فهرست مطالب

مدل سازی در مهندسی - پیاپی 51 (زمستان 1396)
  • پیاپی 51 (زمستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/11/11
  • تعداد عناوین: 32
|
  • علی سیاح، رضا برادران کاظم زاده*، محمد مهدی سپهری، حمیدرضا اسکندری صفحات 1-13
    بالارفتن هزینه سرمایه ای شرکت ها به علت افزایش پیچیدگی تجهیزات و ماشین آلات همچنین محدودیت مالی مصرف کنندگان موجب شده است که ارائه دهندگان ماشین آلات و تجهیزات راه های تامین متنوعی را پیش روی تصمیم گیران قراردهند. بعلاوه، نحوه نگهداری و تعمیرات تجهیزات تاثیر زیادی بر هزینه و سطح عملکرد آنها داشته و از طرف دیگر روش های تامین نیز بر فعالیتهای نت تاثیر می گذارند. از این رو، سازمان ها و شرکت ها برای جلوگیری از صرف هزینه اضافی نیازمند طراحی استراتژی بهینه تامین و نت که با عنوان استراتژی مدیریت دارایی فیزیکی شناخته می شود، هستند. مدل ریاضی ارائه شده دراین تحقیق با ایجاد امکان برقراری ارتباط بین سه محور پارامترهای تامین، متغیرهای برنامه ریزی نت و داده های کارکردی گذشته تجهیز به تعیین استراتژی بهینه با توجه به افق زمانی پروژه می پردازد. خروجی مدل ارائه شده برداری شامل نوع روش تامین (خرید، لیز (اجاره) و بازسازی) و استراتژی نت (درجه تاثیر فعالیت نت، زمان بین فعالیت های نت و سطح جوانسازی) و میزان هزینه می باشد. نحوه کارکرد مدل توسعه داده شده برای تعیین استراتژی مدیریت دارایی فیزیکی یک تجهیز معدنی با چشم انداز استفاده به مدت10سال در معدن مس مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مدیریت دارایی های فیزیکی، نگهداری و تعمیرات، تامین تجهیزات، برنامه ریزی نت پیشگیرانه
  • بهروز کشته گر * صفحات 15-27
    روش اولین مرتبه قابلیت اعتماد استفاده وسیعی در تخمین احتمال خرابی سازه ها دارد. برآورد مناسب شاخص قابلیت اعتماد در تخمین احتمال خرابی به کمک رویه اولین مرتبه قابلیت اعتماد حائز اهمیت است. عمدت‍ا، الگوریتم های تکرار ریاضی مانند هاسفر و لیند-رکویتز-فسلر (HL-RF) در تخمین شاخص قابلیت اعتماد مسائل غیرخطی همگرایی ناپایداری نشان داده است. الگوریتم جستجوی هارمونی بدون در نظر گرفتن تقعر یا تحدب مسائل قابلیت اعتماد می تواند تخمین مناسبی از شاخص قابلیت اعتماد ارائه دهد. در این مقاله یک الگوریتم جستجوی هارمونی کلی ترین ذره با تعداد حافظه هارمونی پایین پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی جستجوی هارمونی، یک پهنای باند جهت تنظیم حافظه هارمونی با استفاده از و تولید تصادفی عدد با تابع توزیع احتمال پیشنهاد شده که بر اساس تعداد متغیرهای تصادفی محاسبه می گردد. صحت همگرایی و سرعت تحلیل این الگوریتم به کمک چندین تابع شرایط حدی بر گرفته شده از مراجع با روش های تکرار ریاضی مانند HL-RF و انتقال پایدار مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که روش HL-RFدر بعضی از مثال ها همگرا نشده و روش بهبود یافته جستجوی هارمونی به نتایجی مشابه با روش انتقال پایدار با تعداد تکرار کمتری همگرا شده است. روش هارمونی پیشنهادی از سرعت همگرایی بالا و صحت نتایج بسیار مناسبی برخودار است.
    کلیدواژگان: روش اواين مرتبه قابليت اعتماد، تحليل قابليت اعتماد، آلگوريتم بهبود يافته جستجوي هارموني
  • سید مرتضی جوادپور، سعید فراهت *، حسین عجم، محمود سالاری، علیرضا حسین نژاد صفحات 29-41
    یکی از روش های کم هزینه در کاهش نیروی پسا بر روی رونده های زیرسطحی ایجاد ابرکاواک مصنوعی حول رونده است. همین امر باعث شده که همواره بررسی این موضوع مورد علاقه محققان قرار گیرد. در این تحقیق، جریان سوپرکاویتاسیون مصنوعی حول کاواک ساز 30 درجه به صورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی تحقیق، مطالعه و بررسی نرخ تزریق هوا و سرعت جریان آب بر روی ضریب پسا و شکل کاویتی می باشد. ابتدا پدیده سوپرکاویتاسیون مصنوعی در محدوده سرعت 14 تا 22 متر بر ثانیه، حول کاواک ساز 30 درجه در یک تونل آب شبه مدار باز مورد آزمایش و اندازه گیری قرار گرفته است. سپس جریان سوپرکاویتاسیون مصنوعی حول کاواک ساز 30 درجه و منطبق بر شرایط ورودی و تزریق، به صورت سه بعدی مدل سازی و مورد تحلیل عددی قرار گرفته است. در تحقیق عددی حاضر، از روش مخلوط چند فازی استفاده شده است و معادله رایلی جهت انتقال جرم در یک ساختار چند فازی به کار گرفته شده است. مقایسه نتایج نشان دهنده سازگاری خوب بین نتایج عددی و تجربی بوده است. در پایان پس از مقایسه نتایج عددی و تجربی، اثر تزریق را در جریان سوپرکاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تاثیر تزریق و سرعت جریان را بر روی ابعاد ناحیه حباب، ضریب پسا و روابط بین آن ها مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی تزریق، مقدار نیروی پسا و ضریب پسا تا 36 درصد کاهش می یابد. همچنین در دبی تزریق ثابت، با کاهش عدد کاویتاسیون، طول و قطر ناحیه کاویتی تا 77 درصد و 20 درصد به ترتیب افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: تونل آب، سوپرکاویتاسیون مصنوعی، کاواک ساز، جریان دو فازی، نیروی پسا
  • عطاالله طالعی زاده *، امیرحسین نوبیل صفحات 43-50
    مسئله مقدار سفارش اقتصادی یکی از رایج ترین مدل های استفاده شده برای مسائل کنترل موجودی و برنامه ریزی تولید است. در اکثر این مسائل یک فرض رایج غیرواقعی دریافت کالاها باکیفیت کاملا مطلوب است. در این مطالعه، یک مدل چندمحصولی مقدار سفارش اقتصادی برای کالاهای با کیفیت نامطلوب ارائه شده است. در این سیستم تمام کالاهای دریافت شده دارای کیفیت مطلوب نیستند و آنهایی که معیوب هستند، دورریز می شوند. همچنین، در این مدل هزینه احداث انبارها جزء هزینه های سیستم لحاظ شده است. هدف این مطالعه بدست آوردن مقدار سفارش و نقطه سفارش بهینه هر کالا به منظور کمینه کردن کل هزینه های موجودی است. این مدل توسعه یافته یک مسئله برنامه ریزی غیرخطی محدب است و بر این اساس، یک الگوریتم دقیق برای حل این مدل توسعه داده شده است. در نهایت، یک مثال عددی برای نشان دادن کاربرد و روش حل این مدل پیشنهادی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: اندازه انباشته، کالاهای دورریز، برنامه ریزی غیرخطی، رویکرد حل دقیق
  • میثم باقری پوراصیل، یعقوب محمدی *، امین قلی زاد صفحات 51-65
    یکی از روش های ارزیابی پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده، روش مسیر بار جایگزین است که از طریق سناریوی حذف ستون و به طور مستقیم با برداشتن یک یا تعداد بیشتری از ستون ها صورت می پذیرد. ولی با این حال در این روش، آسیبی که می تواند از طریق انفجار به اعضای مجاور ستون حذف شده وارد شود نادیده گرفته شده و همین موضوع می تواند به یک پیش بینی نادرست از خرابی پیشرونده منجر شود. یک انفجار می تواند به تیرها و ستون های سازه آسیب وارد کرده و حتی باعث فروپاشی آنها گردد. از این رو در این تحقیق به منظور بررسی روش متداول مسیربار جایگزین در پیش بینی پتانسیل خرابی پیشرونده ناشی از بار گذاری انفجاری، مدل المان محدود سه بعدی یک ساختمان فولادی قاب خمشی 4 طبقه با استفاده از نرم افزار Abaqus/CAE 6. 11 شبیه سازی گردید و به دو روش مسیر بارجایگزین و روش مستقیم اعمال بار انفجار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از آن است که اگر در هنگام ارزیابی پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده، عامل شروع خرابی، بارگذاری انفجاری در نظر گرفته شود، پاسخ سازه در مقایسه با روش های متداولی که به ارزیابی وقوع خرابی پیشرونده می پردازند و در آنها عامل اولیه ایجاد خرابی پیشرونده نادیده گرفته می شود، متفاوت خواهد بود.
