-
شناسایی به موقع ویروس ها مثل ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV-1) در نقطه مراقبت (POC) می تواند منجر به اقدامات پزشکی به موقع، درمان مناسب و کاهش نرخ رشد و گسترس بیماری شود. در این مقاله دو زیست حسگر HIV مبتنی بر بلور فوتونیکی یک بعدی کامل و حاوی لایه نقص برای تشخیص این ویروس پیشنهاد و مشخصه های اصلی این زیست حسگرها مثل حساسیت و ضریب کیفیت (ضریب Q) مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین، تاثیر زاویه تابش بر عملکرد این دو حسگر نیز مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که حساسیت زیست حسگر HIV بر پایه بلور فوتونیکی کامل مستقل از زاویه تابش است در حالی که ضریب Q این حسگر با افزایش زاویه تابش افزایش یافته و مقدار این کمیت تحت زاویه تابش 85 درجه تقریبا 14 برابر بزرگتر از تابش عمودی است. این در حالی است که حساسیت و ضریب Q زیست حسگر حاوی لایه نقص تابعی از زاویه تابش است و بیشینه مقدار این کمیت ها که در زوایای تابش 65 و 47 درجه اتفاق می افتد و به ترتیب برابر با 1056nm/RIU و 12683 می باشند. بنابراین، این زیست حسگر به عنوان گزینه مناسبی برای تشخیص ویروس HIV پیشنهاد می شود.کلید واژگان: زیست حسگر، حسگر نوری، بلورهای فوتونیکی یک بعدی، ویروس نقص ایمنی انسانیThe timely detection of human immunodeficiency virus (HIV) at the point of care (POC) can lead to timely medical measures, appropriate treatment, and reducing the growth rate and spread of the disease. In the paper, two HIV-1 biosensors based on a perfect 1-D photonic crystal and a 1-D PC containing a defect layer are proposed to detect the HIV, and the main characteristic parameters of the biosensors, including sensitivity and Q factor, are investigated. Also, the irradiation angle's effect on these two sensors' performance is evaluated. The results declare that the sensitivity of the HIV-1 biosensor based on the perfect photonic crystal is independent of the radiation angle. At the same time, the Q factor of this sensor increases with the increase of the radiation angle, and the value of this quantity under the irradiation angle of 85 degrees is almost 14 times greater than the normal irradiation. On the other hand, the sensitivity and Q factor of the biosensor containing the defect layer is dependent on the irradiation angle, and the maximum values of these quantities, which occur at the radiation angles of 65 and 47 degrees, are equal to 1056 nm/RIU and 12683, respectively. Therefore, this biosensor is suggested as a suitable candidate for HIV detection.Keywords: Biosensor, Optical Sensor, One-Dimensional Photonic Crystals, Human Immunodeficiency Virus (HIV)
-
شناسایی و ردیابی غیرفعال یکی از ابزارهای مهم در تعیین موقعیت پنهانی اهداف و کنترل عملکرد آنها می باشد که امروزه این فناوری به سرعت در حال گسترش است. حسگرهای غیرفعال مانند دوربین عموما داده های فقط زاویه ای سمت-ارتفاع از هدف را در هر اسکن ارایه می دهند که به تنهایی برای تعیین فاصله دقیق هدف و ردیابی آنها کافی نیست. الگوریتم های موقعیت یابی ماهواره معمولا از 3 مشاهده زاویه ای متوالی توسط یک حسگر و یا دو مشاهده زاویه ای همزمان از دو حسگر استفاده کرده و سپس با اجرای یک تخمین اولیه از فاصله ماهواره، موقعیت آنرا پیش بینی می کنند. عدم دقت و همین طور حضور نویز در ثبت مشاهدات زاویه ای حسگر می تواند سبب بروز خطا در تخمین فاصله و در نتیجه موقعیت یابی و ردیابی غیر دقیق از ماهواره شود. به همین منظور در این مقاله روشی جدید مبتنی بر تکنیک تخمین حداقل مربعات پیشنهاد شده است که می تواند با استفاده از داده های فقط زاویه ای سمت-ارتفاع دو حسگر غیرفعال، نسبت به روش های موجود، فاصله سنجی و موقعیت یابی دقیقتری از ماهواره ارایه کند. نتایج شیبه سازی نشان دهنده قابلیت کاربردی این الگوریتم در تعیین موقعیت پنهانی ماهواره می باشد.
