فهرست مطالب

کارافن - سال هفدهم شماره 50 (زمستان 1399)

نشریه کارافن
سال هفدهم شماره 50 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/28
  • تعداد عناوین: 17
|
  • امیرعباس نامجوی راد*، مهدی دادگرپور صفحات 13-33

    با توجه به گسترش روزافزون شبکه های کامپیوتری، تشخیص نفوذ به شبکه، یکی از اجزای اصلی برقراری امنیت در شبکه های کامپیوتری شناخته می شود که ابزار اصلی آن، کنترل ترافیک شبکه و تحلیل رفتارهای کاربران است. یکی از راه های اجرای چنین سیستم هایی، استفاده از دسته بندی ها می باشد که با استفاده از مشخص کردن الگوها در حجم زیاد داده، کمک بزرگی به ما می کند. با استفاده از روش های داده کاوی و مشخص کردن یک برچسب دودویی (بسته نرمال، بسته غیرنرمال) و همچنین مشخص کردن ویژگی های داده ها که می توان داده های غیرنرمال را تشخیص داد؛ از این رو دقت درستی سیستم تشخیص نفوذ، افزایش می یابد و در نتیجه، امنیت شبکه بالا می رود. مدل پیشنهادی در این مقاله، به بررسی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان در انتخاب خصیصه ها و تاثیر استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین در میزان دقت و میزان تشخیص نفوذ در سیستم می پردازد که نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از این الگوریتم، به افزایش میزان دقت و تشخیص درست هشدارها نسبت به روش های قبلی می انجامد.

    کلیدواژگان: سیستم تشخیص نفوذ، الگوریتم، یادگیری ماشین، بردار پشتیبان، داده کاوی
  • رضا نیک اندیش* صفحات 35-43

    فرض کنید R یک حلقه جابه جایی و یکدار باشد. گراف اشتراک وابسته به حلقه R که با نماد G(R) نمایش می دهیم، گرافی ساده و بدون جهت است که مجموعه ریوس آن تمام ایده آل های نابدیهی حلقه R است و دو راس مجزایI و J با هم مجاور هستند اگر و تنها اگر.I∩J≠ (0) . در این مقاله بعد متریکی گراف های اشتراک وابسته به حلقه های جابه جایی را بررسی می کنیم و فرمول هایی برای بعد متریکی گراف های اشتراک ارایه می شود.

    کلیدواژگان: بعد متریکی، مجموعه تجزیه، پایه متریک. گراف اشتراک، ایده آل، حلقه جا به جایی
  • مرتضی رمضانی* صفحات 45-58
    از دیرباز، مسئله مدل سازی و تحلیل سیستم ها خصوصا در سیستم های پیچیده با دینامیک بالا همراه با نویز و عدم قطعیت در شناخت رفتار سیستم ها و تصمیم گیری، بسیار بااهمیت می باشد. در طراحی سیستم فازی مورد نظر از چهار متغیر به عنوان ورودی و دو متغیر به عنوان خروجی استفاده می شود. قوانین فازی برمبنای تجربه فرد خبره در طراحی زیرسیستم تامین توان الکتریکی ماهواره سنجش از دور ارایه می گردد؛ لذا انتظار می رود نتایج عملی و منطقی تری براساس رفتار واقعی سیستم به دست آید. طراحی سیستم فازی پیشنهادی توانایی مدل کردن اطلاعات کیفی یک طراح خبره را نیز داراست. نتایج شبیه سازی به دست آمده در طراحی مفهومی دارای دقت مناسبی در مقایسه با داده های تجربی ماهواره های سنجش از دور می باشند. همچنین نتایج نشان می دهند که سیستم های فازی می توانند برای طراحی زیرسیستم تامین توان الکتریکی یک ماهواره سنجش از دور به طور موثری مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: طراحی مفهومی ماهواره، سیستم های فازی، فازی چند ورودی-چند خروجی، ماهواره سنجش از دور، زیرسیستم تامین توان
  • محمدعلی کاظمی، مجتبی معصوم نژاد*، نعمت الله عسکری صفحات 59-77

    یکی از مهم ترین مشکلات در مهندسی کنترل تخمین متغیرهای حالت یک سیستم دینامیکی با استفاده از داده های اندازه گیری شده مخدوش با نویز است. تخمین به کمک فیلتر ترکیبی کالمن/ اچ بینهایت یکی از روش های قدرتمند تخمین است که یک روش غیر تصادفی می باشد. به عبارت دیگر در این روش اندازه گیری ها و متغیرهای مدنظر تخمین نویزی بوده و اطلاعات دقیقی در مورد آنها وجود ندارد. در سیستم های دینامیکی با نویزهای شدید هیچ تضمینی برای ثابت ماندن مقادیر کوواریانس نویزهای فرآیند و مشاهده گر در طی زمان وجود ندارد، بنابراین بهتر است که به طور پیوسته مقادیر کوواریانس نویزهای فرآیند و مشاهده گر در الگوریتم فیلتر تخمین بهینه تغییر یابد، تا بتواند تخمین درستی از متغیرهای حالت سیستم ارایه دهد. در این مقاله یک راهبرد تطبیقی جدید از فیلتر ترکیبی کالمن/ اچ-بینهایت بر پایه منطق فازی برای تنظیم ماتریس های کوواریانس نویزهای فرآیند و اندازه گیری ارایه شده است. سیستم فازی در هر مرحله از فرآیند با استفاده از اختلاف موقعیت و سرعت واقعی بالن و مقدار مشاهده شده توسط مشاهده گر، یک عامل تطبیقی برای بروزرسانی مقادیر ماتریس کوواریانس تولید می کند. به این طریق فیلتر ترکیبی کالمن/اچ-بینهایت فازی می تواند متغیرهای حالت سیستم را دقیق تر تخمین زده و درنتیجه همواره مقدار تابع میانگین مجذور مربعات خطای تخمین حداقل می گردد.