    کلیدواژگان: خرابی پیشرونده، بارگذاری انفجاری، قاب خمشی فولادی، روش مسیر بار جایگزین، روش اجزای محدود
  • محمد علی بهشتی نیا *، جلیل وزیری صفحات 67-84
    در سالهای اخیر، تکنیک گسترش عملکرد کیفیت (QFD) به عنوان روشی نظام-مند برای برقراری ارتباطی مناسب بین نیازهای مشتری و الزامات فنی خدمات، به شدت در شرکتهای خدماتی مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله یک مدل ترکیبی از روش های QFD، فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و مساله کوله-پشتی (Knapsack Problem) با رویکرد فازی به منظور برقراری این رابطه ارائه می دهد. سپس یک مطالعه موردی در مورد خدمات پلیس ارائه می شود. به این منظور ابتدا انتظارات مشتریان از خدمات پلیس شناسایی شده و پس از تعیین میزان اهمیت آنها با استفاده از روش AHP گروهی فازی، در سطرهای خانه کیفیت (HOQ) قرار می گیرند. فرآیندهای اصلی پلیس نیز به عنوان الزامات فنی در ستونهای خانه کیفیت جایگذاری می شوند. درانتها با توجه به محدودیت بودجه، مدلی بر اساس مدل مساله کوله پشتی جهت اولویت بندی اقدامات اجرایی به منظور افزایش کیفیت خدمات پلیس ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: گسترش عملکردی کیفیت، تحلیل سلسله مراتبی، تئوری فازی، مساله کوله پشتی، خدمات پلیس
  • سید محمدحسن حسینی *، علی اکبر حسنی صفحات 85-98
    سیستم تولید جریان کارگاهی مونتاژی شامل دو مرحله است. در مرحله اول پردازش قطعات صورت می گیرد و معمولا به صورت یک ایستگاه با ماشین های موازی درنظر گرفته می شود. مرحله دوم نیز یک ایستگاه یا خط مونتاژ می باشد که قطعات پردازش شده، در آن مونتاژ و محصولات نهایی کامل می شود. در این تحقیق فرض می شود قرار است تعدادی محصول از انواع مختلف تولید شود و هر محصول جهت کامل شدن، نیازمند قطعاتی مشخص است. بعضی از قطعات محصولات مشترک و مشابه بوده و بعضی قطعات هم مختص یک محصول می باشد لذا باتوجه به تولید قطعات مشابه، موضوع زمان آماده سازی (setup time) و تولید دسته ای قطعات مشابه نیز نیازمند بررسی است. هدف عبارتست از زمانبندی پردازش قطعات در ایستگاه اول و مونتاژ محصولات در ایستگاه دوم بطوری که زمان تکمیل کل محصولات حداقل شود. طبق بررسی پیشینه تحقیق، این مساله جزء مسائل NP-hard محسوب می گردد. ابتدا پارامترها و ویژگی های مساله تعریف و پس از ارائه مدل ریاضی مساله، یک الگوریتم شاخه و کران برای حل مساله مورد نظر در ابعاد کوچک و متوسط ارائه می شود. همچنین به منظور افزایش کارایی الگوریتم پیشنهادی، دو حد پایین و دو حد بالا برای جواب مسائل توسعه داده می شود. در نهایت، چندین مساله تست با شرایط متنوع طراحی و عملکرد الگوریتم پیشنهادی در حل این مسائل ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: زمانبندی، جریان کارگاهی مونتاژی، الگوریتم شاخه و کران، زمان تکمیل
  • فاطمه سعادت جو *، میدیا بهزادیان، محمد علی سعادت جو صفحات 99-111
    اجرای همروند تراکنش ها در پایگاه داده، ممکن است منجر به ناسازگاری شود. ناسازگاری بر اثر مقادیر نادرستی است که برای داده ها، به دلیل تداخل اجرای تراکنش ها بوجود می آید. الگوریتم های کنترل همروندی، جهت تضمین اجرای همروند چندین تراکنش که بصورت همروند با داده های مشترک کار می کنند طراحی شده اند. در این مقاله الگوریتم های کنترل همروندی منتظر گذاشتن-میراندن (WD) و زخمی کردن-منتظر گذاشتن (WW) که جزء تکنیک های پیشگیری از بن بست هستند مدل سازی گردیده اند. از آنجا که شبکه پتری رنگی یکی از بهترین روش ها برای تحلیل مکانیزم های کنترل همروندی است؛ مدل سازی ها با استفاده از پتری رنگی ارائه شده اند. پس از مدل سازی به ارزیابی الگوریتم ها بر اساس پارامترهای تعداد تراکنش های وارد شونده به سیستم، تعداد دستورات هر تراکنش، تعداد داده های مشترک و غیر مشترک بین تراکنش ها و تعداد داده های مشترک در تراکنش هایی که هیچ داده غیر مشترکی ندارند؛ پرداخته شده است. پس از ارزیابی، این نتیجه بدست آمد که بر اساس پارامترهای ذکر شده، الگوریتم WW نسبت به WD زمان اجرای بسیار بهتری دارد.
    کلیدواژگان: کنترل همروندی، شبکه پتری رنگی، منتظر گذاشتن، میراندن، زخمی کردن، ارزیابی، پیشگیری از بن بست
  • مجید محمدپور *، حمید پروین صفحات 113-132
    الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی یکی از الگوریتم های بهینه سازی هوش جمعی می-باشد، که از آن در اهداف و کاربردهای ایستا به صورت وسیعی استفاده می شود. اکثر مسائل موجود در جهان واقعی پویا می باشند. بنابراین ما به الگوریتم های بهینه سازی نیاز داریم که بتوانند مسائل را در محیط های پویا به خوبی حل نمایند. مسائل بهینه سازی پویا مسائلی هستند که در طول زمان دچار تغییر می-شوند. در این مقاله ما یک الگوریتم مبتنی بر کلونی زنبور مصنوعی آشوب گونه ترکیب شده با حافظه را برای مسائل بهینه سازی پویا ارائه نموده ایم. یک سیستم آشوب گونه پیش بینی دقیق تری از آینده نسبت به یک سیستم تصادفی دارد. ما در این روش از حافظه صریح برای ذخیره راه حل های قدیمی خوب جهت نگهداری تنوع در جمعیت استفاده نموده ایم. استفاده از راه حل های قدیمی خوب و تنوع در محیط به سرعت همگرایی الگوریتم کمک می نماید. روش پیشنهادی را برروی مسئله محک قله های متحرک آزمایش نموده ایم. مسئله محک قله های متحرک، شبیه ساز مناسبی برای تست کارآیی الگوریتم های بهینه سازی در محیط های پویا می باشد. نتایج آزمایشات برروی این تابع محک نشان از کارآیی مناسب روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها در حل مسائل بهینه سازی پویا دارد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی، محیط های پویا، آشوب، حافظه، محک قله های متحرک
  • حمید یعقوبی * صفحات 133-145
    از دست رفتن سنکرونیزم ژنراتورهای سنکرون در شبکه های قدرت یکی از مهمترین نگرانی های مهندسین برق می باشد. اکثر روش های متداول برای تشخیص این شرایط، مبتنی بر اندازه گیری امپدانس در محل ژنراتور می باشند که مشکلات عدیده ای در مورد عملکرد و تنظیمات آنها در مراجع مختلف گزارش شده است. از این رو جهت غلبه بر برخی از مشکلات موجود، در این مقاله یک روش جدید مبتنی بر اندازه گیری متغیر محلی برای آشکارسازی از دست رفتن سنکرونیزم ژنراتور سنکرون، در شبکه قدرت چند ماشینه ارائه شده است. در این آشکارسازی از سرعت و شتاب زاویه ای ژنراتور، اندازه گیری شده از توان خروجی ماشین در محل رله استفاده می شود. زمانیکه پلاریته شتاب زاویه ای از مقداری منفی به مقداری مثبت تغییر می کند و سرعت زاویه ای از مقدار پایه سرعت زاویه ای بزرگتر باشد شرایط خروج از سنکرون تشخیص داده می شود. این روش بدون نیاز به استفاده از روش های پیچده کاهش مرتبه می تواند به بصورت مستقیم به شبکه های قدرت چند ماشینه اعمال شود. نتایج به دست آمده بر روی شبکه های مختلف، کارایی، سرعت، سادگی و امنیت روش پیشنهادی را تحت شرایط عملیاتی متنوع تایید می کند.
    کلیدواژگان: ژنراتور سنکرون، از دست رفتن سنکرونیزم، توان اکتیو
  • شهاب والی زاده علوی *، نیما امجدی صفحات 147-157
    شیوه تشخیص برق گرفتگی در ابزارهای پیشین ضد برق گرفتگی مثل کلید محافظ جان کاملا وابسته به مسیر برگشت جریان از زمین می باشد. حال اگر در محیطی صنعتی فردی از زمین عایق شده باشد و دو دست وی در بین دو فاز قرار گیرد قطعا دچار برق گرفتگی خواهد شد. استفاده از ترانسفورماتور ایزولاسیون نیز نمی تواند کمکی برای رفع این مشکل بکند چون ترانسفورماتور ایزولاسیون تنها مسیر برگشت جریان را حذف می کند. پس برق گرفتگی فاز به فاز در صورت استفاده از ترانسفورماتور ایزولاسیون نیز قابل تشخیص نیست.
    دستبند ضد برق گرفتگی طراحی شده، دستبندی است که با محاسبه شار ناشی از جریان عبوری از دست فردی که دچار برق گرفتگی شده است به وسیله حسگر اثر هال و با الهام از آمپرمتر های چنگکی، قادر به تشخیص عبور جریان الکتریکی از دست انسان و ارسال فرمان قطع از طریق یک مجموعه فرستنده و گیرنده و در انتها قطع مسیر اصلی جریان الکتریکی می باشد که مشخصا این طرح هیچ وابستگی ای به مسیر برگشت جریان ندارد و کاملا بر روی فرد در معرض خطر متمرکز شده است.
    کلیدواژگان: برق گرفتگی فاز به فاز، دستبند ضد برق گرفتگی، سنسور اثر هال، فرستنده و گیرنده رادیویی
  • محمد جواد عباسی، حمید یعقوبی * صفحات 159-169
    خطای قطع تحریک به عنوان یکی از پر تکرارترین خطاهای داخلی در ژنراتور های الکتریکی شناخته می شود. مطالعات گذشته برای تشخیص خطای قطع تحریک عمدتا به ژنراتور های سنکرون محدود شده است. روش های متداول که از رله های مبتنی بر اندازه گیری امپدانس ظاهری استفاده می کنند، موجب کندی سیستم حفاظت می شوند و همچنین مستعد عملکرد اشتباه در زمان نوسان توان هستند. در این مقاله یک روش ترکیبی جدید برای شناسایی خطای قطع تحریک در ژنراتور القایی دوسو تغذیه ارائه شده است. در این روش با استفاده از متغیرهای اندازه گیری شده در ترمینال و مبدل ژنراتور القایی دوسو تغذیه، دو شاخص مجزا برای قطع تحریک و نوسان توان تعریف می شود. در شاخص قطع تحریک، از مشتق ولتاژ ترمینال و توان راکتیو خروجی استفاده شده و ولتاژ لینکDC بعنوان شاخص نوسان توان بکار رفته است. شبیه سازی های انجام شده، کارایی روش پیشنهادی را برای ژنراتور هایی با ظرفیت و شرایط عملیاتی مختلف تایید می کند. نتایج به دست آمده سرعت، سادگی و امنیت روش را اثبات می کند
    کلیدواژگان: تشخیص خطا، ژنراتور القایی دوسو تغذیه، قطع تحریک، نوسان توان
  • فرید کردی، جواد علامتیان * صفحات 171-180
    در این تحقیق، شیوه نوین برای کنترل سازه ها بر اساس طراحی مناسب میراگر جرمی تنظیم شده (Tuned Mass Damper یا TMD) ، ارائه می گردد. این فرآیند در دسته بندی روش های غیر فعال جا دارد و رابطه سازی آن بر پایه اصول دینامیک سازه ها انجام می پذیرد. طراحی پیشنهادی برای میراگر جرمی با رابطه سازی پاسخ پایدار سازه و ضریب بزرگنمایی دینامیکی آغاز می شود. رابطه صریح ضریب بزرگنمایی دینامیکی به یک معادله غیرخطی منجر می گردد که با حل آن، سه پاسخ برای سختی میراگر جرمی بدست می آید. با استفاده از اصول دینامیک سازه ها، مناسب ترین پاسخ برای سختی میراگر جرمی ارائه می گردد. این پاسخ موهومی است و نشانگر وجود میرایی می باشد. بر اساس این رابطه سازی، مقدارهای طراحی نوینی برای جرم، سختی و میرایی میراگر جرمی به دست می آید. سنجش شیوه نوین پیشنهادی در دو حالت تحلیلی و عددی انجام می پذیرد. نتایج تحلیلی و عددی نشان می دهد، طراحی میراگر جرمی برپایه شیوه پیشنهادی کارایی الگوریتم کنترل سازه را نسبت به دیگر روش های متداول، افزایش می دهد به گونه ای که نوسان های سازه در مدت کوتاه تری از بین می روند.
