فهرست مطالب

دانش و فناوری هوافضا - سال هفتم شماره 1 (1397)
  • سال هفتم شماره 1 (1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/06/04
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهران مصدری *، محسن باشنا، ارشیا تبریزیان صفحات 7-22
    از جمله مهمترین دلائل اختلاف نتایج حاصل از آزمایشات تونل باد با شرایط پروازی، آثار دیواره های مقطع آزمون تونل باد است. دیواره ها در مقطع آزمون جریان هوا را در جهت های طولی و عرضی تحت تاثیر قرار می دهند و سبب ایجاد اختلاف بین مقادیر اندازه گیری شده با شرایط جریان آزاد می شوند. در این مقاله آثار انسداد مربوط به یک ایرفویل فوق بحرانی در حالت پایا به ازای زوایای حمله متفاوت بررسی و روشی برای اصلاح آثار دیواره ها تدوین شده است. آزمون ها در تونل باد مادون صوت و مدار بسته در سرعت 30 متر بر ثانیه و رینولدز معادل 600000 با استفاده از اندازه گیری توزیع فشار روی مدل و دیواره تونل انجام شده است. با استفاده از توزیع فشار اندازه گیری شده روی دیواره تونل، میدان جریان حول مدل با پتانسیل های چاه و چشمه به صورت تقریبی تخمین زده شده و با به کارگیری الگوریتمی سریع، توزیع این پتانسیل ها در راستای خط مرکزی تونل محاسبه و در نهایت با محاسبه آثار انسداد، توزیع فشار، فشار دینامیکی و ضرایب ائرودینامیکی اصلاح شده است. همچنین ضرایب ائرودینامیکی اصلاح شده از دو روش مجزا مقایسه شده است. نتایج حاصل از این دو روش اختلاف نسبتا کمی به ازای زوایای حمله متفاوت دارند و بیشترین اختلاف به میزان 7 درصد مربوط به زاویه حمله 20 درجه به دست آمده است. همچنین روش های به کار گرفته شده حاکی از دقت مناسب تصحیحات روی ضرایب ائرودینامیکی می باشد.
    کلیدواژگان: آزمایش تجربی، ایرفویل فوق بحرانی، فشار روی دیواره، آثار انسداد، آثار دیواره، انحراف جریان
  • سپیده رشدی دیلمقانی ، رحمان مهدیانی، علیرضا مصطفوی، مرتضی رزاقی، حسین اشرفی صفحات 23-34
    در این مقاله جریان گاز فراصوت تراکم پذیر حین خروج از لوله ای به قطر 7/62 میلی متر در هندسه تقارن محوری شبیه سازی شده است. برای این منظور از روش دانسیته پایه و شبکه تطبیقی دینامیک با معیار فشار استاتیک در شبیه سازی ها استفاده شده است. مسئله در دو حالت گاز غیر ویسکوز و مدل توربولنسی k-ɛ حل شد. مقایسه نتایج سایه نگاری تجربی شیلرین با کانتورهای دانسیته و مقایسه نتایج فشار استاتیک روی امواج شوک با داده های موجود در مقالات، همخوانی بسیار خوبی نشان می دهند. همچنین زمان وقوع شوک اول و دوم و امواج انفجاری و نحوه پیشروی آنها در دامنه شبیه سازی شده بررسی شد. پس از اعتبارسنجی مسئله، نتایج شبیه سازی در استخراج داده های سطح فشار صوتی با استفاده از معادلات فاکس ویلیامز و هاوکینگز استفاده شد. برای این منظور دریافت کننده های نویز در پنج فواصل 1، 2، 6، 10 و 15 متری قرار گرفت و مقدار سطح فشار صوتی در این فواصل به دست آمد و در سه زمان مختلف با هم مقایسه شد. نتایج سطح فشار صوتی حاصل با نتایج تجربی مراجع موجود تطابق خوبی نشان داد. بیشترین سطح فشار صوتی در زمان وقوع امواج شوک انفجاری برابر با 119 دسی بل به دست آمد. نتایج شبیه سازی نشان داد تاثیر تغییر مدل از غیر ویسکوز به مدل توربولنسی ɛ k- در مقادیر سطح فشار صوتی ناچیز است.
