فهرست مطالب

نشریه دانش و فناوری هوافضا
سال یکم شماره 2 (پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/11/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدرضا سلیمی، محمد طیبی رهنی، مهدی رمضانی زاده، روزبه فرهادی آذر صفحات 2-14
    در این تحقیق، اثرات اختلاف چگالی بین جریان عرضی داغ و جت خنک کننده بر سطح آشفتگی جریان و اثربخشی خنک کاری لایه ای، در نسبت سرعت های مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، یک برنامه رایانه ای توسعه داده شده که با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل به شبیه سازی جریان روی یک شبکه چند بلوکی، غیر یکنواخت و جابجا شده می پردازد. از سه مدل آشفتگی استاندارد، انتقال تنش برشی و استفاده شده است. شبیه سازی ها برای سه نسبت چگالی 5/0، 1 و 2، در سه نسبت سرعت 5/0، 1 و 2 انجام شده است. نسبت دمای بین جت و جریان عرضی و عدد رینولدز جت نیز، به ترتیب برابر با 5/0 و 4700 در نظر گرفته شده است. مقایسه ی نتایج به دست آمده نشان از تاثیرات چشمگیر نسبت چگالی بر انرژی جنبشی آشفتگی بخصوص در نواحی نزدیک به دیواره دارد. بنابراین، ضریب انتقال حرارت جابجایی می تواند تا حدود زیادی توسط نسبت چگالی تحت تاثیر قرار بگیرد. همچنین، نسبت چگالی بین جت و جریان عرضی، تاثیرات چشمگیری بر میزان نفوذ و گسترش جت در جریان عرضی، در هر سه جهت محوری، عمودی و جانبی دارد. علاوه بر این، در نسبت سرعت پایین (5/0)، افزایش نسبت چگالی موجب کاهش اثربخشی میانگین گیری شده در جهت جانبی می شود. در حالی که در نسبت سرعت بالاتر (0/2)، با افزایش نسبت چگالی، اثربخشی خنک کاری میانگین افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جت در داخل جریان عرضی، نسبت سرعت، نسبت چگالی، انرژی جنبشی آشفتگی، مدل های آشفتگی مختلف، توربین های گازی
  • محمدرضا مرتضوی، مهدی مرتضوی صفحات 15-23
    در این مقاله، روشی جهت شناسایی مدل دینامیکی هواپیما در حالت 6 درجه آزادی، با استفاده از شبکه ی عصبی ارائه می شود. برای مدلسازی با شبکه های عصبی، آگاهی قبلی نسبت به ویژگی های سیستم چندان مورد نیاز نیست و می توان با بکارگیری مجموعه ای از ورودی ها و خروجی های ثبت شده ی سیستم، عملیات شناسایی را انجام داد. لذا این شیوه برای هواپیما که تعیین مقادیر دقیق جرم، ممانهای اینرسی، مشتقات پایداری و کنترل و... دشوار است، مناسب می باشد. برای آموزش شبکه ها، از داده های به دست آمده از پرواز هواپیما استفاده می گردد و پس از آن، این شبکه ها جایگزین معادلات دینامیکی حاکم بر حرکت هواپیما می شوند. این مدل، فرضیات ساده کننده ی موجود در روابط تحلیلی و عدم قطعیت ها را حذف کرده و تست های گوناگون انجام گرفته، صحت عملکرد و تعمیم دهی مناسب آن را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شبکه های عصبی، شناسایی، مدلسازی، شبیه سازی، آموزش
  • تورج فرسادی، حسن حدادپور، سیدعلی سینا صفحات 24-32