    کلیدواژگان: کنترل غیر فعال، میراگر جرمی تنظیم شده، سختی مختلط
  • بنت الهدی سازگاران، حسن حاجی کاظمی * صفحات 181-195
    فرم قیفی، یکی از متداول ترین و بهینه ترین فرم های سازه های چادری است که عموما به عنوان پوشش سقف در فضاهای با دهانه های کوچک و متوسط به کار می رود. به دلیل سبکی سازه چادری، بار باد اصلی ترین بار طراحی این سازه ها است اما به دلیل شکل ویژه این سازه ها، استفاده از آیین نامه های بارگذاری برای تعیین بار باد امکان پذیر نیست. در این مقاله، تلاش شده است اثر باد بر سازه های چادری قیفی به روش شبیه سازی عددی مطالعه شود و پارامترهای موثر بر مقدار فشار باد تعیین و ارزیابی گردد. به این منظور 48 نمونه سازه چادری با فرم قیفی در محیط نرم افزار Fluent مدلسازی و تحلیل وزش باد در اطراف نمونه ها انجام شده است. با استفاده از نتایج تحلیل، اثر مشخصات هندسی نمونه ها، چون زاویه شیب کلی فرم، اندازه نسبی دایره بالای فرم قیفی و زاویه شروع قوس ایجادکننده فرم در پایین، بر توزیع فشار باد بررسی شده است. مشخص می شود که در میان پارامترهای هندسی موردنظر، زاویه شیب کلی فرم قیفی موثرترین عامل در تغییرات فشار باد بر سطح نمونه ها می باشد.
    کلیدواژگان: سازه کششی چادری، فرم قیفی، باد، دینامیک سیالات محاسباتی
  • مسعود محمودی *، علی نادری بختیاری صفحات 197-207
    فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار از فرآیندهای تغییر فرم شدید پلاستیک جهت دستیابی به ساختار فوق ریز دانه می باشد. در این مقاله به بررسی این فرآیند و تاثیر پارامترهای آن به کمک مدل سازی شبکه ی عصبی مصنوعی و رگرسیون غیرخطی پرداخته شده است. به منظور پیش بینی خواص مکانیکی نمونه آلومینیم 6061 حاصل از فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار از شبکه عصبی پس انتشار پیش خور استفاده شده است. پارامترهای زاویه کانال قالب، تعداد عبور و مسیر فرآیند به عنوان ورودی های شبکه عصبی و پارامترهای استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و سختی به عنوان خروجی های شبکه عصبی در نظر گرفته شده اند. بعلاوه، رابطه بین پارامترهای ورودی با هرکدام از پارامترهای خروجی با استفاده از رگرسیون غیرخطی استخراج گردیده است. با مقایسه خروجی های شبکه عصبی و روابط برازش با نتایج تجربی مشاهده گردید که هر دو مدل به طور مناسبی قابلیت پیش بینی خواص مکانیکی رادارند، هرچند مدل شبکه عصبی عملکرد بهتری را نشان می دهد. در ادامه به کمک داده های توسعه داده شده توسط مدل شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده، تاثیر پارامترهای ورودی فرآیند بر استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و سختی مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل شبکه عصبی ، یک ابزار کارآمد برای پیش بینی خواص مکانیکی ورق های آلومینیم 6061 حاصل از فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار می باشد.
    کلیدواژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید، نورد در کانال همسان زاویه، دار، خواص مکانیکی، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون غیر خطی
  • محمد مهدی جلیلی*، محمد مصعب درعلیزاده صفحات 209-224
    میکروسکوپ نیروی اتمی ابزاری قدرتمند در زمینه تصویربرداری و شناسایی مواد در ابعاد نانو است. عملکرد این وسیله در محیط مایع دارای مزیتهای فراوانی است که میتوان به قابلیت تصویربرداری از نمونه های بیولوژیکی، کاهش نیروی واندروالس و حذف نیروهای مویینگی اشاره کرد. با توجه به اینکه شناخت رفتار دینامیکی این وسیله در محیط مایع در شرایط مختلف ضروری است در این مقاله به صورت تحلیلی با استفاده از روش مقیاسهای چندگانه رفتار دینامیکی آن به صورت یک میکروتیر یکسر گیردار بررسی شده است. به این منظور معادله حرکت میکروتیر با استفاده از مدل تیر پیوسته به دست آمده و نیروی هیدرودینامیکی ناشی از سیال به صورت جرم و میرایی افزوده وارد معادله شده است. با استفاده از روش جداسازی متغیرها و استفاده از روش تقریبی گالرکین معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی حاکم بر حرکت تیر به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده است و در نهایت با استفاده از روش مقیاس های چندگانه معادله پاسخ فرکانسی میکرو تیر در نزدیکی فرکانسهای تشدید آن به دست آمده است. همچنین تاثیر ویسکوزیته سیال و ابعاد تیر روی پاسخ فرکانسی تیر مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این چون در سیستمهای غیرخطی علاوه بر تشدید در اطراف فرکانس طبیعی سیستم خطی شده، امکان وجود تشدید در کسری از فرکانس طبیعی یا مضارب آن وجود دارد. لذا در این مقاله، تشدید در اطراف فرکانس هایی غیر از فرکانس طبیعی سیستم خطی شده مورد بررسی قرار گرفته است و وجود دو فرکانس تشدید کمتر از فرکانس طبیعی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: میکروسکوپ نیروی اتمی، محیط مایع، ارتعاشات غیرخطی، پاسخ فرکانسی
  • محسن قاضی، امیرحسین معینی، مهران رجبی زرگرآبادی * صفحات 225-236
    در تحقیق حاضر افزایش اثربخشی خنک کاری لایه ای پره توربین با استفاده از مجرای گسترش یافته طولی انجام شده است. در این راستا خنک کاری لایه ای پره توربین در سه سرعت چرخش صفر، 300 و 500 دور بر دقیقه با استفاده از دو نوع سوراخ استوانه ای و سوراخ گسترش یافته طولی مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل عددی سه بعدی میدان جریان و انتقال حرارت آشفته خنک کاری لایه ای در پره توربین با استفاده از مدل های اصلاح شده رینولدز پایین k-ε انجام شده است. برای خنک کاری با سوراخ استوانه ای، نتایج شبیه سازی عددی تحقیق حاضر در سرعت های دورانی مختلف با مقادیر تجربی موجود مقایسه شده است. نتایج عددی بدست آمده نشان می دهد که مدل های رینولدز پایین توانایی قابل قبولی در پیش بینی اثربخشی خنک کاری لایه ای در پره توربین دارد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش سرعت دورانی پره به واسطه ایجاد شتاب کریولیس، منجر به انحراف جریان هوای خنک کننده از روی خط مرکزی می شود. انحراف جریان هوای خنک کننده باعث کاهش میزان اثربخشی در خط مرکزی پره به ویژه در پایین دست سوراخ تزریق می شود. همچنین تزریق هوای خنک از طریق سوراخ گسترش یافته طولی منجر به کاهش اختلاط هوای خنک و جریان هوای گرم می شود. مقایسه نتایج نشان می دهد که اثربخشی خنک کاری سوراخ گسترش یافته طولی به طور محسوسی بیشتر از اثربخشی سوراخ استوانه ای است.
    کلیدواژگان: پره توربین، خنک کاری لایه ای، انتقال حرارت آشفته، سرعت چرخش، سوراخ شکل داده شده
  • وحید مدانلو، ولی علی میرزالو *، محمدرضا ابراهیمی خسروشاهی صفحات 237-250
    در فرآیند شکلدهی غلتکی، کنترل پارامترهای ورودی جهت حفظ کیفیت پروفیل نهایی ضروری میباشد. در این پژوهش به منظور بهینه سازی فرآیند شکلدهی غلتکی، از یک روش ترکیبی مبتنی بر شبیه سازی اجزای محدود استفاده شده است. نخست فرآیند با استفاده از روش اجزای محدود مدلسازی شده و صحت مدل ایجاد شده در مقایسه با نتایج تجربی تایید شده است. سپس با روش طراحی مرکب مرکزی، آزمایشهای لازم طراحی شده است. در این طراحی، قطر غلتک، فاصله ایستگاه، تعداد ایستگاه و سرعت خطی ورق به عنوان متغیرهای ورودی و حداکثر کرنش طولی پلاستیکی و دقت زاویه ای (بیانگر عکس برگشت فنری) ، به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شده اند. در ادامه با استفاده از روش رویه پاسخ و اجزای محدود، فرآیند مدلسازی شده و سپس مدل رویه پاسخ برای هر یک از توابع پاسخ بدست آمده است. در پایان با انجام بهینه سازی چند هدفه با استفاده از روش تابع مطلوبیت بر اساس مدل رویه پاسخ، نقطه بهینه پارامترهای ورودی بدست آمده و سپس نقطه بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که روش رویه پاسخ با دقت مناسبی تاثیر پارامترهای ورودی بر توابع پاسخ را مدلسازی میکند. طبق این مدل افزایش فاصله ایستگاه ها، افزایش قطر غلتکها باعث کاهش کرنش طولی پلاستیکی بیشینه و افزایش سرعت خطی ورق باعث افزایش حداکثر کرنش طولی پلاستیکی میشود. کاهش فاصله و افزایش تعداد ایستگاه ها و افزایش قطر غلتکها منجر به افزایش دقت زاویه ای و افزایش سرعت خطی ورق باعث کاهش دقت زاویه ای میشود. همچنین نتایج بهینه سازی بیانگر افزایش دقت زاویه ای و کاهش حداکثر کرنش طولی پلاستیکی میباشد.
    کلیدواژگان: شکل دهی غلتکی، بهینه سازی، روش رویه پاسخ، اجزای محدود، تابع مطلوبیت
  • علی سلیمانی *، سعید شهرکی، مهدی شرافتی، حسین بیسادی صفحات 251-265
    در توربین های پیشرفته امروزی، دمای پره های ردیف اول قسمت توربین که به آن قسمت داغ توربین گفته می شود، تا حدود 1000°C افزایش می یابد. این پره‏ ها باید مدت‏های طولانی کار کنند. از آنجایی که دلیل اصلی شکست قطعاتی که تحت دمای بالا و بارگذاری سیکلی کار می‏کنند پدیده خزش و خستگی می‏باشد، تخمین عمر دقیقی از این پره ها تحت اندرکنش خزش و خستگی ازلحاظ تئوری و عملی خیلی مهم است. مدل های متعددی جهت تخمین عمر قطعات دما بالا تحت اندرکنش خزش و خستگی وجود دارد. در این پروژه خزش و خستگی پره ردیف اول توربین موتور توربوفن مدل tri60مورد بررسی قرارگرفته است. جهت برآورد عمر خستگی و خزش توربین موتور ابتدا تحلیل انتقال حرارت پره و تنش حرارتی آن با نرم افزار Abaqus انجام شد، سپس با استفاده از الگوریتم اسمیت-واتسون-تاپر در نرم‏افزار fe-safe برای بارگذاری‏های مختلف به تخمین عمر پره پرداخته شده است. از جمله این تحلیل‏ها، تحلیل خستگی بر اساس آنالیر مودال گذرا جهت بدست آوردن فرکانس‏های طبیعی مخرب می‏باشد. در نهایت با استفاده از روابط گودمن اصلاح شده، مارو و پارامتر لارسون میلر به ترتیب به اعتبارسنجی خستگی و خزشی پره پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: خزش، خستگی، پره‏ های توربین، میکروتوربین TR60، نرم‏ افزار fe، safe
  • احسان صائمی *، عبدالحسین فریدون، علیرضا آلبویه صفحات 267-274
    فوم های میکروسلولی به آن دسته از فوم ها اطلاق می شود که دارای تعداد زیادی سلول در اندازه حدود 10 میکرون می باشند. در این فومها از گاز خنثی (نیتروژن یا دی اکسید کربن) بعنوان ماده پف دهنده استفاده می شود. بدلیل کوچکی سلولهای این فومها خواص مکانیکی و فیزیکی برتری (مانند: استحکام خستگی، استحکام به ضربه ، خواص حرارتی و دی الکتریکی) حتی نسبت به پلاستیک فوم نشده دارند. در این تحقیق به بررسی خواص مکانیکی فومهای میکروسلولی پلی استایرن پرداخته شده است. میزان چگالی نسبی، تعداد سلولها، اندازه سلولها، ساختار فوم و همچنین استحکام کششی و استحکام در برابر ضربه فوم مورد بررسی و اندازه گیری قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که برای بدست آوردن ساختار بهینه، دما و زمان فوم کردن پلیمر باید به دقت تحت کنترل قرار گیرد. این شرایط در دمای حدود 100 درجه سانتیگراد و زمان 100 ثانیه می باشد. همچنین استحکام کششی نمونه های فوم شده نسبت به فوم نشده کاهش و میزان جذب انرژی نمونه های فوم شده به فوم نشده افزایش چشمگیری داشته است.