    کلیدواژگان: گاز ایده آل، اکوستیک، فشار صوتی، موج شوک اول، موج شوک دوم
  • محمدمهدی حیدری، نورالدین قدیری معصوم * صفحات 35-46
    در این پژوهش، یک موتور هیبریدی با سوخت پلی اتیلن دانسیته بالا و اکسنده اکسیژن گازی مورد آزمایش قرار گرفته است. برای این منظور پاشش اکسنده در محفظه احتراق از طریق یک انژکتور محوری گازی صورت گرفته است. با انجام آزمایش ها و استفاده از تکنیک کاهش داده های آزمایش، تاثیر عواملی چون شار جرمی، فشار محفظه احتراق و فاصله طولی از ابتدای گرین بر نرخ پسروی سوخت پلی اتیلن بررسی شده است. همچنین، تاثیر استفاده از پیش محفظه احتراق بر عملکرد موتور هیبریدی بررسی شده است. آزمایش ها نشان می دهد که استفاده از پیش محفظه احتراق موجب یکنواخی نرخ پسروی در طول موتور خواهد شد. در این حالت، نرخ پسروی سوخت مستقل از فاصله طولی از ابتدای گرین بود. در ادامه، وابستگی نرخ پسروی به فشار محفظه احتراق به دست آمد که با نتایج تجربی موجود مطابقت داشت. در نهایت، رابطه نرخ پسروی سوخت برحسب فشار محفظه احتراق و شار جرمی کل عبوری از هر مقطع به دست آمد.
    کلیدواژگان: موتور هیبرید، نرخ پسروی، پیش محفظه احتراق، پلی اتیلن چگالی بالا، اکسیژن گازی
  • علی عربیان آرانی، سید حمید جلالی نایینی * صفحات 47-62
    در این مقاله، تاثیر تاخیر زمانی خالص سیستم بر فاصله خطای قانون هدایت تناسبی برای سیستم هدایت و کنترل با تابع تبدیل دوجمله ای مرتبه بالا بررسی شده است. برای این منظور از مدل خطی یک بعدی استفاده شده است. فاصله خطای بی بعد ناشی از خطای سمت اولیه، مانورهای ثابت، خطی و سهمی هدف و نویز جستجوگر با استفاده از روش الحاقی محاسبه شده است. برای جستجوگر نویزهای تابش، مستقل از فاصله، وابسته به فاصله سیستم فعال و نیمه فعال در نظر گرفته شده و نتایج با روش مستقیم اعتبارسنجی شده است. همچنین، اثر تاخیر زمانی خالص سیستم، ثابت زمانی سیستم، ضریب ناوبری موثر و افزایش مرتبه سیستم تا 30، بر فاصله خطای ناوبری تناسبی بررسی شده است. در ادامه، ضریب ناوبری اکسترمم برای حداقل کردن فاصله خطای بدترین حالت با توجه به زمان نهایی استخراج شده است. سپس، روابط تقریبی فاصله خطا براساس تحلیل بدترین حالت در زمان نهایی با توجه به منابع خطای ذکر شده و با استفاده از برازش منحنی ارائه شده است. در نهایت، روابط تقریبی ضرایب بی بعد پایای فاصله خطا ناشی از نویز برحسب ضریب ناوبری موثر، به طور نمونه به ازای سیستم هدایت و کنترل مرتبه پنجم و دهم ارائه شده است.