    در این مقاله رفتار آیروالاستیک بال ساخته شده از مواد مرکب در جریان تراکم پذیر بررسی شده است. برای شبیه سازی رفتار سازه بال از تیر ساخته شده از مواد غیر ایزوتروپ که دارای سطح مقطع بسته با دیواره های نازک/ ضخیم است، استفاده شده است. برای ایجاد همبندی مناسب بین مودهای خمش و پیچش، روش لایه چینی سختی محیطی نامتقارن به کار گرفته شده است. برای شبیه سازی آیرودینامیک ناپایای تراکم پذیر نیز از روش آیرودینامیک نواری براساس استفاده از توابع اندیسی (Indicial Function) در محدوده تراکم پذیر استفاده شده است. در نهایت نتایج برای چند بال نمونه ارایه شده و با مراجع موجود مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: تیر جدار نازک، موادمرکب، آیروالاستیسیته، جریان تراکم پذیر ناپایا
  • مهدی نجاتی، سعید شکرالهی صفحات 33-42
    در این مقاله روشی تحلیلی برای ارزیابی میزان شوک انتقالی به نقاط مختلف یک نانوماهواره بدون شبیه سازی کامل آن ارائه شده است. این روش با توجه به ماهیت شوک و پیچیدگی مدل که تحلیل مبتنی بر روش اجزاء محدود مجموعه ی ماهواره را بسیار پیچیده و زمان بر می نماید، می تواند مفید واقع گردد. نانوماهواره مورد بررسی شامل زیر سیستم های حساس به شوک می باشد که تحت بارگذاری پیروشوک ناشی از جدایش ماهواره از ماهواره بر قرار دارد. از آنجایی که پیروشوک ها غالبا با طیف پاسخ آنها معرفی می گردند، ابتدا پیشینه شتاب - زمان پیروشوک ورودی از طیف پاسخ فرکانسی آن استخراج شده است. در این تحقیق سطح شوک انتقالی به زیر سیستم های حساس به شوک در دو حوزه زمان و فرکانس تعیین شده است. در حوزه زمان با داشتن پیشینه شتاب - زمان پیروشوک ورودی و با استفاده از مدل ساده شده ای که شامل تعداد محدودی از درجات آزادی می باشد، پاسخ زمانی زیرسیستم های حساس به شوک و یا نقاط مورد نظر به دست آمده اند. در حوزه فرکانس با داشتن طیف پاسخ شوک ورودی و ماتریس مودال مدل چند درجه آزادی، بیشینه پاسخ محتمل در هر زیر سیستم برآورد شده است. در نهایت با مقایسه بیشینه پاسخ به دست آمده از تحلیل در حوزه زمان و بیشینه پاسخ محتمل از طیف پاسخ پیروشوک ورودی ناشی از تحلیل در حوزه فرکانس برای زیرسیستم های مختلف، قابلیت و صحت فرایند انجام شده ارزیابی گردیده است. از نظر تئوری، پاسخ حاصل از طیف پاسخ شوک2 توانایی تعیین دقیق پاسخ را نداشته و تنها ارائه کننده حدود آن، جهت تجسم سریع رفتار دینامیکی سیستم است. بنابراین عدم تطبیق پاسخ ها در مقایسه دو روش ذکر شده از قبل محرض بوده و صحت سنجی براساس پوشش دهی مقادیر حاصل از تحلیل در حوزه زمان، توسط نتایج تحلیل در حوزه فرکانس استوار است.
    کلیدواژگان: شوک، پیروشوک، طیف پاسخ شوک، پاسخ زمانی، حوزه زمان، حوزه فرکانس، نانوماهواره
  • محمد شیشه ساز، عرفان میرشکاری صفحات 43-51
    در کار حاضر توزیع تنش گذرا در تک لایه هیبرید با ابعاد محدود، تحت اثر ترک از لحظه ی گسسته شدن الیاف تا رسیدن به حالت تعادل، بررسی شده است. فرض بر آن است که کلیه ی الیاف هم جهت و بار اعمال شده بر ماده مرکب به صورت کششی و در راستای الیاف می باشد و ترک در میانه ی تک لایه ایجاد می شود. معادلات دیفرانسیلی جابجایی گذرای الیاف به کمک تئوری شیرلگ استخراج می گردند. به منظور حل معادلات تفاضلی - دیفرانسیلی استخراج شده، از روش تفاضل محدود استفاده می شود. نتایج به دست آمده، اثر هیبریداسیون، جرم و مدول کشسانی الیاف و اندازه ترک را بر پاسخ دینامیکی توزیع تنش نشان می دهند. مقادیر گذرای ضریب تمرکز تنش استخراج شده در این تحقیق برای تک لایه ساده تحت ترکی تا سه رشته گسسته شده با نتایج به دست آمده از روش تحلیلی انطباق کامل دارند.