    کلیدواژگان: بررسی تجربی خواص مکانیکی و مورفولوژیکی فوم میکروسلولی پلی استایرن
  • لیلا محمدیان، ابراهیم بابایی*، محمد باقر بناء شریفیان صفحات 275-288
    در این مقاله شیوه جدیدی بر مبنای گراف سیگنال جریان برای مدلسازی مبدل Cuk ارائه شده و در کنار آن روش اولیه مبتنی بر گراف سیگنال جریان پیشنهاد شده در مراجع نیز بر روی مبدل Cuk پیاده شده است. روش پیشنهادی فرآیند بسیار ساده تری در مقایسه با سایر روش های مدلسازی و هم چنین روش قدیمی تر مبتنی بر گراف سیگنال جریان داشته و از گراف به دست آمده می توان سه مدل سیگنال کوچک، سیگنال بزرگ و حالت ماندگار مبدل را استخراج نمود. هم چنین بعد از به دست آوردن گراف مبدل می توان تابع تبدیل هر متغیری در مدار را نسبت به متغیر دلخواه دیگر و بدون افزودن بار محاسباتی بیش تر به دست آورد. بعد از انجام مدلسازی، مساله طراحی یک سیستم کنترلی برای مبدل Cuk مورد بحث قرار گرفته است. در فرآیند پیشنهادی از یک روش کنترل مقاوم برای طراحی سیستم کنترلی استفاده شده است. با وجود اینکه مدار مبدل ذاتا غیرخطی می باشد، در اینجا نشان داده می شود که این مساله در طراحی کنترل کننده تاثیر نداشته و به وسیله کنترل کننده های خطی با پارامترهای تنظیم شده به روش مقاوم و از نوع حساسیت ترکیبی، کنترل مبدل امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: حساسیت ترکیبی، کنترل بر مبنای مدل، کنترل کننده مقاوم، گراف سیگنال جریان، مبدل Cuk
  • شمسا بصیرت *، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری صفحات 289-298
    آبشستگی موضعی در محل قرارگیری سازه های آبی تاثیر به سزایی در طراحی این سازه ها دارد. بنابراین شناخت رفتار جریان و تغییرات بستر تحت تاثیر حضور سازه های مختلف امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این مقاله،یک مدل اویلری- اویلری سه‏بعدی برای تخمین حداکثر عمق آبشستگی در پایین دست سازه های هیدرولیکی مورد استفاده قرار گرفته است. با به کارگیری نرم افزار منبع باز OpenFOAM و ایجاد قابلیت های مناسب مدل سازی آبشستگی، مدل مورد نظر ساخته شده و کارآیی و نقاط ضعف روش اویلری- اویلری مورد ارزیابی قرار گرفته است. شیوه عددی حجم محدود برای حل دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم بر انتقال رسوب و آبشستگی استفاده شده است. با در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر میزان آبشستگی و استفاده از معادلات جریان دو فازی، به مدل سازی پدیده آبشستگی پرداخته شده است. برایتهیه مدل عددی، از حلگرهای جریان سیال در یک چارچوب تکرار سرعت-فشار، ضمنی قدرت مند توسعه داده شده در نرم افزار، استفاده شده است. برای صحت سنجی نتایج نهایی از نتایج تحقیقات آزمایشگاهی و عددی محققینی چون چاترجی و گوش، لیو و فن راین استفاده شده است. نتایج نشان دهنده دقت مناسب روش مورد استفاده در تخمین حداکثر عمق آبشستگی می باشد.
    کلیدواژگان: آبشستگی، مدلسازی عددی، مدل اویلری اویلری، OpenFOAM
  • ساموئل یوسفی *، مصطفی جهانگشای رضایی صفحات 299-317
    یکی از مهمترین مسائل در زنجیره تامین، انتخاب تامین کنندگان با هدف بهینه سازی هزینه های موجودی در شرایط عدم قطعیت تقاضا است. از سوی دیگر، در محیط رقابتی امروزی، بالا رفتن انتظارات مشتری برای خریداری محصولات با کیفیت و مقرون به صرفه، منجر به توسعه روابط بلندمدت اعضای زنجیره تامین این محصولات از جمله خریدار و تامین کننده شده است. بنابراین، مساله انتخاب مجموعه مناسبی از تامین کنندگان کارا و تخصیص سفارش به آن ها، یکی از مهم ترین تصمیمات استراتژیک برای ایجاد یک سیستم زنجیره تامین کارا و بهینه در محیطی رقابتی و دارای عدم قطعیت است. این تحقیق در ابتدا سعی دارد با ارائه یک مدل ترکیبی برنامه ریزی چندهدفه از تحلیل پوششی داده ها و مدل هماهنگی خریدار-چند فروشنده (تامین کننده) ، انتخاب مجموعه ای از تامین کنندگان کارا در محیطی غیر رقابتی و با فرض تقاضای غیر قطعی را انجام دهد. سپس، با ارائه مدل تحلیل پوششی داده ها بر مبنای بازی چانه زنی نش، رقابت بین تامین کنندگان شبیه سازی می شود. نتایج حاصل از دو مدل، نشان می دهد که شرایط رقابتی منجر به بهبود کارایی شده است.
    کلیدواژگان: انتخاب تامین کننده، کارایی، تحلیل پوششی داده ها، بازی چانه زنی نش، عدم قطعیت تقاضا
  • هامون پورمیرزاآقا *، رضا ابراهیمی، امیر بابک انصاری صفحات 319-330
    هدف از ارائه این مقاله، بررسی انرژی و اکسرژی سیستم ترکیبی توربین گاز مجهز به پیل سوختی اکسیدجامد لوله ای با سوخت هیدروژن است. کلیه اجزای سیستم، جداگانه به کمک روابط ترمودینامیکی مدل سازی شده و برای پیل سوختی به کار گرفته شده یک تحلیل الکتروشیمیایی مجزا انجام شده است. آثار پارامترهای مختلف بر راندمان حرارتی و اکسرژی سیستم و میزان نرخ نابودی اکسرژی کل سیستم و تک تک اجزا سیستم، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای صحت کار، نتایج حاضر با نتایج مراجع معتبر مقایسه شده و مطابقت خوبی مشاهده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش دمای ورود به توربین، راندمان حرراتی و اکسرژی سیستم ترکیبی کاهش می- ابد، این در حالی است که توان سیستم افزایش می یابد. همچنین، افزایش دمای ورود به توربین باعث افزایش نرخ نابودی اکسرژی؛ و افزایش نسبت فشار، باعث کاهش نرخ نابودی اکسرژی سیستم می شود. نتایج تحقیق نشان داد که 81 % برگشت ناپذیری سیستم ناشی از پیل سوختی و محفظه احتراق (41% برگشت ناپذیری سهم پیل سوختی اکسید جامد، و 40% سهم محفظه احتراق) است. همچنین سیستم ترکیبی دارای راندمان4/58 % می باشد، در حالی که سیستم بدون پیل سوختی دارای راندمان 31 % است که نشان از عملکرد فوق العاده سیستم ترکیبی دارد.
    کلیدواژگان: توربین گاز، پیل سوختی اکسید جامد، انرژی، اکسرژی، راندمان
  • پوریا اکبرزاده *، مهسا مصطفوی صفحات 331-340
    یکی از رویکردهای موثر در بهبود عملکرد آیرودینامیکی هیدروفویل ها و ایرفویل ها، تزریق مقدار اندکی انرژی به سیستم (نظیر تزریق یا مکش سیال روی سطح جسم) ، جهت تغییر نیروی برآ و پسا می باشد. در حقیقت مکش و دمش سطحی سیال می تواند توزیع فشار و گرادیان سرعت روی سطوح ایرفویل/ هیدروفویل را بهبود و محل جدایش جریان را اصلاح نماید. از این رو در تحقیق حاضر به بررسی رفتار هیدرودینامیکی جریان آشفته عبوری از یک ایرفویل که در معرض تزریق و مکش جریان سیال در قسمتی از سطح بالایی خود قرار گرفته است پرداخته می شود. رفتار ایرفویل ابتدا تحت یک موقعیت تزریق یا مکش سیال بررسی و پس از آن تزریق یا مکش از دو موقعیت، مورد بررسی قرار می گیرد. در این شبیه سازی از نرم افزار تجاری فلوئنت بهره گرفته شده است. هدف از این تحقیق، مطالعه اثر قدرت، تعداد شکاف تزریق یا مکش، محل تزریق یا مکش سیال و زاویه تزریق یا مکش روی عملکرد هیدرودینامیکی ایرفویل می باشد. از مهم ترین نتایج به دست آمده می توان به کاهش 10 الی 50 درصدی نیروی پسا و افزایش 5 الی 10 درصدی نیروی برآ (در حالت دمش) و کاهش 5 الی 30 درصدی نیروی پسا و افزایش 5 الی 10 درصدی نیروی برآ (در حالت مکش) با درنظر گرفتن دو شکاف تزریق در مقایسه با یک شکاف تزریق کاهش اشاره کرد.
