دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Design and Implementation of a Simulating, pre-Analyzing and Processing System of Celestial Observations for Automatic Attitude, Azimuth and Local Position Determination of Movable Platformsطراحی و پیادهسازی سامانه شبیهساز، پیشکاوی و پردازش مشاهدات سماوی با هدف تعیین اتوماتیک وضعیت، آزیموت و موقعیت محلی سکوهای متحرک31611494FAفرهاد صمدزادگانعضو هیات علمی / پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهرانمعصومه حمیدیدانشجوی کارشناسی ارشد / پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهرانJournal Article20140430Star trackers as an example of celestial based sensors are specifically designed to perform accurate and absolute attitude determination. This requires us to measure the camera optical axis with respect to the local direction of the gravity and to have knowledge of time. This paper modifies the standard algorithms are implemented in star trackers so that they can estimate the local coordinates of the platform as well as the azimuth along with attitude data using observations from an accurate tilt meter and a clock. In order to validate our proposed method, different tests have been performed using developed simulator system. Results of the research described that proposed method has the capability of implementing in navigation purposes as an efficient alternative for GPS when it is not available and also periodic augmentation of Inertial Navigation Systems.ردیابهای ستاره، بهعنوان نمونهای از سنجندههای مبتنی بر مشاهدات سماوی، با هدف تعیین وضعیت دقیق و مطلق سکوهای حامل آنها طراحی شدهاند. تحقیق حاضر، الگوریتمهای استاندارد مورد استفاده در ردیاب ستاره را بهگونهای بهبود خواهد داد که با بهرهگیری از مشاهدات میلسنج و زمانسنج دقیق، علاوه بر اطلاعات وضعیتی سکو، موقعیت محلی و نیز آزیموت آن را در لحظه اخذ تصویر برآورد نماید. بهمنظور بررسی و ارزیابی روش پیشنهادی، یک سامانه شبیهساز و پردازش مشاهدات سماوی طراحی و پیادهسازی گردید. سامانه توسعه یافته، همچنین قادر است تا از طریق شبیهسازی شرایط واقعی، یک دید اولیه مناسب از نتایج قابل حصول پیش از تستهای میدانی ارائه کند و از این طریق، امکان برنامهریزی و پیشکاوی مأموریت را فراهم آورد. با بهرهگیری از سامانه توسعه یافته، آنالیزهای مختلفی بر روی صحت الگوریتمها و نیز وابستگی دقت تعیین موقعیت به پارامترهای مختلف صورت پذیرفته و نتایج حاصل بهصورت گرافیکی و عددی ارائه گردید. نتایج بهدست آمده از تحقیق، قابلیت استفاده از آن را برای اهداف ناوبری بهعنوان جایگزین کارایی برای GPSدر زمان عدم دسترسی به آن و همچنین تقویت دورهای سیستمهای ناوبری اینرسی تأیید مینماید.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Optimal Motion Cueing Algorithm Development of 6dof Flight Simulator Considering Workspace of Motion Platformتدوین الگوریتم حرکتی بهینه خطی شبیه ساز پرواز شش درجه آزادی با در نظر گرفتن محدوده فضای کاری سامانه حرکتی172811495FAامیر صیادیکارشناس ارشد / دانشکده مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرجابولفتح نیک رنجبرعضو هیات علمی / دانشکده مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرجعلی محمودیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقاتJournal Article20140515Skilled pilot training in aviation industry is of great importance. This in real terms due to high costs and safety considerations, is facing with serious obstacles. Thus providing low cost, efficient and repeatable flight training conditions attracted a broad range of researches. Flight simulators are such devices for training the skilled pilots. These tools aim to provide the same feeling of real flying for pilots, and give the opportunity to pilot to react under terms of the flight conditions. Motion cueing design algorithm is of the salient challenges in the design of these devices. The algorithm