کلید واژگان: فاصله سنجی غیرفعال، داده های فقط-زاویه ای، تخمین حداقل مربعات، موقعیت یابیJournal of Command and Control Communications Computer Intelligence, Volume:4 Issue: 3, 2021, PP 1 -13Passive detection and tracking is one of the most important tools in the positioning of hidden targets and controlling their performance and this technology is rapidly expanding. Passive sensors, such as cameras, usually provide azimuth-elevation angle-only data that is not enough to find the target distance and its tracking. Satellite positioning algorithms usually use 3 consecutive angular observations by one sensor or two simultaneous angular observations by two sensors and then predict satellite position by performing an initial estimation of its range. The inaccuracy and presence of noise in the recording of sensor’s angular observations can cause errors in the satellite distance estimating, positioning and tracking. For this purpose, a new method based on least squares estimation technique is proposed in this paper which can provide more accurate satellite ranging and positioning than existing methods using angular azimuth-elevation data from two passive sensors. Simulation results show the applicability of the proposed algorithm in determining the hidden position of the satellites.
Keywords: Passive ranging, Least squares estimation, Angle-only data, Positioning -
یکی از زیر سیستم های کلیدی در ماهواره ها سیستم تعیین وضعیت می باشد و حسگر خورشید یکی از رایج ترین حسگرهای در این حوزه به حساب می آید. امروزه با توجه به پیشرفت روز افزون ماهواره ها، نیاز به افزایش دقت در زیرسیستم های ماهواره بسیار ضروری به نظر می رسد. در این مقاله طراحی اپتیکی یک شکاف بهینه در حسگر خورشید با هدف افزایش دقت حسگر مورد بررسی قرار می گیرد. در این حسگر از دو عدد آشکارساز خطی متعامد استفاده شده است که بالای هر یک از آشکارسازها شکاف بهینه ای عمود بر آشکارسازها در فاصله بهینه ای با توجه به میدان دید مورد نیاز، قرار گرفته است. با توجه به نور عبوری از شکاف های بهینه و اثر آن بر آشکارسازها و شکاف، قله ای در خروجی آشکارسازها قابل مشاهده است که با توجه به مکان قله و شکل آن می توان زاویه نور ورودی را با دقت بالایی محاسبه کرد. حسگر خورشید ساخته شده در پژوهشکده مکانیک شیراز دارای خطای مطلق (2 سیگما) 0.14 در زاویه دید50 ± درجه می باشد.کلید واژگان: حسگر خورشید، شبیه سازی اپتیکی، الگوی پراشOne of the key subsystems in satellites is the attitude determination and the sun sensor is one of the most common sensors in this field. Today, due to the increasing development of satellites, the need to increase the accuracy of satellite subsystems seems very necessary. In this paper, the design of a sun sensor made with an optimized slit in the entire field of view are examined. In this sensor, two orthogonal linear detectors are used, on top of each of the detectors, an optimal gap perpendicular to the detectors is required at an optimal distance according to the field of view. Due to the light passing through the optimized slits and its effect on the detectors and the slit, a peak can be seen in the output of the detectors, which according to the location of the peak, the angle of the incoming light can be calculated with high accuracy. The sun sensor made in Shiraz Mechanics Research Institute has an absolute error (2 sigma) of 0.14 in the 50 degrees of field of view.Keywords: Sun sensor, Optical Simulation, Diffraction Pattern
-