    کلیدواژگان: کنترل جریان، دمش و مکش سیال، ضریب برآ، ضریب پسا، زاویه تزریق جریان
  • عیسی خواجه وندی *، نیما امجدی، محمدحسین ولایتی صفحات 341-350
    در یک سیستم قدرت، حد دینامیکی پایداری ولتاژ متناظر با دوشاخگی HB و حد راکتیو ژنراتورها به عنوان دو مفهوم اساسی از منظر پایداری ولتاژ در بهره برداری سیستم تعریف می شوند. وقوع HB سبب بروز نوسانات با دامنه ثابت و یا افزایشی در سیستم قدرت می گردد. علاوه بر این، رسیدن ژنراتورها به حد راکتیو خود، تاثیر به سزایی بر پایداری سیستم قدرت داشته و سبب کاهش حد پایداری ولتاژ و در مواردی بروز فروپاشی ولتاژ می گردد. بنابراین، آگاهی از اینکه در لحظه بهره برداری، نقطه کار سیستم نسبت به حدود تعریف شده در چه شرایطی است، اهمیت بالایی برای بهره بردار سیستم قدرت به منظور ارائه راه کارهای پیشگیری کننده یا اصلاح کننده، خواهد داشت. بر این اساس، استفاده از یک ابزار مناسب به نحویکه بتوان با استفاده از آن وضعیت بهره برداری سیستم قدرت را با توجه به حدود بیان شده تعیین و پیش بینی نمود، اهمیت بالایی پیدا می کند. بدین منظور در این مقاله، با توجه به حدود بیان شده، یک دسته بندی جدید از حیث بهره برداری برای سیستم قدرت تعریف شده و در نهایت با استفاده از شبکه عصبی PNN، وضعیت بهره برداری سیستم قدرت مورد پیش بینی قرار خواهد گرفت. نتایج عددی حاصل از این تحلیل بر روی سیستم های تست 39 و 68 IEEE ارائه شده است.
    کلیدواژگان: دوشاخگی HB، دوشاخگی LIDB، حد توان راکتیو ژنراتور، شبکه عصبی
  • سعید علیایی*، احمد محب زاده صفحات 351-358
    در این مقاله، یک حسگر مبتنی بر نانو تشدیدگر کریستال فوتونی با استفاده از صفحه کریستال فوتونی دو بعدی طراحی و برای کاربرد حسگر زیستی، مدل-سازی شده است. این حسگر شامل دو موجبر و یک نانو تشدیدگر است. به منظور افزایش محدودیت نوری و تزویج نوری بهتر بین موجبرها و تشدیدگر، دو موجبر با انتهایی بسته به عنوان موجبر ورودی و خروجی قرار داده شده است. همچنین اندازه سه حفره ی در ساختار تغییر داده شده است. با توجه به اتصال مولکول زیستی به حفره سنجش، ضریب شکست حفره سنجش تغییر کرده و بر اساس آن طول موج تشدید تغییر خواهد کرد. برای مدل کردن اتصال آنالیت در حفره سنجش، ضریب شکست حفره تغییر داده شده است. ضریب کیفیت برای طول موج تشدید اصلی برابر با 2530 به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که حساسیت برای شناسایی ماده زیستی با ضریب شکست 45/1 (ملکول DNA) برابر با nm/fg 48/9 است.
    کلیدواژگان: حسگر زیستی، کریستال فوتونی، نانو تشدیدگر، حفره سنجش، حساسیت
  • حسین شریف زاده*، نیما امجدی صفحات 359-370
    نوسانات و افزایش مداوم قیمت سوخت و آلودگی های زیست محیطی سبب روی آوری به منابع انرژی تجدیدپذیر شده است. با این حال، طبیعت تغییرپذیر و نامطمئن این تولیدات در کنار فشار اقتصادی ناشی از محیط بازار برق، امنیت شبکه را به مخاطره می اندازد. بدین لحاظ، اطلاع از وضعیت شاخص های امنیتی در شرایط مختلف بهره برداری و درنظرگرفتن اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه ضروری است. استفاده از مقدار امید ریاضی متغیرهای عدم قطعیت هنگام تحلیل امنیت سیستم قدرت، منجر به نتایجی غیرواقعی و به خطر افتادن پایایی سیستم قدرت می گردد. روش های سنتی مبتنی بر تحلیل شمار زیادی سناریو مانند روش مونت کارلو به دلیل حجم و زمان محاسبات بالا فاقد کارایی لازم در سیستم های قدرت با اندازه واقعی هستند. در این مقاله، به منظور تحلیل امنیتی سیستم قدرت، از روش تخمین نقطه ای استفاده می گردد که ضمن امکان درنظر گرفتن عدم قطعیت، زمان و حجم محاسبات مطلوبی دارد. روش پیشنهادی، روی چندین سیستم قدرت نمونه و عملی آزمایش شده و توانایی آن در مدل سازی مناسب عدم قطعیت در زمان مطلوب نشان داده می شود
    کلیدواژگان: ارزیابی امنیت استاتیک، انرژی های تجدیدپذیر، تابع چگالی احتمال متغیر تصادفی، روش مونت کارلو، روش تخمین نقطه ای
  • علیرضا فلاحی، نبی الله رمضانی*، ایرج احمدی صفحات 371-380
    عدم تشخیص دقیق اشباع ترانسفورماتور های جریان ممکن است باعث عملکرد نادرست سیستم های حفاظتی گردد. با توجه به مشخصه غیرخطی و تلفاتی هسته ترانسفورماتورهای جریان، بکارگیری روشی عددی به منظور تشخیص و جبران ورود نقطه کار جریان عبوری از آن به ناحیه اشباع امری ضروری است. لذا در این مقاله روشی جدید مبتنی بر محاسبه امپدانس شاخه مغناطیسی برای تشخیص اشباع و جبران ترانسفورماتور جریان ارائه گردیده است. در روش پیشنهادی با شاخه های مقاومتی غیرخطی و خطی، تلفات ترانسفورماتور جریان را مدل نموده و با محاسبه مقدار اندوکتانس لحظه ای هسته مغناطیسی با روش Jiles Atherton، امپدانس لحظه ای شاخه مغناطیسی با بکارگیری روش تبدیل لاپلاس معکوس عددی محاسبه می گردد. برای تشخیص اشباع هسته ترانسفورماتور جریان مقدار امپدانس لحظه ای محاسبه شده در هر لحظه از زمان با یک مقدار آستانه مقایسه شده است. برای اطمینان از عملکرد روش پیشنهادی تاثیر عواملی از قبیل انواع خطا ها، شار پسماند، زاویه شروع خطا، بارهای مختلف، مولفهDC در جریان اولیه مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین روش ارائه شده توسط نرم افزارهای PSCAD-EMTDC و MATLAB پیاده سازی گردیده است. نتایج حاصل از روش پیشنهادی با داده های آزمایش مقایسه شده و در تمامی موارد دقت، سرعت و قابلیت اطمینان بالای آن به اثبات رسیده است.
    کلیدواژگان: ترانسفورماتور جریان، اشباع هسته مغناطیسی، امپدانس لحظه ای، تبدیل لاپلاس معکوس
  • محسنعلی شایانفر *، مرتضی رئیسی دهکردی، علیرضا رضاییان، علی گوهررخی صفحات 381-396
    دیوار برشی فولادی یک المان سازه ای فولادی جدید برای مقاومت در برابر بارهای جانبی بخصوص زلزله می باشد. رفتار این سیستم ها به دلیل فقدان روشی مناسب برای تحلیل و طراحی آنها به خوبی شناخته نشده اند. این امر منجر به الزامات طراحی محافظه کارانه ای می شود. روش پیشنهادی طراحی پلاستیک براساس عملکرد یک رویکرد سیستماتیک برای تحلیل و طراحی سازه ها ارائه می دهد. این روش با استفاده از تغییر مکان هدف و مکانیزم تسلیم بعنوان محدودیت های عملکردی، یک رویکرد قاعده مند برای تحلیل و طراحی این سیستم ها فراهم می کند. علاوه بر آن، براساس تغییرمکان هدف مناسب برای هر سطح خطر، عملکردی مطلوب در سطوح خطر متفاوت فراهم می کند. در این مطالعه، روش پیشنهادی با روش آئین نامه ای براساس دستورالعمل های ضوابط لرزه ای AISC برای طراحی یک ساختمان اداری 4 طبقه با دیوار برشی فولادی بعنوان سیستم مقاوم در برابر بار جانبی مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، طراحی براساس عملکرد، طراحی پلاستیک، تغییر مکان هدف، مکانیزم تسلیم
  • ساناز خطیبی، مرتضی خاکزار بفرویی *، مرتضی رحمانی صفحات 397-410
    برنامه ریزی گیت یکی از فعالیت های کلیدی در فرودگاه هاست که به عنوان یک مساله بهینه سازی تعریف می شود. هدف اصلی این پژوهش پیدا کردن یک تخصیص مناسب برای پروازهای ورودی و خروجی با درنظر گرفتن مجموعه ایی از محدودیت های کاربردی است. یکی از اهدافی که کمتر مورد توجه قرار گرفته است، بالانس نمودن بار کاری گیت ها با استفاده از تعداد مسافران می باشد. در این مقاله، این هدف به همراه دو هدف کمینه کردن تاخیرهای بوجود آمده در زمان تخصیص گیت به هواپیما و بیشینه کردن امتیاز اولویت تخصیص گیت (کنترل ازدحادم مسافران) که تاکنون باهم در نظر گرفته نشده اند، به عنوان اهداف این مساله در نظر گرفته شده است. مساله به شکل برنامه ریزی عدد صحیح مختلط مدل سازی شده است. همچنین این مدل با استفاده از داده های واقعی فرودگاه بین‏المللی مهرآباد در ابعاد کوچک و متوسط حل شده است. به منظور یافتن مجموعه جواب های پارتو، الگوریتم NSGA-II پیشنهاد و برای نشان دادن کارآیی الگوریتم جواب های بدست آمده در ابعاد کوچک با جواب های بدست آمده از روش محدودیت اپسیلون مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که درصد خطای توابع هدف نسبت به روش محدودیت اپسیلون در تمامی مسایل حل شده کمتر از 1. 5% است که کارآیی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. افزایش نمایی زمان حل با استفاده از روش محدودیت اپسیلون در مقابل افزایش خطی توسط NSGA-II نشان دهنده کارآیی روش حل توسعه داده شده، برای حل مساله در ابعاد واقعی و بزرگ است.
    کلیدواژگان: حمل و نقل هوایی، برنامه ریزی گیت، تصمیم گیری چند هدفه، برنامه ریزی عدد صحیح مختلط، الگوریتم NSGA-II، روش محدودیت اپسیلون
  • حسین ناهید تیتکانلو *، رکسانا فکری، عباس کرامتی صفحات 411-432
    عدم قطعیت در داده های حاصل از نظرات و قضاوت های انسانی از عوامل مهم ایجاد خطا در فرایند ارزیابی عملکرد کارکنان می باشد. در مطالعات معدودی که در زمینه مواجهه با خطا و عدم قطعیت در فرایند ارزیابی عملکرد انجام شده است، راهکارهایی که عمدتا مبتنی بر کاربرد ابزارهای فازی هستند، ارائه شده است. این راهکارها کاستی های اساسی مانند عدم پوشش عدم قطعیت ناشی از نقص دانش و یا مشکلات مرتبط با پیاده سازی و اجرا دارند. با توجه به موارد فوق، در این مقاله مدلی جدید مبتنی بر تئوری شواهد و ابزارهای فازی جهت مدلسازی عدم قطعیت در فرایند ارزیابی عملکرد کارکنان ارائه شده است. مدل ارائه شده امکان دریافت نظر متناسب با سطح دانش ارزیاب را فراهم آورده و قابلیت مواجهه با عدم قطعیت ناشی از تغییرپذیری و جهل را دارا می باشد. در مدل ارائه شده، عدم قطعیت در داده های حاصل از دو مقیاس متداول ارزیابی، شامل مقیاس شباهت بصری و مقیاس عبارت های زبانی فازی، به همراه داده های مرتبط با قابلیت اطمینان ارزیاب، در ساختار تئوری شواهد مدلسازی و با استفاده از قوانین ترکیب شواهد، تجمیع می شوند. عملکرد، مزایا و بهبودهای ناشی از مدل ارائه شده در مقایسه با سایر روش های متداول تجمیع داده های ارزیابی، با استفاده از داده های شبیه سازی شده و مثال عددی، بررسی شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که مدل ارائه شده علاوه بر افزایش قابلیت مواجهه با عدم قطعیت و تسهیل نظرسنجی در فرایند ارزیابی عملکرد کارکنان، دقت نتایج حاصل از تجمیع داده ها را نیز به طور معنادار افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، ارزیابی عملکرد، ارزیابی چندمنبعی، تئوری شواهد، تئوری فازی
|
  • Ali Sayyah, Reza Baradaran Kazemzadeh*, Mohammad Mehdi Sepehri, Hamidreza Eskandari Pages 1-13
    Increasing the complexity of physical assets, mostly causes increasing in their price. On the other hand, financial limitation of companies do not let them to invest high amount of their capital in physical assets. Hence, equipment providers offer variety of financial ways for users to provide ability to fulfill their needed functions of an asset and efficient operation. Additionally, maintenance strategy of the equipment affect their life cycle cost and service level. Hence, companies are required to choose the optimum physical asset management strategy, in order to avoid inefficiency. The proposed mathematical model in this research determines the optimum strategy by interconnecting procurement parameters, maintenance scheduling variables and equipment working historical data based on the project time horizon. The output of the model consists of the procurement way (Buy, Lease &Upgrade), Maintenance Strategy (PM degree, PM Interval &Upgrade level) and cost. The model has been applied for a specific equipment in a copper mine for 10 years using to illustrate variables relationship.