    کلیدواژگان: فیلتر کالمن، فیلتر اچ-بینهایت، شناسایی متغیرهای حالت، هوانورد، منطق فازی
  • فرزانه محمدی*، محمد مولایی، امید افرا صفحات 79-95
    در چند دهه اخیر، تکنیک های بهینه سازی الهام گرفته از طبیعت، محبوبیت ویژهای را در مهندسی تجربه کرده اند. این تکنیک ها رقابت سختی را در مقایسه با روش های عددی سنتی دارند که گرفتار پیچیدگی پیوستگی هستند و معمولا از یک جستجوی مبتنی بر گرادیان حساس به راه حل اولیه، استفاده می کنند. درحالی که تکنیک های الهام گرفته از طبیعت اولیه به طور خاص توسط متغیرهای بهبودیافته و تکاملی، بررسی شده اند. روش های محاسبه مبتنی بر جمعیت به ویژه برای حل مشکلات چندهدفه به دلیل توانایی تولید راه حل های بهینه پارتو  در یک اجرا، جذاب هستند. در این مقاله از دو الگوریتم تکامل تفاضلی و کرم شب تاب به عنوان معیارهای عملکرد موتور رلوکتانس سوییچی به عنوان درایو میله کنترل در یک نیروگاه هسته ای استفاده شده است. این کار، با هدف غلبه و بهبود بخشیدن بر نقطه ضعف قابل توجه موتور رلوکتانس سوییچی که دارای گشتاور موج دار است، به کمک کنترل جریان موتور بر اساس کنترلر PI در یک کنترلر حلقه بسته، انجام می شود. نتایج شبیه سازی، اثربخشی و مزیت عملکرد موتور رلوکتانس سوییچی را در نرم افزار MATLAB/SIMULINK در زمان واقعی، نشان می دهد.
    کلیدواژگان: راکتور هسته ای، میله کنترل، موتور رلوکتانس سوئیچی، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم تکامل تفاضلی
  • بهمن رحمتی نژاد، مهدی عباسقلی پور*، بهزاد محمدی الستی صفحات 97-115
    در این تحقیق، عملکرد حرارتی یک رادیاتور نمونه در شرایط محیطی تعریف شده، مطالعه شد. روابط حاکم بر انتقال حرارت برای جریان هوا و سیال خنک کننده آب و اتیلن گلیکول (%50-%50) در رادیاتور نوشته شد و سپس مشخصات رادیاتور، تغییر داده شدند و روابط، مجدد بررسی شد. مشاهده شد عملکرد حرارتی یک رادیاتور که طول آن 25 درصد کاهش داده شده ولی تعداد فین های آن از 385 به 437 افزایش داده شده است با عملکرد حرارتی رادیاتور اولیه، برابر است. برای بررسی این موضوع، از روش ε-NTU استفاده گردید. مقدار بهینه آن توسط الگوریتم ژنتیک طراحی شده 436 فین تعیین گردید. همچنین فاصله بین دو فین از  mm92/3 به mm94/2 کاهش یافت که مقدار بهینه آن توسط الگوریتم ژنتیک mm 867/2 تعیین گردید. کاهش طول رادیاتور، باعث سبک تر شدن رادیاتور و کاهش هزینه های ساخت می شود اما کاهش بیش ازحد آن می تواند باعث نزدیک شدن فین های خنک کننده به هم شود و مشکل در دفع حرارت را به وجود آورد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، عملکرد رادیاتور، سیستم خنک کننده، موتور، طراحی مجدد
  • صیاد نصیری*، حسین رحیمی آسیابرکی، احسان رزاقی صفحات 117-131
    یکی از راه های افزایش راندمان احتراق، ایجاد جریان گردابه در موتور است. در موتور EF7 به دلیل استفاده از دو سوپاپ ورودی به ازای هر سیلندر، جریان گردابه ای ناچیزی در سیلندر وجود دارد. بیشتر روش های موجود برای ایجاد جریان گردابه که در موتورهای جدید نیز استفاده می شوند، به طراحی و تغییرات اساسی در سرسیلندر احتیاج دارند و هزینه های آن نیز چشمگیر است. در این مقاله، روشی جدید و کم هزینه به منظور تولید جریان گردابه در سیلندر ارایه شده است. هدف از این تغییرات، ایجاد اختلاف جریان بین دو سوپاپ ورودی در سیلندر و تولید جریان گردابه و در نهایت افزایش راندمان احتراق است، با این شرط که ضریب جریان افت نداشته باشد. ابتدا جریان گردابه داخل موتور EF7 استاندارد، درون آزمایشگاه در شرایط پایا اندازه گیری و تغییرات بر دو ناحیه سرسیلندر اعمال شد. سپس تمامی زوایای نشیمن گاه سوپاپ به صورت استاندارد ساخته شد. پس از آن با استفاده از آزمون میز جریان، عملکرد این روش مورد بررسی قرار گرفت تا علاوه بر صحت ایجاد جریان گردابه، بتوان میزان ضریب جریان گردابه را نسبت به روش های دیگری همچون دریچه کنترل جریان مقایسه کرد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با کاهش جزیی ضریب جریان در گشودگی های کم سوپاپ، می توان به جریان گردابه قابل قبولی در گشودگی های بالای سوپاپ با هزینه کم و تغییرات کم در سرسیلندر نسبت به طرح های دیگر دست یافت.
    کلیدواژگان: جریان گردابه، راندمان احتراق، سوپاپ چند اندازه ای، راهگاه ورودی، ضریب جریان
  • مانی قنبری*، لطفعلی مظفری وانانی صفحات 133-145
    در این تحقیق، با هدف بهبود متغیرهای سیستم سوخت رسانی و جرقه زنی، تاثیر میزان کارکرد فیلتر سوخت بر میزان دمای بنزین خروجی از پمپ سوخت، پیش رسی جرقه، فشار پاشش انژکتورها و میزان جریان الکتریکی پمپ سوخت یک موتور بنزینی، به صورت تجربی بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که کمترین دمای بنزین خروجی از پمپ سوخت و میزان جریان الکتریکی آن با استفاده از فیلتر نو (صفر کیلومتر) به ترتیب برابر  A88/2 و C 5/37 و بیشترین دمای بنزین خروجی از پمپ سوخت و میزان جریان الکتریکی آن با استفاده از فیلتر با کارکرد 60000 کیلومتر به ترتیب برابر  A12/4 و C 5/40 خواهد بود. همچنین بیشترین میزان فشار پاشش انژکتورها و کمترین مقدار پیش رسی جرقه در دور موتور rpm  1000 با استفاده از فیلتر نو (صفر کیلومتر) به ترتیب برابر bar 5/3  و 7 درجه و کمترین میزان فشار پاشش انژکتورها و بیشترین مقدار پیش رسی جرقه در دور موتور rpm  5000 با استفاده از فیلتر با کارکرد 50000 کیلومتر به ترتیب برابر bar 5/2 و 37 درجه مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که فیلترهایی با کارکرد بیش از 15000 کیلومتر موجب کاهش کیفیت احتراق و راندمان موتور می شوند.
    کلیدواژگان: موتور بنزینی، پمپ سوخت، جریان الکتریکی، دمای بنزین، فیلتر سوخت
  • مرتضی عبدالحسینی، روح الله عبداللهی*، معراج رجائی صفحات 147-161