هدف این مقاله تخمین موقعیت منابع صوتی است. روش پیشنهادی از دو حسگر بردار صوتی استفاده می کند به این صورت که تقاطع پرتوهای هر حسگر بردار صوتی (AVS) که از زاویه آزیموت آنها به دست می آید، موقعیت یک منبع را نشان دهد. ازآنجایی که در عمل منبع های صوتی غیرنقطه ای هستند پس تخمین موقعیت با استفاده از این روش، بیانگر مساحت ناحیه ای است که احتمال حضور منبع صدا در آن وجود دارد. در این مقاله، تاثیر پارامترهای مختلف بر خطای تخمین موقعیت منبع صوتی بررسی می شود. یکی از مهم ترین پارامترها، زاویه چرخش منبع صوتی است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که خطای تخمین موقعیت تحت چه شرایط و پارامترهایی چگونه تغییر می کند. این موضوع کمک می کند که بهترین شرایط برای تخمین موقعیت منبع صوتی با کمترین خطا ارایه شود. خطا در تخمین موقعیت به اندازه منبع صوتی، فاصله منبع تا AVSها، فاصله دو حسگر از یکدیگر و زاویه منبع نسبت به حسگرها بستگی دارد. روش پیشنهادی در شناسایی منابع صوتی به خصوص در صنایع نظامی و تخمین موقعیت منابع صوتی متحرک مانند وسایل نقلیه جاده ای کاربرد دارد.کلید واژگان: حسگر بردار صوتی، محلی سازی، مکان یابی، تخمین موقعیت منبع صوتی، منبع صوت غیر نقطه ایThe purpose of this article is to estimate the position of sound sources. The proposed method uses two acoustic vector sensors in such a way that the intersection of the rays of each acoustic vector sensor (AVS) obtained from their azimuth angle shows the position of a source. Since in practice the sound sources are non-point, then the estimation of the position using this method indicates the area where there is a possibility of the presence of the sound source. In this article, the effect of different parameters on the estimation error of the sound source position is investigated. One of the most important parameters is the rotation angle of the sound source. The obtained results show how the position estimation error changes under what conditions and parameters. This helps to provide the best conditions for estimating the position of the sound source with the least error. The error in position estimation depends on the size of the sound source, the distance of the source to the AVS, the distance of the two sensors from each other, and the angle of the source to the sensors. The proposed method is used in identifying sound sources, especially in military industries and estimating the position of moving sound sources such as road vehicles.Keywords: Sound vector sensor, localization, positioning, sound source position estimation, non-point sound source
-
در سامانه پایش عملکرد محصول غلات، اساسی ترین ویژگی محصول در حال برداشت، شدت جریان جرمی دانه تمیز شده ورودی به مخزن می باشد. در این تحقیق، حسگری از نوع ضربه ای طراحی، ساخت و ارزیابی شد. ابتدا واسنجی حسگر توسط وزنه های kg 5/0 تا kg 5/4 با گام های kg 5/0 انجام و خطی بودن واکنش حسگر به نیروهای وارده با ضریب همبستگی 99/0 اثبات شد. پس از آن، طبق استاندارد ASABE S578 آزمایش حسگر در سه مرحله 1- در جریان جرمی یکنواخت و ثابت 2- در جریان جرمی غیر یکنواخت با تغییرات خطی 3- در جریان جرمی نوسانی انجام شد. نتایج نشان داد که خروجی حسگر ضربه ای، تابعی از نرخ جریان گندم (رقم روشن) انتقال یافته است و با افزایش نرخ جریان جرمی، میزان درصد خطای حسگر ضربه ای کاهش یافت. به طوری که درصد خطای محاسبه شده در نرخ های جریان جرمی 25%، 50%، 75% و 100% ظرفیت (25/4 کیلوگرم در ثانیه) به ترتیب 3/8، 3/6، 2/5 و 9/4 درصد بود. ضریب تبیین بالا (9975/0= R2) بین داده های تجمعی حسگر ضربه ای و مخزن مرجع در نرخ جریان جرمی غیر یکنواخت با تغییرات خطی، حاکی از دقت و حساسیت بالای حسگر ضربه ای در سنجش تغییرات جریان جرمی دانه می باشد. درصد خطای متوسط حسگر ضربه ای در نرخ های جریان جرمی غیر یکنواخت، با تغییرات خطی «افزاینده-کاهنده»، «کاهنده- افزاینده» و نوسانی به ترتیب 4/7%، 6/8% و 3/8% به دست آمد.