    Keywords: Physical Asset Management, Maintenance Scheduling, Equipment Procurement
  • Behrooz Keshtegar * Pages 15-27
    The first order reliability method (FORM) is widely used to estimate the failure probability of structures. Appropriate evaluation of the reliability index is more important to estimate the failure probability in FORM. Generally, the iterative mathematical formula of FORM (i.e. Hasofer and Lind- Rackwitz and Fiessler (HL-RF)) was shown the instable solution of reliability index in highly nonlinear problems. The harmony search algorithm can be estimated the reliability index for concave and convex reliability problems due to capability and not need the gradient vector of random variables. In this paper, a global-best harmony search (GHS) algorithm with small harmony memory was proposed. In proposed GHS, a dynamical bandwidth, which is computed based on number of random variables, is proposed to adjust the harmony memory by a random generation with Normal distribution function. Accuracy and robustness of the proposed GHS have been compared with the HL-RF and stability transformation method (STM) through several limit state functions to that have been taken from. The results indicate that the HL-RF formula of FORM was not converged in several nonlinear examples. The proposed GHS was converged as similar as the STM results but it is more efficient )there is required less iterations to converge than STM). The GHS algorithm has top performance both of accuracy fast convergence rate.
    Keywords: first order reliability method, reliability analysis, improved harmony search algorithm
  • Seyed Morteza Javadpour, Said Farahat *, Hossein Ajam, Mahmoud Salari, Alireza Hossein Nezhad Pages 29-41
    One of the least cost methods to reduce drag on under-water projectiles is to create ventilated cavitation. So, many of researchers have focused on this subject during recent decade. In this research, ventilated cavitating flow around 30o cavitator is studied numerically and experimentally. The main objective of this research is studying the effects of some important parameters such as the air ventilation rate and flow velocity on the drag coefficient and the dimensions of cavities developed around the body. The experiments were done in a semi open-loop water tunnel. The fluid flow velocity in the test section was between 14 to 22 m/s. Also the 3D multiphase fluid flow over the cavitators within the test section are modeled and analyzed numerically by solving the corresponding governing equations using finite element method and mixture model and is coupled with the Rayleigh-Plesset equation to capture the cavity development. A comparison between numerical results and experiments shows that the numerical method using CFX accurately simulates the physics of ventilated cavitation phenomena such as the cavity length, cavity diameter and cavity shape. In final, after comparison result, effect of gas ventilation on drag coefficient and shape of cavity is presented. The results show that increasing air ventilated rate causes the amount of drag force and drag coefficient to be reduced to 36%. Also at constant air ventilated rate, with reducing cavitation number, length and diameter of the cavity are increased to 77 percent and 20 percent respectively.
    Keywords: Ventilated Cavtiation, Water Tunnel, Drag, Cavitator, Multiphase flow
  • Ata Allah Taleizadeh *, Amir Hossein Nobil Pages 43-50
    The economic order quantity (EOQ) problem is one of the most common used models for the production planning and inventory control problems. A common and unrealistic assumption in these problems is considering prefect quality for all units. In this study, a multi-product EOQ model with imperfect items is proposed. In this system, all received products are not perfect, and imperfect items are scraped. Moreover, in this model the warehouse construction cost is considered as a part of inventory system costs. The objective of this study is to determine the optimal order quantity and reorder point of each product such that the total inventory cost is minimized. The proposed model is a development of a convex nonlinear programming problem therefore an exact algorithm is developed to solve this problem. Finally, to demonstrate the applicability of proposed procedure, a numerical problem is represented.
    Keywords: EOQ, Scrapped products, Non, linear Programming, Exact solution approach
  • Meysam Bagheri Pourasil, Yaghoub Mohammadi *, Amin Gholizad Pages 51-65
    One of the methods for assessing the potential of progressive collapse occurrence is the APM method. This method done by direct removing of one or several columns. However, in this method the damage of adjacent elements of removed columns under blast conditions was ignored and this issue can lead to an incorrect prediction of progressive collapse. Therefore in this study to evaluate the potential of progressive collapse due to blast loading a 4st steel moment frame building with Abaqus/CAE 6.11 software is simulated, and two methods '' alternative load path and applied of blast load directly'' were evaluated in this study. The results indicate that in assessment of the potential of progressive collapse occurrence by considering the blast loading as the initial reason of failure, the structure response will be different compared with the common methods that used for evaluation of progressive collapse occurrence and in those methods the initial reason of progressive collapse was ignored.
    Keywords: Progressive Collapse Blast Loading Steel moment frame Alternative path method Finite element method
  • Mohammad Ali Beheshtinia *, Jalil Vaziri Pages 67-84
    Recently, Quality Function Deployment (QFD) is used as a systematic approach to establish an appropriate connection between customers’ needs and technical requirements of provided services by many companies. In this paper a hybrid model composed of QFD, Analytic Hierarchy Process (AHP) and knapsack problem using fuzzy approach is proposed to create this connection. Afterwards, a case study on police services is presented. Accordingly, customers’ needs from police services are detected and after determination of their importance level with fuzzy group AHP approach, they are positioned in rows of House Of Quality (HOQ) matrix. Also, the main police processes are placed in columns of HOQ matrix. Finally, a model based on knapsack problem model is proposed to determine the priory of executive activities for quality enhancement in police services, regarding budget constraint.
    Keywords: Quality Function Deployment, Analytic Hierarchy Process, Fuzzy theory, Knapsack problem, Police services
  • Seyed Mohammad Hassan Hosseini *, Ali Akbar Hassani Pages 85-98
    Assembly flow shop production system includes two stages. In the first stage that is usually assumed one station with some parallel machines, the parts are processed. The second stage is an assembly station (or line) to assemble the parts and complete the products. Suppose that a number of products of different kinds are ordered to be produced and each product needs a set of several parts to complete. Some of the parts are common and some others are unique for each product. Therefore it is important to study the setup times and batch production. The aim is to schedule the parts for process and the products for assembly with the minimum complete time objective. Literature review shows that the considered problem is a NP-Hard problem, so the problem characteristics and its parameters are defined and then a branch and bound algorithm is introduced to solve the small and mediocre problems. Some lower bounds and upper bounds are improved to increase the algorithm efficiency. Finally, a variety of problem is designed and performance of the proposed algorithm is evaluated in solving this problems.
    Keywords: scheduling, Assembly flow shop. Branch, amp, Bound algorithm, Makespan
  • Fatemeh Saadatjoo *, Mohammad Ali Saadatjoo Pages 99-111
    Any concurrent transaction should be taken in database could lead to conflict. The conflict occurs due to incorrect values for the data which lead to interference in executed transaction which has been taken. The concurrency control algorithms, to insure the concurrent action many transactions has been designed to work concurrently with a common data. In this paper, Wound-Wait and Wait-Die concurrency control algorithms which are the part of preventing Deadlock techniques, has been modeled. Since the Colored Petri Net is one of the best methods in analyzing the concurrency control mechanism, modeling are shown using Colored Petri. Ater modeling the evaluation is carried out using parameters such as the number of transactions entering the system, the number of commands, and the number of relevant and irrelevant data between transactions, and the number of relevant data in transactions without irrelevant data, has been taken place. After evaluation, according to mentioned parameters, this result has been obtained, that Wound-Wait algorithm has much better time performance in comparison with the Wait-Die algorithm.
    Keywords: Concurrency control, Colored Petri Net, Wait, Die, Wound, evaluation, Preventing deadlock
  • Majid Mohammadpour *, Hamid Parvin Pages 113-132
    Artificial Bee Colony Algorithm(ABC) is one of the swarm intelligence optimization algorithms that is extensively used for the goals and applications static. Many practical, real-world applications, nevertheless, are dynamic. Thus we need to get used optimization algorithms that could be solved problems in dynamic environments as well. Dynamic optimization problems where change(s) may occur through the time. In this paper we proposed one approach based on chaotic ABC combined with explicit memory method, for solving dynamic optimization problems. In this proposed algorithm, we used the explicit memory for store the aging best solution for the maintaining diversity in the population. Use the aging best solution and diversity in environments helps the speed convergence in algorithm. The proposed approaches have been tested on Moving Peaks Benchmark. The Moving Peaks Benchmark is the suitable function for testing optimization algorithms in dynamic environments. The experimental study on a Moving Peaks Benchmark show that proposed approach has a superior performance in comparison with several other algorithms in dynamic environments.
    Keywords: optimization, Artificial Bee Colony algorithm, Dynamic Environments, Chaos, Memory, Moving Peaks Benchmark
  • Hamid Yaghobi * Pages 133-145
    One of the major concerns of engineers in power networks is out-of-step protection applied to the synchronous generators. Conventional out-of-step protection methods utilize a distance relay with blinders in the R–X plane and a timer. Many problems about the setting and incorrect operation of these relays has been reported in literature. Therefore, in order to overcome, some of the difficulties associated with the previous techniques, a new out-of-step detection algorithm, based on the local measurements of the generator in multi-machine power network, has been introduced in this paper. The measured angular velocity and acceleration data from active power of the machine are used to detect out-of-step conditions. The results of the simulation studies show that the application of the proposed technique is straightforward and can be directly applied to a multi-machine power network without any need to cumbersome methods of network reduction. Furthermore, the results verify the effectiveness, speed and sensitivity of the proposed method.
