فهرست مطالب

  • پیاپی 56 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/02/01
  • تعداد عناوین: 32
|
  • جابر داداشی زاده سماکوش، محمد میرزایی* صفحات 1-12

    آلودگی به عنوان یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار بر عملکرد مقره های پلیمری شناخته شده است. در عمل، آلودگی مستقر بر روی مقره ها کاملا یکنواخت نبوده و به صورت آلودگی غیریکنواخت می باشد. تاکنون تحقیقات جامعی در خصوص تاثیر شکل های مختلف آلودگی غیریکنواخت بر عملکرد مقره ها، انجام نشده است. در این مقاله، تاثیر آلودگی یکنواخت، آلودگی غیریکنواخت طولی و همچنین آلودگی غیریکنواخت قطاعی در سه سطح آلودگی سبک، متوسط و سنگین بر روی توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی یک نمونه مقره پلیمری 20 کیلوولت با استفاده از نرم افزار Comsol Multiphysics، انجام و نتایج تحلیل شده است. در آلودگی غیریکنواخت طولی، شدت آلودگی در نواحی نزدیک الکترودهای فشار قوی و زمین نسبت به ناحیه میانی، سنگین تر و در آلودگی غیریکنواخت قطاعی، شدت آلودگی در ناحیه پشت به باد نسبت به ناحیه رو به باد، سنگین تر در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داده است که در حالت آلودگی یکنواخت سبک، شدت میدان الکتریکی کاهش و با افزایش شدت آلودگی، دامنه آن افزایش می یابد. در آلودگی غیریکنواخت طولی، در نواحی نزدیک الکترودها، پتانسیل الکتریکی تقریبا ثابت مانده و شدت میدان الکتریکی کاهش یافته است. همچنین در آلودگی غیریکنواخت قطاعی، شدت میدان الکتریکی در ناحیه پشت به باد افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: مقره پلیمری، آلودگی یکنواخت، آلودگی غیریکنواخت، توزیع میدان الکتریکی، روش اجزاء محدود
  • محمد شفیعی علویجه*، حسین امیرآبادی، حسین ترابیان، ظهیر کریمی صفحات 13-21

    یکی از مهمترین محدودیتها در شکل دهی مطلوب ورقهای فلزی، مواجهه با پدیده بازیابی کشسان در طول بار برداری است که منجر به بازگشت فنری می گردد. بازگشت فنری مهمترین عامل در عدم دقت ابعادی ورقهای فلزی خمش یافته است. بنابراین ارزیابی و پیش بینی بازگشت فنری بعد از فرآیند شکل دهی برای تولید محصولات دقیق ضروری است. در این مقاله، تاثیر پارامترهای دما، ضریب اصطکاک، نیروی ورقگیر و ضخامت ورق روی بازگشت فنری در فرآیند خمکاری U شکل گرم ورقهایی از جنس آلیاژ آلومینیوم AL5083-H111 به روش تجربی (آزمایشگاهی) و روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مدلسازی عددی از نرم افزار آنالیز اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی عددی و آزمونهای تجربی تطابق خوبی را نشان می دهد و صحت روش عددی را تایید می نماید.

    کلیدواژگان: بازگشت فنری، خم کاری U شکل گرم، روش تجربی، روش عددی، آلیاژ AL5083-H111
  • نسیم احمدی، بهزاد قاسمی*، افراسیاب رئیسی صفحات 23-32

    در این مقاله جابجایی آزاد نانو سیال آب - مس در یک محفظه مربعی بافل دارکه دیواره سمت چپ آن در دمای گرم و دیواره سمت راست در دمای سرد قرار دارد و دیگر سطوح عایقند، به طور عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای موقعیت ها و طول‎های مختلف دو بافل که به دیواره گرم وصل شده اند میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت پیش بینی شده است. مدل عددی که بر اساس الگوریتم سیمپل پایه گذاری شده است برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی استفاده شده است. علاوه بر موقعیت و طول بافلها اثر پارامترهایی چون عدد ریلی (106≥Ra≥103) و درصد حجمی نانو ذرات (05/0≥ ≥0) مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی ها مشاهده شد که افزایش عدد ریلی و درصد حجمی نانو ذرات باعث افزایش نوسلت متوسط روی هر دو دیواره گرم و سرد می‎شود. هم چنین افزایش طول بافل باعث افزایش نوسلت متوسط روی دیواره سرد وکاهش آن روی دیواره گرم می شود.

    کلیدواژگان: انتقال حرارت، جابجایی آزاد، بافل، محفظه، نانوسیال
  • مهدی محمدی*، سید مرتضی بیاره، محمد کوثری صفحات 33-50

    توربین های گازی یکی از مصرف کننده های عمده گاز طبیعی در شرکت ملی گاز محسوب می شوند. در این میان توربین های سه محوره بخش عمده ای از توربین های موجود در ایستگاه های تقویت فشار را به خود اختصاص داده اند. در این تحقیق ابتدا روابط اکسرژی حاکم بر اجزاء مختلف ایستگاه تقویت فشار گاز استخراج و بر اساس اطلاعات واقعی، مدل های ریاضی مختلفی بر اساس متغیرهای محیطی و عملیاتی ایجاد گردید. این مدل ها با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره و با کمک آنالیز واریانس ایجاد شده که نتایج دقیقی را ارائه داده است. براساس مدل های ایجاد شده می توان پارامترهایی از قبیل، بازده اکسرژی توربین، مصرف سوخت، مصرف سوخت ویژه و اکسرژی هدر رفته در کل ایستگاه را با داشتن متغیرهای محیطی و عملیاتی مانند دمای ورودی به کمپرسور هوای توربین، دمای ورودی به توربین و نسبت تراکم توربین پیش بینی کرد. با توجه به مدل های ایجاد شده، روند تاثیر متغیرهای مختلف بر روی پارامترهای مذکور مورد بررسی قرار گرفت و اثر متقابل متغیرهای مختلف بر روی پاسخ مدل های ایجاد شده نیز بررسی گردید. نتایج نشان دادند که تغییر در هرکدام از متغیرها بر شیب تغییرات توان خالص خروجی ناشی از تغییر دیگر متغیرها تاثیری ندارد، در حالی که دمای ورودی به کمپرسور و نسبت تراکم در مدل بازده اکسرژی، دمای ورودی به توربین و نسبت تراکم در مدل مصرف سوخت و دمای ورودی به کمپرسور و دمای ورودی به توربین در مدل مصرف سوخت ویژه، تاثیر متقابلی بر روی پاسخ مدل ها دارند.

    کلیدواژگان: اکسرژی، توربین گازی، رگرسیون، آنالیز واریانس، ایستگاه تقویت فشار گاز
  • سید علیرضا ذوالفقاری*، مهران سعادتی نسب، الهه نوروزی جاجرم صفحات 51-61

    عملکرد نمای دو پوسته در فصل گرم سال وابستگی شدیدی به نحوه طراحی اجزای نما و نیز اقلیم مورد بررسی نشان می دهد. به بیان دیگر، در صورتی که نمای دو پوسته در اقلیم های بسیار گرم استفاده شود، می تواند میزان بار ساختمان را افزایش دهد. برای رفع این مشکل، دو راه حل ذخیره سازی انرژی خورشیدی و جلوگیری از ورود بار ناشی از تابش های خورشیدی با بکارگیری اجزای کمکی مانند سایه اندازها در نمای دو پوسته مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. بر این اساس در سالهای اخیر، ایده استفاده از نماهای دو پوسته دارای پوشش گیاهی به منظور کاهش مصرف انرژی در فصل گرم سال ارائه شده است. در تحقیق حاضر، با در نظر گرفتن یک ساختمان بلند مرتبه با نمای دو پوسته دارای پوشش گیاهی در اقلیم تهران، به تحلیل عملکرد حرارتی نماهای دو پوسته دارای پوشش گیاهی در طول سال پرداخته شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نماهای دو پوسته معمولی، اگر چه در ماه های سرد حدود 3/24 درصد مصرف انرژی را کاهش می دهد؛ ولی می تواند موجب افزایش 3/18 درصدی بار سرمایشی در تابستان شود، در حالی که با استفاده از نماهای دو پوسته دارای پوشش گیاهی مصرف انرژی در ماه های سرد و گرم سال، به ترتیب حدود 4/21% و 5/22% کاهش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: نمای دو پوسته، دیوار سبز، مصرف انرژی
  • محسن گرامی*، الهه سادات هاشمی صفحات 63-71

    همواره  خسارات ناشی از خرابی های، اجزای غیرسازه ای ،سهم قابل توجهی از هزینه خسارات کل ناشی از زلزله را شامل می شوند. یکی از روش های ساده در تحلیل پاسخ اعضای غیرسازه ای، استفاده از طیف پاسخ طبقه است. در این روش ابتدا رفتار سازه اصلی در نقاط اتصال عضو غیرسازه ای با صرف نظر از اندرکنش آن ها تعیین می شود . سپس این پاسخ به عنوان ورودی برای تحلیل عضو غیرسازه ای استفاده می شود. در این مطالعه شش قاب فولادی خمشی دو بعدی؛ سه، شش و دوازده طبقه مدل شده است که به منظور بررسی اثر تغییر پریود سازه در نیروی وارد بر اجزای غیرسازه ای، از هر کدام دو مدل یکی با پریود بیشتر(انعطاف پذیر) و یکی با پریود کمتر(صلب) مدل شده است. 7 رکورد حرکت زمین، ثبت شده در انواع خاک ها، که به روش آیین نامه طرح ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ایران) مقیاس شده است؛ جهت انجام آنالیز تاریخچه زمانی استفاده شده است. نتایج بدست آمده با مقادیر پیشنهادی توسط آیین نامه های متداول مقایسه شده است. از این مطالعه نتیجه گردید که تمرکز جذب انرژی سازه مربوط به مود اول و دوم می باشد و هرچه ارتفاع سازه بیشتر شود، تمایل به جذب انرژی بیشتر خواهد شد. توزیع ضریب بزرگنمایی پاسخ لرزه ای در ارتفاع، (نسبت بیشترین پاسخ شتاب طبقه به بیشترین شتاب حرکت زمین) برای قاب های مورد مطالعه نشان داد که ضریب بزرگنمایی پیشنهادی توسط آیین نامه Eurocode8 از دیگر آیین نامه ها به مقادیر بدست آمده نزدیک تر می باشد. زمانی که پریود جزغیرسازه ای به پریود مود اول سازه نزدیک شود، پدیده تشدید رخ می دهد و هرچه پریود سازه بیشتر می شود (سازه بلند تر میشود) اثر مودهای بالاتر بیشتر خواهد بود، بدین معنا که تشدید در پریود مربوط به مود دوم و یا سوم رخ خواهد داد.

    کلیدواژگان: اجزای غیرسازه ای، طیف پاسخ طبقه، ارزیابی نیازهای لرزهای، قاب فولادی خمشی
  • شیما ستوده نیا، نسرین امینی زاده، میثم آتش افروز* صفحات 73-83

    در تحقیق حاضر، شبیه سازی عددی جریان جابجایی اجباری آرام همراه با آنالیز تولید انتروپی، در یک کانال دو بعدی و دارای دو انبساط ناگهانی مورد مطالعه قرار می گیرند. این دو انبساط، توسط چهار پله شیب دار پسرو ایجاد شده و باعث به وجود آمدن جدایش جریان و نواحی گردابه ای می شوند. نواحی گردابه ای ایجاد شده در کانال نیز، بطور قابل توجه ای بر نرخ انتقال حرارت و میزان بازگشت ناپذیری جریان تاثیر می گذارند. اندازه زاویه شیب پله ها، یکی از مهم ترین پارامترهای موثر بر کنترل نواحی گردابه ای، نرخ انتقال حرارت و میزان بازگشت ناپذیری جریان است. در این مطالعه، بعد از محاسبه میدان های سرعت و دما، به بررسی اثرات شیب پله بر نواحی جدایش جریان، ضریب اصطکاک، عدد ناسلت، عدد تولید انتروپی و عدد بژان پرداخته می شود. برای محاسبه میدان های سرعت و دما، معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، ممنتوم و انرژی برای جریان تراکم ناپذیر و پایا با استفاده از روش های حجم محدود و تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی حل می شوند. برای شبیه سازی سطوح شیب دار پله های پسرو در مختصات کارتزین، از روش انسداد کردن (روش ناحیه غیر فعال)، استفاده می شود. همچنین، با استفاده از روابط مربوط به آنالیز قانون دوم ترمودینامیک، به محاسبه ی تولید انتروپی و میزان بازگشت ناپذیری جریان سیال پرداخته می شود. در نهایت، تاثیر عدد بریکمن بر عدد تولید انتروپی و عدد بژان به صورت نموداری بررسی می شود.