کلید واژگان: آشکارسازی عملکرد، حسگر جریان جرمی، کشاورزی دقیق، کمباین غلاتIn grain yield monitoring system، the amount of clean grain mass flow rate to the storage bin is the most important yield property. In this research، an impact-plate type grain mass flow sensor was designed، developed and evaluated. After construction of the impact sensor، it was calibrated by loading the impact plate with static weights ranging from 0. 5 to 4. 5 kg every 0. 5 kg and its linear response to the applied loads was proved with a correlation coefficient of 0. 99. Then، grain mass flow measurement tests and data collection were conducted according to the ASABE standard S587، developed for grain mass flow sensors. The tests were conducted in three phases: 1- constant and steady state flow، 2- linear variation of flow، 3- oscillating flow. The results showed that the output of impact plate sensor varies proportionally and linearly with increasing wheat grain (Rowshan cultivar) mass flow rate. The error in prediction of actual flow rate was decreased by increasing the mass flow rate such that the calculated errors at 25%، 50%، 75% and 100% of flow capacity (4. 25 kg s-1) were 8. 3%، 6. 3%، 5. 2% and 4. 9%، respectively. The high coefficient of determination (R2 = 0. 9975) between accumulated mass flow data of impact plate sensor and the reference scale data indicated high accuracy and sensitivity of impact plate sensor in prediction of mass flow variations. The average percent error of impact sensor in variable flow rate in “ramp-up-ramp-down”، “ramp-down-ramp-up” and oscillating flows were 7. 4%، 8. 6% and 8. 3%، respectively.
Keywords: Yield monitoring, Mass flow sensor, Precision agriculture, Grain combine harvesting -
هدف از این تحلیل عددی، بررسی اختلاف دمای بین دو سیم داغ حسگر که ناشی از حرکت سرعت ذرات است، می باشد. در این پژوهش، اثرات تغییر مولفه های هندسی حسگر نظیر ابعاد مقطع سیم ها، فاصله ی مابین سیم ها و نحوه ی قرارگیری سیم ها نسبت به جهت موج صوتی بر عملکرد حساسیت حسگر به روش عددی بررسی شده اند. هم چنین، نتایج با حل تحلیلی آن مقایسه شده و از تطابق خوبی برخوردار هستند. از این رو، بررسی های عددی نشان می دهند که حساسیت تابعی از بسامد است و عملکرد حساسیت حسگر با افزایش بسامد از 100 تا 1000 هرتز کاهش شدید و از آن به بعد به صورت یکنواخت به سمت صفر میل می کند. هم چنین، مشاهده شده است که حساسیت، وابسته به موقعیت سیم ها نسبت به هم و ابعاد مقطع سیم ها می باشد و با افزایش فاصله ی بین سیم ها و ارتفاع مقطع سیم ها حساسیت کاهش می یابد. هم چنین می توان دریافت که حساسیت وابستگی زاویه ای دارد و وابسته به نحوه ی قرارگیری سیم ها نسبت به جهت موج صوتی می باشد و در حالت افقی با افزایش زاویه از 0 تا 90 درجه، حساسیت کاهش می یابد.
کلید واژگان: تحلیل عددی، حسگر برداری صوتی، میکروفلون، حساسیتThe purpose of this numerical analysis is to deduce the temperature difference between the two heated wires of the sensor due to an imposed particle velocity. In this research, the effects of sensor geometric parameters such as changing the dimensions of the wires, the distance between the wires and How wires are placed over the sound direction. The sensitivity of sensors is investigated numerically. Numerical studies show that sensitivity is a function of frequency. With frequency increase from 100 to 1000 Hz, it is sharply reduced and then monotonic to zero. Also, been observed that the sensitivity is related to the position of the wires relative to each other and the dimensions of the cross-section of the wires, and sensitivity decreases by increasing the distance between the wires and the height of the cross section of the wires. Further, the sensitivity angle dependence has been investigated, and the observed sensitivity is related to how the wires are placed over the sound wave propagation and in parallel mode by increasing angle from zero to 90 degree, the sensitivity decreases.
