2024-03-29T12:10:03Z
https://www.astjournal.ir/?_action=export&rf=summon&issue=2463
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
طراحی سیستم کنترل وضعیت یک ماهوارهبر با بوسترهای جانبی در معرض ارتعاشات در فضای زیرباند مستقیم
عبدالمجید
خوشنود
ایوب
شیبانی
کنترل ارتعاشات سیستمهای چندجسمی انعطافپذیر نظیر ماهوارهبرهای دارای بوستر جانبی در کاربردهای جاری، بهدلیل بالابودن درجات آزادی، با چالشهای بسیاری روبروست. در این میان، روشهای مدلسازی پاسخ فرکانسی نقش مفیدی دارند. در این نگاه، با یافتن فرکانسهای غالب سیستم و فیلتر نمودن فعال آنها، مشابه حذف نوفه در فیلترهای زیرباند، میتوان سیستم را در برابر ارتعاشات کنترل کرد. تاکنون در بسیاری از فعالیتهای مشابه از روشهای تمامباند استفاده شده که نتوانستهاند برای سیستمهای پیچیده بهکار روند. توانمندی قابل قبول روشهای مبتنی بر پردازش سیگنالها به طراحی کنترلکنندههای ارتعاشات کاربردی و قابل استفادهای منجر میشود. در این مقاله، کاهش ارتعاشات در فضای زیرباند برخط بهعنوان یک نوآوری مهم مطرح شده است. در این روش تنها مشکل، کاربرد و مدلسازی روش فوق در حلقة بستة سیستمهای کنترل بهدلیل وجود تأخیرهای بالا در سیستمهای پردازش میباشد که به ناپایداری احتمالی سیستم منجر شده است. در این مقاله، روشی برای رفع این مشکل در حلقة بستة سیستم کنترل ارائه شده است. این روش بر پایة مدلسازی روش پیشبین اسمیت بههمراه مدل مرجع تطبیقی بنا شده است. شبیهسازی این روش روی یک ماهوارهبر دارای چهار بوستر جانبی نتایج بسیار مطلوبی برای کاهش ارتعاشات با فرکانسهای متنوع نشان میدهد.
کنترل ارتعاشات
ماهوارهبر دارای بوستر جانبی
پردازش سیگنال چند نرخی
فیلتر تطبیقی زیرباند
روش پیشبین اسمیت
2015
08
23
7
16
https://www.astjournal.ir/article_15201_4e499376ad394fac6c78644d2086129e.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
طراحی سیستم هدایت و کنترل یک ربات هوایی براساس شتاب مسیر مرجع
یوسف
عباسی
سید علیاکبر
موسویان
علیرضا
باصحبت نوینزاده
در این مقاله سیستم هدایت و کنترل یک ربات هوایی برای دنبالکردن یک مسیر مرجع طراحی شده است. در الگوریتم ارائهشده، ابتدا فرمانهای هدایت با استفاده از خطای مسیر حرکت ربات هوایی، بهصورت فرمانهای شتاب پسخوراند و پیشخوراند در دستگاه مختصات اینرسی استخراج شده و پس از آن با استفاده از یک ماتریس تبدیل، فرمانهای شتاب به دستگاه مختصات بدنه نگاشته شده است. فرمانهای شتاب براساس راهبردی جدید در دستگاه مختصات بدنه به فرمانهای سرعت، زاویة وضعیت غلت و تاب و نیز زاویة نرخ گردش تبدیلشده، بهطوریکه مشکلات روش تبدیل قطبی را نداشته و قابلیتهای ائرودینامیکی و عملکردی ربات هوایی و نیز محدودیتهای متناظر با آنها لحاظ شده باشد. سپس، با استفاده از یک مدل شش درجه آزادی سیستم کنترلی طراحی شده است که بتواند فرمانهای هدایت را دنبال کند. نتایج حاصل از شبیهسازی جامع سیستم با در نظر گرفتن مدل شش درجه آزادی رباتهای هوایی نشان میدهد که الگوریتم هدایت و کنترل ارائهشده بهخوبی فرمانهای هدایت را اجرا و ربات هوایی با دقت بیشتری نسبت به روشهای قبلی، مسیر مطلوب را دنبال کرده است.