    امروزه وسایل نقلیه، به طور روزافزونی با موتورهای DC مغناطیس دایم بدون جاروبک به واسطه ماهیت عملکرد بدون سنسور، مجهز شده اند. کنترل کننده های موتور BLDC می توانند کنترل سرعت و موقعیت موثر را بدون سنسور موقعیت نصب شده روی شفت، در سیستم فیدبک حلقه بسته عمل کنند. کنترل کننده PID مرتبه کسری، از رایج ترین نمونه های الگوریتم کنترل بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای کنترلی، کاربرد دارد. درایو موتور بدون سنسور BLDC کنترل بهینه بهتری روی سرعت روتور و دقت آن با کمک کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) دارد. در این مقاله با استفاده از دو الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری، پارامترهای کنترل کننده FOPID شامل زمان نشست، زمان خیز، اورشوت و پایداری پاسخ پله سیستم مذکور بهینه شده است. نتایج نشان می دهد پاسخ پله موتور  PMBLDCبا استفاده از الگوریتم ژنتیک پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های موجود، عملکرد کنترلی مناسب تری را ارایه می کند.

    کلیدواژگان: موتور PMBLDC، Fractional Order Proportional Integral Derivative (FOPID) Controller و الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم تفاضل تکاملی
  • کریم علی اکبری*، محمدرضا صابری، مرتضی عندلیب صفحات 163-180

    هدف از انجام این مطالعه، بهینه‏سازی پارامترهای عملیاتی فرایند ماشین کاری با تخلیه الکتریکی در سوپر آلیاژ Inconel 718 با استفاده از روش تاگوچی و تحلیل واریانس (ANOVA) است. ابتدا با استفاده از روش تاگوچی، چیدمان بهینه آزمایش ها تعیین گردید و سپس با انجام آزمایش ها و تحلیل واریانس، تاثیرات سهم هر پارامتر ورودی در خروجی فرایند تعیین شدند و در نهایت پارامترهای ورودی بهینه مشخص گردیدند. پارامترهای ورودی در این تحقیق شامل زمان روشنی پالس، فاکتور کار، ولتاژ گپ و جریان تخلیه می‏باشند. همچنین پارامترهای خروجی فرایند، نسبت سایش الکترود، نرخ براده‏برداری ماده و بررسی سطح نمونه (توپوگرافی) در نظر گرفته شدند. توپوگرافی، سطح مواردی از جمله زبری سطح، ضخامت لایه دپو شده و تراکم ترک نمونه‎های ماشین کاری شده با جزییات را بررسی می‏کند. به علاوه مدل‎سازی و تحلیل رگرسیون برای پیش بینی رفتار و مقادیر پارامترهای خروجی فرایند انجام گردید. نتیجه بهینه سازی پارامترهای عملیاتی فرایند شامل میزان سایش الکترود کمتر، زبری سطح بهتر و ریزساختار همگن و عاری از ترک است که با رفتار آلیاژ Ti-6Al-4V مقایسه گردیده است.

    کلیدواژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی، سوپر آلیاژ اینکونل 718، طراحی آزمایش ها، روش تاگوچی، تحلیل رگرسیون
  • عزت الله حسن زاده*، مهدی علی احیایی، سعید جعفری مهر آبادی، آرش محمدی، حسین مظاهری صفحات 181-207

    هدف اصلی از این تحقیق، بررسی تجربی اتصال دو موتور استرلینگ مشابه ST500 از نوع گاما و تبدیل انرژی حرارتی به سرمایشی است. در این تحقیق با استفاده از یک ساختار جدید و با استفاده از دو موتور استرلینگ به صورت کوپل در دما و فشارهای مختلف و استفاده از سوخت زیست توده در محدوده فشار متوسط منبع گرم موتور اول 4تا 8 بار، محدوده فشار متوسط منبع سرد موتور دوم 1 تا 4 بار و محدوده دمایی موتور گرم استرلینگ 480 تا 580 درجه سانتی گراد می توان به سرمایش موثری در موتور سرد رسید. در انجام آزمایش ها سعی شد تا میزان خطاها در قسمت های مختلف موتور از قبیل عایق کاری، نشتی سیال، لقی تسمه و دستگاه های اندازه گیری به کمتر از 9 درصد برسد. نتایج نشان داد که افزایش فشار متوسط گاز در منبع گرم موتور اول تا 8 بار و کاهش فشار متوسط گاز در منبع سرد موتور دوم تا 1بار، بالا بودن درجه حرارت منبع گرم تا 580 درجه سانتی گراد و استفاده از سیال عامل سبک مانند هلیوم در تولید سرمایش تا 16- درجه سانتی گراد موثرخواهد بود.