    کلیدواژگان: تولید انتروپی، جابجایی اجباری آرام، پله شیب دار، روش انسداد کردن، دینامیک سیالات محاسباتی
  • محمد نکوفر، محمدعلی موفق پور* صفحات 85-99

    در این تحقیق برای حل مسائل برنامه ریزی خطی، الگوریتم SALCHOW توسعه داده شده است که در هرگام در جهت گرادیان مقید تابع هدف حرکت می کند به نوعی که همواره روی مرز ناحیه موجه باقی می ماند. این نوع حرکت بر روی مرز ناحیه موجه متفاوت با رفتار الگوریتم سیمپلکس است که روی گوشه های فضای موجه حرکت میکند. از سوی دیگر با رفتار الگوریتم های نقاط درونی هم که از روی مرز فضای موجه جدا شده و وارد آن می شوند، نیز متفاوت است. در واقع SALCHOW با یافتن تدریجی ضرایب وزنی برای مجموعه ای از قیدها و افزودن این جمع وزن دار به گرادیان تابع هدف، گرادیان مقید تابع هدف را بروزرسانی می کند؛ تا در نهایت ضرایب لاگرانژ قیود فعال در نقطه بهینه مسئله برنامه ریزی خطی را محاسبه کند. نتایج محاسباتی بر روی مجموعه ای از مسائل نمونه تصادفی تولید شده و چند مسئله استاندارد از پایگاه کتابخانه تحقیق در عملیات با اندازه کوچک نشان دهنده برتری زمانی SALCHOW نسبت به سیمپلکس در این مثالهای محدود است. به این معنی که متوسط زمان حل الگوریتم توسعه داده شده برای مسائل نمونه تابعی از تعداد متغیرهای تصمیم مسئله است. این امر بر خلاف رفتار سیمپلکس است که زمان اجرای آن در حالت متوسط، تابعی از تعداد قیدهای مسئله است. وجود خطای محاسباتی ناشی از گردکردن اعداد در محیط برنامه نویسی MATLAB امکان قضاوت در مورد برتری قاطع SALCHOW بر سیمپلکس را در حل مسائل کوچک سلب می نمود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، روش های مجموعه فعال، مرتبه زمانی حل چندجمله ای، روش جهت موجه
  • حامد امین زاده* صفحات 101-109

    عناصر مجتمع سازی شده در فرآیند ساخت مدار مجتمع کنونی، اغلب غیر خطی بوده و امکان دستیابی به تقارن کامل ساختاری را با مشکل مواجه می کنند. بدون استفاده از یک الگوریتم کالیبره سازی مناسب، این مساله باعث محدود شدن دقت تبدیل مبدل های آنالوگ به دیجیتال خط لوله می شود که عمدتا قابل قبول نمی باشد. در این شرایط، حداقل باید به میزان اختلاف تعداد بیت های قابل دستیابی و تعداد بیت های موردنیاز، از طبقات ابتدایی مبدل کالیبره سازی نمود. این مقاله، به مدل سازی خطای بهره طبقات در مبدل های آنالوگ به دیجیتال خط لوله می پردازد. سپس روش نوینی به منظور تخمین و کالیبره سازی مبنای غیرخطی خطا در طبقات ابتدایی ارائه می شود. قابلیت روش مورد نظر، در افزایش تعداد بیت موثر یک مبدل آنالوگ به دیجیتال 14 بیت و با فرکانس نمونه برداری MS/s 65، در فرآیند ساخت0.18µm CMOS به اثبات می رسد. پس از کالیبره سازی، تعداد بیت موثر در فرکانس نایکویست از 1/8 بیت به 4/13 بیت به افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: کالیبراسیون دیجیتال، مبدل های آنالوگ به دیجیتال، مبدل های خط لوله، مدل سازی، همبستگی
  • امیر نجیبی*، رمضان علی حاجی قربانی صفحات 111-122

    در این مقاله تحلیل الاستیک تنش در یک استوانه ی جداره ضخیم با طول کوتاه و ساخته شده از مواد خواص گرادیانی دوبعدی که خواص مواد در آن بر اساس مدل موری - تاناکا ارائه شده، انجام شده است. بارهای اعمالی بر این استوانه به صورت فشار خارجی یا فشار داخلی بوده است و از روش المان محدود که المان های آن توابع درونیاب درجه سوم لاگرانژی دارند، برای حل مساله استفاده شده است. همچنین اعتبار سنجی مساله به کمک مقایسه با مساله ی ساده تری که تحلیل تنش به روش بدون مش پتروف-گلرکین در آن صورت گرفته، انجام پذیرفته است. با توجه به نتایج، مقادیر تنش بدست آمده در اثر فشار خارجی بیشتر از مقادیر تنش در اثر فشار داخلی می باشد. همچنین تنش موثر نرمال در راستای خط مرکزی شعاعی بر اساس توزیع درصد حجمی فاز فلزی با تغییر nz ، تغییرات چشمگیری دارد و تنش موثر نرمال در نقطه ی مرکزی دیواره ی استوانه با افزایش مقادیر nr زیاد می شود. در پایان، بیشینه تنش موثر نرمال برای تمامی درصد حجمی های ممکن روی دیواره ی استوانه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کمترین مقدار برای بیشینه ی تنش موثر نرمال در هر دو حالت فشار داخلی و خارجی مربوط به nr برابر 20 و nz برابر 1/. می باشد. به عبارت دیگر دیواره ی سیلندر ساخته شده از سرامیک دوم (سیلیکون نیتراید) دارای کمترین مقدار تنش موثر نرمال خواهد بود.

    کلیدواژگان: مواد خواص گرادیانی دوبعدی، استوانه جداره ضخیم با طول کوتاه، موری- تاناکا، تنش الاستیک
  • امیرحسین نوبیل، عطا الله طالعی زاده* صفحات 123-129

    در این مطالعه یک مدل مقدار سفارش اقتصادی برای اقلام رو به رشد ارائه شده است. در این سیستم موجودی شرکت اقلامی را خریداری می کند که این اقلام مانند دام و طیور، بعد از طی یک مدت زمانی رشد کرده و به وزن ایده آل خود می رسند. سپس شرکت این اقلام را برای مصرف مشتریان ذبح و به فروش می رساند. در این مطالعه کمبود اقلام مجاز نبوده و تعداد سفار ش ها باید مقدارشان عدد صحیح باشد. با توجه به این موارد، ما یک مسئله برنامه ریزی غیرخطی عددصحیح را برای این سیستم موجودی فرموله کرده ایم. در این مدل فرض شده است اقلام با یک تابع که تقریب خطی دارند رشد کرده و بعد از رسیدن به یک وزن ایده آل برای مصرف آماده می-شوند. ما ثابت کردیم که مدل ارائه شده یک مسئله برنامه ریزی محدب است و برای آن یک جواب بهینه بدون توجه به عددصحیح بودن سفارش بدست آوردیم. سپس با توجه به مقدار بدست آمده، یک الگوریتم پیشنهادی برای جواب بهینه با فرض عددصحیح بودن سفارش بیان کردیم. در خاتمه ما از یک مثال عددی فرضی برای تشریح و بیان کارآیی مدل پیشنهادی و الگوریتم حل استفاده کردیم. همچنین یک تحلیل حساسیت برای تمام پارامترهای مسئله انجام شده است که تاثیر هر یک از این پارامترها را بر روی مقدار تابع هدف و مقدار سفارش نشان می دهد.

    کلیدواژگان: مقدار سفارش اقتصادی، اقلام رو به رشد، برنامه ریزی غیرخطی عددصحیح، الگوریتم دقیق
  • جواد رزاقی، مرتضی خمامی ابدی، علی علی جانی* صفحات 131-142

    در این مقاله، با استفاده از دو رهیافت تحلیلی و عددی، ضریب شدت تنش برای مود اول (بازشدگی) در تیرهای دارای ترک با مقطع I شکل تحت بار محوری بررسی می شود. در مقاطع دارای ترک، به دلیل تغییر مکان مرکز هندسی و یا به عبارتی دیگر عدم هم راستایی نیروی محوری، یک کوپل خمشی در مقطع ایجاد می شود. در رهیافت تحلیلی، یک مدل ریاضی برای ضریب شدت تنش به کمک تئوری نرخ آزادسازی انرژی در ناحیه ی ترک پیشنهاد می گردد. این مدل با درنظر گرفتن گشتاور خمشی این کوپل حاصل می شود. این مدل در دو وضعیت برحسب مکان ترک شامل قرارگیری ترک در قسمتی از بال و ترک در بال و قسمتی از جان ارائه می شود. در رهیافت عددی، مشخصات هندسی و مادی و نوع بارگذاری تیر دارای ترک با مقطع I شکل به کمک نرم افزار آباکوس مدل و سپس مقادیر ضریب شدت تنش در مود اول استخراج می گردد. در حل عددی مسئله ی حاضر، از دو روش کانتور انتگرال و اجزای محدود توسعه یافته برای مدل سازی ترک استفاده می شود. با مقایسه ی جواب های دو رهیافت عددی و تحلیلی تطابقی مناسب بین نتایج مشاهده و صحت معادلات پیشنهادی تایید می گردد.

    کلیدواژگان: ضریب شدت تنش، تیرهای دارای ترک، مقطع I شکل، نرخ آزاد سازی انرژی، رهیافت تحلیلی، نرم افزار آباکوس
  • فرزین مولودی، علی خیرالدین* صفحات 143-156

    مطالعات اخیر نشان داده است که اتصالات تیر به ستون از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ به طوری که خرابی این قسمت ها که از اجزای اصلی انتقال نیرو در ساختمان هستند، باعث انهدام و ناپایداری کل سازه می شود. یکی از روش های نوین برای ساخت اتصالات، استفاده از مصالح HPFRCC می باشد. این مصالح، شامل ملات سیمانی با سنگ دانه های ریز و الیاف بوده و به دلیل اینکه تحت بارگذاری کششی، رفتار سخت شوندگی کرنشی از خود نشان می دهند، قابلیت ترک خوردگی های زیاد قبل از شکست و قابلیت جذب انرژی بالایی دارد و می تواند منجر به شکل گیری سازه هایی با مقاومت و شکل پذیری بالاتر، نسبت به سازه های بتنی رایج شود. در این مقاله، پس از معرفی مصالح HPFRCC، میزان تاثیرگذاری کاربرد مصالح HPFRCC در بهبود عملکرد اتصال تیر به ستون، بررسی شده است. به همین منظور، نتایج تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده توسط چاو در دانشگاه میشیگان، مبنای صحت سنجی مدل اجزای محدود قرار گرفته و تاثیرگذاری پارامترهای مختلف اتصال، به صورت تکی و یا ترکیبی، در مدل مبنا، بر روی عملکرد اتصال، بررسی شده است. نتایج تحلیل مدل های اجزای محدود غیرخطی، نشان داد که نسبت شکل پذیری برای مدل های HC-B0-C711.2 و HC-B0-C355.6، از مدل های دیگر، بیشتر می باشد؛ به صورتی که نسبت شکل پذیری آن ها نسبت به اتصال مبنا، 50.1 درصد بیشتر است. علاوه بر این، مقاومت حداکثر اتصال HC-BS50، از تمامی مدل های دیگر، بیشتر می باشد؛ به طوری که مقاومت حداکثر آن، نسبت به اتصال مبنا، 4.6 درصد بیشتر است.

