2024-03-28T20:22:34Z
https://www.astjournal.ir/?_action=export&rf=summon&issue=4352
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
توسعة یک الگوریتم تعقیب سطح فاصل برای شبیهسازی عددی جریان دوفازی لایهای به روش حجم محدود فشارمبنا
شیدوش
وکیلی پور
مسعود
محمدی
روزبه
ریاضی
محمدحسین
صبور
جریانهای دوفازی و چندفازی از انواع پرکاربرد جریانها در علوم مهندسی سیالات محسوب میشوند. از جمله مسائل کاربردی در این زمینه، جریان دوفازی لایهای است که در اثر قرارگیری دو سیال غیرقابل اختلاط در مجاورت هم ایجاد میشود. در این نوع از جریان، خواص سیال میتواند بهطور ناگهانی در سطح فاصل یا جداکنندة دو سیال تغییر کند. از جمله چالشهای مهم در شبیهسازی عددی جریان دوفازی لایهای تعیین دقیق موقعیت سطح فاصل است. پژوهش حاضر توسعة یک الگوریتم تعقیب سطح فاصل بر مبنای رهیافت اویلری - لاگرانژی اختیاری به روش مرکزسلول و فشارمبنا با حلگر کوپل را ارائه میدهد. برای بررسی صحت عملکرد این الگوریتم، حل تحلیلی جریان دوفازی لایهای تحت تأثیر نیروی گرانش استخراج و سپس نتایج شبیهسازی عددی این جریان در حالات گوناگون با حل تحلیلی مقایسه شده است. نتایج شبیهسازیها نشان از دقت بسیار خوب نتایج، با وجود استفاده از شبکهای نسبتاً درشت و یکنواخت، دارد. تغییرات زمانی موقعیت سطح فاصل تا رسیدن به حالت پایا نشان میدهد که هرچه اختلاف خواص دو سیال (بهویژه لزجت) بیشتر باشد، امواج پیشروندة حاصل از برخورد دو سیال نیز بزرگتر میشود. بررسی اثر نیروی گرانش نیز نشان میدهد که نیروی گرانش مثبت سبب کاهش ضخامت سیال سنگینتر و نیروی گرانش منفی موجب افزایش آن نسبت به حالت نیروی گرانش صفر میشود. البته میزان تغییر ضخامت در نیروی گرانش مثبت بسیار بیشتر از نیروی گرانش منفی است.
جریان دوفازی لایهای
تعقیب سطح فاصل
حلگر کوپل
نیروی گرانش
نسبت دبی
2017
09
23
7
24
https://www.astjournal.ir/article_27219_58519623d651f8e0820c1310b30fd39c.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
ارزیابی رهیافت URANS در مدلسازی آشفتگی ناپایای جت عرضی در جریان جانبی
رامین
کمالی مقدم
هدف مقالة حاضر توسعة مدلسازی جریان آشفته ناپایا با استفاده از رهیافت آشفتگی URANS در عین حفظ راندمان عددی و ارزیابی این روش نسبت به رویکرد RANS در شبیهسازی عددی یک جت صوتی در جریان جانبی مافوق صوت است. مدل آشفتگی مورد استفاده در هر دو رهیافت، مدل آشفتگی اسپالارت آلماراس میباشد. برای بهبود دقت محاسبات از شبکهبندی چندبلوکی باسازمان و برای تسریع محاسبات از روش پردازش موازی بهروش OMP استفاده شده است. در این مقاله، ابتدا روابط حاکم بر هر دو رهیافت URANS و RANS تشریح میشود و سپس کد توسعهیافته، برای تحلیل جریان یک جت سهبعدی در جریان جانبی مورد استفاده قرار میگیرد و نتایج آنها در تشکیل ساختار جریان و توزیع فشار و سرعت با نتایج تجربی مقایسه میشود. نتایج بیانگر دقت مناسبتر رهیافت URANS در مدلسازی پدیدة جت صوتی در جریان عرضی نسبت به مدلسازی آشفته RANS میباشد.