    کلیدواژگان: استرلینگ گاما، کوپل، سرمایش، منبع تغذیه، زیست توده
  • سید رضا سلیم بهرامی*، رضا شاکری، بهزاد حبیبی حاجیکلایی صفحات 209-230
    رشد روزافزون ساخت و استفاده از جداول بتنی در معابر و راه های شهری و بین شهری موجب شد تا ایده استفاده از بتن بازیافتی در جداول بتنی شهری پیشنهاد گردد. بنابراین، در این پژوهش تلاش شده است تا پارامترهای مکانیکی و اقتصادی استفاده از بتن بازیافتی به عنوان بتن جداول بتنی شهری بررسی شود. برای این منظور سه نوع طرح اختلاط، شامل بتن طبیعی به عنوان بتن شاهد و بتن بازیافتی و بتن الیافی بازیافتی شامل 100 درصد ریزدانه بازیافتی و 50 درصد درشت دانه بازیافتی برای سنین 7 و 28 روزه تحت آزمایش قرار گرفت. در ادامه، نتایج با آیین نامه و استانداردهای ملی و بین المللی در زمینه بتن برای استفاده در جداول شهری مقایسه شد. همچنین در این مقاله تخمین مقاومت فشاری 28 روزه به کمک شبکه های عصبی بررسی شده است. نتایج نشان داد که بتن بازیافتی و بتن الیافی بازیافتی با طرح اختلاط پیشنهادی، مقاومت فشاری بالاتری دارد. همچنین ضریب همبستگی تقریبا برابری در خروجی های آزمایش مقاومت فشاری 28 روزه حاصل از شبکه عصبی مصنوعی مشاهده شده است و نتایج 124 نمونه آزمایشگاهی با نتایج شبکه عصبی انطباق مناسب دارند.
    کلیدواژگان: بتن بازیافتی، شبکه عصبی، جداول بتنی شهری، بازیافت، بتن سبز
  • رضا مرادی، ابراهیم خلیل زاده وحیدی* صفحات 231-248
    امروزه یکی از معضلات موجود برای مهندسان و طراحان سازه، کاهش ارتعاشات ناشی از نیروهای جانبی نظیر زلزله و باد به سازه می باشد. از طرفی، با توجه به اینکه طراحی و ساخت سازه های بلند، یکی از روش های متداول استفاده از فضاهای شهری با جمعیت زیاد می باشد، ضرورت و اهمیت شناخت روش های کنترل ارتعاشات سازه بیش ازپیش احساس می شود. یکی از روش های کنترل ارتعاش سازه، روش کنترل غیرفعال، با استفاده از میراگرهای اصطکاکی می باشد. در این پژوهش، تمرکز اصلی روی کاربرد و عملکرد میراگرهای اصطکاکی، ایده های جدید برای استفاده از پدیده اصطکاک به منظور کنترل ارتعاشات سازه و معضلات طراحی سازه های دارای میراگر اصطکاکی می باشد. برای این منظور ابتدا سعی می شود که به مفاهیم مهم در کنترل ارتعاشات اشاره شود، سپس اهداف، روش کار و نتایج پژوهش های موجود متعدد، بررسی گردد تا دید روشنی از میراگرهای اصطکاکی برای مهندسان سازه فراهم شود و نیز شروعی باشد بر تحقیقات آینده که در آنها به توسعه و بهبود عملکرد میراگرهای اصطکاکی پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: ارتعاش سازه، کنترل غیرفعال، میراگر اصطکاکی
  • مریم عموهادی* صفحات 249-260
    در این پژوهش، آلیاژ سنداست (Fe85Si9.6Al5.4) به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد. آلیاژ به دست آمده در فضای آرگون و دمای C 1100 به مدت 2 ساعت بازپخت شد. فازیابی و بررسی ریخت پودرهای آسیاب شده و بازپخت شده به ترتیب با پراش سنج پرتوایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. نتایج نشان داد که محلول جامد نانو ساختار سنداست پس از h10 آسیاب کاری به دست آمده است و پس از بازپخت، دانه ها رشدکرده اند. آلیاژ به دست آمده، با چسب سیلیکات سدیم، عایق بندی و سپس با درصدهای گوناگون استیارات روی از 25/0 تا 75/0 درصد وزنی مخلوط شد. برای به دست آوردن هسته های مغناطیسی پودری این کامپوزیت ها به روش متالورژی پودر در فشار MPa  1600شکل داده شدند. بخش های حقیقی و انگاری تراوایی موثر و سازه ی کیفیت هسته ها با یک LCR سنج اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که چگالی خام هسته با 5/0 درصد استیارات روی از 25/0 درصد بیشتر است و پس ازآن ثابت می ماند. هم چنین ویژگی های مغناطیسی هسته با 5/ درصد استیارات بهینه شد. مقایسه ی بخش حقیقی تراوایی موثر برای هسته با آلیاژ بازپخت نشده و شده نشان داد که بازپخت پودرها به افزایش تراوایی موثر می انجامد و تا بسامدهای کمتر از 200 کیلوهرتز سازه ی کیفیت را هم افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: سنداست، آلیاژسازی مکانیکی، تراوایی موثر، روان ساز، بازپخت
  • سید علی هاشمی طالخونچه*، احمد باصفا صفحات 261-269