    کلیدواژگان: HPFRCC، کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند، بتن آرمه، اتصال تیر به ستون، رفتار چرخه ای، شکل پذیری
  • عباس شیخان، رضا حافظی*، مهدی عمرانی اواردی، امیرناصر اخوان، احمد سعیدی صفحات 157-168

    در بازار رقابتی پویای امروز، ارائه یک چارچوب موثر برای یافتن چشم اندازهای محتمل یک چالش مهم در جهت اتخاذ تصمیم گیری صحیح و سیاست گذاری حیاتی است. پژوهش حاضر، چارچوبی جهت توسعه سناریوهای محتمل آینده از طریق روش طرح نقشه فازی شناختی (FCM) پیشنهاد می کند. به عنوان یک روش جدید در برنامه ریزی سناریو، مدل FCM تلاش می کند ساختاری منطقی و معتبر برای سناریوهای محتمل همراه با تجزیه وتحلیل رفتار پویای پارامترها ارائه دهد. در مدل ارائه شده، از روش تجزیه وتحلیل STEEP برای شناسایی پارامترها، از روش تحلیل اثرات متقاطع جهت تعیین عوامل کلیدی، و روش تجزیه وتحلیل ریخت شناسی برای انتخاب بردارهای تولید سناریو بکار رفته است. و درنهایت، از روش FCM برای تهیه سناریوی محتمل استفاده می شود. مدل توسعه یافته برای توسعه سناریوهای تولید نفت ایران در دوران پساتحریم به کار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد، روش پیشنهادی می تواند به تولید سناریوهای نیمه کمی سازگار و محتمل گردد که می تواند جایگزین مناسبی برای پوشش معایب روش های صرفا کمی/ کیفی باشد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی سناریو، نقشه فازی شناختی، تحلیل اثرات متقاطع (CIA)، روش تجزیه و تحلیل STEEP، تجزیه و تحلیل ریخت شناسی
  • امیر قهرمانی، مسعود منجزی*، محمد قبادی سامانی صفحات 169-190

    در معادن روباز انتخاب بارکننده و باربر، تخصیص و گسیل کامیون ها یکی از مهم ترین و پیچیده ترین فرآیندهای عملیاتی است که بهینه سازی آن صرفه جویی قابل توجهی را سبب می شود. برای تحلیل این گونه مسائل، شبیه سازی ابزار قدرتمندی است. یکی از موضوعات اساسی در حوزه مدل های شبیه سازی ارائه رویکرد بهینه سازی هست. روش های بهینه سازی مبتنی بر شبیه سازی عمدتا تک هدفه هستند. در این تحقیق تلاش شده از این روش ها به صورت چند هدفه استفاده شود. اهداف موردنظر کمینه کردن هزینه عملیاتی و بیشینه نمودن تولید است الگوریتم فرا ابتکاری که به این منظور انتخاب شده، چندهدفه توده ذرات (MOPSO) است. برای شبیه سازی از نرم افزار ARENA و بخش بهینه سازی از MATLAB بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از اجرای روش پیشنهادی بر روی مدل ناوگان بارگیری و باربری معدن سونگون نشان می دهد که با اجرای سناریوهای به دست آمده تولید فعلی معدن را حداکثر می توان 5/2 برابر کرده و هزینه عملیاتی واحد تولید را حداکثر تا 23 درصد کاهش داد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی چند هدفه، شبیه سازی، MOPSO معادن روباز، حمل ونقل
  • محمود معلم*، علی اکبر پویان صفحات 191-211

    کشف ناهنجاری به معنای یافتن نمونه هایی است که با اکثریت هنجار و عادی داده ها تفاوت دارند. یکی از اساسی ترین چالش هایی که در سر راه انجام این کار مهم وجود دارد این است که نمونه های برچسب خورده، به ویژه برای کلاس ناهنجار کمیاب و گاه نایاب هستند. ما در این مقاله روشی را پیشنهاد می کنیم که برای کشف ناهنجاری تنها از داده های هنجار استفاده می کند. این روش بر مبنای شبکه های عصبی تاسیس شده که کد کننده خودکار نام دارند و در مطالعات یادگیری عمیق موردتوجه هستند. یک کد کننده خودکار ورودی خود را در خروجی بازتولید کرده و خطای بازسازی را به عنوان رتبه ناهنجاری مورداستفاده قرار می دهد. ما برای ساخت کد کننده، به جای نورون های معمولی از بلوک های LSTM استفاده کرده ایم. این بلوک ها درواقع نوعی از شبکه های عصبی بازگشتی هستند که در کشف و استخراج وابستگی های زمانی و مجاورتی مهارت دارند. نتیجه به کارگیری کد کننده خودکار مبتنی بر بلوک های LSTM برای کشف ناهنجاری نقطه ای در ده نمونه از دادگان های رایج نشان می دهد که این روش در استخراج مدل درونی داده های هنجار و تشخیص داده های ناساز موفق بوده است. معیار AUC مدل مذکور، تقریبا در تمامی موارد از AUC یک کد کننده خودکار معمولی و روش مشهور ماشین بردار پشتیبان تک کلاسه یا OC-SVM بهتر است.

    کلیدواژگان: کشف ناهنجاری، کد کننده خودکار، LSTM، یادگیری عمیق
  • مصطفی ایروانی، محمد سیم جو* صفحات 213-222

    بر اساس نتایج مثبتی که از تاثیر آب با شوری پایین در تولید نفت بدست آمده است، مطالعات مختلفی درباره امکان ترکیب این روش با سایر روش های ازدیاد برداشت انجام گرفته است. ترکیب آب با شوری پایین با محلول پلیمری می تواند یکی از روش های موثر در ازدیاد برداشت نفت باشد. با نگاهی به محدودیت ها و مزایای استفاده از هر روش، می توان به این نکته پی برد که ترکیب این دو روش می تواند هم-افزایی مطلوبی داشته باشد، بطوریکه حضور پلیمر سبب بهبود بازده جاروبزنی نفت شده و در عین حال حضور آب با شوری پایین سبب جذب کمتر پلیمر و نیز افزایش آب دوستی سطح سنگ می گردد. در این مقاله با استفاده از تئوری جریان های جزئی به بررسی عملکرد تزریق آب با شوری پایین همراه با پلیمر جهت ازدیاد برداشت نفت در سنگ های ماسه ای پرداخته شده است. همچنین عملکرد روش مذکور در مقایسه با تزریق آب با شوری بالا و نیز تزریق آب با شوری پایین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که براساس شرایط مطالعه حاضر، بواسطه تزریق آب با شوری پایین همراه با پلیمر، زمان رسوخ آب در چاه تولیدی تا حدود 75/0 حجم فضای خالی به تعویق افتاده است. همچنین میزان تولید نفت نیز در مقایسه با تزریق آب با شوری بالا از مقدار 38% به 77% پس از تزریق یک برابر حجم فضای خالی افزایش یافته است. براساس نمودارهای جریان جزئی، این افزایش برداشت نفت به دلیل رخداد دو جبهه جریانی مختلف در طول تزریق آب با شوری پایین همراه با پلیمر می باشد.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، آب با شوری پایین، پلیمر، تئوری جریان های جزئی
  • نعمت الله عزتی، حسن طاهری* صفحات 223-233

    گسترش روزافزون تجهیزات بی سیم و به تبع آن شبکه های بی سیم باعث افزایش ارزش فضای طیفی شده و تلاش های زیادی برای افزایش بهره وری طیفی در حال انجام است. در این مقاله‏، یک روش نوین برای افزایش بهره وری طیفی در شبکه های بی سیم توزیع شده ارائه شده است. در این روش با استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن توزیع شده که در آن اصلاحاتی به منظور افزایش دقت تخمین آن صورت گرفته است موقعیت‏، سرعت حرکت و توان فرستنده های اولیه تخمین زده می شود و با استفاده از این آورده ها‏، انتخاب حفره های طیفی به بهترین شیوه انجام پذیرفته و موجب افزایش بهره وری طیفی نسبت به روش های ‎‏سنجش طیف مستقیم و غیرمستقیم متمرکز فراهم می آید. تمامی نتایج این پژوهش با پیاده سازی های عملی و شبیه سازی های دقیق اثبات شده است. نوآوری های این پژوهش شامل معرفی و استفاده از یک مدل خطی برای تخمین موقعیت یک فرستنده با استفاده از توان دریافتی آن برای حالت های دید مستقیم و دید غیرمستقیم‏، ایجاد اصلاحاتی در الگوریتم فیلتر کالمن توزیع شده و بخصوص سنجش طیف توزیع شده است که باعث افزایش نرخ تبادلات گره های شبکه با یکدیگر و در نتیجه افزایش بهره وری طیف فرکانسی می گردد.

    کلیدواژگان: شبکه های رادیوشناختی‏، نقشه برداری محیط رادیوئی‏، مسیریابی فیلتر کالمن توزیع شده‏، سنجش طیف توزیع شده‎‎‎
  • ساناز بیک، سمیه طورانی*، بیژن قنواتی صفحات 235-245

    یکی از مهم ترین منابع انتشار ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compound) صنایع تولیدکننده حلال های شیمیایی هستند. این مواد آلی علاوه بر اینکه آلودگی زیادی برای محیط زیست ایجاد می کنند، از نظر اقتصادی نیز ضررهای بیشماری به سبب هدر رفت به دنبال دارند. به همین منظور حذف مواد آلی فرار از آب یا پساب های صنعتی و نیز بازیابی آن ها موضوع مهمی است. در این مقاله، شبیه سازی جداسازی مواد آلی فرار از آب با استفاده از غشا نانوفایبر مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به پیچیدگی تحلیل توامان معادلات مربوط به جریان گاز و مایع و نیز انتقال جرم در سراسر سیستم، از نرم افزار COMSOL Multiphysics جهت شبیه سازی عددی سیستم بهره گرفته شد. با شبیه سازی در شرایط گوناگون می توان عملکرد یک فرآیند غشایی را در حذف آلاینده های مختلف ارزیابی نمود. در نهایت برای ارزیابی صحت نتایج حاصل از شبیه -سازی، از نتایج آزمایشگاهی انجام شده توسط فنگ و همکاران استفاده شد پس از گذشت پنج ساعت غلظت کلروفرم در دمای 60 درجه ی سانتی گراد از مقدار 1157 به 400 ppm تقلیل می یابد. همچنین دمای 23 درجه سانتی گرادی مقدار غلظت ماده ی آلی از 1347 به 1080 ppm دست می یابد. تفاوت شیب تغییرات در این دو دما اساسا به علت تغییر در ضریب هانری در بررسی تعادل فازی است که با افزایش دما افزایش یافته و نفوذ کلروفرم درون غشا و درنتیجه درصد حذف آن را بهبود می-بخشد. مقایسه تغییرات غلظت درون مخزن خوراک در این دو دما نشان دهنده ی تطابق بسیار مناسب شبیه سازی ها با داده های آزمایشگاهی با تفاوت نسبی 11 درصدی می باشد.

