فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 35 (زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/11/15
  • تعداد عناوین: 7
|
  • هنربخش رئوف*، غریبشاهیان صفحات 1-9
    فرایند جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی (FSW) یک فرایند جوشکاری در حالت جامدمی باشد که در آن حرارت به وسیله اصطکاک ایجاد شده، بین ابزار جوشکاری و قطعه کار ایجاد می شود. مقدار حرارت ایجاد شده به طور مستقیم بر ساختار متالورژیکی، کیفیت جوش، تنش باقیمانده و اعوجاج ناشی از حرارت در قطعه، اثرگذار است.موفقیت این فرایند جوشکاری در گرو کنترل مناسب دمای ماکزیمم در طول فرایند جوشکاری می باشد. امروزه حل عددی این فرایند می تواند کمکی باشد برای پیش بینی، فهم فرایند، آنالیز ریز ساختار، تنش باقیمانده و همچنین کنترل فرایند، بویژه فرایند رباتیک FSW که پیش بینی دما بسیار پر اهمیت و سودمند است. هدف از این پژوهش، مطالعه و پیش بینی میزان حرارت لحظه ای ایجاد شده در یک صفحه آلومینیوم آلیاژی جوش شده به روش FSW می باشد. به این منظور یک مدل سه بعدی به روش اجزا محدود با استفاده از نرم افزار LS-Dyna بسط داده شد و سیکل های حرارتی که در طول جوشکاری بر روی آلیاژ 6061 آلومینیوم ایجاد شده بدست آمد. پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش شامل پارامترهای فرایند مانند سرعت خطی حرکت و سرعت چرخش پین بوده است. در نهایت نتایج حاصل از حل عددی با نتایج عملی مقایسه و تصدیق گردید.
    کلیدواژگان: جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی (FSW)، آلیاژ 6061 آلومینیوم، آنالیز المان محدود، پارامترهای فرایند
  • مقصودی، حیدری*، مشیری صفحات 11-23
    پیاده سازی یک کنترل کننده PID فازی کسری بر روی یک موتور DC در این مقاله مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. یک کنترل کننده PID فازی مرتبه کسری یک کنترل کننده PID است که دارای ضرایب مشتقی و انتگرالی غیرصحیح است که برای مواجهه با عدم قطعیتها به صورت فازی هم عمل می کند. استراتژی طراحی این کنترل کننده شامل تعیین پنج ضریب می باشد. این مقاله از الگوریتم های هوش جمعی کلونی زنبور مصنوعی و بهینه سازی گروهی ذرات برای طراحی ضرایب کنترل کننده مذکور استفاده می نماید. الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی در طراحی کنترل کننده فازی کسری ارائه شده در مقایسه با روش طراحی بر اساس بهینه سازی گروهی ذرات و همچنین PID معمولی در مواجهه با عدم قطعیتها قوام سیستم را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده PID فازی کسری، کلونی زنبور مصنوعی، بهینه سازی گروهی ذرات، قوام
  • باصری، لطف اللهی صفحات 25-38
    در این مقاله تولید ذرات ریزساختار نابومتن با استفاده از فرایند انبساط ناگهانی محلول های فوق بحرانی (RESS) مدل شده است. برای مدل سازی فرایند RESS از یک مدل ریاضی استفاده شده و با استفاده از این مدل، متوسط اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات نابومتن تخمین زده شده است. همچنین با استفاده از مدل ارائه شده، اثر شرایط عملیاتی موثر بر فرایند RESS از جمله فشار و دمای انبساط، فشار و دمای استخراج و فاصله اسپری بر روی مشخصات محصول تولید شده بررسی شده است. نتایج محاسبات نشان می دهند که تطابق خوبی میان نتایج تجربی و داده های محاسباتی وجود دارد.
    کلیدواژگان: دی اکسید کربن فوق بحرانی، انبساط ناگهانی محلول های فوق بحرانی، میکروذره، نابومتن
  • دیدبان*، صبوری راد صفحات 39-47
    شبکه های پتری پیوسته با عناصر موجود در آن برای مدلسازی سیستم هایی که بر پایه تغییر شار یک متغیر می باشند کارایی دارند بنابراین تغییرات شار هر متغیری مانند جریان، آب، توان و... را می توان به وسیله شبکه های پتری پیوسته مدل نمود، اما شبکه های پتری با عناصر موجود در آن پاسخگوی مدلسازی سیستم هایی که بر پایه تغییر دو یا چند متغیر می باشند (مانند مدارهای الکتریکی) نمی باشد. در این مقاله با ارائه ابزارهایی، یک روش جدید بر پایه شبکه های پتری پیوسته برای مدل کردن وتحلیل مدارهای الکتریکی بیان شده است. درارائه این روش جدید برای مدلسازی، نوع جدیدی از کمان ها با نام کمان کنترلی که به وسیله آن سرعت گذرگاه های شبکه پتری کنترل می شود، ارائه شده است. با اضافه کردن این کمانها، امکان مدلسازی سیستمهای خطی در حالت کلی فراهم می شود.