شبیهسازی عددی جریان ناپایا
مدل آشفتگی URANS و RANS
جت در جریان عرضی
روش چندبلوکی
پردازش موازی
2017
09
23
25
39
https://www.astjournal.ir/article_27221_681eee12482829c42ab48e5885853112.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
بررسی و شبیهسازی کاربرد نانوذرات در خنککاری تجهیزات ماهواره استفادة همزمان نانوسیال و لولة حرارتی با سه اواپراتور
حمید
فاضلی
پیام
رحیم مشایی
مهران
شهریاری
ساجده
مدنی
مقالة حاضر به مطالعة تأثیر نانوسیال بر عملکرد لولة حرارتی با سه اواپراتور در کاربردهای خنککاری تجهیزات ماهواره میپردازد. نانوذرات مورد استفاده اکسید مس و تیتانیوم میاشند. عبارتهای توزیع دمای سطح لولة حرارتی که با روش جداسازی متغیرهای به روش تحلیلی بهدست میآیند شامل سریهایی نامتناهی است که بهکمک نرمافزار متلب و اعمال خواص نانوسیالها حل شدهاند. نتایج نشان میدهد که استفاده از نانوسیال بهجای آب میواند سبب کاهش بیشتر دمای تجهیزات ماهواره و یکنواختتر شدن دما گردد. همچنین ملاحظه شد که افزایش غلظت نانوذره وکاهش قطر آن تأثیر شگرفی در کاهش مقاومت حرارتی و درپی آن بهبود عملکرد لولة حرارتی دارد. در بهترین حالت افزایش غلظت نانوذره 10 نانومتری اکسید مس تا 8 درصد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت لوله جرارتی تا 75 درصد میگردد. بهکارگیری نانوسیال باعث میشود سطح انتفال حرارت کمتری مورد نیاز باشد، لذا وزن لولة حرارتی در بهترین شرایط (نانوذرات اکسید مس 8 درصد با قطر 10 نانومتر) تا 35 درصد کاهش مییابد. یافتههای این مطالعه نشان میدهد نانوذرات اکسید فلزات میتوانند پتانسیل بالایی در کاربردهای خنککاری تجهیزات فضایی داشته باشد.
نانوسیال
لولة حرارتی
تجهیزات ماهواره
خنککاری
2017
09
23
41
54
https://www.astjournal.ir/article_27222_4d70c7cf90d9791a863fb96778416bca.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
تأثیر تعداد فلیملتها و نرخ استهلاک اسکالر آرام آنها بر مشخصه های احتراقی در یک محفظة احتراق مدل توربین گاز
فرزاد
بازدیدی طهرانی
سجاد
میرزایی
محمد صادق
عابدی نژاد
در این مقاله تأثیر نحوة شکلگیری شعلة آشفته بر مشخصههای احتراقی در یک محفظة احتراق مدل توربین گاز با استفاده از مدل فلیملت آرام بررسی شده است. تأثیر تعداد فلیملتها و نرخ استهلاک اسکالر آرام آنها بر مشخصات جریان واکنشی همچون دما، نرخ استهلاک اسکالر آشفتگی شعله، غلظت گونهها و آلایندة نیتروژن مونوکسید در مقاطع مختلف محفظة احتراق از نتایج این مقاله است. برای حل معادلات حاکم بر احتراق غیرپیشآمیختة کروسین مایع در محفظة احتراق مدل از شبکهبندی منظم حجم محدود استفاده شده است. در شبیهسازی عددی جریان دو فاز واکنشی این محفظة احتراق، از مدل آشفتگی ، مدل احتراقی فلیملت پایا و سازوکار شیمیایی 26 واکنشی با 17 گونة مستقل استفاده شده است. این مقاله در سه حالت گوناگون فلیملت انجام و نتایج آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که تأثیر تعداد فلیملتهای آرام و ماکزیمم نرخ استهلاک اسکالر شعله بر سرعت جریان ناچیز است. با اینحال این دو پارامتر بر دمای شعله تأثیرگذارند. در حالتی که شعله از تعداد فلیملت آرام و ماکزیمم نرخ استهلاک اسکالر بزرگتری تشکیل شده باشد، اختلاف کمتری بین دمای شبیهسازی و آزمایشگاهی مشاهده میشود. با کاهش تعداد فلیملتهای آرام و ماکزیمم نرخ استهلاک اسکالر از کشیدگی شعله کاسته و دما و آلایندة نیتروژن مونوکسید بیشتری پیشبینی میشود.