  • مجتبی احمدی بلوطکی، احمد صداقت، محسن ثقفیان صفحات 52-61
    تعیین نقطه آغاز گذار بر روی هوابرها در جریان های دوبعدی با استفاده ازتحلیل پایداری جریان از طریق حل معادله اور - سامرفلد به روش تفاضل محدود، انجام شده است. پروفیل های سرعت جریان و مشتقات آن درون لایه مرزی برای حل معادله اور - سامرفلداز حل عددی جریان با استفاده از یک کد عددی TVD تعیین می شوند که معادلات ناویر - استوکس دوبعدی را به روش ضمنی حل می کند. همچنین با استفاده از روش eN و به کمک توابع ویژه و مقادیر ویژه بدست آمده از حل معادله اور - سامرفلد، محل نقطه گذار جریان از رژیم آرام به آشفته تعیین شده است. الگوریتم موثر به کار برده شده در حل عددی معادله اور - سامرفلد به همراه به کارگیری تمهیدات جانبی برای همگرایی آن روش باعث شده است که نتایج تحلیل پایداری جریان در تطابق خوبی با نتایج عددی و تحلیلی دیگران باشد. علاوه بر آن، استخراج پروفیل های سرعت ازحل جریان لزج منجر به پیش بینی رضایت بخش نقطه ی گذار جریان حول هوابر NACA0012 شده است.
    کلیدواژگان: پیش بینی گذار، معادله اور، سامرفلد، روش eN، تحلیل پایداری
  • ابوالفضل محمودنیا، مهران مهدی آبادی صفحات 62-68
    هدف این مقاله افزایش قابلیت اطمینان و سلامت در زیر سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از سیستم کشف خرابی می باشد. کشف سریع و به موقع خرابی امکان جلوگیری از انتشار و ترمیم آثار آن را امکان پذیر می سازد و سبب می شود تا احتمال از کار افتادگی کامل سیستم کاهش یافته و میزان قابلیت اطمینان آن افزایش یابد. روش پیشنهادی این مقاله عمل کشف خرابی به وسیله روش مبتنی بر داده شبکه عصبی صورت می پذیرد. در این روش پس از مطالعه رفتار دینامیکی چرخ عکس العملی از یک مدل صوری در قالب شبکه عصبی پرسپترون چند لایه به همراه تاخیر خطی جهت فراگیری رفتار دینامیکی چرخ عکس العملی استفاده شده است. مدل عصبی بدست آمده پس از تمرین دهی با داده های مورد نظر از دقت قابل ملاحضه ای برخوردار گردیده و سرعت و حساسیت بالایی نسبت به وقوع رفتار نامتعارف در عملگر چرخ عکس العملی از طریق سیگنال مانده از خود نشان می دهد. در این مقاله به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی یک مدل نرم افزاری از عملگر چرخ عکس العملی در نرم افزار MATLAB تهیه شده است.
|
  • Mohammad Reza Salimi, Mohammad Taeibi Rahni, Mehdi Ramezanizadeh, Roozbeh Farhadi Azar Pages 2-14
    In this research، effects of density differences between a hot cross flow and injected coolant fluid on the flow hydrodynamics and film cooling effectiveness at different velocity ratios were computationally investigated. A computer code was developed using finite volume method and the SIMPLE algorithm on a multi-block، non-uniform staggered grid. Three different turbulence models (standard and SST versions of and) were applied. The simulations were performed at three density ratios of 0. 5، 1، and 2، and three different velocity ratios of 0. 5،1، and 2. The jet into cross flow temperature ratio and the jet Reynolds number were 0. 5 and 4700، respectively. Comparing the obtained results showed that the density ratio effects on the turbulent kinetic energy، especially in the near wall region، is noticeable. Therefore، the convection heat transfer coefficient can be greatly affected by the density ratio. In addition، the density ratio has significant effects on the jet into cross flow penetration in all three directions (streamwise، normal، and spanwise). Moreover، at low velocity ratio (0. 5)، increasing the density ratio reduces the spanwise averaged film cooling effectiveness. At higher velocity ratio (2. 0)، as the density ratio increases، the spanwise averaged cooling effectiveness increases.
  • Mohammad Reza Mortazavi, Mehdi Mortazavi Pages 15-23
    A method for identification of aircraft 6DOF dynamic model based on neural network is presented. In modeling via neural networks، there is not too much need to prior knowledge about system and identification procedure can be applied just by using a recorded set of system inputs and outputs. Thus this method is an appropriate technique for building aircraft model because it’s often very hard to exactly determine the value of aircraft mass، inertial moments، stability and control derivatives and so on. To train networks، data obtained from aircraft flight is used. After training، these networks can replace dynamic equations of motion and in this way remove uncertainties and simplifications of analytical expressions. Various tests on model confirm good performance and generalization of it.