Keywords: Numerical Analysis, Acoustic Vector Sensor, Microflown, Sensitivity -
این مقاله به طراحی قانون کنترلی برای مانور وضعیت و کاهش ارتعاشات باقی مانده یک فضاپیمای انعطاف پذیر پرداخته است. تیوری توسعه یافته مبتنی بر طراحی تابع لیاپانوف با لحاظ دینامیک چرخ عکس العملی و حسگر/عملگرهای پیزوالکتریک و استفاده از کنترلر فیدبک نرخ کرنش برای ارتعاشات باقی مانده پس از فاز دستیابی به زاویه مطلوب ارایه شده است. معادلات حرکت غیرخطی سیستم با لحاظ دینامیک غیر خطی و کاملا کوپل جسم صلب-انعطاف پذیر فضاپیمای در مانور تک-محوره با پیاده سازی روش مودهای فرضی و اصل همیلتون استخراج شده است. پایداری کلی سیستم صلب -انعطافپذیر با استفاده از ورودی های پیوسته (چرخ عکس العملی) و ناپیوسته کنترلی (تراستر) اثبات و ارتعاشات باقیمانده به حداقل رسیده است. عملکرد سیستم کنترل توسعه یافته پیشنهادی در مقایسه با نمونه رایج آن و رویکرد کنترلی جانمایی قطبها بررسی شده است. شبیه سازیهای انجام شده برای یک مانور با زاویه بزرگ و کاهش قابل ملاحظه ارتعاشات ناشی از تحریک پنلهای انعطافپذیر بیانگر مزیت و کارایی روش پیشنهادی میباشد.
کلید واژگان: کنترل ارتعاشات، دینامیک عملگر، فضاپیمای انعطاف پذیر_ کنترلر توسعه یافته لیاپانوف، وصله های پیزوالکتریکThis paper presents a study concerning active vibration control of a smart, flexible spacecraft during attitude maneuver using thrusters/ a reaction wheel and piezoelectric patches. The large-angle maneuver and residual vibration of the spacecraft are controlled utilizing an extended Lyapunov-based design (ELD) and strain rate feedback (SRF) theory. The single-axis fully coupled rigid-flexible dynamic of the system is derived applying a Lagrangian approach and Assumed Mode Method (AMM). The system's overall stability, including energetic terms covering a hub, two flexible appendages, PZT sensor/actuator, RW dynamics, and torsional spring, has been proved, and the control law has been derived accordingly. A pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulation is used to alleviate the excitations of high-frequency flexible modes. However, due to the fast maneuver, there are still residual vibrations in the system. Hence, the SRF algorithm using PZT is applied to prepare further vibration suppression. The performance of the proposed extended controller is compared to the conventional Lyapunov and pole placement control algorithms. The numerical results for simultaneously large angle attitude and vibration control of a flexible spacecraft through a comparative study verify the merits of the proposed approach.
Keywords: Thrusters, Vibration Control, Flexible Spacecraft, Lyapunov Controller, Piezoelectric Patches -
این مقاله به طراحی سیستم کنترل ترکیبی مانور و ارتعاشات یک فضاپیمای انعطافپذیر در مانور وضعیت با استفاده از عملگرهای تراستر-چرخ عکس العملی در ساختار هیبرید و وصله های پیزوالکتریک پرداخته است. مانور زاویه-بزرگ این فضاپیما در قالب دو ماموریت مجزا با استفاده از مدل توسعه یافته کنترلری مبتنی بر تیوری لیاپانوف و ارتعاشات باقی مانده با به کارگیری تیوری فیدبک نرخ کرنش کنترل شده است. پایداری کلی سیستم شامل دینامیک چرخ عکس العملی و وصله های حسگر/عملگر پیزوالکتریک با استفاده از ورودی ناپیوسته کنترلی تولید شده توسط تراستر و مدولاتور پهنا-باند/پالس-فرکانس اثبات و ارتعاشات باقی مانده به حداقل رسیده است. ویژگی منحصر به فرد روش پیشنهادی در به کارگیری عملگرها، زمان سوییچ عملکرد تراسترها و چرخ عکس العملی می باشد که مبتنی بر انرژی سیستم تنظیم شده است. شبیه سازی های انجام شده با به کارگیری تیوری کنترلی پیشنهادی و استفاده از عملگرهای هیبرید امکان انجام مانورهای با زاویه بزرگ و کاهش قابل ملاحظه ارتعاشات را نمایش می دهد.