ربات هوایی
هدایت
کنترل
مسیر مرجع
فرمان شتاب
شش درجه آزادی
2015
08
23
17
31
https://www.astjournal.ir/article_15202_ad5e1067ce66d479504b1711fe06531d.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
توسعة طراحی سیستمی یک ماهوارة مکعبی با استفاده از روش ماتریس ساختار طراحی
امیررضا
کوثری
مهدی
فکور
شیدوش
وکیلیپور
وحید
بهلوری
هدف این مقاله توسعة فرایند طراحی سیستمی ماهواره است. برای این منظور از روش ماتریس ساختار طراحی بهعنوان ابزاری کارآمد برای طراحی و تحلیل سیستمهای پیچیده استفاده شده است. با توجه به ویژگیهای روش ماتریس ساختار طراحی در مواجهه با سیستمی پیچیده با پارامترهای متنوع، از این روش برای نمایش وابستگیهای بین پارامترهای طراحی ماهواره و ارائة فرایند طراحی در سطح سیستمی استفاده شده است. بر اساس این روش، ماهواره به زیرسیستمها و اجزای کوچکتری تجزیه و پارامترهای اثرگذار در طراحی، با انتخاب هر جزء در سطوح مختلف الزامات، مشخصات مأموریت، سیستم و زیرسیستم استخراج و ارتباط بین این پارامترها شناسایی شده است. نهایتاً این ارتباطات بهصورت کیفی بیان و فرایند طراحی بهسازی میشود. این روش در خصوص طراحی مفهومی یک ماهوارة مکعبی که نوع جدیدی از پیکوماهوارههاست انجام شده است. در این رهگذر 135 پارامتر طراحی شناسایی و تأثیر هر یک از آنها بر هم و بر فرایند طراحی در قالب ماتریس پیریزی شده، شناسایی شده است. با مقایسة کیفی نتایج این روش با دیگر روشها، مزایایی چون سادگی، فشردگی، اختصار، قابلیت تجزیه و تحلیل و کمیسازی روابط مشخص میشود.
ماتریس ساختار طراحی
طراحی سیستمی
ماهوارة مکعبی
پارامترهای طراحی
2015
08
23
33
45
https://www.astjournal.ir/article_15221_64c9a4af4b88543a31f7ef2ef37751f2.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
بهبود بازدة ائرودینامیکی ایرفویلهای نوسانی رینولدز پایین با استفاده از فلپ های گرنی
علیرضا
نادری
علیرضا
بیکی
اصولاً بال وسائل هوایی سرعتپایین، که در اعداد رینولدز پایین پرواز میکنند، برای افزایش برد و کاهش مصرف سوخت باید همانند پرندگان بهصورت بالزن طراحی شود. اما بررسی ایرفویلهای نوسانی هارمونی ساده نشان میدهد که هرچند در فراحملة نیروی بـرا بیشتر از ایرفویل ثابت ایجاد میکنند، اما گاهی کاهش این نیرو در فروحمله بسیار زیاد است؛ پس یا باید از مدهای پیچیدة حرکتی استفاده نمود یا ایرفویلی با پروفیل پیچیده طراحی کرد. هدف از تحقیق حاضر بهبود بازدة ائرودینامیکی ایرفویلهای نوسانی هارمونی سادة سرعت پایین با طراحی فلپ گرنی بر آن می باشد که هم در فراحمله و هم فروحمله بازدة ائرودینامیکی بهتر از ایرفویل نوسانی صاف ارائه دهد. برای این منظور از روش عددی فشار پایه حجم المان محدود روی شبکة متحرک استفاده شده است. در کار حاضر، مکان و ارتفاع فلپهای گرنی بهعنوان دو پارامتر مهم طرح مطالعه شده است. نتایج حاکی از آن است که هرچه فلپها به لبة فرار نزدیکتر باشد، بازدة ائرودینامیکی افزایش می یابد؛ هرچند که ارتفاع آنها باید در یک حد خاص محدود شود. گردابه های تولیدشده توسط ایرفویل فلپ گرنی نقشی اساسی را در بهبود بازدة ائرودینامیکی ایفا می کنند. این گردابه ها از طریق تغییر توزیع فشار و همینطور تأثیراتی که بر روی جدایش جریان روی سطح بالایی ایرفویل دارند، سبب افزایش بازدة ائرودینامیکی می شوند.