    کلیدواژگان: ترکیبات آلی فرار، محیط زیست، غشا نانو فایبر، دینامیک سیالات محاسباتی
  • سید محمدمهدی صالحی*، علی اکبر پویان صفحات 247-265

    شبکه اجتماعی شامل تعدادی از اشخاص است که به واسطه یک یا چند نوع از روابط یا اشتراکات، با یکدیگر ارتباط دارند. پیدایش و رشد این شبکه ها در فضای مجازی و استفاده روزافزون از آنها، باعث شده است تا تحلیل شبکه های اجتماعی به عنوان یک حوزه تحقیقاتی پرمخاطب و میان رشته ای مطرح باشد. هر انجمن شامل چند عضو شبکه اجتماعی است که با توجه به نحوه دسته بندی اعضای شبکه تعیین می شود. مطالعه انجمن ها، یک مبحث مهم و کلیدی در تحلیل شبکه های اجتماعی است که ویژگی ها و الگوهای مشخص یا مخفی در لایه های یک شبکه را نمایان می سازد و موجبات درک بهتر ساختار و رفتار آن را فراهم می کند. در این مقاله، ابتدا الگوریتم های انجمن یابی بر اساس رویکرد آنها به شکل گیری انجمن و نیز مدل سازی مفهوم همپوشانی (امکان تعلق هم زمان اعضا به دو یا چند انجمن) در شش دسته شامل روش های طیفی و مرکزگرایی، تابع کیفیت (چگالی)، انتشار برچسب، ساختار، نزدیکی، و دسته بندی یال ها، طبقه بندی و بررسی شده اند. در ادامه، روش های انجمن یابی روی چهار دادگان با ساختار متفاوت، پیاده سازی و مقایسه شده اند. نتایج حاصله از معیارهای ارزیابی کیفیت روی چهار دادگان انتخابی، حاکی از آن است که هر روش روی توپولوژی و ویژگی خاصی بهتر عمل می کند. بنابراین هیچ روشی نمی تواند به عنوان بهترین روش انجمن یابی برای تمام شبکه ها مطرح باشد.

    کلیدواژگان: شبکه های اجتماعی، تحلیل شبکه های اجتماعی، انجمن، انجمن یابی، همپوشانی
  • فرشاد نژادشاه محمد* صفحات 267-279

    در برنامه ریزی معادن از نقطه نظر تولید و افزایش بهره وری برای ایجاد مسائلی که به جواب های بهینه و دقیق برسد باید تمام محدودیت های فنی و عملیاتی در مدل سازی وارد شوند. ایجاد چنین مدل هایی که در بیشتر مواقع با تابع هدف حداکثر سازی ارزش خالص فعلی همراه است منجر به مسائل ریاضی با ابعاد بزرگ می شود که حل این مدل ها با دستگاه های رایانه ای فعلی زمان پردازش (CPU) زیادی را نیاز دارد بنابراین در این تحقیق الگوریتم خوشه بندی با شاخص شباهت چندمرحله ای با استفاده از فرمول بندی های ریاضی توسعه داده شده است که ابعاد مسائل ریاضی را از طریق کاهش تعداد متغیرهای تصمیم به نحوی کاهش دهد که ضمن عدم وابستگی به ضرایب اهمیت وزنی در شاخص شباهت، برنامه ریزی های تولید را با کمترین خطا و کاهش شدید در زمان اجرای مسئله اجرا کند. به منظور ارزیابی نتایج این خوشه بندی از 2478 بلوک استخراجی استفاده شد این بلوک ها در طی 3 مرحله، ابتدا در 10 سپس 40 و درنهایت در 109 خوشه، طبقه بندی شدند. جهت ارزیابی نتایج خوشه بندی، از روش MILP و با استفاده از نرم افزار CPLEX و MATLAB به برنامه ریزی ریاضی تولید پرداخته شد. نتایج این تحقیق نشان داد که زمان اجرا با کاهش 86 درصدی در مدل خوشه بندی نسبت به مدل بدون خوشه بندی همراه بوده است درحالی که مقدار تابع هدف فقط 8/1 درصد اختلاف در دو مدل نشان داده است.

    کلیدواژگان: خوشه بندی، شاخص شباهت چندمرحله ای، برنامه ریزی تولید، MILP معادن روباز و زیرزمینی
  • مصطفی زاهدزاده*، فتح الله امی صفحات 281-291

    مخلوط شدن مناسب سوخت و هوا تاثیر زیادی بر احتراق کارآمد در محفظه های احتراق موتورهای اسکرمجت دارد. در طراحی موتورهای اسکرمجت، اختلاط کافی بین جریان هوای مافوق صوت و جت سوخت پاشش شده یک مساله حیاتی است و به دلیل زمان اقامت خیلی کوتاه مخلوط در جریان مافوق صوت، پایداری احتراق بسیار مشکل می باشد. زمان اقامت سیال در یک موتور اسکرمجت فقط در حدود چند میلی ثانیه است. لذا تحقیق بر روی پاشش و انتشار سوخت یک مساله بسیار مهم در طراحی این موتورها می باشد. در این مقاله پاشش متقاطع دو-مرحله ای جت صوتی دایروی به درون جریان مافوق صوت بعد از پله به صورت عددی بررسی شده است. در مقایسه با پاشش موازی، پاشش متقاطع عمق نفوذ سوخت بهتر و ترکیب مناسب تری فراهم می نماید ولی افت فشار سکون در این روش بیشتر از روش پاشش موازی است. معادلات ناویر-استوکس رینولدز-متوسط به همراه مدل آشفتگی k-ω sst و معادله حالت گاز کامل با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند. نتایج حل عددی با داده های تجربی دردسترس مقایسه و صحه گذاری شده اند که نتایج عددی تطابق خوبی با داده های تجربی دارند. شبیه سازی ها به خوبی موقعیت و شکل مشخصات اصلی جریان را نشان می دهند. حوزه جریان شامل امواج ضربه ای مختلفی از قبیل امواج ضربه ای کمانی، امواج ضربه-ای ناشی از جدایش، و امواج ضربه ای بشکه ای می باشد. نتایج نشان می دهند که ارتفاع دیسک ماخ انژکتور دوم بیشتر از انژکتور اول است که به دلیل افت فشار سکون ناشی از انژکتور اول است.

    کلیدواژگان: محفظه احتراق اسکرمجت، پاشش متقاطع، جریان مافوق صوت، امواج ضربه ای، جریان عرضی
  • علی جهانگیری*، سمیرا محمدی صفحات 293-302

    در این مقاله، یک روش عددی که ترکیبی از روش نقطه گذاری به همراه موجک هآر و روش پایدارسازی تیخونوف می باشد، برای حل مسئله انتقال حرارت معکوس یک بعدی استفاده شده است. به منظور تطبیق مسئله انتقال حرارت با واقعیت، داده های ورودی به صورت داده های نویزدار با خطای مابین 1 الی 5٪ مورد استفاده قرار گرفته اند. هم چنین در این پژوهش از توابع هآر علاوه بر تخمین توابع مجهول، به منظور نویزگیری خروجی نیز استفاده شده است. از نتایج حاصل شده دو مزیت اصلی روش مکرر اثبات شده است، اول دقت این روش در تخمین شروط مرزی مجهول و دوم سرعت پردازش که به علت عدم نیاز توابع موجکی به نقطه گذاری با فواصل کم می باشد. این مطلب بیان گر این امر می باشد که این روش دارای سرعت بالائی نیز می باشد. با توجه به نتایج کسب شده می توان اذعان کرد که روش حاضر با اعمال خطای کوچک در داده های ورودی پایداری خود را حفظ نموده است.

    کلیدواژگان: مساله معکوس بدخیم، روش هآر، روش پایدارسازی تیخونوف، داده های ورودی دارای نویز
  • محمد صدیقی*، کمال الدین ناصری نژاد صفحات 303-312

    یکی از مراحل مهم ساخت مخازن تحت فشار بدون درز، گنبدی کردن انتهای لوله (اسپینینگ) است. شبیه سازی انجام این فرآیند روی یک لوله ی آلومینیومی و بررسی اثر برخی از پارامترها در آن، موضوع اصلی مقاله ی حاضر می باشد. فرآیند مذکور با استفاده از نرم افزار آباکوس و با روش دینامیک صریح شبیه سازی شده و توزیع ضخامت و هندسه ی نهایی مخزن به دست آمده است. همچنین اثرات برخی از پارامترها بر پایداری کلی فرآیند و در گذر اول مورد بررسی قرار گرفته و نتایج گزارش شده است. این پارامترها عبارت اند از سرعت دوران غلتک، گام غلتک و فاصله ی نقطه ی آغاز تماس غلتک از سر آزاد لوله در گذر اول. افزایش سرعت و گام باعث کاهش چروک و اعوجاجات به وجود آمده و نتیجتا باعث پایداری بیشتر فرآیند می شوند. افزایش فاصله ی نقطه ی آغاز تماس غلتک، کرنش های به وجود آمده در گذر اول را افزایش می دهد، اما در روند آن ها تغییر محسوسی ایجاد نمی کند. روند کلی نمودار های مربوط این کرنش ها با یکی از پژوهش های مشابه مطابقت دارد. اثر ضریب بزرگ نمایی جرم نیز بر فرآیند شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش این ضریب باعث افزایش اعوجاجات به وجود آمده در این فرآیند می شود.

    کلیدواژگان: اسپینینگ، گنبدی کردن انتهای لوله، مخازن تحت فشار بدون درز
  • یاسمن اسمعیل زاده، هادی صاحبی* صفحات 313-325

    در سالیان اخیر، عمدتا به دلیل افزایش نگرانی های اجتماعی پیرامون محیط زیست، عبارت لجستیک معکوس ارتباط زیادی با مدیریت پسماند پیداکرده است. درواقع، مدیریت پسماندهای جامد شهری می تواند به عنوان یکی از مسائل لجستیک معکوس در مدیریت زنجیره تامین در نظر گرفته شود. در این پژوهش مدلی برای طراحی شبکه زنجیره تامین لجستیک معکوس پسماند جامد شهری ارائه شده است؛ که با استفاده از دو تابع هدف سود و مسائل زیستی سعی شده است که دو بعد از توسعه پایدار در نظر گرفته شود. تابع هدف اقتصادی به بررسی بیشینه سازی سود و تابع هدف زیست محیطی به بررسی کمینه سازی میزان انتشار گاز CO2 ناشی از حمل زباله و نگهداری زباله در محل دفن می پردازد. مدل پیشنهادی قادر به تعیین تعداد و مکان بهینه تسهیلات و جریان مواد بین گره ها در سطوح مختلف شبکه به منظور دستیابی هم زمان به اهداف اقتصادی و زیست محیطی است. به منظور حل مدل چندهدفه از روش محدودیت اپسیلون استفاده شده است. همچنین به منظور کاهش فضای جواب مسئله و پایش مکان های بالقوه تسهیلات شبکه زنجیره تامین موردمطالعه یک روش موثر رتبه بندی مانند تحلیل پوششی داده ها ارائه شده است. پژوهش حاضر، به منزله پژوهش کاربردی از داده های واقعی سازمان مدیریت پسماند شهرداری شیراز استفاده نموده است و مدل پیشنهادی در نرم افزار GAMS حل شده است.

    کلیدواژگان: طراحی زنجیره تامین لجستیک معکوس، پسماندهای جامد شهری، تحلیل پوششی داده ها، روش محدودیت اپسیلون
  • محمد یاوری*، محسن عاقلان صفحات 327-346

    یکی از چالش های مدیریت زنجیره تامین، مقاوم سازی شبکه زنجیره تامین در برابر اختلال است. تحقیقات گذشته، ایجاد قابلیت ارتجاعی را در طراحی زنجیره تامین های جدید بررسی کرده اند و ایجاد قابلیت ارتجاعی در شبکه های زنجیره تامین نامقاوم موجود، مورد بررسی قرار نگرفته است. این مقاله جهت ایجاد قابلیت ارتجاعی در زنجیره های تامین موجود به توسعه یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط برای حل مسئله بازطراحی شبکه زنجیره تامین، با هدف مقاوم سازی شبکه زنجیره تامین در برابر اختلال، می پردازد. جهت ایجاد قابلیت ارتجاعی در شبکه زنجیره تامین، دو استراتژی کاهش ریسک موجود در ادبیات با عنوان "ظرفیت مازاد" و "ذخیره اضطراری" و یک استراتژی جدید با عنوان "تسهیلات دو مرحله ای" در سناریوهای مختلف اختلال مورد بررسی قرارگرفته است. ایجاد تسهیلات دو مرحله ای در دو رده مراکز توزیع و خرده فروشان در نظر گرفته شده است. آزمایش های عددی به منظور بررسی و مقایسه عملکرد شبکه زنجیره تامین ارتجاعی و غیر ارتجاعی و همچنین ارزیابی استراتژی های مختلف کاهش ریسک، انجام شده است. نتایج نشان می دهد ایجاد قابلیت ارتجاعی موجب بهبود ‏5/4 ‏و ‏5/5 ‏درصدی در عرضه محصول و سود زنجیره تامین می شود.