محفظة احتراق مدل
فلیملت
سوخت مایع
جریان واکنشی
انتشار آلایندهها
2017
09
23
55
71
https://www.astjournal.ir/article_27224_774f0e11155bf71ed690b4040342c339.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
تدوین الگوریتم طراحی و ساخت یک تراستر گاز گرم و مقایسه با نتایج تجربی
مجید
کاظمی اسفه
محمد علی
جزووزیری
در این پژوهش به طراحی، ساخت و تست تجربی یک نمونه تراستر گاز گرم یا پینتل ولو پرداخته شده است. برای این منظور نخست از روشهایی چون روش مشخصهها و طراحی معکوس استفاده شده است که بهدلیل محدودیتهای موجود در این روشها، نتایج مطلوبی حاصل نشد و سرانجام از روش پیشبینی و اصلاح استفاده شد. سپس پارامترهای مؤثر در عملکرد تراستر مانند قطر گلوگاه، قطر ورودی و خروجی شیر و پروفیل همگرا و واگرا مورد بررسی قرار گرفت و سرانجام با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 1/2 تراستری با تراست خروجی در حدود 32000 نیوتن طراحی شد. سپس زاویة ورودی گاز داغ به تراستر مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به محدودیتهای موجود، زاویة ورودی30 درجه بهعنوان زاویة بهینه تعیین شد. در پایان، شیر طراحی شدهای با زاویة ورودی 90 درجه ساخته و بهصورت تجربی تست شد. نتایج تراست تست تجربی از انطباق قابل قبولی با نتایج حاصل از شبیهسازی برخوردار بود و میزان خطای کمتر از 10 درصد را نشان داد.
تراستر گاز گرم
بردار تراست
پینتل ولو
پیش بینی و اصلاح
2017
09
23
73
86
https://www.astjournal.ir/article_27225_74f5bedae41957bfd2fca26561bac097.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
مروری بر شبیه سازهای سخت افزاری دینامیک وضعیت ماهواره
حجت
طائی
شبیهسازهای دینامیک وضعیت از جمله پرکاربردترین تجهیزاتی هستند که در پژوهشهای پایداری و کنترل سامانههای فضایی کاربرد دارند؛ زیرا حرکت چرخشی بدون قید تولید و در عین سادگی، انجام تستهای عملی ماهواره یا فضاپیما روی زمین را ممکن میکنند. ویژگی منحصر بهفرد این تجهیزات در شبیهسازی محیط عملکردی ماهواره است که سه درجه آزادی چرخشی مقید یا نامقید (بسته به نوع یاتاقان هوایی) تولید مینماید. در این مقاله، ضمن دستهبندی انواع شبیهسازهای دینامیک و کنترل وضعیت ماهواره، روی شبیهسازهای مبتنی بر یاتاقان هوایی تمرکز میشود و سیر تحول طراحی و ساخت آن را بهطور کامل مورد بررسی قرار میگیرد. ارائة دستاوردهای موجود و ارزیابی آنها در کنار دستهبندی مراجع موجود در حوزة شبیهسازهای سختافزاری ماهواره، از ویژگیهای دیگر این مقاله است که استفاده از آن را برای متخصصان و دانشجویان علاقهمند به این سیستمها فراهم میآورد.