    Keywords: Synchronous generator, Out, of, step protection, Active power
  • Shahab Valizade Alavi *, Nima Amjady Pages 147-157
    The Anti-Hazard Wrist Strap is a Wrist strap that can measure the flux of the current in which cross through the hand of a victim, and it will trigger an EMR (Electromagnetic Relay) or SSR (Solid State Relay) to keep the victim safe from electrocution. The material which has been used in this project as a core is a ferromagnetic material and a Hall-Effect Sensor. These Parts will place in the gap of the core. For directing flux to cross the Hall-Effect sensor, a non-magnetic material has been used in magnetic parallel ways of the core. The Anti-Hazard Wrist Strap uses a novel way to protect the person who is in danger of electrocution and this protection is based on direct protection of a person and is not depend on electrical ground. Phase to phase electrocution is an incident that any of available protection equipment cannot be efficient to sense it. The time of operation and the required current for operation of this Wrist Strap is as low as milliseconds and mill amperes.
    Keywords: Phase to Phase Electrocution, Hall Effect Sensor. RF Transceivers, Anti, Hazard Wrist Strap
  • Mohammad Javad Abbasi, Hamid Yaghobi * Pages 159-169
    Loss of excitation (LOE) event is among the most frequent failures in electric generators. However, LOE detection studies heretofore were usually confined to synchronous generators. Common LOE detection methods are based on impedance trajectory what makes the system slow and also prone to misoperation in the case of stable power swing (SPS). This paper presents a new method to detect the LOE based on the measured variables from the DFIG terminal. In this combined method for LOE detecting, rate of change of terminal voltage and output reactive power and for SPS detecting, DC-link voltage of DFIG have been used. The performance of the proposed method has been confirmed by Matlab/Simulink simulations for various power capacities and operating conditions. The results prove the method's velocity, simplicity and security.
    Keywords: Fault detection, doubly fed induction generator, loss of excitation, stable power swing
  • Farid Kordi, Javad Alamatian * Pages 171-180
    In this paper, new approach for designing of TMD is presented. This method is categorized in passive control mechanism which is formulated based on structural dynamics theories. The proposed method tries to design the TMD's specifications based on studying the dynamic magnification factor. This formulation leads to complex stiffness which shows that the TMD has damping. Analytical and numerical verification are performed for verifying the proposed approach. These studies show that the proposed formulation has suitable efficiency in structural control so that structural vibrations are damped in few period of time.
    Keywords: Passive control, Tuned Mass Damper, Complex stiffness
  • Bentolhoda Sazegaran, Hassan Haji Kazemi * Pages 181-195
    Conical form is one of the standard and efficient fabric structure forms which is a suitable choice to cover small and intermediate spans. Since weight of fabric structures is not significant, wind pressure is the governing load in their design process. However, building codes do not suggest design wind loads for irregular shaped structures such as fabric structures. In this paper, effective parameters of wind pressure on conical fabric structures are investigated by using computational fluid dynamics. 48 cases of wind flow around conical formed fabric structures are modeled and analyzed in Fluent computer program. The effects of geometric characteristics of models, namely principal slope angel of form, proportional diameter of top circle of conical form, and lowest start angel of main curve, on wind pressure distribution is investigated. Among considered parameters, principal slope angel of conical form is recognized to be the most impressive parameter on wind pressure distribution.
    Keywords: Fabric Structures, Conical Form, Wind, CFD
  • Masoud Mahmoodi *, Ali Naderi Bakhtiari Pages 197-207
    Equal channel angular rolling (ECAR) is a severe plastic deformation (SPD) process in order to achieve ultrafine-grained (UFG) structure. In this paper, the mechanical properties of ECAR process using artificial neural network (ANN) and nonlinear regression have been illustrated. For this purpose, a multilayer perceptron (MLP) based feed-forward ANN has been used to predict the mechanical properties of ECARed Al6061 alloy sheets. Channel oblique angle, number of passes and the route of feeding are considered as ANN inputs and tensile strength, elongation and hardness are considered as the outputs of ANN. In addition, the relationship between input parameters and mechanical properties were extracted separately using nonlinear regression method. Comparing the outputs of models and experimental results shows that models used in this study can estimate the mechanical properties appropriately. Where, the performance of ANN model is better than the correlations to predict mechanical properties. Finally, the developed outputs of trained neural network model are used to analyze the effects of input parameters on tensile strength, elongation and hardness of ECARed Al6061 alloy sheets. The results showed that the ANN model, without highly expensive tests and experiments, is an efficient tool to predict the mechanical properties of ECARed Al6061 sheets.
    Keywords: SPD, ECAR, Mechanical properties, ANN, Nonlinear Regression
  • Mohammad Mahdi Jalili *, Mohammad Masab Doralizadeh Pages 209-224
    Atomic force microscopy is a powerful tool in imaging and detection of nanoscale materials. The performance of this device in liquid environment has a great advantage such as ability of imaging biological samples, reducing the van der Waals forces and elimination of capillary forces. Understanding of dynamic behavior of the device in liquid environment under various conditions is essential. Therefore in this paper the atomic force microscopy is modeled as a cantilever beam and its dynamic behavior is investigated using the analytical method of multiple scales. For this purpose the equation of motion of microcantilever is obtained using the continuous beam model. Subsequently the hydrodynamic force due of fluid incorporates into the equation using additional mass and damping. Then using the method of separation of variables and use of the Galerkin approximation method, partial differential equation of motion of the beam is turned to an ordinary differential equation. Finally, using the method of multiple scales, the frequency response of the micro-beam near its resonance frequencies is obtained. Moreover the effect of the fluid viscosity and beam dimensions on beam frequency response is studied. In addition, since in nonlinear systems, addition to the primary resonance, it is possible to there is another resonant frequencies, so in this paper the resonant frequencies other than the natural frequency of the linear system is studied and the existence of two resonant frequencies lower than the natural frequency is shown.
    Keywords: Atomic Force Microscopy, liquid environment, nonlinear Oscillations, Frequency response
  • Mehran Rajabi Zargarabadi * Pages 225-236
    This study is aimed to increase the effectiveness of film cooling in rotating blades by performing forward diffused shaped hole. For both cylindrical and forward diffused holes three different rotational speed of zero, 300 and 500 rpm have been investigated. Three-dimensional numerical simulation of turbulent flow and heat transfer in rotating reference frame are performed using modified low Reynolds k-ε model. Comparison show that low Reynolds models have acceptable ability to predict the effectiveness of film cooling of the rotating blade. The results show that by increasing the rotational speed the Coriolis acceleration consequences the deviation of the cooling air from the central line. In rotating blade, the effectiveness of the central line, especially downstream of the injection holes is reduced. Also injection of cooling air through the forward diffused hole lead to reduce the mixing of cooling air with main stream flow. Comparison of the results shows that the effectiveness of the forward diffused hole is considerably higher than the cylindrical hole.
    Keywords: turbine blade, Film cooling, Turbulent heat transfer, Rotation speed, Shaped hole
  • Vahid Modanloo, Vali Alimirzaloo *, Mohammadreza Ebrahimikhosroshahi Pages 237-250
    In the roll forming process, control of input parameters is essential in order to maintain the quality of the final profile. In this investigation, a new hybrid approach is used for optimization of the roll forming process. That is based on the finite element simulation. Firstly, the process was modeled using the finite element method and then verified with the experimental results. Then necessary experiments have been designed using the central composite design method. In this design roll diameter, distance and number of stands and linear velocity of the sheet are considered as input variables and maximum plastic longitudinal strain and angle precession (reverse of spring back) are considered as response functions. Then the response surface model of the objective functions was obtained using the response surface method based on the finite element outputs of the runs. Finally, optimum point of the input parameters has been obtained using the desirability function approach. Results show that the response surface method can model the effect of the input parameters on the objective functions precisely. According to this model, increasing of distance of the stands and roll diameter, lead to decreasing of maximum plastic longitudinal strain. Increasing the linear velocity of the sheet leads to decreasing the maximum plastic longitudinal strain. Decreasing distance and increasing number of stands cause to increase the angle precession and increasing the linear velocity of the blank leads to decreasing of the angle precession. Also optimization results represent increasing of the angle precession and decreasing of the maximum plastic longitudinal strain in comparison to conventional results.
    Keywords: Roll Forming, optimization, Response surface method, Finite element, Desirability function
  • Ali Soleimani *, Saeid Shahraki, Mahdi Sherafati, Hosein Bisadi Pages 251-265
    In today's modern turbines, temperature of the first row of blades, which are said the hot zone of turbine, has been boosted up to1000℃. These blades should be work for long periods. Since the main reason of fraction the pieces which are being used at high temperature and cyclic load are fatigue and creep, estimating the precise life time of these pieces is vital, whether by numerical methods or experiments. There are a couple of models for estimating the life time of work piece in interaction of creep and fatigue. In this paper, the creep and fatigue of first line of Tri60 turbofan blades has been investigated. In order to estimating the creep and fatigue life of motor turbine, initially, the analyses of blade's thermal stress and heat transfer have been conducted by Abaqus software Afterwards, the life time of blades has been done by Smith-Watson-Taper algorithm in fe-safe software. Fatigue analyze based on transient modal analysis has been also studied which leads to deriving destructive natural frequency. Finally, by using corrected Godman equations, Maro and Larson Miler the validity of blade's fatigue and creep have been investigated respectively.
    Keywords: Creep, Fatigue, turbine blade, TRI60 microturbine, fe, safe software
  • Ehsan Saemi * Pages 267-274
    Microcellular foams are a group of foams which have a lot of micro cells in the size of about 10 microns. In these foams, neutral gases (Nitrogen or Carbon dioxide) are used as a foaming material. Because of their small sizes, these foams have better mechanical and physical properties (such as fatigue strength, yield strength and de-electrical and thermal properties) than non-foamed plastics. In this study, the mechanical properties of polystyrene microcellular foams have been studied. The rate of relative density, the size of the cells, the structure of the foams and yield and fatigue strength have been studied and measured. To achieve an optimal structure, the results show that temperature and time of foaming should be controlled carefully. This condition is in the temperature of about 100° c and the time of 100 second. Also, the tensile strength of the foamed sample has been reduced and the rate of energy absorption has been significantly increased.
    Keywords: Microcellular foams, Polystyrene foam, Mechanical properties, Morphological properties, Carbon dioxide
  • Leila Mohammadian, Ebrahim Babaei *, Mohammad Bagher Bannae Sharifian Pages 275-288
    In this paper, a new method based on signal flow graph is proposed for modeling a Cuk converter. Furthermore, the original signal flow graph based method suggested in literature is also implemented on the Cuk converter. The proposed method is very simple in the process, compared to other methods of modeling and the old method of signal flow graph. By using signal flow graph approach the three models of small signal, large signal and steady state are extracted. Also, without adding any additional computation, the desired transfer function between any two state variables of the circuit is extractable. After modeling the converter, a controller design problem for the Cuk converter will be discussed. A robust control method is proposed for controlling the system. It will be shown that, although the switching converter has a nonlinear nature, but this does not affect the controller design problem. By using a linear controller with parameters tuned with a robust method of mixed sensitivity type, controlling the converter is possible.
    Keywords: Mixed sensitivity, Model based control, Robust control, Signal flow graph, Cuk converter
  • Shamsa Basirat *, Seyyed Aliakbar Salehi Neishabouri Pages 289-298
    Local scour of hydraulic structures has a great influence on the design of these structures. Therefore, investigation of the flow and bed profile changes, affected by the presence of different structures is inevitable. In this paper, a three-dimensional Eulerian-Eulerian model is used to estimate the maximum scour depth downstream of hydraulic structures. By using open source software OpenFOAM and make appropriate capabilities for modeling of scour, model built and efficiency and weaknesses of Eulerian-Eulerian method is evaluated. Finite volume method is used for solving differential equations of sediment transport and flow field. the model has been developed by considering the parameters affecting the amount of scour and the use of two-phase flow equations. For construction of numerical model of fluid flow, a context of repeated speed-pressure is used. To verify the final results of the numerical results of laboratory research and researchers like Chatterjee, Liu and Van Rijn is used. The results showed that the method is appropriate to estimate the maximum scour depth.