    کلیدواژگان: ناوبری تناسبی، تاخیر زمانی خالص، ضریب ناوبری اکسترمم، فاصله خطای بی بعد
  • مجید خانلرزاده کلایی *، کمال محامدپور صفحات 63-71
    تعیین موقعیت شامل طیف گسترده ای از کاربردهای نظامی و صنعتی است. در موقعیت یابی، که مبتنی بر اندازه گیری جهت است، موقعیت فرستنده محل تلاقی خطوط جهت یابی فرضی است که از حسگرها به سمت فرستنده گسیل می شوند. در صورت نبود نویز محل برخورد، این خطوط نقطه ای منحصر به فرد خواهد بود. اما در واقعیت نویز موجود سبب عدم قطعیت در اندازه گیری ها و تعیین موقعیت می شود. تاکنون روش های گوناگونی برای موقعیت یابی مبتنی بر اندازه گیری های جهت یابی معرفی شده است. بیشتر این روش ها برمبنای الگوریتم های عددی و بیشترین احتمال وقوع مرسوم برای تخمین بهینه موقعیت هدف مطرح شده اند. این روش ها معادل حداقل کردن مجموع خطاهای اندازه گیری با فرض نویز گاوسی است. هرچند TML تخمینگری دقیق است، اما به دلیل استفاده از الگوریتم عددی تکرارشونده، وقتی نویز اندازه گیری ها بزرگ یا هندسه مسئله نامطلوب باشد، سبب واگرایی الگوریتم می شود. این روش ها به دلیل استفاده از الگوریتم های عددی، فرم بسته ریاضی برای جواب ندارند. علاوه بر این روش ها، فعالیت های محدودی برای حل مسئله و رسیدن به فرم بسته جواب برمبنای خصوصیات هندسی مسئله انجام شده که معروفترین آنها روش استنسفیلد است. این الگوریتم مبتنی بر فرض کوچک بودن نویز گاوسی و دانستن فاصله تقریبی فرستنده از حسگرهاست. در این مقاله برای رسیدن به فرم بسته جواب به خصوصیات هندسی مسئله توجه شده است. با این تفاوت که به کوچک بودن نویز گاوسی و تقریب فاصله فرستنده تا حسگرها نیاز نیست. چون در بیشتر مقالات برای تعیین میزان دقت روش ارائه شده، پاسخ الگوریتم TML به عنوان معیار مقایسه شده، در این مقاله با بررسی چند سناریو نشان داده می شود که الگوریتم ارائه شده علاوه بر ارائه فرم بسته ریاضی جواب خطای RMSE کمتری نسبت به TML دارد.
    کلیدواژگان: مکان یابی، جهت یابی، الگوریتم ماکزیمم شباهت، بهینه سازی مقید، زاویه سمت، زاویه ارتفاع
  • ابولفتح نیکرنجبر * صفحات 73-87
    تلاش ها در ایجاد حس حرکت واقعی تر به سمت طراحی سامانه های حرکت ساز با مدل های سینماتیک معکوس غیرخطی سامانه های حرکتی گرایش یافته است. این رویکرد به علت ضرورت کاربرد حل زمان واقعی سبب پیچیدگی محاسباتی می شود. اجابت خواسته های مسئله، نیازمند بهره گیری از روش های محاسباتی کارآمد با سرعت و دقت بالا، بدون بروز وقفه در عملکرد سامانه حرکتی در کاربردهای زمان واقعی است. سیستم های فازی به عنوان بخش مهمی از سیستم های محاسباتی نرم، قابلیت مدلسازی فرایندهای غیرخطی با ویژگی های سرعت محاسباتی بالا با دقت لازم و سادگی در پیاده سازی می‏باشند. در این مقاله از سیستم فازی تاکاگی - سوگنو - کانگ با قابلیت تقریب مدل غیرخطی آنی با ترکیب فازی مجموعه مدل های خطی برای تقریب سینماتیک معکوس سامانه حرکتی استفاده شده است. همچنین سکوی 6 درجه آزادی استوارت به عنوان رایج ترین سامانه حرکتی در شبیه سازهای پرواز در نظر گرفته شده و