    ساختارهای تشدیدگر حلقوی شکاف دار (SRR) به دلیل خواص منحصربه فردی که دارند، برای کاربردهای مایکروویو مناسب هستند. در این مقاله با استفاده از متامتریال ها و ساختارهای SRR، یک فیلتر میانگذر در باند فرکانسی C طراحی شده است. ساختار اصلی فیلتر از دو عدد SRR که با یک خط مایکرواستریپ به هم متصل شده اند، تشکیل شده است. ابعاد اولیه ساختار مانند شعاع رینگ ها برحسب طول موج مرکزی فیلتر تخمین زده شده اند. به منظور افزایش پهنای باند و ضریب عبور در فرکانس مرکزی، از الگوریتم ژنتیک استفاده شد و ابعاد بهینه فیلتر، به دست آمدند. نحوه تغییر فرکانس مرکزی فیلتر با تغییر ثابت دی الکتریک بررسی شد و همچنین پایداری فیلتر نسبت به تغییر ابعاد آن به تصویر کشیده شد.این فیلتر در عین سادگی ساختار و سهولت در فرایند ساخت، در مقایسه با سایر فیلترهای موجود، دارای مشخصات خوبی مانند ضریب عبور بالا در فرکانس مرکزی و پهنای باند وسیع می باشد.

    کلیدواژگان: فیلتر میکرواستریپ، فرامواد، تشدیدگرحلقوی شکافدار، فرکانس گزینی، الگوریتم ژنتیک
  • احمدرضا یاسمیان* صفحات 271-279

    تاثیر هایپرترمیای مغناطیسی حاصل از حل شدن نانوذرات فریت کبالت در آب مقطر بررسی شد. ساخت نانوذرات فریت کبالت (CoFe2O4) با روش هم رسوبی در دمای 80 درجه سلسیوس، با پیش ماده شامل نمک های آهن و کبالت و در حضور اتمسفر هوا انجام شد. در این ساخت، از ستیل تری متیل آمونیوم برومید CTAB به عنوان سورفکتانت استفاده شد. ساختار نانوذرات از لحاظ اندازه، ریخت شناسی و نیز ساختار و ویژگی های مغناطیسی شان، به ترتیب توسط مشخصه یاب های پراش اشعه ایکس (XRD) میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (FESEM) و دستگاه مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM) مطالعه شدند. اندازه گیری هایپرترمیای مغناطیسی نمونه ، پس از تهیه فروفلویید با غلظت 3mg/ml در محیط آب مقطر و در میدان مغناطیسی ac با فرکانس 400 کیلوهرتز و شدت میدان 400 اورستد انجام شد. افزایش دمای نمونه در بازه های زمانی موردنظر مشخص و توان اتلاف ویژه حرارتی (SLP) آن اندازه گیری شد. طبق نتایج حاصل از اندازه گیری، SLP نمونه برابر W/g 151 به دست آمد.

    کلیدواژگان: فریت کبالت، هم رسوبی، ویژگی های مغناطیسی، توان اتلاف ویژه حرارتی
  • پیمان قاسمی تمامی*، ابوطالب جوادی منش، سعید مردانی صفحات 281-311
    هدف این پژوهش، امکان سنجی اتصال آلیاژهای غیرهمجنس آلومینیوم 6061 و آلومینیوم 5010 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. در ابتدا تعداد 9 آزمایش با هدف طراحی بهینه هندسه پین ابزار انجام می شود. این آزمایش ها با سه هندسه پین استوانه ای، مثلثی و مربعی و تحت شرایط مختلفی از پارامترهای ورودی فرایند انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که پین با هندسه مربعی سبب رسیدن به بیشترین مقدار استحکام کششی، سختی و کش آمدگی شده است. تمامی مراحل اجرای فرایند در نرم افزار المان محدود شبیه سازی و نتایج به دست آمده بررسی شد. مرحله دوم آزمایش ها با هدف بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیش روی جوش و عمق غوطه وری بر استحکام کششی، سختی و کش آمدگی و انتخاب ترکیب بهینه ای از پارامترها که سبب بیشترین مقدار ممکن خواص مکانیکی شوند، طراحی و اجرا شده است. در این مرحله، از روش طراحی مرکب مرکزی استفاده و جهت ایجاد مدل دقیق از خواص مکانیکی و انتخاب پارامترهای بهینه، شبکه های عصبی مصنوعی با الگوریتم اجتماع ذرات ترکیب شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که شبکه عصبی با ساختار 3-11-3 کمترین خطا را در پیش بینی خواص مکانیکی خواهد داشت. همچنین نتایج بهینه سازی نشان داد که سرعت چرخشی ابزار 800 دور بر دقیقه، سرعت پیش روی 60 میلی متر بر دقیقه و عمق غوطه وری 2/0 میلی متر، جواب های بهینه ای است که سبب رسیدن به استحکام کششی، سختی و کش آمدگی مطلوب خواهد شد.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژهای آلومینیوم 5010 و 6061، شبیه سازی المان محدود، بهینه سازی
|
  • AmirAbbas Namjouye Rad *, Mahdi Dadgarpour Pages 13-33

    Computer networks are spreading widely and one of the most outstanding challenges in computer network security is detecting intrusions into networks. One of the main tools for detection is controlling network traffic and analyzing users’ behavior. One way of accomplishing this is to set classifications that specify the patterns in huge volumes of data. By means of data mining methods and introducing a binary label (normal pack, abnormal pack) and specifying the priority of data, abnormal data is detected leading to increased accuracy of network intrusion detection which in turn leads to improvement and maintenance of network security. In this paper, SVM algorithm is analyzed in terms of priorities and the effect of machine learning algorithm on accuracy of intrusion detection is investigated. The results show that using SVM is more advantageous compared to past approaches yielding better detection and increasing accuracy and right alarm detection.