شبیهساز سختافزاری ماهواره
دینامیک وضعیت
یاتاقان هوایی
رانشگر
چرخ عکسالعملی
حسگر وضعیت
2017
09
23
87
101
https://www.astjournal.ir/article_27226_998e8b82916efb5b38bb63f5e0caccc2.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
جبران اثر افت و تأخیر تصادفی مشاهدات در هدایت خط دید با استفاده از فیلتر کالمن تطبیقی
اکرم
نیک فطرت
رضا
محبوبی اسفنجانی
میثم
عظیمی
بروز افت و تأخیر تصادفی در تبادل دادههایی که توسط حسگرهای هدایت اندازهگیری میشوند، پدیدهای متداول در سامانههای پدافندی است و بر نتیجة نهایی درگیری مؤثر است. اگرچه طراحی فیلتر کالمن برای تخمین مقدار متغیرهای مورد استفاده در قانون هدایت، مشکل را تا حدی کاهش میدهد، اما عملکرد مناسب فیلتر کالمن به داشتن مدل دقیق سیستم وابسته است؛ در حالیکه در مسائل عملی، بهدست آوردن دقیق پارامترهای مدل آماری، که پدیدة تصادفی افت و تأخیر را توصیف میکند، میسر نیست. در این مقاله، یک فیلتر کالمن تطبیقی بهکار برده میشود تا نامعینی در مشخصات آماری مدل افت و تأخیر تصادفی را در مسئلة هدایت خط دید یک پرندة هدایتشونده جبران کند. جزئیات مدلسازی مسئلة هدایت خط دید در حضور دادههای در معرض افت و تأخیر ارائه شده و بهدنبال آن نحوة استخراج ساختار فیلتر و محاسبة ضریب تصحیح و اعمال آن در فرایند فیلترینگ تشریح شده است. در نهایت، برتری عملکرد فیلتر تطبیقی پیشنهادی در مقایسه با روش رقیب موجود، با شبیهسازی نشان داده میشود.
هدایت خط دید
فیلتر کالمن
افت و تأخیر در مشاهدات
نامعینی مدل
2017
09
23
103
114
https://www.astjournal.ir/article_27227_1bc47aaafb0edd9aac6cc0b4615818f6.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
تدوین سامانة حرکتساز شبیهساز پرواز با استفاده از روش کنترل پیشبین مبتنی بر مدل
ابولفتح
نیک رنجبر
امروزه شبیهسازهای پرواز، بهعنوان جزئی جداییناپذیر در صنعت هوانوردی، نقش مهمی در آموزش خلبانی و توسعة تجهیزات جدید دارند. سامانة حرکتساز بهینه با وجود ویژگیهای مثبت از جمله حجم محاسباتی کم با قابلیت پیادهسازی مناسب، بهدلیل محدودیت در حفظ حرکت سامانه در محدودة فضای کاری در مانورهای پیچیده، با مشکلاتی جدی روبروست. سامانههای حرکتساز کنترل پیشبین بهعلت قابلیت ذاتی در مقیدنمودن ورودیها و متغیرهای حالت فرایند، ضمن حفظ همزمان کیفیت مطلوب خروجی، توسعة فزایندهای یافتهاند. وظیفة کنترل پیشبین در سامانههای حرکتساز، حل مسئلة بهینهسازی در پنجرة افق پیشبین برای تعیین حرکت امکانپذیر شبیهساز با هدف کاهش تفاوت حس حرکتی خلبان در وسیلة واقعی و شبیهساز در محدودة کاری سامانة حرکتی است. این روش براساس کمینهسازی تابع هدف درجه دوم شامل متغیرهای حس حرکتی، متغیرهای متناظر سامانة حرکتی و ورودی کنترلی استوار است، اگرچه در این رهیافت نیازی به طراحی و استفاده از فیلترهای شستشو نیست. در این مقاله، نحوة برپایی روشمند سامانة حرکتساز کنترل پیشبین مبتنی بر مدل و مقایسة عملکرد آن با روش حرکتساز بهینه ارائه شده است. رویکرد حرکتساز پیشنهادی در مانور شیب - طولی ضمن ایجاد حس حرکتی یکسان، با حرکتهای محدودتر و هموارتر سبب حفظ کارآمدتر سامانة حرکتی در محدودة عملیاتی آن میشود و قابلیت شبیهساز برای مانورهای پیچیدهتر را افزایش میدهد.