کلید واژگان: عملگرهای هیبرید، کنترل فعال ارتعاشات، فضاپیمای انعطاف پذیر، کنترلر لیاپانوف، وصله های پیزوالکتریکThis paper presents a study concerning active vibration control of a smart flexible spacecraft during attitude maneuver using thrusters and reaction wheels (RW) in combination and piezoelectric (PZT) sensor/actuator patches. The large-angle maneuver and residual vibration of the spacecraft are controlled using an extended Lyapunov-based design (ELD) and strain rate feedback (SRF) theory for a two-mode mission. The single-axis fully coupled nolinear rigid-flexible dynamic of the system is derived applying a Lagrangian approach and Finite Element Method (FEM). The overall stability of the system including energetic terms covering a hub and two flexible appendages, torsional spring, RW, and PZT dynamics, has been proved and the control law has been derived accordingly. A pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulation is used to alleviate the excitations of high-frequency flexible modes. However, due to the fast maneuver, there are still residual vibrations in the system. Hence, the SRF algorithm using PZT is applied to prepare further vibration suppression. A great feature of the proposed hybrid actuator system is the switching time of the thrusters and RW, which is based on total system energy. The numerical results for a flexible spacecraft with large-angle, agile, and precise maneuver requirements through a comparative study verify the merits of the proposed approach.Keywords: active vibration control, flexible spacecraft, Hybrid actuators, Lyapunov design, piezoelectric patches
-
روغن در موتورهای احتراق داخلی وظایف متعددی را بر عهده دارد و پایش وضعیت آن قابلیت بالایی را برای تشخیص عیوب بوجود می آورد. امروزه تحلیل روغن ابزار موثری در بهینه سازی و نظارت بر سامانه های موتوری و روانکارها بشمار می آید. تحقیق حاضر به پایش وضعیت کیفیت روغن در یک موتور بنزینی با استفاده از اندازه گیری ضریب دی الکتریک روغن می پردازد. در ابتدا حسگر خازنی با ساختار شانه ای با امکان عبور روغن از وسط آن بگونه ای طراحی و ساخته می شود که دارای قدرت تشخیص بالایی برای کاربرد موتوری باشد. بر اساس نتایج اختلاط آب با روغن تا %5/1، باعث افزایش خطی ضریب دی الکتریک روغن و زاویه θ می شود. افزایش بیشتر درصد آب باعث افزایش غیرخطی ضریب دی الکتریک روغن خواهد شد. به منظور بررسی رفتار اکسیداسیون روغن در شرایط واقعی و تحت کنترل، کیفیت روغن در آزمون دوام موتوری با استفاده از حسگر شانه ای و یک حسگر صنعتی دیگر پایش می شود. اکسیداسیون روغن موتور بدلیل کارکرد موتور باعث افزایش ضریب دی الکتریک روغن می شود ولی زاویه θ ثابت می ماند. نتایج حاکی از انطباق بسیار خوب عملکرد حسگر شانه ای ساخته شده با حسگر تجاری دارد. در نهایت عملکرد حسگر در برهم کنش دو عامل آب و اکسیداسیون ارزیابی می شود. بر اساس نتایج در صورتیکه ضریب دی الکتریک روغن و زاویه θ افزایش قابل توجهی داشته باشد، احتمال ورود آب به روغن وجود خواهد داشت و در صورت افزایش تنها ضریب دی الکتریک، کارکرد روغن و اکسیداسیون باعث خرابی روغن شده است.
کلید واژگان: پایش وضعیت، کیفیت روغن، حسگر خازنی، ضریب دی الکتریک، موتور بنزینیOil analysis is one of the main methods for monitoring the status of internal combustion engines and oils to ensure the lubricant's protective performance and engine health. This paper investigate oil condition monitoring in gasoline engine using oil dielectric coefficient measurement. At first capacitive sensor pectinate type is designed and manufactured that engine oil can pass through the sensor with high resolution and accuracy for engine monitoring application. Results show that up to 1.5% water pollution in oil, dielectric coefficient and θ is increased linearly. More water pollution increase dielectric coefficient exponentially. Due to investigate oil oxidation in controllable real condition, this sensor and another industrial quality sensor is evaluated in engine durability test. Although oil dielectric coefficient is increased with oil oxidation but also θ is constant permanently. Monitoring the result of dielectric behavior of engine oil in new design sensor is similar to industrial quality sensor. In addition interaction effect of water pollution and oil oxidation is studied. Results indicate that this sensor is capable of detecting water pollution and oxidation in engine oil.