ایرفویل نوسانی
گرنی فلپ
بازدة ائرودینامیکی
2015
08
23
47
55
https://www.astjournal.ir/article_15469_324cf41a9145848a28147546f6ebd4fb.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
پیشبینی جدایش جریان در مجرای توربینی فشارپایین در شرایط طراحی و دور از نقطة طراحی
شیدوش
وکیلیپور
مهدی
حبیبنیا رمی
روزبه
ریاضی
مسعود
محمدی
در این مقاله، مطالعة عددی میدان جریان عبوری از مجرای یک توربین گازی فشارپایین تحت بار بالا در شرایط طراحی و خارج از نقطة طراحی انجام شده است. برای این منظور از بستة نرمافزاری اوپن فوم استفاده شده است. در گام نخست، آثار ریزشدن شبکه بر نتایج روشهای معادلات میانگیری رینولدز و شبیهسازی گردابههای بزرگ با مدل اسپالارت - آلماراس بررسی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که در انتهای سطح فشاری تیغه، یک افت فشار غیرفیزیکی رخ میدهد که بهشدت به تراکم شبکه و نوع مدل آشفتگی وابسته است. در گام دوم نشان داده میشود که تنها مدل اسپالارت - آلماراس قادر به پیشبینی جدایش جریان پدیدآمده از گذرش جریان در شبکهبندی با تراکم مختلف نزدیک دیواره است. نتایج عددی این مدل نقطة جدایش را در نزدیکی موقعیت 0/85 طول سطح مکش پیشبینی میکند. این در حالی است که اندازهگیریهای تجربی نقطة جدایش را در نزدیکی موقعیت 0/7 طول سطح مکش تعیین کردهاند. در گام سوم، مدلسازی عملکرد خارج از نقطة طراحی تیغه با اعمال زوایای مثبت و منفی جریان ورودی نسبت به شرایط طراحی مجرا صورت میگیرد. نتایج حل عددی با مدل اسپالارت - آلماراس حاکی است که یک حباب جدایش روی سطح فشار بهوجود میآید. محاسبة افت فشار کل در شرایط جریان ورودی با انحرافی بین 8+ و 20- درجه نسبت به حالت طراحی نشان میدهد که مدلهای ω-k و اسپالارت-آلماراس کمترین افت فشار را در نقطة طراحی پیشبینی میکنند.
مجرای توربینی فشار پایین
شبیهسازی گردابههای بزرگ
مدلهای آشفتگی معادلات میانگیری رینولدز
جدایش جریان
عملکرد دور از نقطة طراحی
2015
08
23
57
69
https://www.astjournal.ir/article_15474_ab7fb6bdad8cd6e5f61e1b6ab3e6443d.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
محاسبة ضرایب شدت تنش ترکهای سه بعدی نیم بیضوی در لولههای با درز جوش طولی تحت بارگذاری مود ترکیبی
محمدرضا
محمد علیها
سید محمد
نوید قریشی
حسن
فرح بخش
لولههای با درز جوش طولی از جمله انواع متداول لولههای مورد استفاده در صنایعی چون نفت، گاز، پتروشیمی و پالایشگاهیاند. واماندگی و شکست این دسته از لولهها عمدتاً بهواسطة رشد ترکها و ناخالصیهای موجود در ناحیة جوش یا ناحیة متأثر از حرارت میباشد. در این مقاله، پس از ارائة حل تحلیلی برای تعیین ضرایب شدت تنش ترکهای موجود در لولهها، برای شناسایی بحرانیترین ترک در لولههای با درز جوش طولی، تعدادی ترک سهبعدی نیمبیضوی طولی با نسبت منظرهای 0/5 الی 1 در امتداد خط جوش و در جدارههای داخلی و خارجی لوله در نرمافزار آباکوس مدل میشوند و ضرایب شدت تنش مود 1، 2 و 3 این ترکها در سرتاسر جبهة ترک تحت بارگذاری توأمان فشار داخلی و پیچش محاسبه میشوند. بر اساس نتایج حاصل مشخص میشود که تأثیر هر سه مود بارگذاری بر رفتار شکست این لولهها مؤثر است و عامل فشار داخلی درون این لولهها مهمتر از سایر پارامترها در رشد ترکهای طولی ایجادشده میباشد. همچنین از نتایج چنین برمیآید که ترکهای طولی داخلی بهعنوان بحرانیترین ترکها در لولههای با درز جوش طولی شناخته میشوند.