سامانه حرکت ساز افزوده حس حرکتی انسان همراه با سینماتیک معکوس فازی سامانهه حرکتی برپا شده است. مدل حرکت ساز حاصل با رویکرد کنترل مدل پیش بین زمان واقعی با هدف ردیابی حس حرکتی خلبان وسیله واقعی، حل و نتایج حاصل با مدل حرکت ساز غیرخطی سینماتیک معکوس سامانه حرکتی مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کیفیت مطلوب روش پیشنهادی از نظر حرکت محدودتر و هموارتر عملگرها بوده و به عنوان جایگزینی مطمئن در کاربردهای زمان واقعی حرکت ساز پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: شبیه ساز پرواز، سامانه حرکت ساز فازی، سینماتیک معکوس فازی، کنترل پیش بین فازی، سکوی استوارت
  • مهدی کرباسیان *، حمید دلائلی، بیژن خیام باشی، ام البنین یوسفی صفحات 89-101
    چون برای ارزیابی عملکرد بالستیک لازم است تمامی الزامات با دقت زیاد از یک نمونه آماری محدود به دست آید، همواره موضوعی چالشی است. تکنیک های ارزیابی پایداری بالستیکی پرتابه ها که به تازگی در پژوهش های متعددی برای اندازه گیری نرخ ایجاد سوراخ (پرفوراسیون) بر پوسته سلاح در تمامی سرعت های ممکن به کار گرفته شده، بر این فرض بنا شده اند که سرعت پرتابه از توزیع نرمال پیروی می کند. در این پژوهش، با انجام آزمایشات استاندارد، برازش مدل های آماری نرمال و غیرنرمال به داده های واقعی یک نوع پرتابه بررسی و مقایسه شده است. هدف دیگر این مطالعه انتخاب مدل قابلیت اطمینان مناسب، بررسی رفتار تابع نرخ خطر داده ها و بررسی شاخص های کارایی فرایند برای داده های بالستیک داخلی پرتابه است. نتایج نشان می دهد که از میان مدل های طول عمر کلاسیک و مدل های میکسچر منتخب، مدل نرمال میکسچر برآوردهای بهتری نسبت به سایر مدل ها برای پارامتر سرعت ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: بالستیک داخلی، مدلسازی قابلیت اطمینان، رفتار نرخ خطر، کارایی فرایند
  • فائزه مرادی نافچی، ابراهیم افشاری *، احسان بنی اسدی صفحات 103-115
    تولید هیدروژن با استفاده از الکترولایزر های غشا پلیمری روشی موثر و مفید برای تولید یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. از هیدروژن و اکسیژن تولیدی توسط الکترولایزر می توان در پیل های سوختی در پهپادها استفاده کرد. تحلیل ترمودینامیکی الکترولایزر غشا پلیمری برای مشخص کردن افت های کلیدی و بهینه سازی عملکرد آن بسیار اساسی است. در این مقاله، فرایند الکترولیز آب توسط الکترولایزر غشا پلیمری در ترکیب با سیستم متمرکز خورشیدی به منظور تولید توان و هیدروژن مطالعه و اثر شدت تابش، چگالی جریان و دیگر پارامترهای عملکردی بر نرخ هیدروژن تولیدی بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش چگالی جریان و یا به عبارتی افزایش میزان هیدروژن تولیدی، ولتاژ الکترولایزر افزایش می یابد و راندمان انرژی و اگزرژی الکترولایزر کاهش می یابد. هم چنین افزایش دما، کاهش فشار و ضخامت غشای نفیونی سبب کاهش ولتاژ و بهبود عملکرد الکترولایزر می شود. با افزایش شدت تابش ورودی به سیستم خورشیدی به میزان 145درصد، میزان هیدروژن تولیدی 110 درصد افزایش و راندمان انرژی و اگزرژی الکترولایزر هر دو به میزان 13/8 درصد به دلیل بالاتر بودن نسبت جریان الکتریکی ورودی به هیدروژن خروجی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: الکترولایزر غشا پلیمری، چگالی جریان، راندمان انرژی و اگزرژی، سیستم متمرکز خورشیدی، شدت تابش