    کلیدواژگان: بازطراحی شبکه زنجیره تامین، اختلال، قابلیت ارتجاعی، استراتژی کاهش ریسک، تسهیلات با راه اندازی دو مرحله ای
  • محمدرضا بنایی*، حسین اژدرفائقی بناب صفحات 347-366

    مبدل های افزاینده مرسوم و کاهنده-افزاینده ضریب بهره پائینی دارند و بهره ولتاژ این مبدل ها با مقاومت های پارازیتی محدود می شود و به همین دلیل می بایست از مبدل هایdc-dc با ضریب بهره بالا استفاده شود. در این مقاله مبدل های dc-dc بدون ترانسفورماتور کاهنده-افزاینده و افزاینده جدید با ضریب بهره بالا و تنش ولتاژ پائین در دو سر کلید پیشنهاد می شوند. در مبدل های پیشنهادی تنها یک کلید قدرت به کار رفته است و کنترل مبدل ها ساده است و تلفات هدایتی کلید قدرت نیز پائین می باشد. بهره ولتاژ مبدل های پیشنهادی بالاتر از مبدل های افزاینده مرسوم و کاهنده-افزاینده می باشد. مبدل های پیشنهادی در ناحیه کاری گسترده در رژیم هدایت پیوسته کار می کنند. مبدل های پیشنهادی تنش ولتاژ پائینی در دو سر کلید دارند و به همین دلیل تلفات هدایتی کلید پائین است. این مبدل ها در دو رژیم هدایت پیوسته و ناپیوسته می توانند کار کنند. در این مقاله ضمن ارائه مدهای کاری مختلف مبدل های پیشنهادی در دو رژیم هدایت به محاسبات مربوط به بهره، جریان های عبوری از عناصر، بازده و اندازه ریپل ولتاژ خازن ها پرداخته می شود. برای اثبات درستی محاسبات و عملکرد صحیح مبدل پیشنهادی نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار PSCADارائه می شود.

    کلیدواژگان: مبدل افزاینده مرسوم و کاهنده-افزاینده، مبدل های dc-dc، تنش ولتاژ پائین، رژیم هدایت
  • مهدی صباغ رنانی*، محمدتقی کاظمی، منصور عسگری صفحات 367-374

    ارزیابی مقاومت بتن یکی از مسائل مهم در صنعت بتن و سازه های بتنی است. در اکثر موارد نمونه هایی تهیه شده از بتن در حین اجرا جدا شده و پس از عمل آوری طبق استانداردهای موجود تحت فشار تک محوره قرار می گیرند و بر اساس نیروی اعمالی، مقاومت بتن در سازه تعیین می شود. مقاومت حداقل بتن را می توان پیش بینی کرد و با دقت خوبی تخمین زد اما در موارد بسیاری به دلایلی نظیر عدم اجرای صحیح، مقاومت بتن سازه با بتن طرح متفاوت است. از جمله روش های پذیرفته شده برای اندازه گیری مقاومت بتن در محل نیز می توان به روش مغزه گیری اشاره کرد که روشی مخرب است. ارائه روشی غیرمخرب که بتواند مقاومت بتن در سازه را تخمین بزند می تواند در موارد زیادی راهگشا باشد. در این پژوهش با تهیه نمونه هایی بتنی با طرح اختلاط متفاوت ضمن بررسی تاثیر نسبت های اختلاط بر مقاومت بتن و سرعت موج فراصوت، رابطه ای بین مقاومت بتن و سرعت موج فراصوت ارائه گردیده است. همچنین با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان و نسبت سنگدانه ریز به درشت رابطه ای جامع برای تخمین مقاومت بتن ارائه شده است.

    کلیدواژگان: بتن، مقاومت فشاری، سرعت امواج فراصوت، آزمون های غیرمخرب، طرح اختلاط
  • فاطمه کرد*، کامیار موقرنژاد صفحات 375-387

    در این پژوهش ضریب شکست نمونه های خالص الکلهای نوع اول و مخلوط های دوتایی آنها به دو روش تجربی و مدلسازی مورد بررسی قرار گرفت. در روش تجربی از دستگاه رفرکتومتر برای اندازه گیری ضریب شکست استفاده شد و در روش مدلسازی، با به کارگیری شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه مدلسازی شد. به همین منظور ورودی های شبکه مربوط به مواد خالص، دما، جرم مولکولی و گروه های عاملی CH3، CH2 و OH و برای مخلوط ها کسر مولی، جرم مولکولی جزء اول، جرم مولکولی جزء دوم و گروه های عاملی CH3، CH2 و OH و ضریب شکست به عنوان تنها خروجی شبکه در نظر گرفته شده است. در طراحی شبکه عصبی، 70% داده ها تحت عنوان تابع آموزش، 15% به عنوان تابع اعتبارسنجی و 15% به عنوان تابع آزمایش در نظر گرفته شده است. در این مدلسازی، نمونه های خالص در نورون 10 با میانگین درصد خطای نسبی مطلق 08457/0 و نمونه های مخلوط در نورون 12 با میانگین درصد خطای نسبی مطلق 07121/0 بهینه شده است. با مقایسه روش آزمایشگاهی و مدلسازی در نمودارهای عملکرد، انطباق خوبی بین دو روش وجود دارد که نشاندهنده کیفیت مدل ارائه شده می باشد

    کلیدواژگان: ضریب شکست، الکل نوع اول، شبکه عصبی مصنوعی، پرسپترون
  • سعید سلگی، علی جهانگیری* صفحات 389-405

    از آنجا که توزیع تنش واقعی در اجزاء هواپیما یکی از مهم ترین شاخص های ورودی جهت انجام پژوهش های طراحی و عمردهی هواپیما می باشد، در پژوهش حاضر به تحلیل استحکام سازه جعبه گشتاور پایدارگر افقی هواپیما پرداخته شده است. برای این منظور مدل هندسی دقیق اجزاء سازه ای جعبه گشتاور طبق نقشه های ساخت هواپیما با استفاده از نرم افزار ®CATIA تولید شده و جهت تحلیل استاتیک به محیط نرم افزار ABAQUS® انتقال یافته و مونتاژ گردیده است. پس از انجام اصلاحات در مدل هندسی و استخراج بار آیرودینامیکی با استفاده از منحنی های بارگذاری هواپیما، مدل اجزاء محدود سازه، تولید شده است. سپس شرایط مرزی مناسب و خواص مواد اجزاء تخصیص داده شده و در نهایت تنش اجزاء سازه ای و باربر پایدارگر افقی به دست آمده است. سازه جعبه گشتاور، بخش زیادی از نیروهای وارده بر دم هواپیما که تماما یک سطح کنترلی بوده و در زوایای حمله مختلف تغییر موقعیت می دهد را تحمل کرده و از این حیث سازه ای بحرانی می باشد. پس از ارائه نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی، قطعات بحرانی سازه جعبه گشتاور تحت نیروهای آیرودینامیکی، به منظور ارزیابی و تخمین عمر باقی مانده تعیین و مورد بررسی واقع شده است. با توجه به یکسان نبودن جنس قطعات، معیار بحرانی بودن بر مبنای نسبت تنش وارده بر قطعه، بر تنش تحمل قطعه قرار گرفته است. بر این اساس با توجه به پایین تر بودن تنش تسلیم در ریب اصلی دوم، این قطعه به عنوان قطعه بحرانی معرفی گردید.

    کلیدواژگان: تحلیل اجزای محدود، جعبه گشتاور پایدارگر افقی، هواپیمای سالخورده، بار آیرودینامیک، نرم افزار ABAQUS®
  • علی مختاریان*، محمدتقی کریمی، فائزه جهان شاه صفحات 407-420

    امروزه با پیشرفت علوم مهندسی در زمینه ی پزشکی، استفاده از سیستم های توانبخشی رباتیکی جهت درمان ناتوانی حرکتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برخی از سیستم های رباتیکی برای احیای مکانیک و اصلاح الگوی حرکتی افراد ناتوان از جمله مبتلایان به سکته ی مغزی به کار گرفته شده اند و نتایج امیدوارکننده ای از آنها حاصل شده است. محور اصلی این تحقیق نیز، کمک به تامین استقلال حرکتی این بیماران بوده تا ضمن حذف فیزیوتراپ، امکان بهبودی و اصلاح حرکت در اعضایی که دچار فقر حرکتی شده اند، فراهم شود. هدف اصلی در این مقاله، طراحی و ساخت یک ارتز فعال خارجی یک درجه آزادی مبتنی بر ساختار مکانیزم چهارمیله ای برای ایجاد حرکت مطلوب پای بیمار می باشد. در همین راستا، طراحی بهینه ی سینماتیکی مکانیزم بر مبنای ایجاد حرکتی مشابه با الگوی صحیح راه رفتن برای پای بیمار انجام شده است. همچنین پس از استخراج معادلات حرکت ربات توانبخش، توان و گشتاور بهینه ی موتور الکتریکی محرک مکانیزم با حل دینامیک معکوس ربات، محاسبه و تعیین می شود. پس از طراحی و ساخت یک نمونه ی اولیه از ارتز پیشنهادی، کارایی و عملکرد آن بر روی یک کاربر سالم مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. آزمایشات به عمل آمده نشان می دهد که این دستگاه، حرکت شبیه سازی شده ی بهینه را برای کاربر فراهم می نماید. به علاوه نتایج تست ضربان قلب کاربر، گویای کاهش قابل توجه سرعت ضربان قلب کاربر در هنگام استفاده از ارتز نسبت به حالت عادی (بدون اتصال دستگاه) و به دنبال آن کاهش مصرف انرژی کاربر می-باشد.