    Keywords: SVM algorithm, Data mining, Machine Learning, Intrusion detect
  • Reza Nikandish * Pages 35-43

    Suppose R is a uniform commutative ring. The R-dependent intersection graph, represented by the symbol G (R), is a simple, directionless graph whose set of vertices is the set of all non-trivial ideals of R and two distinct vertices 𝐼, 𝐽 are joined if and only if 𝐼 ∩ 𝐽 ≠ (0). In this paper, the metric dimension of intersection graphs associated with commutative rings is examined and some metric dimension formulas for intersection graphs are provided. Suppose R is a uniform commutative ring. The R-dependent intersection graph, represented by the symbol G (R), is a simple, directionless graph whose set of vertices is the set of all non-trivial ideals of R and two distinct vertices  are joined if and only if  ‎. In this paper, the metric dimension of intersection graphs associated with commutative rings is examined and some metric dimension formulas for intersection graphs are provided.

    Keywords: Metric dimension, resolving set, Metric basis. Intersection graph. Ideal. Commutative ring
  • Morteza Ramezani * Pages 45-58
    Modeling and analysis of systems, particularly in complex systems with noise and uncertainty in behavior recognition and decision making of systems, is of vital importance. In this article, such system problems were solved to the greatest degree possible based on fuzzy theory. This fuzzy system has four input variables and two output variables. Since the fuzzy rules were obtained from an experienced expert in Electric Power Subsystem (EPS) design, the results were expected to be more practical and logical in comparison with the real behavior of the subsystem. The proposed fuzzy system can model the qualitative data of an expert. The simulated results had suitable accuracy in conceptual design compared with the practical data of remote sensing satellites. The results also showed that fuzzy systems can be used effectively to design the EPS of a remote sensing satellite.
    Keywords: satellite conceptual design, Fuzzy Systems, Multi-input, multi-output fuzzy, remote sensing satellite, Electric power subsystem (EPS)
  • MohammadAli Kazemi, Mojtaba Masoumnezhad *, Nematollah Askari Pages 59-77

    One of the most important problems in control engineering is state estimation of a dynamical system based on measured data corrupted by noises. One of the most popular algorithms used for state estimation of a linear discrete time dynamical system is mixed Kalman/H-infinity filter. The performance of this filter is essentially depending on how exact statistics of noise characteristics are available. It is also not guaranteed that the process noise covariance matrix, and the measurement noise covariance matrix remain constant with time in a highly non-stationary noise condition. Thus, it is imperative to continuously tune the mixed Kalman/H-infinity accounting for the changing noise conditions in order to get good filter performance. This paper presents an algorithm of fuzzy based mixed Kalman/H-infinity filter for dynamically tuning the process noise and measurement noise covariance matrices. Fuzzy system in every step of the process using the difference between the actual position and speed of the balloon and the amount of observed data by the observer, an adaptive produce and this factor is used to update covariance matrix values. In this way, the Fuzzy Mixed Kalman/H-infinity filter can be more accurately estimated system state variables and therefore always mean square estimation error is minimized.

    Keywords: Kalman Filter, H-infinity Filter, State Etimation, Aviator, Fuzzy logic method
  • Farzaneh Mohammadi *, Mohammad Molaei, Omid Afra Pages 79-95
    Over the previous few decades, bio-inspired (BI) organic process improvement techniques have experienced extraordinary popularity in the field of engineering. These techniques gift a troublesome competition to ancient numerical procedures that suffer from convexity and continuity assumptions and that usually use a gradient based mostly search that's sensitive to the initial resolution. Whereas initial BI techniques specially have been investigated by novel and improved variants. The population primarily based computing strategies are notably engaging for finding multi-objective (MO) problems due to their capability of producing an outsized variety of Pareto-optimal solutions in one run. In this paper, two algorithms of firefly and differential evolution concept is proposed as a performance metrics for switched reluctance motor (SRM) as control rod drive in small modular reactor. This work aims to prevail and amend the remarkable drawback of switched reluctance motor, which is torque ripple, by executed current control of the motor based on the PI controller in a closed-loop controller. Furthermore, the output power of the plant is optimized to trace the reference properly. The effectiveness and advantage of the system control scheme are presented in MATLAB software in real-time.
    Keywords: Small Modular Reactor, Control Rod, Switched reluctance motor, Firefly Algorithm, Differential evolution algorithm
  • Bahman Rahmatinejad, Mahdi Abbasgholipour *, Behzad Mohammadi Alasti Pages 97-115
    In this study, the thermal performance of a sample radiator under defined environmental conditions was studied. The relations governing the heat transfer for the air flow and the cooling fluid of water and ethylene glycol (50% -50%) were written in the radiator and then the characteristics of the radiator were changed and the relations re-examined. It was observed that the thermal performance of a radiator whose length was reduced by 25% but number of fins increased from 385 to 437 was equal to the thermal performance of the original radiator. The ϵ-NTU method was used to investigate this matter. Its optimal value was determined by the designed genetic algorithm 436. In addition, the distance between the two fins was reduced from 3.92 mm to 2.94 mm, the optimal value of which was determined by a genetic algorithm of 2.867 mm. Reducing the length of the radiator makes the radiator lighter and reduces construction costs, but reducing it too much can cause the cooling fans to come closer together and create a problem with heat dissipation.
    Keywords: Genetic Algorithm, Radiator function, cooling system, Engine, redesign
  • Sayad Nasiri *, Hossein Rahimi Asiabaraki, Ehsan Razaghi Pages 117-131
    Antioxidants One of the methods to increase the combustion efficiency in an internal combustion engine is to create swirl flow. In EF7 engine, there are two inlet valves per cylinder so small amount of swirl flow may be created. Most of the conventional methods for generating vortex current, even used in new engines, require major design and modifications of cylinder head, and their costs are significant. In this study, a new low-cost method was developed to create vortex flow. The goal of the changes is to develop inlet flow difference between the two inlet valves led to develop swirl flow in the cylinder in order to increase the combustion efficiency provided that the flow coefficient doesn’t face a loss. First, the swirl flow in an EF7 engine was measured at steady state and then the intended changes was implemented on the two ends of the cylinder head. After that, all valves sits' angle were fabricated in accordance with corresponding standards. Then, this method was experimentally evaluated using the flow bench test so that in addition to measure the accuracy of swirl flow, the swirl flow coefficient can be compared with other methods such as flow control valve. The results show that there is a minor reduction in flow coefficient for low valve lifts, but It can be gained an acceptable amount of swirl flow for high valve lifts with minor costs and changes for cylinder head in comparison with other designs.
    Keywords: Swirl flow, Combustion efficiency, Multi-size valve, Inlet port, Flow coefficient
  • Mani Ghanbari *, Lotfali Mozafari Vanani Pages 133-145
    In this study, the effect of fuel filter lifetime on the temperature of gasoline output from the fuel pump, ignition advance, injector injection pressure and electric current of the fuel pump of a gasoline engine was examined experimentally with the aim of improving the variables of fuel and ignition systems. The results of this study showed that the lowest temperature of gasoline output from the fuel pump and the amount of electric current of the pump using a new filter were 37.5 ˚C and 2.88 A, respectively. The highest temperature of gasoline output from the fuel pump and the amount of electric current of the pump, measured using a filter with a range of 60,000 km, were 40.5 ˚C and 4.12 A, respectively. The highest injection pressure of the injectors and the lowest amount of ignition advance at 1000 rpm engine speed and using the new filter were 3.5 bars and 7 degrees, respectively. The lowest injection pressure of the injectors and the highest amount of ignition advance at 5000 rpm engine speed by using a 50,000 km filter lifetime were reported as 2.5 bars and 37 degrees, respectively. It is lucid that filters with a lifespan of more than 15,000 km reduce the combustion quality and efficiency of the engine.
    Keywords: Gasoline engine, Fuel pump, Electric Current, Gasoline temperature, Fuel filter
  • Morteza Abdolhosseini, Rohollah Abdollahi *, Meraj Rajaee Pages 147-161