لوله با درز جوش طولی
ترک نیمبیضوی
ضرایب شدت تنش
بارگذاری مود ترکیبی
روش المان محدود
2015
08
23
71
82
https://www.astjournal.ir/article_15511_79a510775b04083eaa280d5917151f9f.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1394
4
1
طراحی بهینة سازة بلیسک توربین در روتور یک موتور مینیتوربوجت
بهروز
شهریاری
شهرام
یوسفی
مهدی
تاجداری
محمدرضا
کارآموز
با توجه به موقعیت و شرایط کاری سخت دیسک توربین و کمپرسور بهعنوان اجزای اصلی روتور در موتور توربین گاز هوایی، طراحی این ادوات اهمیت ویژهای پیدا میکند. این دیسکها از یکطرف تحت بار گریز از مرکز قرار دارند که با افزایش سرعت دوران روبه افزایش مینهند و از طرف دیگر تحت بار حرارتی قرار دارند که با افزایش گرادیان حرارتی، بهویژه در اجزای تحت دمای بالا در روتور افزایش مییابد. در این بین، لازم است تا وزن روتور جهت بهبود رفتار دینامیکی، کاهش بار یاتاقانها و کاهش وزن کل موتور بهعنوان یک بخش اصلی وسیلة پرنده کمینه گردد. سرعت دورانی، عملکرد در دمای بسیار بالا، گرادیان حرارتی شدید و نیاز به کاهش وزن، شرایط و الزاماتی برای روتور موتورهای توربینی هوایی است که طراحی آن را با مشکل مواجه میسازد. تحلیل استحکامی پیشنیاز تحلیل عمر در یک روتور است؛ زیرا ابتدا باید مقاومت قطعه در برابر بارگذاری استاتیکی قبل از بارگذاری سیکلی محقق شود. هدف این مقاله، طراحی بهینة وزنی سازة دیسک پرهدار یکپارچه (بلیسک) توربین در روتور یک موتور مینیتوربوجت است. برای این منظور، مشخصات طراحی ائروترمودینامیکی از جمله هندسه، تعداد و موقعیت قرارگیری پرهها، توزیع بارهای ائرودینامیکی، توزیع حرارت و فشار روی روتور و سرعت دورانی بهعنوان ورودی مسئلة طراحی بهینة بلیسک تحت قیود استحکامی و هندسی در نظر گرفته شدهاند. در ادامه، برنامههای مربوط به طراحی و تحلیل بلیسک با استفاده از روشهای عددی تدوین و نتایج خروجی با مقایسه با موارد بیانشده در مقالات معتبر اعتبارسنجی شده و در پایان سازة بلیسک توربین یک موتور مینیتوربوجت خاص طراحی بهینه شده است.
موتور مینیتوربوجت
بلیسک توربین
طراحی بهینه
تحلیل
2015
08
23
83
98
https://www.astjournal.ir/article_15558_4dae2c99b7722cceb51fc598b748878b.pdf