    کلیدواژگان: ارتز فعال، توانبخشی، بهینه سازی، اندام تحتانی
  • علی کریم آبادی، محمدابراهیم حاجی آبادی*، عبادالله کامیاب، علی اصغر شجاعی صفحات 421-439

    با نصب سنسور هوشمند و تشخیص زود هنگام خرابی های جزئی، می‏توان تعمیر‏و‏نگهداری پیشبینانه را به تعمیر‏و‏نگهداری دوره‏ای تجهیز اضافه کرد. هدف از این مقاله ارائه مدل جدید تعمیر‏و‏نگهداری پیشگیرانه و پیشبینانه ترکیبی مارکوف تجهیز می‏باشد. برای رسیدن به این هدف سه گام برداشته شده است. گام اول به بررسی تحلیلی انواع خرابی های تجهیز پرداخته شده است. بدین منظور مدل ریاضی جهت محاسبه نرخ‏های سطوح مختلف خرابی ارائه شده است. بعلاوه اثر نصب سنسور هوشمند بر نرخ‏های خرابی مدل‏سازی شده است. در این مدل‏سازی احتمال خرابی سنسورها نیز لحاظ شده است.‏ با توجه به تجربه بهره‏برداران شبکه، خرابی های تجهیز به 4 سطح خرابی دسته‏بندی شده است، که مهمترین آن‏ها نرخ خروج ناخواسته و نرخ خروج اضطرای است. در گام دوم مدل جدید تعمیر‏و‏نگهداری پیشگیرانه و پیشبینانه ترکیبی مارکوف جهت آنالیز نصب سنسور هوشمند بر روی تجهیز ارائه شده است. با نصب سنسور هوشمند تعدادی از خرابی هایی که نیاز مبرم به تعمیر دارند شناسایی و با خروج اضطراری اصلاح می‏شوند. بنابراین فرکانس رفتن به تعمیر‏و‏نگهداری، عمر تجهیز و هزینه های تعمیر‏و‏نگهداری در مدل جدید ارائه شده مارکوف نسبت به مدل تعمیر‏و‏نگهداری پیشگیرانه بهبود پیدا می‏کند. در گام سوم خرابی های ترانسفورماتورهای قدرت شرکت برق منطقه‏ای خراسان با سطح ولتاژ 400 کیلو‏ولت و 132 کیلو‏ولت مطالعه شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می‏دهد که با مدل جدید مارکوف ارائه شده، نرخ خروج ترانسفورماتورهای 400 و 132 کیلو‏ولت به ترتیب به مقدار %12/74 و %51/54 کاهش پیدا می‏کند و متوسط عمر جایگزینی به ترتیب به مقدار 4/28 و 4/20 سال افزایش پیدا می‏کند

    کلیدواژگان: قابلیت اطمینان، تعمیر‏و‏نگهداری پیشگیرانه، تعمیر‏و‏نگهداری پیشبینانه، سنسورهای هوشمند
|
  • Jaber Dadashizadehsamakosh, Mohammad Mirzaie * Pages 1-12

    Pollution is known as one of the important and effective factors on the performance of polymeric insulators. In practice, the deposit contamination on the insulator surface is not uniform completely and is non-uniform contamination. So far, comprehensive research has not been carried out on the effects of different forms of non-uniform contamination on the performance of the insulators. In this paper, the effect of uniform contamination, longitudinal non-uniform pollution and fan-shaped non-uniform pollution in three levels of light, medium and heavy contamination on the potential and electrical field distribution of a 20 kV polymeric insulator using Comsol Multiphysics software have been done and the results have been Analyzed. In longitudinal non-uniform pollution, the severity of pollution in the near of high voltage and ground electrodes regions is heavier than the middle region, and in fan-shaped non-uniform pollution, the severity of pollution in the leeward side region is heavier than the windward side region. The results show that in slightly uniform pollution, the electric field decreases and its amplitude increases with increasing the pollution intensity. In longitudinal non-uniform pollution, electrical potential is almost constant in the near of electrodes and the electric field intensity has been decreased. Also, in the fan-shaped non-uniform pollution, the electric field intensity has been increased in the leeward side region.

    Keywords: polymeric insulator, uniform pollution, non-uniform pollution, electric field distribution, finite element method
  • Mohammad Shafiei Alavijeh *, Hossein Amirabadi, Hossein Torabian, Zahir Karimi Pages 13-21

    The most prominent feature of sheet material forming process is an elastic recovery phenomenon during unloading which leads to springback. Therefore, evaluation of springback is mandatory for production of precise products. In this paper, the effects of temperature, friction coefficient, blank-holder force and sheet thickness on the springback of AL5083-H111 alloy sheet in warm U-bending conditions were investigated by performing experimental tests and numerical method. ABAQUS FEA software was used for numerical simulation. Finally, comparison of experimental and numerical results showed good agreement.

    Keywords: Springback, Warm U-Bending, Experimental Method, Numerical Method, AL5083-H111
  • Nasim Ahmadi, Behzad Ghasemi *, Afrasiyab Raisi Pages 23-32

    In this article the natural convection of nano-fluid water - copper in a square cavity has been studied numerically. The left wall is maintained at high temperature ,right wall is maintained at low temperature and the other walls are adiabatic. The numerical model is based on the SIMPLE algorithm is used to solve the equations of continuity, momentum and energy . The effects of pertinent parameters such as the position and length of the baffle, Rayleigh number and solid volume fraction, on the thermal performance of the cavity are examined. The results showed that, the increase of the Rayleigh number and volume fraction of nanoparticle increased the average Nusselt on both hot and cold walls. The results also showed that the average Nusselt numbers on cold wall increased and on hot wall decreased with increase of the baffle length.

    Keywords: Heat Transfer, Natural convection, Baffle, Cavity, Nanofluid
  • Mehdi Mohammadi *, Seyed Morteza Bayareh, Mohammad Kowsari Pages 33-50

    Triple shaft gas turbines are the most gas compressor driven in natural gas compressor station in national Iranian Gas Company. In the recent study, exergy equilibrium formula of each components of gas compressor station specified and several mathematical models made. The model predict different parameters based on environmental and operational conditions. Models made by multivariate linear regression and ANOVA technique that made high precision models. The models results show that how varying the environment and operational condition such compressor inlet temperature, turbine inlet temperature and turbine pressure ratio affect exergy efficiency, fuel consumption, exergy destruction and specific fuel consumption. In this study effects of environmental and operational variables on this parameters and interaction of this variable on each other surveyed. Results showed that variation in each variables has no effect in slope of net output power variation due to change in other variables, whereas compressor inlet temperature and pressure ratio in exergy efficiency model, turbine inlet temperature and pressure ratio in fuel consumption model and turbine and compressor inlet temperature in specific fuel consumption model have interaction on their model's response

    Keywords: Exergy, gas turbine, regression, ANOVA, gas compressor station
  • Alireza Zolfaghari *, Mehran Saadatinasab, Elaheh Noroozi Jajarm Pages 51-61

    In the warm season, the performance of double skin facades has a significant dependence on the façade design details and climatic conditions. On the other hand, using the double skin facades can increase the building cooling load. In order to eliminate this problem, two different approaches have attracted the intrest of engineers: solar energy storage and preventing the solar radiation from entering the building by using shading devices. Therefore, in the recent years, the idea of using double skin facades with plants has been proposed in order to decrease the summer energy consumption of buildings. In this study, a thermal performance analysis has been performed by considering a high-rise building with the plants double skin façade in Tehran climatic conditions. The results indicate that although using the ordinary double skin façades can decrease the building’s energy consumption up to 24.3% in cold months of the year; it can lead to increase the summer cooling load about 18.3%. However, by using double skin façades with the plants, the building’s energy consumption in cold and warm seasons may decrease about 21.4% and 22.5%, respectively.

    Keywords: double skin facade, green wall, energy consumption
  • Mohsen Gerami *, Elahe Sadat Hashemi Pages 63-71

    Always share of damages of non-structural components is a significant share of the total cost of earthquake damages. A simple method for analyzing the response of non-structural members, is use the floor response spectrum. In this method, first behavior of primary structure at the non-structural member nodes regardless of their interaction is determined. Then the response of non-structural members used as input to the analysis result. In this study, six two-dimensional steel moment frame, three, six and twelve-story is modeled. In order to investigate the effect of  changing period in the force exerted on non-structural components there are two models, one with more (flexibility) and one with a smaller period (rigid). 7 record ground motion recorded on soil types that respect to the code design of the buildings against earthquakes (Iran standard no.2800) scale, has been used for time history analysis. The results obtained were compared with suggested values by conventional codes. From this study it was concluded that the focus of energy absorbing of structures is related to the first e and second mode and the height increases, the tendency to absorb energy will be increased. Distribution of amplification factor of seismic response at high (ratio of peak floor acceleration to the peak ground acceleration) to studied frames showed that the amplification factor proposed by Euro code 8 are closer than to be obtained when the period of non-structural component is closer to of the first period of the structure, the phenomenon of resonance occurs and when the structural period increases (tall buildings) effect of higher modes is increased, this means that the resonance mode in the second and third periods will occur.

    Keywords: nonstructural components, floor response spectrum, evaluate seismic demands, steel moment frame
  • Shima Sotoodehnia, Nasrin Aminizadeh, Meysam Atashafrooz * Pages 73-83

    In the present paper, numerical simulations of laminar forced convection flow and entropy generation analysis in a 2-D duct with two sudden expansions are investigated. These two expansions are created by four inclined backward facing steps and beget the separation flows and vortex regions. The vortex regions have the significant effects on the heat transfer rates and flow irreversibility. The inclination angle of steps is one of effective parameters on the control of the separation flows, heat transfer rates and flow irreversibility. In this paper, after calculation of velocity fields and temperature distributions, the effect of the step inclination angle on the separated flows, Nusselt number, friction coefficient, entropy generation number and Bejan number is studied. To obtain the temperature distributions and velocity fields, the set of governing equations including mass, momentum and energy equations are solved by the finite volume methods and computational fluid dynamic (CFD) techniques. For simulating the inclined surfaces of steps in Cartesian coordinates, the blocked-off method is used. Also, thermodynamic second law analysis is employed to calculate the entropy generation and flow irreversibility. Finally, the effect of the Brickman number on the entropy generation number and Bijan number is investigated graphically.

    Keywords: Entropy Generation, Laminar Forced Convection, Inclined Step, Blocked off Method, Computational Fluid Dynamic (CFD)
  • Mohammad Nekufar, Mohammad Ali Movafaghpour * Pages 85-99

    In this research, SALCHOW algorithm has been developed to solve linear programming problems. In each step SLACHOW moves towards the constrained gradient of the objective function, so that it always remains within the feasible region. This type of generating sequence of feasible solutions on the boundary of the feasible region differs from the behavior of the simplex. Simplex moves on the corners of the feasible region. On the other hand, SALCHOW is also different from interior point methods; because interior point methods generate solutions that are not on the corner points or even borders of feasible region. SALCHOW assigns a set of coefficients to some active constraints for appending to objective function and updating constrained gradient of objective function. Finally at the optimal point, the Lagrange coefficients of the active constraints are found. Computational results are generated by using a set of randomly generated instance problems and a few standard ones from OR-Library. These results show the superiority of SALCHOW over the simplex in these small instances. In other words, the mean time of solving an instance with SALCHOW is a function of the number of decision variables in contrast with Simplex. Runtime of simplex in the average is a function of the number of constraints. The computational errors caused by round off errors in developed code in MATLAB exhibits that our developed code for SALCHOW suffers from cumulative errors; and it obstructs the possibility of judging the definite superiority of SALCHOW over the simplex in solving small instance problems.

    Keywords: Linear Programming, Active Set Methods, Polynomial Time Order, Feasible Direction Method
  • Hamed Aminzadeh * Pages 101-109

    Most of the integrated components used in current CMOS integrated circuits (IC) technology are inevitably nonlinear. This issue complicates the matching between such elements, and affects strongly the performance of analog circuits. In data converters, the nonlinearity caused by employing nonlinear transistors lowers the overall resolution and may limit the number of bits to an unacceptable value. It can be demonstrated that the number of the stages that should be calibrated is equal to the difference between the maximum number of bits without calibration and the desired number of bits which should be calibrated. In this article, we modeled the main error sources of the gain factor in pipeline stages. A modified calibration technique is then applied to estimate and to calibrate the nonlinear gain factor of the primitive stages. The effectiveness of the proposed approach is verified through design and calibration of a 14-bit 65MS/s converter in 0.18µm standard CMOS technology.

    Keywords: Analog-to-digital converters, Correlation, Digital calibration, Modeling, Pipelined converters
  • Amir Najibi *, Ramezanali Hajighorbani Pages 111-122

    In this paper elastic mechanical stress analysis for a 2D- FGM thick hollow cylinder with finite length have been conducted in which the material properties distributions are following a new developed material model according to the Mori- Tanaka scheme. This cylinder is subjected to internal or external non-uniform pressure loading and finite element method with third order Lagrange shape functions have been utilized to analyze the problem. Verification has been performed with a simplified study in which the results have been extracted by utilizing MLPG method. The results show that the stresses obtained from external pressure loading is higher than its counterpart stresses related to the internal pressure. Furthermore, normalized effective stresses according to the metallic volume fraction along the horizontal center line have significant change by nz variation. Also, normalized effective stresses on the center point of the cylinder wall have been increased by increasing of nr. Finally, it has been demonstrated that the minimum value of the maximum normalized effective stresses for both internal and external pressure loading are related to material distribution of nr=20 and nz=0.1. It means that the ceramic 2 (Si3N4) rich cylinder wall has the lowest value of normalized effective stress.

