesEt de Recherches Aerospatiales. Chatillon, Cedex, France.
35
[36] Dauch, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. 1999. Uncertainty Assessment of the Pulse-Echo Ultrasonic Burning Rate Measurement Technique. Technical Report. The University of Alabama in Huntsville Propulsion Research Center. Alabama.
36
[37] Di Salvo R., R. A. Frederick Jr. and M. D. Moser. July 2000. Development of the Inert Gas InjectionModulated Motor for Response Function Measurements. AIAA Paper No. 2000-3799.
37
[38] M. D. Moser, Dauch and McQuade W. August1999. Surface Roughness Effects on Ultrasonic BurningRate Measurements. National Heat Transfer Conference, Paper NHTC 99-0285.
38
[39] Dauch, M. D. Moser, R. A. Frederick Jr. and Coleman H. W. Dec1998. Uncertainty Assessment ofUltrasonic Measurement of Propellant Burning Rate. CPIA Pub 680. Vol. I. pp. 293-304.
39
[40] Dauch, M. D. Moser, R. A. Frederick Jr. and Coleman H. W. 1999. Uncertainty Assessmentof Ultrasonic Measurement of Propellant Burning Rate. AIAA Paper 99-2224. 35thAIAA/ASME/SAE/ ASEE Joint Propulsion Conference Joint Propulsion Conference, Los Angeles,CA.
40
[41] Di Salvo, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. July 1998. Experimental Determination of PressureCoupled Response Function. AIAA Paper 98-3553.
41
[42] Di Salvo, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. Dec 1998. Experimental Determination of PressureCoupled Response Functions. CPIA Pub 680 Vol. I. pp. 407-414.
42
[43] Di Salvo, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. 1999. Direct Ultrasonic Measurements of SolidPropellant Combustion Transients. AIAA Paper 99-2223. 35th AIAA/ASME/SAE/ASEE JointPropulsion Conference Joint Propulsion Conference, Los Angeles, CA.
43
[44] Di Salvo, M. D. Moser, R. A. Frederick Jr. and Dauch. 1999. Direct Ultrasonic Measurement ofSolid Propellant Ballistics. The Review of Scientific Instruments. Vol. 70, No. 11.
44
[45] Di Salvo, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. July 2000. Development of the Inert Gas InjectionModulated Motor for Response Function Measurements. AIAA Paper 2000-3799.
45
[46] Di Salvo, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. Nov 2000. Effect of Oxidizer Particle Size onResponse Function. CPIA Pub 701, Vol. I, pp. 615-626.
46
[47] Di Salvo. 2001. Experimental Measurements of Solid Propellant Response Function. PhDdissertation The University of Alabama in Huntsville. Huntsville. AL.
47
[48] McQuade W., Dauch, M. D. Moser and R. A. Frederick Jr. July 1998. Determination of the UltrasonicBurning Rate Technique Resolution. AIAA Paper 98-3555.
48
[49] McQuade W. March 1998.Ultrasonic Instrument Development for Solid Propellant Burning RateMeasurement. M.S. Thesis. The University of Alabama in Huntsville.
49
[50] R. A. Frederick Jr. Nichols J. S., and Rogerson J. 1999. Slag Accumulation Measurements in a Strategic Solid Rocket Motor. Journal of Image Processing and Flow Visualization Vol. 3. No. 2.
50
[51] Dauch. 1999. Uncertainty Analysis of the Ultrasonic Technique Applied to Solid Propellant Burning Rate. M.S. Thesis. The University of Alabama in Huntsville.
51
[52] Di Salvo, M. D. Moser, and R. A. Frederick Jr. July 1998. Experimental Determination of Pressure Coupled Response Function. AIAA Paper 98-3553.
52
[53] Makoto K., R. A. Frederick Jr., and Marlow D. M. 2004. Ultrasonic Properties of Propellant Ingredients. AIAA Journal of Propulsion and Power Vol. 20, No. 1.
53
[54] Krier H., Martin A. O., and Murphy J. J. 1997. Precision Techniques for MeasuringBurning Rates of Solid Propellants during Pressure Transients. 34th JANNAF CombustionSubcommittee Meeting, Vol. 2. pp. 225-236.
54
[55] Murphy J. J., Chai S., Brdar R., and Krier H. July 2000. Response Function Measurement UsingUltrasonic Technique in and Oscillating Burner. AIAA paper 2000-3797.
55
[56] Krier H., Murphy J. J., Brdar R., and Chai S. July 2000. Response Function Measurement Using an Ultrasonic Technique in an Oscilliatory Burner. AIAA Paper 2000-3797.