receives the linear acceleration and angular velocity of the real flight as the inputs and is due to calculate the appropriate movements of the actuators such that the infinite plane motions to get constricted to finite motions in the limited work space of the flight simulator. This has to be done in a way that the pilot in flight simulator feels as could as the same sense of motion of the pilot in aircraft. The authors aim to develop an optimal motion cueing algorithm for 6 DoF flight simulator with fuzzy compensated system specially focusing on the maximum use of workspace of the simulator to obtain more appropriate sense of motion. Comparing the results of the proposed fuzzy compensated and the conventional optimal motion cueing algorithms, shows an evident improvements in terms of smaller movements of actuators while achieving more appropriate motions of the flight simulator.تعلیم خلبان ماهر در صنعت هوایی اهمیت ویژهای دارد. این امر در شرایط واقعی به علت هزینه بالا و ملاحظات ایمنی، با موانع جدی روبرو است. فراهم کردن شرایط آموزش پرواز کم هزینه، کارآمد و تکرارپذیر، گستره تحقیقاتی وسیعی یافته است. سامانه شبیه ساز پرواز با هدف ایجاد حس شرایط پرواز واقعی برای خلبان، از جمله وسایل آموزش نیروی انسانی ماهر در صنعت هوایی است. طراحی الگوریتم حرکتساز سامانه شبیهساز از مسائل چالش برانگیز در طراحی شبیهساز پرواز میباشد. الگوریتم با دریافت شتابهای خطی و سرعتهای زاویهای هواپیما به عنوان ورودی، وظیفه دارد خروجیهای مناسب عملگرها را به گونهای محاسبه کند که حرکتهای نامحدود هواپیما به حرکتهای محدود شبیهساز پرواز در فضای کاری آن تبدیل شود و تا حد امکان حس حرکتی خلبان داخل هواپیما را ایجاد نماید. در این تحقیق هدف توسعه الگوریتم بهینه حرکتی شبیهساز پرواز شش درجه آزادی با محوریت استفاده حداکثری از فضای کاری سامانه حرکتی در تولید حرکتهای مورد نیاز میباشد. بدین منظور از سیستم مکمل فازی جهت القای حس حرکتی مناسبتر بهره برده میشود. مقایسه نتایج حاصل از الگوریتم حرکت ساز مرسوم بهینه با الگوریتم توسعه یافته بهینه با سیستم جبرانساز مکمل فازی، بهبود مشهودی را در جهت ایجاد حس حرکتی با حرکتهای محدودتر عملگرها نشان میدهد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Nalytical Prediction of Plastic Collapse of Conical Shell under Static Internal Pressureپیشبینی فروریزش پلاستیک پوستههای مخروطی تحت فشار استاتیک داخلی به روش تحلیلی293611496FAجمال زمانیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیمحمدحسین بنویدیکارشناس ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیرمهدی آقاییکارشناس ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیرمحمدوهاب موسویکارشناس ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیJournal Article20140211In this paper, plastic behavior of thin-walled conical shell under static internal pressure has been investigated analytically. In order to simplification, stress resultant along the slant of cone has been neglected and rigid-perfectly plastic model is used for material behavior. Common rectangular surface has been used as yielding criterion. According to present approach, cones are categorized into "long" and "short" based on their geometry. For each case, required pressure for initiation of plastic flow is formulated and is named collapse pressure. Maximum collapse pressure occurs at specific angle. The results coincide with collapse pressures of cylinder and circular plate at angels near 0<sup>º</sup> and 90<sup>º</sup>, respectively. The results have been depicted for various ratios of the larger radius of cone to the thickness. The differences between long and short cone have been distinguished.