    Today, vehicles are increasingly equipped with brushless DC permanent magnet motors due to the nature of sensorless operation. BLDC motor controllers can operate the effective speed and position control in a closed loop feedback system without a position sensor mounted on the shaft. The fractional order PID controller is one of the most common examples of a feedback control algorithm used in many control processes. The BLDC sensorless motor drive has better optimal control over the rotor speed and accuracy with the help of PID fractional controller (FOPID). In this paper, using two meta-heuristic optimization algorithms, the FOPID control parameters including sitting time, rising time, overload and step response stability of the mentioned system were optimized. The results show that the PMBLDC stepper motor response using the proposed genetic algorithm provides better control performance compared to other available methods.

    Keywords: PMBLDC, Fractional Order Proportional Integral Derivative (FOPID) Controller, Metaheuristic Algorithm, Genetic Algorithm, differential evolutionary algorithm
  • Karim Aliakbari *, MohammadReza Saberi, Morteza Andalib Pages 163-180

    The purpose of this study was to optimize the operational parameters of the electrical discharge machining (EDM) process in the Inconel 718 super alloy using the Taguchi method and analysis of variance (ANOVA). First, using Taguchi method, the optimal order of experiments was determined, and then by performing experiments and analysis of variance, the effects of the contribution of each input parameter on the process output were determined, and finally the optimal input parameters were determined. Input parameters in this study included pulse duration, work factor, gap voltage and discharge current. Furthermore, process output parameters, electrode wear ratio, material removal rate and topography of the sample surface were taken into consideration. From the surface topography point of view, items such as surface roughness, recast layer thickness and crack density of machined samples were studied in detail. In addition, modeling and regression analysis was performed to predict the behavior and values of process output parameters. The results of optimizing the operational parameters of the process indicated less electrode wear, better surface roughness and homogeneous and crack-free microstructure compared with the behavior of the Ti-6Al-4V alloy.

    Keywords: EDM, Inconel 718 super alloy, experiment design, Taguchi method, regression analysis
  • Ezatollah Hassanzadeh *, Mehdi Aliehyaei, Saeed Jafari Mehrabadi, Arash Mohammadi, Hossein Mazaheri Pages 181-207

    The main aim of this research was to experimentally investigate the two coupled identical ST500 gamma-type Stirling engines and convert thermal energy to cooling energy. Using a new structure and two coupled Stirling engines at different temperatures and pressures and use of biomass fuel within the 4 -8 bar average pressure range of the first engine hot source, the 1-4 bar average pressure range of the second engine cold source, and Stirling hot engine temperature range of 480-580 ºC, the effective cooling is obtained in the cold engine. In doing tests, attempts were made to reach lower than 9 percent error results in different parts of engine, including insulation, fluid leakage, belt loosing, and measurement devices. According to the obtained results, a 8 bar increase in the average pressure range of the gas in the first engine hot source, a 1 bar reduction in the average pressure range of the gas in the second engine cold source, the increased temperature of the hot source up to 580 ºC, and the use of the light operating fluid such as helium will affect the generation of cooling up to -16ºC.