    کلیدواژگان: شبکه های پتری پیوسته، مدلسازی، مدارهای الکتریکی، کمان کنترلی
  • حیدری*، توکلی، فخاریان صفحات 49-62
    هدف از این مقاله، تعیین فرکانس زاویه ای طبیعی ورق ها با توجه به شرایط مختلف تکیه گاهی به کمک شبکه عصبی مصنوعی است. یکی از مشهورترین روش های آموزش شبکه عصبی، استفاده از الگوریتم انتشار برگشتی است. این الگوریتم برای آموزش شبکه های چند لایه قابل کاربرد است. الگوریتم انتشار برگشتی بر مبنای کاهش گرادیان بوده و در آن شیب خطا به تدریج کم شده و وزن های شبکه برای رسیدن به حداقل خطا، تعدیل می شود. در این تحقیق ابتدا فرکانس واقعی ورق ها با استفاده از برنامهANSYS محاسبه شده و به عنوان تابع هدف شبکه عصبی در نظر گرفته می شود. سپس با استفاده از مقادیر بدست آمده در مرحله قبل، دسته ای از ورودی ها که شامل ابعاد و خصوصیات جنس ورق هاست ایجاد شده و یک شبکه عصبی ساخته شده و آموزش داده می شود. پس از آموزش شبکه از داده های دیگری برای آزمایش شبکه استفاده می شود. نتایج تحلیل به خوبی بیانگر عملکرد شبکه عصبی بوده به طوری که زمان محاسبه فرکانس به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: مسئله مشخصه، مقادیر ویژه، شبکه عصبی مصنوعی، انتشار برگشتی
  • لطفی*، نویدی صفحات 63-76
    در این مقاله یک مدل ترکیبی بر اساس شبکه های عصبی مصنوعی و تئوری بازی ها ارایه شده است تا بتواند در تعیین سطح تولید نفت اوپک به تحلیل گران کمک کند. در این مدل، شبکه عصبی به کار گرفته می شود تا اثر تصمیمات اوپک در تعیین سطح عرضه نفت بر قیمت آن را یاد بگیرد. سپس شبکه عصبی آموزش دیده در ایجاد یک تابع پیامد برای یک مدل بازی بین اوپک و ایالات متحده آمریکا به عنوان یک خریدار عمده بکار گرفته می شود. مدل ارایه شده برای تعیین بهترین تصمیم برای میزان تولید نفت اوپک در مارس سال 2012 به عنوان یک مثال موردی بکار گرفته شده است و بهترین تصمیم برای میزان تولید را ارایه می دهد.
  • کریمی پور*، اکبری، طغرایی صفحات 77-93
    هدف این مقاله مطالعه اثرات گرانش بر انتقال حرارت جابجایی توام در یک میکروکانال با استفاده از روش شبکه بولتزمن است. به این منظور، معادلات شرایط مرزی هیدرودینامیکی نیز باید اصلاح شوند. سیال سرد وارد میکروکانال شده و بعد از خنک سازی دیوارهای گرم، از آن خارج می گردد. محاسبات برای محدوده گسترده ای از عدد نادسن (Kn) انجام می شود. نتایج در قالب خطوط جریان و همدما، تغییرات طولی ضریب اصطکاک، عدد ناسلت، سرعت لغزشی، پرش دمایی و پروفیل های دما و سرعت در مقاطع مختلف ارائه می گردند. مشاهده شد که روش شبکه بولتزمن را می توان برای شبیه سازی جابجایی توام در یک میکروکانال با دقت خوبی بکار برد و همچنین می توان ادعا نمود که اثرات نیروهای شناوری برروی خواص حرکتی به ازای Kn<0.05 بسیار مهم بوده و باید در نظر گرفته شوند و به ازای Kn>0.05، این اثرات را می توان نادیده گرفت. علاوه براین، دیده شد که نیروهای شناوری یک سلول چرخشی در جریان داخل میکروکانال ایجاد می کنند که منجر به تولید سرعت لغزش منفی در Kn0.005 می شود.
    کلیدواژگان: عدد نادسن، روش شبکه بولتزمن، میکروکانال
|
  • Honarbakhsh Raouf *, Gharibshahiyan Pages 1-9
    Friction stir welding (FSW) is a process in the solid state in which heat is generated due to friction between welding tool and work piece. FSW has extensive effect on the microstructure، weld quality، and mechanical properties. The purpose of this investigation is to study and to predict the heat generated in Aluminum alloy plates welded by FSW method. A three dimensional model was developed by LS-Dyna software، using finite element method. An appropriate heating cycle has been proposed for aluminum 6061 alloy. The investigated parameters in this study were linear velocity and rotational velocity. Finally، results from numerical and experimental data was compared and verified.