  • سینا عالمی پروین، اصغر محمد پور فتاحی * صفحات 117-128
    هدف اصلی این پژوهش بررسی مدول الاستیک طولی نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی زیگزاگ و آرمچیر در نسبت های حجمی و منظری متفاوت با شبیه سازی المان محدود است. برای این منظور، یک المان حجمی سه فازی برای مدلسازی رفتار نانوکامپوزیت به کار گرفته شد و از المان های فنری غیرخطی برای مدلسازی اتصالات محیط فاز واسط استفاده و نیروی موثر بین نانولوله و رزین براساس پتانسیل لنارد - جونز تعیین شد. پس از ارزیابی و صحت سنجی مدل، مدول الاستیک و ضریب پواسون نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی زیگزاگ و آرمچیر در نسبت های حجمی و منظری متفاوت استخراج گردید. با افزایش نسبت های حجمی و منظری نانولوله، مقدار مدول الاستیک المان حجمی کامپوزیت افزایش و ضریب پواسون کاهش یافت. در نسبت های منظری و حجمی یکسان، مدول الاستیک کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های آرمچیر و ضریب پواسون کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های زیگزاگ بیشتر می باشد. همین طور نتایج تحقیق نشان می دهد که مدول الاستیک کامپوزیت مستقل از مدول الاستیک فاز واسط است.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، نانوکامپوزیت، لنارد جونز، چندمقیاسی، واندروالسی
  • اصغر مهدیان *، مسعود بصیری، بیژن عبدی صفحات 129-142
    هدف این مقاله طراحی، تحلیل و بهینه سازی سازه میز پرتاب موشک ماهواره بر پرتاب شونده از روی کشتی (ناو) است. در این مقاله، یک کد المان محدود برای محاسبه تنش و تغییر شکل میز پرتاب در نرم افزار متلب نوشته شده است. همچنین چون سازه میز پرتاب مورد نظر عملیات شلیک موشک را از روی کشتی انجام می دهد، شتاب های (نیروها) وارده از طرف کشتی محاسبه شده است. همچنین بارهای وارده از طرف باد نیز محاسبه شده است. برای بهینه سازی طراحی انجام شده از روش الگوریتم شبیه سازی تبرید تدریجی استفاده شده است. کد این الگوریتم نیز در نرم افزار متلب تدوین شده است. این کد برای محاسبه تنش و تغییر شکل در سازه از کد المان محدود نوشته شده بهره می گیرد و آن را فراخوانی می کند. تابع هدف در این مقاله وزن سازه میز پرتاب می باشد. قیود طراحی، مقدار تنش و جابه جایی هستند که به ترتیب برابر با 153/3 مگاپاسکال و 3 میلی متر می باشند. متغیرهای طراحی ضخامت و قطر خارجی سطح مقطع اعضای سازه، که از نوع دایره ای توخالی (لوله) می باشند، فرض شده است. با محاسبه بارهای وارده به سازه و مدلسازی مناسب نتایج حاصل از کد المان محدود، که تنش ها و تغییر شکل های ایجادشده در سازه می باشند به دست آمده و با استفاده از روش تبرید تدریجی سطح مقطع بهینه برای اعضای مختلف سازه تعیین شده است.