در این مقاله رفتار پلاستیک پوسته مخروطی جدار نازک تحت فشار استاتیک داخلی، به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای سادهسازی روابط، از برآیند تنش در راستای یال مخروط صرفنظر شده و از مدل صلب-پلاستیک کامل برای رفتار مادی سازه استفاده شده است. با استفاده از سطح تسلیم مستطیلی معمول و تقسیمبندی مسئله به مخروط کوتاه و بلند و بهدست آوردن محدوده آنها، مقدار فشار استاتیک داخلی لازم برای شروع جریان پلاستیک در سازه محاسبه گردیده است. براساس نتایج بهدست آمده از این پژوهش میتوان زوایای رأس خاصی را مشاهده کرد که در آنها فشار فروریزش بیشینه میشود. همچنین به ازای زوایای نزدیک به صفر و 90 درجه، جوابها به ترتیب به نتایج استوانه و ورق دایروی تحت فشار یکنواخت همگرا میشود. علاوه بر آن، مسئله با توجه به نسبت شعاع بزرگ مخروط به ضخامت آن و همچنین برای حالتهای مختلف مخروط بلند و کوتاه حل و نتایج با یکدیگر مقایسه شده است.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Present of Analytical Solution for Free Vibration of the Curved Thick Sandwich Beam with Flexible Core Using Higher Order Theory and the Dynamic Stiffness Methodارائه حل تحلیلی برای ارتعاشات آزاد تیر ساندویچی ضخیم با هسته انعطاف پذیر به کمک تئوری مرتبه بالا و روش سفتی دینامیکی374811497FAکرامت ملک زاده فردعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20140108In this paper, free vibration of the thick sandwich beams with flexible cores is investigated using the dynamic stiffness method and a new higher order theory. First the governing partial differential equations of motion for one element are derived using Hamilton’s principle. Closed form analytical solution of these equations is determined. After applying the effect of boundary condition of the element on the obtained equations, the element dynamic stiffness matrix is developed. These matrices are assembled and the boundary conditions of the beam are applied, so that the dynamic stiffness matrix of the beam is derived. Natural frequencies and mode shapes are computed by the use of numerical techniques and the well-known Wittrick–Williams algorithm. Finally, some numerical examples are discussed using the dynamic stiffness method and the analytical formulation. For verification of the present model, the obtained results are compared with the latest exact analytical and approximate finite element results.در تحقیق حاضر، ارتعاشات آزاد تیر ساندویچی ضخیم با هسته انعطاف پذیر به روش سفتی دینامیکی و با استفاده از تئوری برشی مرتبه بالا مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا معادلات حاکم بر حرکت برای یک المان تیرساندویچی با استفاده از اصل همیلتون و جواب تحلیلی این معادلات به صورت حل صریح و بسته تعیین میشود. پس از اعمال شرایط مرزی المان، ماتریس سفتی دینامیکی المان بهدست میآید و در نهایت با اعمال شرایط مرزی دو سر تیر ماتریس سفتی دینامیکی تیر تعیین میشود. با استفاده از تکنیکهای محاسباتی و الگوریتم معروف ویتریک-ویلیامز، فرکانسهای طبیعی مربوط به ارتعاشات آزاد تیر تعیین میشود. برای مثالهای عددی، در نهایت چند مثال عددی با استفاده از روشهای تحلیلی و سفتی دینامیکی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای صحهگذاری، نتایج بهدست آمده در این تحقیق با نتایج حاصل از روشهای المان محدود و حل دقیق مقایسه شد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Simulation of Strap-On Boosters Separation in the Dense Atmosphereشبیه سازی جدایش بوسترهای جانبی از ماهواره بر در جو غلیظ496011498FAمصطفی جعفریکارشناسی ارشد / دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده فناوری های نوینعلیرضا طلوعیعضو هیات علمی / دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده فناوری های نوینسجاد قاسملوعضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضاحمید پرهیزکارعضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا0000-0002-4985-6390Journal Article20140201A numerical dynamic-aerodynamic interface code for the separation dynamics simulation of constrained strap-on boosters jettisoned in the atmosphere is presented. This code includes a main environment