    Keywords: Friction stir welding (FSW), Aluminum Alloy 6061, Finite Element Analysis, Process Parameters
  • Maghsoudi, Heidari *, Moshiri Pages 11-23
    In this article، has been studied implementation of fractional fuzzy PID controller on a DC motor. A fractional fuzzy PID controller is a conventional PID controller that includes two non-integer derivative and integral parameters (λ،µ) in addition to kp،ki،kd could be perform against uncertainties as fuzzy logic. Design strategy contains five parameters. This research uses from artificial bee colony and particle swarm optimization for designing of controller parameters. Artificial bee colony in designing proposed FFPID has improved system robustness considerably comparison with designed controller based on PSO and conventional PID.
    Keywords: fractional fuzzy PID controller, artificial bee colony, particle swarm optimization, robustness
  • Baseri, Lotfollahi Pages 25-38
    A new model is proposed for production of fine particles of Nabutemon by rapid expansion of supercritical solutions (RESS). A mathematical model is used for prediction of particle size and particle size distribution of RESS produced particles. In this model the effect of various operating parameters such as pressure and temperature of extraction and temperature and pressure of expansion on the characteristics of products were studied. The calculation results showed good agreement between the calculation results and the experimental data for Nabutemon particles.
    Keywords: Supercritical carbon dioxide, Rapid expansion of supercritical solutions, Micro, particles, Nabutemon
  • Dideban *, Sabouri Rad Pages 39-47
    The continuous Petri net is a model in which the number of marks in the places are real numbers instead of integers. This kind of Petri Nets is useful for modeling of systems that have one flux variable. Thus، changes in variables such as electrical current، water flow، electrical power flow، etc can be modeled by continuous Petri nets. Petri nets with the elements in it are not responsive to modeling of systems that are based on two or more variables (Such as electronic circuit). In this paper a new method based on continuous Petri nets for modeling and analysis of electrical circuits is introduced. In this approach، the new types of arcs، called control arcs، which control the speed of Petri nets transition، are presented. By adding these arcs، the possibility of linear systems modeling is provided.
    Keywords: Continuous Petri nets, Modeling, Electrical circuits, Control arcs
  • Heidari *, Tavakoli, Fakharian Pages 49-62
    The general goal of this paper is to determine natural frequency of a plate by artificial neural network with various supporting conditions. One of the most famous training of neural network is back propagation algorithm. This algorithm is a systematic method for training multi-layer artificial neural network. Back propagation algorithm is based on gradient descant which means that it moves downward on the error declination and regulates the weights for the minimum error. In this research، the real frequency is calculated using ANSYS program and is defined as a goal function for neural network so that all outputs of the network can be compared to this function and the error can be calculated. Then using a set of inputs including dimensions or specifications of plate، a neural network is made. After the determination of algorithm and quantities of the network، the phases of training and testing of the results are carried out and the output of the network is created. It is concluded that the results show the performance of the neural network and that the time of frequency calculation is considerably reduced.
    Keywords: Eigen problem, Eigen value, Artificial neural network, Back propagation
  • Lotfi *, Navidi Pages 63-76
    In this paper، a novel hybrid model based on neural network and Game Theory is proposed to support the analyzers in oil market. In this model، first the neural network is utilized to learn the oil prices associated with OPEC production level and USA imports level. Then the learned neural network is applied by a game model. Finally the Nash equilibrium points of the game present the optimum decision which can be decided by OPEC. In experimental studies، the proposed model is applied to determine the best decision at March 2012. According to the results، the model can be used for OPEC decision-making and oil prices prediction.
    Keywords: Modeling, Decision making, OPEC production level, Oil Price, Neural Network, Game
  • Karimipour *, Akbari, Toghraie Pages 77-93
    In this article the effects of gravity on the mixed convection of a microflow is studied numerically by using lattice Boltzmann method (LBM). To do this، the hydrodynamic boundary condition equations should also be modified. The cold fluid enters to the microchannel and leaves it after cooling its hot walls. Calculations are provided for a wide range of Knudsen number (Kn). The results are presented as the isotherms and streamlines، the values of slip velocity and temperature jump and the local and global profiles of velocity، temperature and Nusselt number. It is observed that LBM is able to simulate the mixed convection in a microchannel appropriately. It is claimed that the effects of buoyancy forces are important for Kn<0. 05 and should be considered and for Kn>0. 05 they can be ignored. Moreover، the buoyancy forces make a rotational cell in the microchannel flow which generates the negative slip velocity at Kn=0. 005.
    Keywords: Knudsen number, LBM, Microchannel