    کلیدواژگان: طراحی سازه، بهینه سازی، میز پرتاب، کشتی، المان محدود
|
  • Mehran Masdari *, Mohsen Bashna, Arshia Tabrizian Pages 7-22
    One of the most important reasons for the difference between the results of wind tunnel experiments and flight conditions is the effect of the wind tunnel walls. The walls in the test section affect the air flow in the longitudinal and lateral directions, causing a difference between the measured values ​​and the free stream. In this paper, the effects of blockage associated with an supercritical airfoil in a steady state for different attack angles have been investigated and a specific method for correcting the effects of walls has been developed. The Experiments were carried out in a low speed and closed circuit wind tunnel at a speed of 30 m / s and Reynolds No. equal to 600,000 using the pressure distribution measurement on the model and the tunnel wall. Using the pressure distribution on the tunnel wall, the flow field around the model with source and sink potential was estimated approximately. Then, using a rapid algorithm, the distribution of these potentials was calculated along the central line of the tunnel and finally corrected by calculating the effects of blockage, pressure distribution on the model, dynamic pressure and measured aerodynamic coefficients. Also, modified aerodynamic coefficients were compared with each other separately. The results obtained from these two methods differed slightly in relation to the attack angles, with the highest difference of 7% in the angle of attack of 20 degrees. Also, the developed methods indicated the accuracy of the corrections on the aerodynamic coefficients.
    Keywords: experimental testing, supercritical airfoil, wall pressure, blockage effects, wall effects
  • Sepideh Roshdi *, Rahman Mahdiani, Alireza Mostafavi, Mortezai Razaghi, Hossein Ashrafi Pages 23-34
    Simulation of supersonic compressible gas flow has been investigated while exiting from 7.62 mm diameter tube in the axis-symmetric geometry. Density-based solver and adaptive dynamic mesh methods were applied based on static pressure gradient. Simulations have been carried out using inviscid and k-ɛ turbulence models. Time of first, second, and main flow shock waves and their progress were also investigated. Existing experimental Schlieren shadowgraphs were compared with density contours of simulations and static pressure results within the shock waves were also compared with the results of literature and good agreements have been achieved. After verification, simulation results have been applied in order to extract sound pressure level values using Ffowcs-Williams and Hawkins (FWH) model. Sound pressure receivers have been located in1, 2,6,10 and 15 m far from the sound source and sound pressure levels have been obtained and compared at the three different times. Results were in good agreement with test data of existing literature. Maximum sound pressure level was obtained in the time of 0.58 millisecond equaling 119 dB. Simulations results showed that changing viscous model from inviscid to k-ɛ turbulence model had an insignificant effect on the noise values.
    Keywords: ideal gas, acoustics, sound pressure level, first shock, second shock
  • Mohammad Mahdi Heydary, Nooredin Ghadiri Massoom * Pages 35-46
    In this paper, a hybrid motor performance with high density poly ethylene (HDPE) as fuel and gaseous oxygen (GOX) as oxidizer was studied. Oxidizer was injected into nozzle with an axial injector. Effect of parameters such as mass flux, combustion chamber pressure, and distance from grain lead were studied through tests and by means of data reduction techniques. Besides, effect of utilizing pre-combustion chamber was studied. It was shown that using pre-combustion chamber helps to have an even regression in axial direction. In this case, regression rate was independent from axial location from grain lead. Dependency of regression rate to combustion chamber pressure was also determined which showed a good agreement with available empirical data. Finally, a classic regression rate relation for poly ethylene was determined in terms of total mass flux and combustion chamber pressure.
    Keywords: hybrid motor, regression rate, pre, combustion chamber, HDPE, GOX
  • Ali Arabian Arani, Seyed Hamid Jalali Naini * Pages 47-62
    In this paper, the effect of system time delay on the miss distance of proportional navigation guidance law is studied for high-order binomial guidance and control systems. For this purpose, a linearized model is utilized in one dimension. The normalized miss distance due to heading error (HE), step, ramp, and parabolic target maneuvers, and seeker noise is computed using normalized adjoint equations. The glint, range-independent, and (semi-) active range-dependent noises are considered for the seeker, and the results are verified by straight-forward method. Moreover, the effects of system time lag, system time constant, effective navigation ratio, system order up to 30 in proportional navigation miss distance are also investigated. An extremum effective navigation ratio is also obtained to minimize the worst case miss distance with respect to the final time. Furthermore, approximate miss distance formulas are presented based on worst case analysis on final time using curve fitting for mentioned miss distance sources. Finally, the approximate formulas of steady state nondimensional coefficients due to seeker noise in terms of effective navigation coefficient, for example for system orders of 5 and 10, are obtained.