  • Tooraj Farsadi, Hasan Haddadpour, Seyed Ali Sina Pages 24-32
    In this paper، the aeroelastic behavior of composite wings has been studied. Anisotropic thick/thin beam with closed cross section is utilized as structural model. Circumferentially asymmetric stiffness layup scheme is used to obtain the preferred coupling between bending and torsion modes. Aerodynamic strip theory in conjunction with the indicial aerodynamic is used to obtain the aerodynamic loads in compressible flight speeds. To validate the aeroelastic model and results، comparisons between the obtained results and those available in the literature were performed and an excellent agreement was reported.
  • Mehdi Nejati, Saeed Shokrollahi Pages 33-42
    An analytical procedure is developed for evaluating response of a shock loaded structure at some points of a nanosatellite having no need to complete simulation. This procedure sounds to be useful because of nature of the shock and complexity of the model that entails a very time consuming and convoluted finite element analysis. The given nanosatellite comprises shock-sensitive subassemblies subjected to pyroshock loads due to satellite separation from launch vehicle. As pyroshocks are most often synthesized from its response spectrum، an acceleration time history is first synthesized. The transmitted shock level to subsystems is determined in both time and frequency domains. In the time domain، the response of the subsystems or any perceived point is obtained by means of the acceleration-time history as well as a simplified model of limited DOFs. In the frequency domain، a maximum probable response might be predicted in each subsystem، employing response spectrum of the exerted shock together with multiple-DOF modal matrix. Finally، validity of the procedure is assessed by means of comparison of the maximum response in the time domain with the maximum probable response of the pyroshock spectrum in the frequency domain. Theoretically، result of SRS cannot accurately assign the response that، however، is used to get an immediate realization of dynamic behaviour of the system. So non conformity of responses has been prospected from the beginning and، consequently، verification is based on whether results of analysis in the frequency domain cover the ones in the time domain.
  • Mohammad Shishesaz, Erfan Mirshekari Pages 43-51
    In this work transient dynamic stress concentration in a hybrid composite lamina subjected to a sudden internal crack is examined. It is assumed that all fibers lie in one direction and the applied load acts along direction of fibers. Using shear lag model، equilibrium equations are deduced and upon proper application of boundary and boundness conditions،the complete field equations are obtained using finite difference method. The results of dynamic effect of fiber breakage on stress concentration are well examined in presence of a second type fiber. These results are compared to those of their static values in both models. The effect of surface cracks on stress concentration، as a result of fiber breakage، is also examined.
  • Mojtaba Ahmadi Baloutaki, Ahmad Sedaghat, Mohsen Saghafian Pages 52-61
    The onset of laminar to turbulent transition point over airfoils in 2D flows has been determined. For this purpose، the hydrodynamic stability analysis of fluid flow is required which has been done by solving the Orr-Sommerfeld equation. An efficient and accurate finite difference method has been utilized to solve the Orr-Sommerfeld equation. The velocity profiles and their derivatives within the boundary layer are required at all sections in streamwise direction for solving the Orr-Sommerfeld equation which are obtained by a flow solver. A CFD code using an implicit TVD scheme was used to solve 2D Navier-Stokes equations. To determine the onset of transition location from laminar to turbulent regime، the eN method was used. This method based on the linear stability theory uses the eigenvalues of Orr-Sommerfeld equation for determining the amplification rates of disturbance waves. The solution to the Orr-Sommerfeld equation was in good agreement with the other numerical and analytical solutions thanks to the efficient algorithm used. Moreover، extracting the velocity profiles from viscous flow solution leads in the satisfying prediction of the transition point for the flow around a NACA0012 airfoil.
  • Abolfazl Mahmoodnia, Mehran Mahdiabadi Pages 62-68
    Improvement of reliability and accuracy of satellite ADCS with fault detection approach is considered. Rapid fault detection avoids propagation of unwanted effects. With this approach، probability of system failure is decreased and reliability of system is increased. In this paper، a new proposed approach based on neural network data is presented. In this approach، investigation of Dynamical behavior of reaction wheel is presented. Then a multilayer prespetron neural network with linear delay learns the Dynamical behavior of reaction wheel. Achieved neural model has more accuracy and sensitivity of it with respect to unusual behavior of reaction wheel via residual signal is high. Investigation of this approach is done with software model of reaction wheel In Matlab software.