    Keywords: Gamma Stirling, couple, cooling, power supply, Biomass
  • Seyed Reza Salimbahrami *, Reza Shakeri, Behzad Habibi Hajikolae Pages 209-230
    The increasing growth of construction and use of concrete tables in urban and inter-city roads have led to the idea of ​​using recycled concrete in urban concrete tables. Therefore, in this research, an attempt was made to investigate the mechanical and economic parameters of using recycled concrete as concrete of urban concrete tables. For this purpose, three types of mixing schemes of natural concrete as control concrete, recycled concrete and recycled fiber concrete including 100% recycled fine-grained and 50% coarse-grained recycled concrete of 7 and 28 days old were tested. Then, the obtained results were compared with national and international regulations and standards in the field of concrete for use in urban tables. In addition, in this paper, the estimation of 28-day compressive strength with the help of neural networks was investigated. The findings showed that recycled concrete and recycled fiber concrete with higher mixing design have higher compressive strength. Furthermore, an almost equal correlation coefficient was observed in the outputs of the 28-day compressive strength test obtained from the artificial neural network and the results of 124 laboratory samples are in good agreement with the results obtained from the neural network.
    Keywords: Recycled Concrete, Neural Network, Urban Concrete Tables, Recycling, Green concrete
  • Reza Moradi, Ebrahim Khalilzadeh Vahidi * Pages 231-248
    Nowadays one of the challenges that engineers and structural designers encounter is reduced vibrations of structures due to lateral forces such as earthquakes and winds. Taking into consideration that the design and construction of tall buildings is one of the most common methods of land-use in highly populated urban areas, the necessity and importance of identifying methods of controlling structural vibrations is felt more keenly than before. One of the methods of structural motion control is passive structural motion control with friction dampers. In this study, the main focus on the application and performance of friction dampers is new ideas for using the friction phenomenon to control structural vibrations and the design challenges of structures with friction dampers. For this purpose, first, we try to point out the important concepts in vibration control. Then, the goals, methods and results of various existing researches are examined to provide a clear view of friction dampers for structural engineers and as a start for future research to develop and improve the performance of friction dampers.
    Keywords: Structural vibration, Passive control, Friction damper
  • Maryam Amoohadi * Pages 249-260
    In this study, Sendust alloy (Fe85Si9.6Al5.4) was fabricated by the mechanical alloy method. The obtained alloy was annealed for 2h at 1100 ͦC in the Ar atmosphere. Phase identification and morphology analysis of the milled and annealed powders were performed by X-ray diffractometer and scanning electron microscope, respectively. The results showed that the Sendust nanostructure solid solution obtained after 10h milling and after annealing the grains grew. The resulting alloy was insulated with sodium silicate adhesive and then mixed with various percentages of Zn- stearates from 0.25 to 0.75wt. %. These composites were formed by PM-method at 1600 MPa to obtain magnetic powder cores. The real and imaginary part of effective permeability and quality factor of the cores were measured with an LCR-meter. In addition, the results indicated that the green density of the core with 0.5% Zn-Stearate was higher than that of 0.25% Zn-Stearate and then remained constant. The magnetic properties of the sample were also optimized with 0.5% stearate. A comparison of the real part of permeability for the core with the unannealed and annealed powders showed that annealing of the powders resulted in an increase in the permeability and increased the Q-factor to frequencies below 200 kHz.
    Keywords: Sendust, mechanical alloying, Effective permeability, Lubricant, Annealing
  • Sayed Ali Hashemi Talkhouncheh *, Ahmad Basafa Pages 261-269

    Split ring resonators (SRR) are suitable for microwaves due to their unique properties. In this research, using metamaterials and SRR structures, a band-pass filter on the C band was designed. The main filter structure consisted of two SRRs connected with a microstrip line. The initial size of the structure, such as the radius of the rings, was estimated based on the central wavelength of the filter. In order to increase the bandwidth and the efficiency of the passage in the central frequency, genetic algorithm was used and the optimal dimensions of the filter were obtained. The change in the central frequency of the filter due to the change in the dielectric constant was investigated, and the filter stability was depicted in relation to the change in its dimensions. Compared to other existing filters, this filter, with its simplicity of structure and ease of construction, has better characteristics such as a high pass ratio at center frequency and wide bandwidth.

    Keywords: Microstrip Filter, metamaterial, Split Ring Resonator (SRR), Frequency Selection, Genetic Algorithm
  • AhmadReza Yasemian * Pages 271-279

    The effect of magnetic hyperthermia on dissolution of cobalt ferrite nanoparticles in distilled water was investigated. Synthesis of cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4) was performed by Co-precipitation method at 80 ° C, with precursor including iron and cobalt salts in the presence of air atmosphere. CTAB was used as a surfactant in this synthesis. The particle structure and morphology as well as the structure and magnetic properties of these nanoparticles were studied by X-ray diffraction (XRD) field emission scanning electron microscopy (FESEM) and vibrational sample magnetometer (VSM), respectively. Sample magnetic hyperthermia was measured after preparation of ferrofluid with a concentration of 3 mg/ml in distilled water and in an ac magnetic field with a frequency of 400 kHz and a field intensity of 400 Oe. The increase in sample temperature over time was determined and its specific heat dissipation power (SLP) was measured. According to the measurement results, the sample SLP was 151 W/g.

    Keywords: Cobalt ferrite, Co-precipitation, Magnetic properties, Specific Loss Power
  • Peyman Ghasemi Tamami *, Abootaleb Javadimanesh, Saeid Mardani Pages 281-311
    The feasibility of joining AA6061 and AA5010 by FSW is one of main purposes of the current research. First, 9 experiments were conducted with aim of optimal pin profile design. These experiments were designed by using various straight cylindrical, square and triangular pin profiles under different frictional conditions. Results of the first stage indicated that the tool with square pin profile leads to the highest tensile strength, hardness and elongation. All process steps were simulated in finite element software and the results were analyzed. Hence, this tool was applied for conducting the second stage of experiments. Experiments of second stage were designed and performed with the aim of investigating the effect of tool rotary speed, welding speed and plunge depth on tensile strength, hardness and elongation and selection of optimal factors combination which result in maximal mechanical properties. In the second stage, the central composite design of experiments was used to conduct experiments and to model mechanical properties accurately and find the optimal solution, the neural network was integrated with particle swarm optimization (PSO). Results demonstrated that the neural network with topography of 3-11-3 yields superior prediction. In addition, tool rotary speed of 800 RPM, welding speed of 60 mm/min and plunge depth of 0.2 mm is the optimal combination that leads to maximal tensile strength, hardness and elongation.
    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum alloys 5010, 6061, Finite element simulation, optimization