    Keywords: proportional navigation, time delay, extremum navigation ratio, normalized miss distance
  • Majid Khanlarzadeh *, Kamal Mohamedpour Pages 63-71
    Positioning involves a wide range of military and industrial applications. In a positioning based on directional measurement, the transmitter's position is the intersection of the hypothetical orientation lines that send out the sensors to the transmitter. In the absence of noise, the location of these lines will be unique. But in reality, existing noise causes uncertainty in measurements and positioning. So far, various approaches have been introduced for orientation measurement based positioning. Most of these methods are based on numerical algorithms and the traditional maximum likelihood in order to estimate the optimal target position. These methods are equivalent to minimizing the total measurement errors by assuming Gaussian noise. Although TML is accurate, but due to the use of a recursive numerical algorithm, when the noise measurements are large or the geometry of the problem is undesirable, it causes a divergence of algorithm. Because of the use of numerical algorithms, these methods do not have a mathematical closed form for the answer. In addition to these methods, limited efforts are made to solve the problem and extract the closed form answer based on the geometric properties of the problem, most notably the Stansfield method. This algorithm is based on the assumption that the Gaussian noise is small and that the transmitter's approximate distance from the sensors is known. In this paper, attention is paid to the geometric properties of the problem in order to extract the closed form answer. But the assumption of the small Gaussian noise and the approximate distance between the transmitter and the sensors are not required. In most papers, the response of the TML algorithm as a benchmark has been compared in order to determine the precision of the proposed method. In this paper, it is shown in several scenarios that the proposed algorithm has a lower RMSE error than the TML, in addition to providing a mathematical closed form answer.
    Keywords: positioning, maximum likelihood algorithm, constrained optimization, azimuth angle, elevation angle
  • Abolfath Nikranjbar * Pages 73-87
    Endeavor achieving as much as realistic perception of motion in motion cueing design are shifted towards utilizing the general nonlinear models of the motion systems. However, this approach is computationally more demanding. Hence, using efficient computational algorithms are essential to fulfill the requirements of high computing speed and accuracy without any interruption in real-time operations. Takagi - Sugeno fuzzy system as a major sector of soft computing characterized by effectively dealing with nonlinear processes, high computational speed, and easy implementation is used to approximate the nonlinear inverse kinematic of the motion system model by fuzzy interpolation of the set of linear sub models. The augmented linear parameter varying motion cueing model is constructed incorporating the fuzzy approximated inverse kinematics of the motion system along with the human perception of motion. The complete motion cueing model is computed using real-time model predictive control approach considering all physical constraints. The results of simulation show remarkable improvements in terms of less and smooth movements of actuators, hence much efficient use of motion system’s workspace compared to its general nonlinear counterpart, which reveals an effective alternative in real-time applications.
    Keywords: flight simulator, fuzzy motion cueing, fuzzy inverse kinematics, fuzzy model predictive control, stewart platform
  • Mehdi Karbasian *, Hamid Bijan Khayambashi, Ommolbanin Yousefi Pages 89-101
    The field of ballistic protection assessment is challenging due to the need of satisfying high precision requirements with a limited sample size. Identifying the probability of perforation at a specified projectile velocity is the most common way to quantify the ballistic resistance of a given protection structure. Recently several techniques have been developed for this purpose to assess perforation for all possible velocities. The main drawback of these techniques is the use of the normality assumption under which perforation velocities are expected to follow a Gaussian normal distribution where . Accordingly, any parameter of interest is estimated using the characteristic identified Gaussian distribution. In this work, Interior ballistic data obtained from real tests of intelligence mortar bomb and each selected life distributions applied to the external ballistic data, using the method of maximum likelihood to estimate the model parameters. Then, estimation results from the models compared and evaluated. Different criteria for assessing the goodness of each model investigated. The objective is to identify criteria that can distinguish which life distribution produces the best estimate of the performance of a particular armor model. Another objective of this work is to apply optimal model for obtaining different probabilities, investigating mission reliability, and studying hazard rate behavior of ballistic performance. Lifetime distributions are considered and the Mixture Normal distribution provided optimal results to assess and compare the estimations of ballistic performance data.