which connects both dynamic and aerodynamic subsystems together at one time. The first part, consists of a 6-DOF multi body dynamic solver and the second part, contains a numerical aerodynamic flow solver, which is automatically used the dynamic mesh updating algorithm for adaption of the body motion in the discrete computational field. The relationship between dynamic and aerodynamic solver is such that the resultant separation software, can simulates multi body separation with complete mechanisms such as springs separation, Thrusters, joints, etc, in the presence of the aerodynamic effects. The flow solver is validated by the Titan-IV launch vehicle experimental data. After all, this method is used in simulation of strap-on booster separation for a typical launch vehicle with use of spring separation system and constraint joints in presence of aerodynamic effects and without them. Hence the aim of presented interface is to facilitate integration of complicated separation mechanisms simulation with a full numerical CFD aerodynamic solver.در این مقاله یک کد نرم افزاری برای شبیه سازی همزمان دینامیک و آیرودینامیک بوسترهای جانبی مقید، از ماهواره بر ارائه گردیده است. این کد، شامل یک محیط اصلی میباشد که دو زیرسیستم دینامیک و آیرودینامیک را به صورت همزمان به یکدیگر متصل میکند. قسمت اول شامل یک حلکننده شش درجه آزادی دینامیک چند جسمی و قسمت دوم حاوی یک حلکننده عددی وابسته به زمان جریان اولر میباشد که از یک الگوریتم به روز رسانی شبکه متحرک برای تطبیق حرکت جسم در میدان محاسباتی گسسته، به صورت خودکار استفاده میکند. نحوه ارتباط دو حل کننده دینامیک و آیرودینامیک به گونهای است که نرم افزار تولیدی قابلیت شبیه سازی جدایش چند جسم را با مدل سازی کامل مکانیزم های جدایش مانند فنرهای جدایش، تراسترها، مفاصل و غیره در حضور اثرات آیرودینامیک جریان دارا میباشد. تحلیلگر جریان با کمک نتایج تست تونل باد بر روی ماهوارهبر تیتان4 صحت سنجی شده و بیانگر دقت آن میباشد. در پایان، شبیه سازی جدایش برای یک ماهوارهبر نمونه با دو بوستر جانبی و با بهکارگیری سیستم جدایش فنری و اتصالات مفصلی در اتمسفر غلیظ ارائه شده است. ویژگی روش ارائه شده در این تحقیق، امکان مدلسازی دقیق مکانیزمهای دینامیک جدایش در حضور آیرودینامیک ناپایا، میباشد.این امر که به عنوان نمونه، با مدلسازی مفاصل و جدایش آنها در حضور آیرودینامیک ناپایا به اثبات رسیده، از نوآوریهای کار حاضر میباشد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Porous Media Applications in Shock Attenuation on Suction side of an Airfoilکاربرد ساختارهای متخلخل در کاهش شدت شوک ناشی از تراکم پذیری جریان سیال617111499FAمهدی یادگاریدانشجوی کارشناسی ارشد / پژوهشگاه فضایی ایران، پژوهشکده سامانه های فضانوردیسید آرش سید شمس طالقانیعضو هیات علمی / پژوهشگاه فضایی ایران، پژوهشکده سامانه های فضانوردیJournal Article20140422Shock formation on the surface of flying objects due flow compressibility and its interaction with boundary layer cause undesirable effects such as drag increment and flow separation. Various methods for reducing the effects have been suggested in the past like vortex generators, suction & blowing, and etc. This paper investigates numerically using of porous media for flow control and decreasing the shock effects. Porous media by increasing flow cross section and by combination suction & blowing reduces these undesirable effects. The numerical method is finite volume, the equations are Navier-Stokes and the geometric model is NACA0012 airfoil. The flow is assumed to be turbulent and steady in transonic regime. In addition, the geometrical modeling of porous media is validated in this paper. Results show that by decreasing the shock wave effects and consequently wave drag decrement, total drag coefficient decrease 20% and 16% using porous surface and porous media, respectively. The weaken shock is moved to the upstream and Mach number behind the shock decrease from 1.34 to 1.29. By decreasing the shock-boundary layer interaction effects, separation bubble is postponed from 0.58 to 0.78 chord length.تشکیل شوک ناشی از تراکمپذیری جریان بر روی سطح اجسام پرنده و تداخل این شوک با لایه مرزی باعث اثرات نامطلوبی مانند افزایش پسا و جدایش جریان میشود. در گذشته روشهای مختلفی برای کاهش این اثرات از جمله، مولدهای گردابه، مکش سطح، دمش از سطح و.. پیشنهاد شده است. در این مقاله به بررسی عددی استفاده از روش ساختارهای متخلخل در کنترل و کاهش اثرات شوک پرداخته میشود. ساختارهای متخلخل با مکانیزم افزایش سطح عبور جریان و با ترکیب مکش و دمش باعث کاهش اثرات شوک میشوند. روش حل عددی در این مقاله روش حجم محدود، معادلات حل عددی معادلات ناویراستوکس و مدل هندسی ایرفویل NACA0012 میباشد. حل جریان به صورت آشفته و پایا در محدوده جریان گذرصوتی میباشد. نتایج به دست آمده در این مقاله نشان میدهد با کاهش اثرات شوک وکاهش پسای موجی، ضریب پسای کل با استفاده از سطح متخلخل حدود 20 درصد و با استفاده از محیط متخلخل در حدود 16 درصد کاهش مییابد. شوک تضعیف شده به نواحی بالادست ایرفویل و ابتدای سطح متخلخل منتقل شده و عدد ماخ پشت شوک با استفاده از سطح متخلخل از مقدار 39/1 به 24/1 کاهش پیدا کرده است. با کاهش اثرات تداخل شوک و لایه مرزی حباب جدایش نیز از 58/0 وتر ایرفویل به 78/0 تعویق پیدا میکند.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10703120140823Investigation of Fin Span Effect on Performance of Missile on its Aerodynamics Analysisبررسی تاثیر دهانه بالک شبکهای بر عملکردِ موشک در تحلیل آیرودینامیکی آن728111500FAمهران نصرتالهیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشترمهدی هاشمآبادیدانشجوی دکتری / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20131205In this paper, the main goals are investigation of missile with grid fins, determination of aerodynamics coefficient and calculation of fin span effects on performance of missile. We solved Navier-Stokes equations for achieving of them. Nowadays, with improvement of numerical algorithms and speeding up of computers processors, CFD is one of the most convenient and high accuracy methods for analysis. The first, we introduce the grid fins and then analyze a fin with different span to investigation of fin span effect on performance of missile. Finally, we mount two grid fins on missile body and carry out CFD calculations on total missile at different Mach and angle of attack to compute the flow field and aerodynamics coefficient for a missile with grid fins. The results have been validated by comparing the computed aerodynamic coefficients for the missile and individual grid fins against wind tunnel measurement data. Very good agreement with the measured data was observed for all investigated configurations.در این تحقیق، موشکهای دارای بالکهای شبکهای بررسی و ضرایب آیرودینامیکی این موشکها تعیین شد. همچنین اثر تغییر ارتفاع بالک بر روی عملکرد موشک مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تحلیل از دینامیک سیالات محاسباتیِ لزج استفاده شده است. امروزه با پیشرفت الگوریتمهای عددی و افزایش سرعت کامپیوترها یکی از مناسبترین روشهای تحلیل، دینامیک سیالات محاسباتی است که دقت بسیار بالایی نیز دارد. به همین دلیل در ابتدا به مطالعه و بررسی این بالکها پرداخته شده و سپس بالکی با دهانههای مختلف مورد تحلیل قرار گرفته تا تاثیر دهانه بالک از لحاظ عملکردی مورد بررسی قرار گیرد. در نهایت دو بالک انتخابی روی موشک کامل قرار گرفته و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی روی کل موشک در ماخها و زاویه حملههای متفاوت انجام شده است. در ادامه ضرایب آیرودینامیکی موشک محاسبه شده و کلیه خصوصیات میدان حلِ اطراف موشک در اختیار قرار میگیرد. برای اعتبارسنجی نتایج نیز، دادههای بهدست آمده با دادههای تجربی مقایسه شدهاند که نتایج بیانگر دقت خوب این تحلیل میباشد.