    Keywords: Scour numerical simulation Euler, Euler model OpenFOAM
  • Samuel Yousefi *, Mustafa Jahangoshai Rezaee Pages 299-317
    One of the most important issues in the supply chain is supplier selection with the aim of optimizing expenditures on uncertain demand. On the other hand, due to today's competitive environment, rising customer expectations for high quality and affordable products purchased, lead to development the long-term relationship of supply chain members including buyer and supplier. Therefore, selection of an appropriate set of efficient supplier and allocating orders to theirs, is one of the most important strategic decisions to create effective and efficient supply chain system in competitive environment that characterized by uncertainty. This study, at first, is attempted to select a set of efficient suppliers in a non-competitive environment with uncertain demand through the presenting an integrated model of multi objective programming including data envelopment analysis (DEA) and single buyer-multi vendor (supplier) coordination. Afterwards, by presenting a DEA model based on Nash bargaining game, the competitive environment among suppliers is simulated. The results of the two models shows that competitive environment has led to improved efficiency.
    Keywords: Supplier selection, Efficiency, Data envelopment analysis, Nash bargaining game, Uncertain demand
  • Hamoon Pourmirzaagha *, Reza Ebrahimi, Amir Babak Ansari Pages 319-330
    This paper present a gas turbine cycle combined with a solid oxide fuel cell with hydrogen fuel’s is exergy and energy modeled. In this way all components of the system are separately modeled. Fuel cell model presented, as well as show its behavior in different condition performance. Then, the effects of various parameters on efficiency, exergy was evaluated. And for accuracy, the results were compared with results of references and shows a good match. Increasing the turbine inlet temperature results in decreasing the thermal and exergy efficiency of hybrid system, whereas it improves the net power output. Moreover, an increase in the turbine inlet temperature leads to increases irreversibility and compression ratio leads to decreases irreversibility of the hybrid system. The results in the design point showed that 81% of irreversibility takes place in the fuel cell and combustion chamber(41% in the SOFC and 40% in combustion chamber). Hybrid system efficiency is 58.4%, while the system without SOFC efficiency is 31%, that is a combination of superior performance system.
    Keywords: Gas turbine, Solid oxide fuel cell, Energy, Exergy, Efficiency
  • Pooria Akbarzadeh *, Mahsa Mostafavi Pages 331-340
    One approach to improve the aerodynamic performance of airfoils and hydrofoils is inject a small amount of energy to the system (such as fluid injection or suction on the surface), to change the lift and drag. In fact, surface suction and blowing of the fluid can improve the pressure distribution and velocity gradient on the airfoil/hydrofoil surfaces and modify the flow separation point. Therefore, in this study the hydrodynamic behavior of turbulent flows over an airfoil exposed to the injection and suction of fluid in a part of its upper surface is discussed. Firstly, the behavior of the airfoil under one position of the injection or suction and then under two positions of injection or suction are investigated. In this simulation, the FLUENT software is used. The aim of this study is to investigate the effect of the power, the number, the position and the angle of blowing or suction on the hydrodynamic performance of the airfoil. The most important results are the reduction of 10 to 50 percent of the drag and the increase of 5 to 10 percent of the lift (for the blowing) and the reduction of 5 to 30 percent of the drag and the increase of 5 to 10 percent of the lift (for the suction) by considering two positions of injection in comparison to one position.
    Keywords: Flow Control, Blowing, amp, Suction, Lift Coefficient, Drag Coefficient, Flow Injection Angle
  • Issa Khajevandi *, Nima Amjady, Mohammad Hossein Velayati Pages 341-350
    In power system, dynamic voltage stability margin corresponding with hopf bifurcation (HB) and reactive power limit of generators, As the two basic concepts in power system operation are defined in terms of voltage stability. Occurrence of HB, leads to oscillatory problem with constant or incremental amplitude in power system. Moreover, occurrence reactive power limit of generators, have a significant effect on power system stability and therefore reduce voltage stability margin or some times leads to voltage collapse occurrence. Therefore, knowledge of relation between operational point of power system and defined margins is very important for network operators to provide corrective and preventive strategies. Accordingly, the use of forecasting tools for the determination and prediction of the operating condition of the power system based on the defined margins is essential. In this paper, to prediction of operating condition of power system, a new classification based on the defined limits is proposed. The proposed algorithm is examined on the IEEE 39 and 68 buses test systems.
    Keywords: Hopf Bifurcation, Limit Induced Dynamic Bifurcation (LIDB), Generator Reactive Power Limit, Neural network
  • Saeed Olyaee *, Ahmad Mohebzadeh Pages 351-358
    In this paper, design and optimization of a biosensor based on the nano resonator using two-dimensional photonic crystal (2D-PhC) is presented. The biosensor is consisted of two waveguides and a nano resonator. In order to increase the light confinement and well optical coupling between waveguides and nano resonator, one-end waveguide is selected as the input/output waveguides. Also, the size of three holes of structure has been changed. Due to the biomolecule bio-materials binding to the sensing hole, the refractive index of the hole is changed and consequently the resonant wavelength is shifted. The results show that the quality factor is about 2530. The sensitivity of biosensor for bio-materials sensing with effective refractive index about 1.45 (DNA molecule) is also obtained 9.48 nm/fg.
    Keywords: biosensor, photonic crystal, nano resonator, sensing hole, sensitivity
  • Hossein Sharifzadeh *, Nima Amjady Pages 359-370
    Continuous increase in fuel prices and its variations together with the emerged environmental pollutions cause to tendency to the renewable energy sources. However, the variable and uncertain natures of these generations as well as the market pressure due to the electricity market background threat the network security. Therefore, the recognition of the security index states in different operation conditions and considering the preventive and corrective actions are vital. Employment of the expected value of the uncertain variables for the power system security analysis would result in unrealistic outcomes and threatening of the power system security. Conventional approaches relying on the analysis of the large sum of scenarios such as Monte Carlo method are not efficient in the realistic large scale power systems due to the high computational burden and required time. This paper, in order to analysis the power system security, uses a point estimation method which consider the uncertainty while still has the satisfactory computational burden and time. The proposed method is examined on several power system test cases and its ability to effective uncertainty modeling in acceptable time is shown.
    Keywords: Static security evaluation, renewable energy sources, distribution function of stochastic variable, Monte Carlo method, point estimation method
  • Alireza Fallahi, Nabiollah Ramezani *, Iraj Ahmadi Pages 371-380
    Accurate indiscrimination of CT saturation can be caused mal-operation of protection systems. Due to nonlinear and loss characteristic behavior of CTs, it is necessary to use a numerical method to detect CT saturation, accurately. In this paper a new method has been presented to determine the CT saturation. In proposed method, the core loss of CT and instantaneous inductance of magnetic core have been modeled by linear and nonlinear resistances and Jiles Atherton model, respectively. Then the instantaneous impedance of magnetic branches has been calculated by Fast Inverse Laplace Transform (FILT). This algorithm has been implemented to Matlab and PSCAD/EMTDC softwares. Also, impact of different parameters such as type of fault, residual flux, fault initial angle, DC offset and etc. have been evaluated. In comparison with previous researches, simulation results show this algorithm have the proper accuracy, speed and reliability.
    Keywords: current transformer, magnetic core saturation, instantaneous impedance, inverse Laplace transform
  • Mohsenali Shayanfar *, Alireza Raissi Dehkordi, Alireza Rezaeian, Ali Gohrrokhi Pages 381-396
    The steel plate shear wall (SPSW) system has emerged as a promising lateral load resisting system in recent years. However, seismic code provisions for these systems are still based on elastic force- based design methodologies. Considering the ever increasing demands of efficient and reliable design procedures, a shift towards performance based plastic design (PBPD) procedure is proposed in this work. The proposed PBPD procedure for SPSW systems is based on a target inelastic drift and pre-selected yield mechanism. The proposed procedure is tested on a four-story building with rigid connections. Three different designs are considered: (1) the code design (2) the DBE design and (3) the MCE design. In addition, the displacement profiles and the selected yield mechanism are also compared at target drift.
    Keywords: steel plate shear wall (SPSW), performance based design, plastic design, target drift, yield mechanism
  • Sanaz Khatibi, Morteza Khakzar Bafruei *, Morteza Rahmani Pages 397-410
    Gate scheduling is a key activity at airports that is proposed as an optimization problem. The main purpose of this problem is to find an assignment for the flights arriving and departing while satisfying a set of practical constraints. Studies show that the gate assignment tables have been used to minimize the gate flights delay and maximize the gate efficiency and productivity. Depending on the situation, different objectives become important. If the load balancing with number of passengers in the gates becomes a bottleneck one has to make sure that the flights are equally spread over the different gates. This load balancing objective function has to be balanced with other objectives, especially minimization total delay time and maximization of the total gate assignment preference score. The related problem is formulated as a mixed-integer programming (MIP). We address this problem using real life data from Mehrabad International Airport for both small and medium size problem. To find the set of Pareto solutions, NSGA-II algorithm is proposed to demonstrate the effectiveness of the solutions which is obtained in small dimensions compared with the results obtained by the method of epsilon constraint. The results show that the percentage of error of objective function compared to epsilon constraint method is less than 1.5% for all problems. Indeed, this shows the efficiency of proposed algorithm which is recommended for solving the medium and large size problem.
    Keywords: Air Transportation, Gate Scheduling, Multi, objective decision making, Mixed Integer Programming, NSGA, II, Epsilon constraint
  • Hossein Nahid Titkanlu *, Roxana Fekri, Abbas Keramati Pages 411-432
    Uncertainty involved in human judgments is an important cause of error and loss of credibility in outputs provided by performance appraisal (PA) processes. In few existing studies related to the errors and uncertainties in PA process, solutions mainly based on the use of fuzzy tools have been presented in this regard. These solutions have fundamental deficiencies such as inability to cope with epistemic uncertainty and also problems associated with their implementation. Considering these problems, in this paper, a new model based on evidence theory and fuzzy tools has been proposed to model uncertainty in PA process. The proposed model makes it possible for assessors to provide their ratings commensurate with their level of knowledge and also has the ability to deal with uncertainty caused by randomness and ignorance. In the proposed model which has been designed based on multi-source assessment framework, the uncertainty contained in the data obtained from two common evaluation scales, including Visual Analogue Scale and fuzzy linguistic scale, along with data related to the reliability of evaluator, have been modeled in evidence theory structure. These data then have been aggregated with evidence combination rules. The performance, benefits and improvements resulting from the proposed model, compared with other common aggregation methods in P.A models, have been investigated using simulated data and a numerical example. The results show that the proposed model in addition to improving the ability of dealing with uncertainty in P.A processes and facilitating announcing opinion by raters, provides more accurate results than traditional P.A models.
    Keywords: uncertainty, performance appraisal, multi, source assessment, evidence theory, fuzzy set theory