    Keywords: interior ballistics, optimal reliability modeling, hazard rate behavior
  • Faezeh Moradi Nafchi, Ebrahim Afshari *, Ehsan Baniasadi Pages 103-115
    Hydrogen production using PEM electrolysers is an effective method to produce a renewable energy resource. Also, the hydrogen and oxygen generated by electrlyzer can be used in a fuel cell of drones. Thermodynamic analysis of PEM electrolyzer is essential to identify key losses and to optimize the performance of the electrolyzer. In this article, the process of water electrolysis in a PEM electrolyser integrated with concentrating solar plant to produce power and hydrogen is studied and the effect of solar intensity, current density and other operating parameters on the rate of the hydrogen production is investigated. The results indicate that increase of current density and consequently the rate of the hydrogen production leads to increase of voltage and decrease of energy and exergy efficiency of the electrolyser. Also, increase of temperature, decrease of pressure and thickness of nafion membrane lead to decrease of voltage and improve the performance of electrolyser. Increase of solar intensity by 145 percent leads to increase of the rate of hydrogen production by 110 percent and decrease the exergy and energy efficiency of electrolyser by 13.8 percent.
    Keywords: proton exchange membrane electrolyser, current density, energy, exergy efficiency, concentrating solar plant, solar intensity
  • Sina Alemi Parvin, Asghar Mohammadpour Fattahi * Pages 117-128
    The main goal of this research is study on longitudinal elastic modulus of nanocomposites reinforced with Zigzag and Armchair carbon nanotubes in different volume fractions and aspect ratios with finite element simulation. A three-phase volumetric element was used to model the behavior of the nanocomposite and used nonlinear spring strain elements to model the interfacial phase interface and the effective force between the nanotube and the resin based on the Lenard-Jones potential. After evaluation and validation of the model, the elastic modulus and Poisson coefficient were extracted from nanocomposites reinforced with Zigzag and Armchair carbon nanotubes in different volume fractions and aspect ratios. By increasing the nanotube volume fraction and aspect ratio, the amount of the elastic modulus of the composite increases. In the same aspect ratio and volume fraction, the modulus of elastic composites reinforced with armchair nanotubes and the Poisson coefficient of composites reinforced with zigzag nanotubes is higher. Also, the results of the study showed that the elastic modulus of the composite is independent of the elastic modulus of intermediate phase.
    Keywords: Carbon nanotube, Nanocomposite, Lennard, Jones, multi, scale, van der waals
  • Asghar Mahdian *, Masood Basiri, Bizhan Abdi Pages 129-142
    Design, analysis and optimization of launch pad structure for launch vehicle which starts from a ship are purposes of this article. In this article a Finite Elements code was written in MATLAB software that is used for calculation of stresses and nodal displacements. The loads which missile, ship and wind apply to the launch pad structure for launch vehicle have been considered. Simulated Annealing (SA) algorithm was used for optimization of design. So a SA code was written in MATLAB. This code uses the Finite Elements method for calculation of stresses and the displacements. In this article, the objective function is set to minimize the weight of the structure. The constraints imposed to the analysis are the allowable stress and the displacement which are respectively 153.3 Mpa and 3 mm. The design variables are Specification of cross sections which are thickness and external diameter. By calculating the applied loads to the structure and appropriate modeling, stresses and nodal displacements were obtained as results of Finite Elements code and by using Simulated Annealing algorithm, cross sectional areas were obtained.
    Keywords: structure design, Optimization, launch pad, ship, finite elements