    Keywords: 2D-FGM, Thick hollow cylinder with finite length, Mori-Tanaka, Elastic stress
  • Amirhossein Nobil, Ata Allah Taleizadeh * Pages 123-129

    This paper presents an economic order quantity model (EOQ) for growing items. In this inventory system, a buyer orders those items such as livestock and poultry, after a period of time grow and reach their ideal weight. Then, the company slaughters and sells items to customers. Shortage is not allowed and the order number must be integer values. Due to this, we have an integer non-linear programming problem and assumed that the items with a linear approximation grow and after reaching to the ideal weight become ready for consumption. We proved that the proposed model is a convex programming problem to obtain an optimal solution regardless of the integer of the order. Then, according to the value obtained, a solution algorithm for integer optimal solution is developed. At the end, we use a hypothetical numerical example to explain and express the proposed model and solution method. Also, we've done a sensitivity analysis showing the impact of each parameter on the objective function and order quantity values.

    Keywords: Economic order quantity, growing items, integer non-linear programming, exact algorithm
  • Javad Razzaghi, Morteza Khomami Abadi, Ali Alijani * Pages 131-142

    In this paper, the stress intensity factor (SIF) in the opening mode I is investigated in cracked beams with the I-shaped cross sections under axial loading. In cracked cross sections, a couple is made due to shifting the two centroids, or in the other word due to a misalignment between the axes of the axial force. The analysis is carried out through two analytical and numerical approaches. In analytical approach, a mathematical model for SIF is proposed via the theory of the energy release rate in the region around the crack. This model is adapted by considering the moment of the couple. It is presented in two situations in terms of the crack location including the crack in a part of the flange, and the crack in the flange and a part of the web. In numerical approach, geometric and material characteristics and type of loading are modeled by using Abaqus software; then SIF values of the I-shaped cracked beam are determined. In the presented numerical solution, two methods of C-integral and X-FEM are employed to model the crack. The validity of proposed equations is confirmed by the comparison between the presented results of numerical and analytical approaches.

    Keywords: Stress intensity factor, Cracked beam, I-shaped section, Energy release rate, Analytical approach, Abaqus software
  • Farzin Moludi, Ali Kheyroddin * Pages 143-156

    According to recent studies, beam-column connections in concrete structures are highly important since failure in these parts, as the main elements of force transmission in the building, causes the destruction and instability of the entire structure. The use of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC) is one of the new methods to make beam-column connections. These materials include cement mortar with fine aggregates and fiber. They have high pre-failure cracking and energy absorption capabilities due to exhibiting strain hardening behavior under tensile loading, which can lead to the formation of structures with higher resistance and ductility than the conventional concrete structures. In this paper, following the introduction of HPFRCC materials, the impact of using HPFRCC materials on improving the beam-column connection performance was studied. To this end, the results of experimental studies by Chao at the University of Michigan were used as the basis for verification of finite element model. Accordingly, the effects of different connection parameters on the connection performance were examined in the base model individually or in combination. The results of nonlinear finite element models analysis indicated that the ductility ratio of HC-B0-C711.2 and HC-B0-C355.6 models is higher than other models. Thus, their ductility ratio appears to be 50.1% higher than the base connection. In addition, the maximum resistance of the HC-BS50 connection is greater than all other models so that its maximum resistance is 4.6 % more than the base connection.

    Keywords: HPFRCC, reinforced concrete, beam-column connection, cyclical behavior, ductility
  • Abbas Sheykhan, Reza Hafezi *, Mehdi Omrani, Amir Naser Akhavan, Ahmad Saeedi Pages 157-168

    In today's competitive dynamic world/markets, providing a desirable framework for exploring future perspectives is a crucial challenge to support robust decision making and proper policy making. This research proposes a novel framework that develops plausible future energy scenarios through the Fuzzy Cognitive Map (FCM) technique. As a new method in scenario planning, FCM model attempts to present a set of rational, reliable and credible plausible scenarios together with analyzing dynamic behaviors of parameters. The integrated FCM-based approach encompasses STEEP analysis to identify parameters, Cross Impact Analysis (CIA) to determine key drivers, Morphological analysis for scenario selection, and FCM model to develop semi-quantitative scenarios. This new approach for scenario development brings together the benefits of both quantitative and qualitative analysis and it is not limited to the investigation of few pre-defined scenario drivers. As a research case, the proposed methodology is examined to detect plausible trends for Iran's oil production in the post sanction era. The implemented FCM simulations indicate that in three scenarios oil production increases and growth will be significant in the first two scenarios. The fourth projection is the most pessimistic scenario that can be imagined in the post-sanction era where the country faces massive investment backlogs.

    Keywords: Scenario Planning, Fuzzy Cognitive Map, Iran, Post-Sanction, Oil Production
  • Amir Ghahremani, Masoud Monjezi *, Mohammad Ghobadisamani Pages 169-190

    In open pit mines the loaders and hauls choice , allocation and dispatching of trucks is one of the most important and complicated operational processes. That’s optimization results in great thrifts. For the analysis of this type of examples, simulation is a powerful tool.One of the basic points in the topic of simulation models is the presentment of optimization. Simulation based optimization methods are often one objective. In this Thesis it has been objected to use the multi objective forms of these methods. The considered goals are minimizing of operational cost and maximizing of production. Meta heuristic algorithms which is chosen for this issue Multi-Objective-Particle-Swarm-Optimization (MOPSO). For simulation we have used Arena’s software and for optimization used MATLAB software. The results of proposal methods implementation on Sungun mine’s loading and hauling fleet, shows that with the administration of obtained scenarios it is possible to maximize the current production of the mine 2.5 times and to reduce the operational costs of production up to 23%

    Keywords: multi objective optimization, simulation, MOPSO, open pit mines, hauling
  • Mahmoud Moallem *, Ali Akbar Pouyan Pages 191-211

    Anomaly detection means detecting samples that are different from the normal samples in the dataset. One of the great challenges in this area is finding labeled data, especially for the abnormal categories. In this paper, we propose a method that uses normal data to detect anomalies. This method is based on established neural networks which are called automated encoder and are considered in deep learning studies. An automated encoder reproduces its input as output and reconstruction deviation to rate anomalies. We have used LSTM blocks to construct encoder instead of using ordinary neurons. In fact, these blocks are a category of recurring neural networks that are specialized in discovering and fetching time and proximity dependencies. The result of employing an automated encoder using LSTM blocks to detect point anomalies shows that this approach has been promising and successful in extracting the normal data’s internal model and also detecting anomalous data. The AUC factor of the model, in almost all cases, is better than the AUC of an ordinary automated encoder and One Class Support Vector Machine (OC-SVM).

    Keywords: Anomaly Detection, AutoEncoder, LSTM, Deep Learning
  • Mostafa Iravani, Mohammad Simjoo * Pages 213-222

    According to the positive results of low salinity water (LSW) flooding to recover incremental oil, different studies have been performed to investigate the combination of LSW and other enhanced oil recovery (EOR) methods. Combination of polymer flooding and LSW could be one of the most effective EOR methods. Taking into account the strength and weakness of each individual method, one can take advantage of the synergism between polymer and LSW: presence of polymer improves oil sweep efficiency and LSW decreases polymer adsorption and alters rock wettability to more water-wet. In this paper, we applied fractional flow theory to investigate the performance of polymer-associated low salinity water (LSP) flooding as an EOR method in sandstone reservoirs. Also, application of LSP flooding to recover incremental oil was compared to that of high and low salinity water flooding. The results showed that as LSP was injected into the given sandstone reservoir, there is a delay in water breakthrough time to as much as 0.75 PV. Also, oil recovery duet to the LSP injection increased from 38% to 77% as compared to high salinity water flooding after 1 PV injection. Fractional flow analyses showed that the incremental oil obtained by LSP is mainly due to the presence of two distinct water saturation shock front.

    Keywords: Enhanced oil recovery, Low salinity water, Polymer, Fractional flow theory
  • Nematollah Ezzati, Hassan Taheri * Pages 223-233

    Ever increasing development of wireless devices and wireless networks have increased the value of spectral space‎. ‎Many efforts have been conducted to increase spectral utilization‎. The radio environment mapping opens new gates for developing low cost wireless devices. ‎In this paper‎, ‎a new method is proposed for increasing spectral utilization in distributed networks‎. ‎In this method‎ ‎distributed Kalman filter, which is modified to increase estimation accuracy, is used to estimate position‎, ‎velocity and power of primary transmitters‎. ‎These data are used to select spectrum holes optimally and increase spectral utilization compared to centralized methods‎. Obtained r‎esults are evaluated through practical implementations and simulations‎. ‎Innovations of this research include introducing and employing a linear model for estimating position of a transmitter using received power in line of sight (LoS) and non-line of sight (NLS) conditions, ‎‎‎modifying extended kalman filter and‎ ‎implementation of distributed spectrum sensing; advantages of this method are illustrated compared to centralized methods.‎‎

    Keywords: ‎Cognitive radio‎, ‎Distributed spectrum sensing‎, ‎Radio environment mapping‎, ‎Distributed kalman filtering
  • Sanaz Baig, Somayeh Tourani *, Bijan Ghanavati Pages 235-245

    One of the most important sources of volatile organic compounds is chemical solvent manufacturing. In addition to causing a lot of pollution to the environment, these organic materials are also economically harmful due to waste. For this reason, removing organic matter from industrial water or wastewater, as well as retrieving them, is an important issue. In this paper, the simulation of the process of separating volatile organic material from water by using nano-fiber membrane has been investigated. COMSOL Multiphysics software was used for numerical simulation of the system. By simulating in different conditions, it is possible to evaluate the performance of a membrane process in the removal of various pollutants. Finally, in order to evaluate the accuracy of the results of the simulation, the results of laboratory experiments by Feng et al. Were used. The simulation results show that after five hours, the concentration of chloroform at 60 ° C was reduced from 1157 to 400 ppm. At 23 ° C, the amount of organic matter lost from 1347 to 1080 ppm. The difference in gradient variations in these two temperatures is mainly due to the change in the Henry coefficient in the VLE, which increases with increasing temperature and improves the chlorophyll penetration inside the membrane and consequently improves its removal rate. Comparing the variations in the concentration of feed inside the tank at these two temperatures indicates that the simulations are very suitable for laboratory simulations with a relative difference of 11%.

    Keywords: Volatile Organic compounds, Chloroform, Membrane gas stripping, Computational Fluid Dynamic
  • Seyed Mohammad Mahdi Salehi *, Ali Akbar Pouyan Pages 247-265

    A social network consists of some people who are related to each other through some similarities. The emergence and evolution of these networks and increasing rate of using them is the major cause for social network analysis to be a hot research topic. Using various algorithms, each network can be divided into some communities. So, each community includes some members of the social network. Community detection is one of the most important and fundamental tasks in network analysis. It is a step towards understanding the patterns and characteristics of the complex systems they represent. In this paper, the state of the art algorithms for community detection are categorized into six categories (spectral clustering and centrality, quality function, Label propagation, Structure, Closeness, link clustering) based on their definition of the community and modelling the concept of overlapping (existence of the nodes with membership in multiple communities). Next, these methods are implemented on various datasets and compared to each other. It is obvious from the results of performance measures, even in this small collection of data sets, no algorithm can be considered as the best community detection method for all kinds of networks.

    Keywords: Social Networks, Social Networks Analysis (SNA), Community, Community Detection, Overlapping
  • Farshad Nejadshahmohammad * Pages 267-279

    Generating a production schedule that will provide optimal operating strategies without all technical and operational constraints is not practical. Creating such models with considering NPV as objective function result to oversize mathematical problems which needs more CPU time. This paper developed a multi-index clustering algorithm to reduce the size of the large-scale mathematical problems by reducing the number of decisions variables. By the way the presented algorithm remove dependency to weight importance coefficients and marks the planning with minimum error and significant reduction in the size of the model and solving time. In application and comparison of the presented clustering technique, 2478 extraction block aggregated in first step in 10 clusters, and in second step in 40 and finally in 109 clusters. By using CPLEX and MATLAB the MILP models of clusters and extraction block created to evaluate the clustering technique. The results show that CPU time has 86% reduction whereas the NPV only show 1.8% difference between clusters and block models.