56
[57] Murphy J. J. August 2000. Unsteady Solid Propellant Combustion: Theory and Experiment. PhD Thesis University of Illinois at Urbana Champaign.
57
[58] Deepak D., Jeenu R., Sridharan P., and Padmanabhan M. S. 1998. Determination of PressureDependence of Burning Rate in Solid Motors Using Ultrasonic Technique. AIAA Journal ofPropulsion and Power Vol. 14 No. 3.
58
[59] Deepak D., Jeenu R., Sridharan P., and Padmanabhan M. S. 1998. Application of Ultrasonic Technique for Measurement of Instantaneous Burn Rate of Solid Propellants. Defense Science Journal Vol 48 No 2. pp. 197-204.
59
[60] Sung-Jin Song, Jin Hong Jeon, Hak-Joon Kim, In-Chul Kim, Ji-Chang Yoo, and Jung YongJung. 2006. Burning Rate Measurement of Solid Propellant Using Ultrasound- Approach and Initial Experiments. Review of Quantitative Nondestructive Evaluation Vol. 25.
60
[61] Sung-Jin Song, Hak-Joon Kim, Sun-Feel Ko, Hyun-Taek Oh, In-Chul Kim, Ji-Chang Yoo, and Jung Yong Jung. 2008. Measurement of solid propellant burning rates by analysisof ultrasonic fullwaveforms. Journal of Mechanical Science and Technology.
61
[62] To Kang, Hak-Joon Kim, Sung-Jin Song, Sun-Feel Ko, In-Chul Kim, Ji-Chang Yoo, and Jung Yong Jung. 2009. Uncertainty Analysis of Ultrasonic Methods for Measuring Burning Rate of Solid Propellant. Journal of American Institute of Physics,CP1096, Review of Nondestructive Evaluation Vol 28.
62
[63] Su-Kyun Jeon, Sung-Jin Song, Hak-Joon Kim, Sun-Feel Ko, Hyun-Taek Oh, In-Chul Kim, Ji-Chang Yoo, and Jung Yong Jung. 2010. Ultrasonic Signal Denoising for Robust Measurement of Solid-Propellant Burning Rates. Journal of propulsion and power Vol. 26, No. 3.
63
[64] Hyun-Taek Oh, Hak-Joon Kim, Sung-Jin Song, Sun-Feel Ko, In-Chul Kim, Ji-Chang Yoo, and Jung-Yong Jung. 2008. Investigation of Ultrasonic Methods for Measuring Burning Rates of Solid Propellants. Journal of American Institute of Physics, CP975, Review of Nondestructive Evaluation Vol 27.
64
[65] Louwers J., Gadiot G., Versluis M., Landman AJ., van der Meer T., and Roekaerts D. June 1998. Measurement of Steady and Non-Steady Regression Rates of Hydrazinium Nitroformate withUltrasound. International Workshop on Measurement of Thermophysical and Ballistic Propertiesof Energetic Materials, Milano, Italy.
65
[66] K. Hasegawa, and K. Hori. 2010. Novel Burning Rate Measurement Technique for Solid Propellant by Means of Ultrasonics. Combustion, Explosion, and Shock Waves Vol. 46. No. 2. pp. 188–195.
66
[67] Cauty F. July 2004. The Ultrasound Waves: a Measurement Tool for Energetic Material Characterization. ONERA, Palaiseau, France. 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit 11 – 14.
67
[68] Chiaverini M., Garting G., Lu Y.C., Kuo K. K., Serin N., and Johnson D. June 1999. Pressure Correction of Ultrasonic Regression Rate Measurements of a Hybrid Slab Motor. 35th AIAA/ASME/SAE/ASEE. Joint Propulsion Conference and Exhibit 20-24.
68
[69] Optel Company. 2011. Instruction Manual Draft OPCARD 2.0 PCI-bus Ultrasonic Card with Integrated Pulser and Receiver. Optel catalog.
69
[70] Shantou Institute Ultrasonic Instruments Company. 2011. prob catalog. 77. Jinsha Road. Shantou 515041. Guangdong. China.