سامانة حرکت ساز
شبیه ساز پرواز
کنترل مدل پیش بین
کنترل بهینه
فیلتر شستشو
2017
09
23
115
128
https://www.astjournal.ir/article_27229_814774c5d51aee1c9db6a9eb717e9aea.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
بهینهسازی هیوریستیکی زمان بازبینی نظارت مداوم چندعاملی با استفاده از توابع وزنی کمترین مسافت
حسن
حقیقی
سید حسین
ساداتی
جلال
کریمی
سید محمد مهدی
دهقان بنادکی
از جمله مسائل پرکاربرد در زمینة گشتزنی هوایی، پیمایش مرزی، نجات و جستجو نظارت مداوم است و وجه تمایز آن با دیگر مسایل زمان بازبینی محدودههای مهم میباشد. بهعبارت دیگر، تمرکز اصلی مسئله بر زمان بین دو بازدید متوالی یک منطقة مشخص است؛ هرچه این زمان کوتاهتر باشد، تغییرات و جزئیات دینامیک محدوده با دقت بالاتری در گشتزنیها رصد میشود. در این مقاله برای دستیابی به کمترین زمان بازبینی از یک تابع هیوریستیک مبتنی بر زمان عمر محدوده و مکان نقاط استفاده شده است. این تابع ارزش هر نقطه را براساس توابع وزنی تعریف مینماید که با بهینهسازی این ضرایب توسط الگوریتم ژنتیک میتواند کمترین زمان بیشینة بازبینی را برای تمامی گرهها در چندین تکرار متوالی محاسبه کند. مقدار بهینة این ضرایب وزنی تابع مکان نقاط و تعداد عاملها بوده و برای هر مسئله یک مقدار یکتاست. در مسائل چندعاملی با افزودن تعداد توابع وزنی و تعریف توابع هیوریستیک از دیدگاه کلی، رویکرد پیمایش مشخص میشود. در این مقاله، با تفکیک پیمایش به شیوههای پایه چمنزنی و حلزونی، ضمن محاسبة کمترین زمان بازبینی در محیط پیوسته، معیاری برای مقایسه و اعتبارسنجی نتایج استخراج شده است. نتایج سبب پیمایش بهینه و هدفمند مجموعهای از نقاط با اهمیت یک محدوده، در زمانی کمتر و با توجه به قابلیتهای دینامیکی پرنده است.
نظارت مداوم
پیمایش چندعاملی
گشتزنی مرزی
زمان بازبینی
تابع هیوریستیک
2017
09
23
129
141
https://www.astjournal.ir/article_27230_58a73c76b3b784036c82061789feeaf0.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1396
6
2
تحلیل اثر هندسی شبکه بر پاسخ مودال سازة استوانه ای مشبک کامپوزیتی بهروش تجربی و عددی
محمدرضا
زمانی
سید محمدرضا
خلیلی
در این مقاله، اثر هندسة شبکه بر پاسخ آنالیز مودال در سازة استوانهای مشبک کامپوزیتی مطالعه شده است. سازة استوانهای مورد مطالعه دارای دو نوع شبکة ششضلعی و مثلثی است که از کامپوزیت کربن / اپوکسی ساخته شده است. برای رسیدن به سازهای با دقت ابعادی بالا، سازه با استفاده از نوعی قالب منعطف بسیار دقیق بهروش رشتهپیچی ساخته شده و پس از پایان فرایند پیچش و تثبیت پیکرة کلی آن، در داخل کوره پخت شده است. در ادامه رفتار ارتعاشی سازه با انجام آنالیز مودال تجربی بهمنظور تعیین فرکانسهای طبیعی و شکل مودهای مختلف آن در شرایط تکیهگاهی آزاد - آزاد مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین با استفاده از روش المان محدود رفتار ارتعاشی سازه برای شرایط تکیهگاهی فوق بررسی و نتایج آن با نتایج آنالیز مودال تجربی مقایسه شده است. نتایج تحلیلهای فوق نشان میدهند سازه با شبکة مثلثی در شرایط تکیهگاهی مختلف فرکانسهای طبیعی بالاتری نسبت به سازه با شبکة ششضلعی دارد. در ادامه، اثر انواع دیگر شرایط تکیهگاهی (گیردار - آزاد و گیردار - گیردار) نیز بهروش المان محدود بر ارتعاشات آزاد سازه و تأثیر آنها بر فرکانسهای طبیعی و شکل مودها مطالعه شده است. مقایسة نتایج تحلیل عددی و آنالیز مودال تجربی، گویای هماهنگی و نزدیکبودن مقادیر نتایج حاصل از آنها و همچنین تصدیقی بر کارآمد بودن روش تحلیل المان محدود بهکار رفته در این پژوهش میباشد.
استوانة مشبک کامپوزیتی
آنالیز مودال
ارتعاشات آزاد
المان محدود
2017
09
23
143
151
https://www.astjournal.ir/article_27231_afcb711b58aee0fddf268dfed8d23cca.pdf