    Keywords: Clustering, Multi-similarity index, Production scheduling, MILP, Open pit, underground mines
  • Mostafa Zahedzadeh *, Fathollah Ommi Pages 281-291

    Efficient combustion in the Scramjet combustors depends on the proper air-fuel mixing. Sufficient mixing between the supersonic airstream and the fuel jet is critical for designing of scramjet engines, and this is due to the very short residence timescale for the mixture in supersonic flows. The fluid residence time is only about of the order of milliseconds in a scramjet engine, and therefore injection and spreading of the fuel is an important issue. In this paper staged transverse injection of sonic circular jets into supersonic crossflows behind a step has been studied numerically. In comparison with parallel injection, Transverse injection provides better fuel penetration with sufficient mixing and heat release but imposes larger stagnation pressure loss. Three-dimensional Reynolds Averaged Navier-Stokes equations and k-ω sst turbulence model and the perfect gas equation have been solved by using Fluent software. The results of the numerical solution are compared and validated with available experimental data. Numerical results showed good agreement with the experimental values. The simulations correctly captured the location and shape of the main flow features. The flow filed consists of various shock waves such as bow shocks, separation -induced shocks, and barrel shocks. Results showed that Mach disc height of the second injector is larger than first injector that is due to the stagnation pressure loss of the first injection.

    Keywords: Scramjet combustor, Transverse injection, Supersonic flow, Shock waves, Crossflow
  • Ali Jahangiri *, Samira Mohammadi Pages 293-302

    In this paper, a numerical method is used to solve the one-dimensional inverse heat transfer problem, which is a combination of punctuation with wavelet collocation method and Tikhonov's method of stabilization. In order to validation of the heat transfer problem, the input data is used as including noise data ranging from 1 to 5%. Also, in this study, the Haar functions, in addition to estimating the unknown functions, are also used to reduce output noise. From the results, two main advantages of the repeated method have been proven, first, the precision of this method in estimating the unknown boundary condition and the second processing speed due to the lack of need for wavelet functions to be collocated at low intervals. This suggests that this method is also high speed. According to the obtained results it can be admitted that the present method maintains its sustainability with small error in input data.

    Keywords: Ill-pose inverse problem, Haar method, Tikhonov's Stabilization Method, Including noise input data
  • M Sedighi *, K Naserinejad Pages 303-312
  • Yasaman Esmaeelzadeh, Hadi Sahebi * Pages 313-325

    In recent years, because of the increased social concerns about the environment, the reverse logistics concept has been linked to waste management. In fact, municipal solid waste management can be considered as one of the reverse logistics issues in managing the supply chain. In this research, a model for the design of a supply chain network of reverse logistic for municipal soild waste is presented. Using the two objective of profit and biological functions, we have tried to consider two dimensions of sustainable development.The economic objective function examines the maximization of profit and the environmental objective function examines the minimization of co2 due to waste transportation and landfill storage. The proposed model is able to determine the optimal number and the location of facilities and materials flow between nodes at different levels of the network in order to achieve simultaneous economic and environmental goals. The ɛ-constraint Methods has been used to solve a multi-objective model. Also, in order to reduce the problem space and monitor the potential locations of the supply chain network facility, an effective ranking method such as data envelopment analysis is presented. The present study has been used as an applied research data from the waste management organization of Shiraz Municipality and the proposed model has been solved in GAMS software.

    Keywords: Reverse Logistics Supply Chain Design, municipal Solid Waste, Data Envelopment Analysis, ?-constraint Methods
  • Mohammad Yavari *, Mohsen Aghelan Pages 327-346

    Supply chain network resilience is a serious challenge in the supply chain management. The existing researches in the literature focused on creating resilience in design of new supply chain networks, and creating resilience in supply chain has not been addressed in previous studies. This research investigated supply chain network redesign to make supply chain resilience. For this purpose a mixed integer linear programing model is developed considering two existing risk mitigation strategies, consisting of “the extra capacity” and “the emergency stock”, and a new strategy called "two-phase facility". The proposed “two-phase strategy” is applied in two echelons of distribution centers and retailers. Eventually, numerical experiments have been conducted to evaluate and compare the performance of the resilient and non-resilient supply chain networks as well as to compare the efficiency of risk mitigation strategies. Results revealed that resilient supply chain enjoys 4.5% and 5.5% higher performance in compared with non-resilient supply chain in terms of supply capability and profit, respectively.

    Keywords: Supply chain network redesign, Disruption, Resilience, Risk mitigation strategy, Two-phase establishment facilities
  • Mohammad Reza Banaei *, Hossein Ajdarfaeghi Bonab Pages 347-366

    The conventional boost and buck boost converter have low voltage gain. The voltage gain of the conventional converters is limited considering the issues such as parasitic resistance and because of this issues, high step up dc-dc converter must be used. In this paper, new transformerless high step-up buck boost and boost converters with low stress on the switch are proposed.  In this converters only one active switch are used, which makes the control scheme simple as well as reducing the switching power loss. The voltage gain of the proposed converters is higher than the conventional boost and buck boost converters. The proposed converters expand the continues conduction mode (CCM) operation region . Proposed converters have low voltage stress on the  active switch, low conduction loss and high efficiency. The proposed converters can be operated in the continuous conduction mode (CCM) and the discontinuous conduction mode (DCM). In this paper, different operation modes of the proposed converter, calculation of the voltage gain, the currents that flow through the components and efficiency are provided. To prove the correct operation of the proposed converters, simulation results in PSCAD software are provided.

    Keywords: Conventional Boost, Buck Boost Converters, Dc-dc converters, Low voltage stress, Operational modes
  • Mehdi Sabagh Renani *, Mohammad Taghi Kazemi, Mansour Asgari Pages 367-374

    Evaluation of concrete strength is one of the important issues in the concrete industry and concrete structures. In most cases, during construction, samples of concrete are picked up and after curing, according to the existing standards, they are subjected to uniaxial compression and based on the applied force, the strength of the concrete is determined. Minimum strength of concrete can be predicted but in many cases, due to reasons such as lack of proper implementation, concrete strength in structure with design strength is different. Core drilling is one of the accepted in-situ tests for measuring the strength of concrete that is a destructive method. Providing a non-destructive method that can estimate the strength of concrete in a structure in many cases is a remedial. In this research, by providing concrete samples with different mix design, in addition to studying the effect of mixing ratios on concrete strength and ultrasound wave velocity, a relationship between concrete strength and ultrasonic wave velocity is presented. Also, a comprehensive relationship is presented to estimate the strength of concrete considering water to cement ratio and the ratio of fine aggregate to course aggregate.

    Keywords: Concrete, Compressive strength, Ultrasonic wave velocity, NDT, Concrete mix design
  • Fatemeh Kord *, Kamyar Movagharnejad Pages 375-387

    In this study, the refractive index of pure alcohols and binary alcohol mixtures were investigated experimentally and theoretically. In the experimental approach, a refractometer was used to measure the refractive index of the samples. Aa artificial neural network in form of a multilayer perceptron was also used to model and predict the measured refractive data. The input parameters of the network included temperature, molecular weight, the group contributions of CH3, CH2 and OH for the pure materials and for the binary mixtures the additional parameters of mole fractions, molecular weight and group contributions of both components have to be considered. The refractive index of the pure or binary alcohol mixture consist the only output parameter of the network. 70% of the experimental data were considered for train, 15% for test and 15% for the validation of the neural network. The optimum neural architecture for the pure compounds consisted of 10 neurons in the hidden layer with 0.08457 mean absolute relative error and the optimum network for binary mixtures consisted of 12 neurons in the hidden layer with 0.07121 absolute relative error. Comparison of the results showed a good agreement between the experimental data and the neural network outputs and the high accuracy of the model.

    Keywords: refractive index, first order alcohol, artificial neural network, perceptron
  • Saeed Solgi, Ali Jahangiri * Pages 389-405

    Since the distribution of actual tensions in aircraft components is one of the most important inputs for carrying out aircraft design and survey research, the present study analyzes the strength of the horizontal stabilizer torque box structure of the aircraft. For this purpose, the exact geometric model of torque box construction components has been manufactured using the CATIA® software and has been transferred to the ABAQUS® software for static analysis. After modification of the geometric model and the aerodynamic load extraction, using the plane loading curves, a finite element model is constructed. Then appropriate boundary conditions and properties of the material of the components are allocated and finally, the stresses of the structural components and horizontal stabilizer are obtained. The structure of the torque box, with a large part of the forces involved on the tail of the aircraft, which has all a control level and is in different angles of change, can withstand a critical structure. After presenting the results of the static analysis, critical components of the torque box structure under aerodynamic forces have been investigated and evaluated for the remaining lifetime. Regarding the unequal nature of parts, the criterion of criticality based on the stress ratio on the piece is based on stress tolerance of the piece. Accordingly, given the lower supply tension in the second main rack, this piece was introduced as a critical piece.

    Keywords: Finite element analysis, Horizontal stabilizer torque box, time-worn aircraft, Aerodynamic load, ABAQUS® software
  • Faezeh Jahanshah, Ali Mokhtarian *, Mohammad Taghi Karimi Pages 407-420

    Today, with advancements of engineering sciences in the medical field, the use of robotic rehabilitation systems for treating motor disabilities has been widely considered. There are some robotic systems for mechanical rehabilitation and revival of motion pattern of stroke patients. In this research, the main purpose is to designing a new robotic system with one degree of freedom (DOF) to move lower legs of patient without any physiotherapist’s help during rehabilitation. For presented model of system, an optimal kinematic design according to the normal pattern of human motion has been performed. Also, the equations of motion for rehabilitation system have been extracted and the minimum torque of the actuator of the mechanism with solution of inverse dynamic problem has been obtained. In next step, the prototype of orthosis is fabricated and its function is tested on a healthy subject. The experiments show that the proposed device provides optimum simulated motion for the user. In addition, the results of test of heart beat indicate a significant reduction in heart rate and energy consumption of user during using orthosis system comparing to normal motion (without device).

    Keywords: Active Orthosis, Rehabilitation, Optimization, Lower Limbs
  • Ali Karimabadi, Mohammad Ebrahim Hajiabadi *, Ebadollah Kamyab, Aliasghar Shojaei Pages 421-439

    By installing the smart sensor and early detection of minor failures, the predictive maintenance can be added to the periodic maintenance. The purpose of this paper is to present a new preventive and predictive maintenance Markov model. For this at the first step, the various types of equipment failures are analysed. Therefore, a mathematical model is presented to calculate the rates of failures at various levels. In addition, the effect of smart sensor instalation on these failure rates has been modelled. In this modelling, the failure probability of the sensor is also considered.The equipment failures are classified into four levels of failure. The most importants failures rates are the outage failure rate and emergency failure rate. In the second step, a new Integrated preventive and predictive maintenance Markov model to consider the effect of smart sensor installation on equipments in maintenance process is presented. By installing the smart sensor, a number of high severity failures are early identified and corrected by emergency outages. So the frequency of going to major maintenance, the lifetime and maintenance costs in the new Markov model is improved with respect to the preventive maintenance model. At the third step, the failures of 400 kv and 132 kv power transformers of Khorasan Regional Electricity Company (KREC) were studied. The simulation results show that with new Markov model, the outage rates of 400 kv and 132 kv transformers are reduced by 74.12% and 54.51%, respectively, and the lifetimes are increased 28.4 and 20.4, respectively

    Keywords: Reliability, preventive maintenance, predictive maintenance, smart sensors