70
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی سیستم ناوبری برای یک هواپیمای بدون سرنشین مجهز به سنسور زاویهسنج
در این مقاله از الگوریتم «موقعیتیابی و ترسیم نقشه بهصورت همزمان» برای ناوبری یک هواپیمای بدون سرنشین استفاده شده است. از یک سنسور زاویهسنج (مانند دوربین تکرنگ) برای مشاهده عوارض موجود بر روی زمین استفاده میشود که زوایه قرارگیری علائم مشخصه نسبت به محور طولی هواپیما را اندازهگیری میکند. به کمک «الگوریتم موقعیتیابی و ترسیم نقشه بهصورت همزمان»، تخمین دقیقی از موقعیت و سرعت هواپیما و همچنین موقعیت دو بعدی علائم مشخصه بر روی زمین به دست میآوریم. در این الگوریتم، از فیلتر کالمن توسعه یافته به عنوان مکانیزم تلفیق اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی و دادههای به دست آمده از سنسور خارجی و همچنین از روش موقعیتیابی تأخیری مقید برای تعیین موقعیت اولیه علائم مشخصه استفاده شده است. برای بالا بردن دقت ناوبری و ترسیم یک نقشه دقیق از محیط، یک بار دیگر هواپیما همان مسیر قبلی را پرواز میکند و در پرواز دوم از دادههای ذخیرهشده در دور قبل استفاده میشود. نتایج به دست آمده از شبیهسازیها، کارایی الگوریتم پیشنهادی در بهبود دقت ناوبری هواپیما را نشان میدهند.
https://www.astjournal.ir/article_5892_70cec11f30945e73e76d14b249e7399a.pdf
2014-02-20
60
68
موقعیتیابی و ترسیم نقشه به صورت همزمان
فیلتر کالمن توسعه یافته
موقعیتیابی تأخیری مقید
ناوبری اینرسی
سعید
محمدلو
smohammadlou@iau-garmsar.ac.ir
1
کارشناس ارشد / دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گرمسار، باشگاه پژوهشگران و نخبگان جوان
LEAD_AUTHOR
حبیب
قنبرپوراصل
ghanbarpour@sharif.edu
2
عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف
AUTHOR
علی
جبار رشیدی
aiorashid@yahoo.com
3
عضو هیات علمی / مجتمع برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالکاشتر
AUTHOR
[1] John J.Leonard, and Hugh F.Durrant-Whyte. 1991. Simultaneous Map Building and Localization for an Autonomous Mobile Robot, IEEE International Conference on Intelligent Robot Systems, Osaka, Japan.
1
[2] Jose E.Guivant. 2001. Efficient Simultaneous Localization and Mapping in Large Environments, A Doctor of Philosophy thesis University of Sydney.
2
[3] Yaakov Bar-Shalom. 2001. Estimation With Application to Tracking and Navigation, John Wiley & Sons.
3
[4] R. Smith, M.Self, and P.Cheeseman. 1987. A stochastic map for uncertain spatial relationships. International Symposium on Robotics Research, MIT press.
4
[5] R. Smith, M.Self, and P.Cheeseman. 1986. Estimating uncertain spatial relationships in robotics. Proceedings of the Second Annual Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence, USA.
5
[6] G. P. Huang, A. I. Mourikis, and S. I. Roumeliotis. 2008. Analysis and improvement of the consistency of Extended Kalman Filter-based SLAM. IEEE International Conference on Robotics and Automation.
6
[7] M. Liu, S. Huang, and G. Dissanayake. 2011. Feature based SLAM using laser sensor data with maximized information usage. IEEE International Conference on Robotics and Automation.
7
[8] M. Wongphati, N. Niparnan, and A. Sudsang. 2009. Bearing Only FastSLAM Using Vertical Line Information from an Omnidirectional Camera. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics.
8
[9] M. Farrokhsiar, and H. Najjaran. 2010. A Higher Order Rao-Blackwellized Particle Filter for Monocular vSLAM. IEEE American Control Conference (ACC).
9
[10] E. Guerra. 2011. New Approach on Bearing-only SLAM for Indoor Environments. IEEE International Conference on Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA).
10
[11] Greg Welch, and Gray Bishop. 2006. An Introduction to the Kalman Filter. university of north Carolina. Available online at http://www.cs.unc.edu/~welch/me-dia/pdf/kalman_intro.pdf
11
[12] Paul Michael Newman. 1999. On the Structure and Solution of the Simultaneous Localization and Map building Proble.Doctor of Philosophy thesis University of Sydney.
12
[13] Mitch Bryson, and Salah Sukkarieh. 2006. Building a Robost Implementation of Bearing-Only Inertial SLAM for a UAV. Journal of Field Robotics, Special issue on SLAM in the field 24(2): 113-143.
13
[14] D.H.Titterton, J.L.Weston. 2000. Strapdown Inertial Navigation Technology. The American Institute of Aeronautics and Astronautics and the Institution of Electrical Engineers. Press of England.
14
[15] Stefan Bernard Williams. 2001. Efficient Solution to Autonomous Mapping and Navigation Problems. Doctor of Philosophy thesis University of Sydney.
15