Keywords: Condition Monitoring, Oil Quality, Capacitive Sensor, Dielectric Coefficient, Gasoline Engine -
نشریه مهندسی مکانیک مدرس، سال بیستم شماره 7 (تیر 1399)، صص 1829 -1839
موضوع مهم در بهره برداری از حسگر انحراف سنج، استفاده از ضرایب بی بعد مناسب و غیرحساس به شرایط مختلف کاری است. این ضرایب بی بعد، زاویه انحراف جریان، فشار کل و فشار استاتیک را به دست می آورند. در مطالعه حاضر، این ضرایب با روش تحلیلی SPM و آزمایش تجربی مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند. مقایسه نتایج تجربی و تحلیلی نشان می دهد که روش تحلیلی SPM ضریب انحراف جریان در محدوده زاویه بهره برداری حسگر سه سوراخه را به صورت دقیق پیش بینی می کند. همچنین این روش ضریب فشار کل را در محدوده زوایه انحراف 10± درجه به صورت دقیق محاسبه می کند. نتایج تجربی نشان می دهد که به دلیل فرض عدم افزایش سرعت روی حسگر در روش تحلیلی، فشار استاتیک جریان به صورت دقیق محاسبه نمی شود. طبق مشاهدات آزمایشگاهی، افزایش سرعت و کاهش فشار در نواحی اطراف حسگر وجود دارد و این مساله ناشی از وجود ناحیه مکش در پایین دست حسگر است. برخلاف نتایج روش تحلیلی، در روش تجربی در زاویه صفر درجه، فشار استاتیکی جریان با متوسط فشار نقاط چپ و راست حسگر برابر است. به دلیل حساسیت ضرایب بی بعد فشار استاتیک جریان به تغییر عدد رینولدز، مقادیر مختلفی برای این ضریب در منابع مختلف گزارش شده است. این ضرایب با تغییر عدد رینولدز تغییر می کنند و دقت آنها کاهش می یابد. در مطالعه حاضر، یک ضریب بی بعد مناسب جدید معرفی می شود که نسبت به عدد رینولدز دارای کمترین میزان حساسیت است.
کلید واژگان: انحراف سنج، حسگر سه سوراخه، روش تحلیلی SPM، عدد رینولدز، ضریب بی بعدUsing proper dimensionless coefficients that are insensitive to various operating conditions is a crucial issue during the utilization of a yawmeter probe. These dimensionless coefficients produce the deviation angle of flow, stagnation and static pressures. In the current study, these coefficients are analyzed using SPM analytical and experimental methods. A comparison of experimental and analytical results shows that SPM analytical method predicts the flow deviation coefficients satisfactorily at the operational angle range of three-hole probe. This method also calculates the stagnation pressure coefficient precisely at the deviation angle range of ±10 degrees. The experimental results show that due to the assumption of constant speed on the probe, the analytical method cannot calculate the static pressure accurately. Experimental observations also demonstrate that velocity is increased and pressure is decreased over the probe. This is due to the suction region at the downstream of probe. Unlike analytical results, experimental observations depict that at zero degrees, the flow static pressure is equal to the average of pressure at the left and the right side of probe. Due to sensitivity of dimensionless coefficients of flow static pressure to variation of Reynolds number, various values are reported at different kinds of literature for these coefficients. These coefficients change with Reynolds number variations and their accuracies are decreased. In the current study, a new proper dimensionless coefficient is introduced which represents minimum sensitivity to Reynolds number.
Keywords: Yawmeter, Three-Hole Probe, SPM Analytical Method, Reynolds Number, Dimensionless Coefficient
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر