فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 63 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/21
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مصطفی سبزه کار*، ریحانه خزاعی، وحیده بابائیان، یونس اکبری صفحات 1-13

    پیشرفت های اخیر در فناوری اطلاعات و همچنین نیاز روزافزون به امنیت بیشتر، منجر به توسعه سریع سیستم های هوشمند تشخیص هویت براساس خصوصیات بیومتریک شده است. پژوهش های اخیر اثبات نموده اند که دست خط افراد نیز منحصر به فرد بوده و می-تواند به عنوان یکی از روش های احراز هویت مورد استفاده قرار بگیرد. تاکنون مطالعات بسیاری بر روی دست نوشته های فرد بر پایه یک زبان مشخص، انجام شده اما این روش ها استقلال از زبان نوشتاری نداشته اند. از طرف دیگر، حتی بانک اطلاعاتی نیز برای این کار نیز موجود نمی باشد. در این مقاله برای اولین بار، بانک اطلاعاتی دست خط 300 نفر در دو زبان فارسی و انگلیسی جمع آوری گردید. هدف این مقاله، ارایه مدلی به منظور شناسایی نویسنده از روی دست خط، مستقل از زبان نوشته شده در زبان های فارسی و انگلیسی می-باشد. پس از اعمال پیش پردازش بر روی تصاویر، دست خط هر فرد به بلاک هایی با اندازه-های مشخص تبدیل شده که بافت نامیده می شود. سپس، با استفاده از این بافت ها که بر روی دست خط هر فرد در زبان فارسی و انگلیسی ایجاد شده، ویژگی های مورد نظر استخراج می شود. به منظور استخراج این ویژگی ها ابتدا تبدیل موجک دو بعدی بر روی تصویر اعمال شده و سپس با استفاده از الگوریتم جدید محاسبه بعد فرکتالی که برای اولین بار در این حوزه استفاده می شود، بردار ویژگی به دست می آید. در انتها نیز با استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه طبقه بندی دست خط افراد صورت می گیرد و نتایج در سناریوهای مختلف گزارش می شود.

    کلیدواژگان: شناسایی نویسنده دست خط، تشخیص دست خط مستقل از زبان، ایجاد بافت ها، تبدیل موجک، بعد فرکتالی
  • ساسان معتقد*، احمدرضا فخریت صفحات 15-25

    سازه های بتن مسلح با دیوار برشی به دلیل مزایای تحمل نیرو و کنترل تغییر شکل بخش مهمی از ساخت و سازها را شامل می شود. به منظور تامین مقاومت جانبی و یا کاهش دریفت و یا الزامات معماری، در برخی از این ساختمان ها دیوارهای برشی در دهانه های متوالی اجرا می شود و دیوارهای مجاور هم به وجود می آید. نرم افزارهای مدل سازی نقش بسزایی در آنالیزهای غیرخطی دیوار ایفا خواهند کرد. در نرم افزاری هایی مانند اپنسیس به دلیل کد باز بودن کاربر قادر خواهد بود با استفاده از جدیدترین روش های ارایه شده برای مدل سازی با در نظر گرفتن انواع پارامترهای تحلیل، شرایط و خواسته های مورد نیاز خود به کتابخانه ی این نرم افزار اضافه کند. ساخت مدل این دیوارها در نرم افزار اپنسیس با دشواری مواجه است. در صورتی که دیوارها در دهانه های مجاور اجرا شوند، مدلسازی دهانه ها به صورت منفرد، با المان MVLEM وSFI_MVLEM به دلیل ستون مشترک میانی سختی مدل را افزایش می دهد. همچنین این المان ها در دریفت های بیش از 4 درصد ارتفاع سازه از جنبه همگرایی دچار مشکل خواهند بود. در این مقاله ضمن ارایه و مقایسه روش های مختلف مدلسازی، روشی برای مدل سازی رفتار دیوار برشی ارایه شده است، که مدلسازی دهانه مجاور هم را تسهیل و امکان همگرایی را افزایش می دهد. روش پیشنهادی ستون های مش خورده ی معادل است. مقایسه نتایج مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی و نتایج سایر مدلسازها توانایی این روش در مدلسازی دیوار برشی مجاور را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ستون مش خورده معادل، اپنسیس، المان مرزی، تحلیل دینامیکی، تحلیل استاتیکی افزایشی
  • سید امیر موسوی زاده، مجتبی حسینی، حسین حاتمی* صفحات 27-40

    ورق های فولادی در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، تانکرهای حمل و نگهداری سوخت و پایه پل های فلزی، اسکله ها مورد استفاده قرار می گیرد و مسئله ضربه و نفوذ در ورق های فولادی و همچنین جذب انرژی محور اصلی پژوهش های زیادی بوده است. در این تحقیق، بررسی آزمایشگاهی روی ورق های فولادی تخت و انحناء دار و همچنین تقویت شده بوسیله سخت کننده های عمود بر صفحه ورق، تحت اثر ضربه ناشی از سقوط آزاد وزنه مورد بررسی قرار می گیرد. ورق های فولادی از جنس 12ST و با ابعاد x 1200 x 220 میلیمتر می باشد، که در یک جهت بوسیله فیکسچر مقید شده و در سمت دیگر آزاد است. جنس و ضخامت لچکی مورد استفاده نیز همانند ورق و دارای پهنای 2 سانتی متر می باشد. پارامترهای مورد ارزیابی پژوهش شامل مقدار شتاب ضربه بر روی ورق، میزان تغییرشکل ماندگار و مقدار جذب انرژی برای ورق های تخت و انحنادار ساده و با سخت کننده می باشد. نتایج برای ورق های با شعاع انحناهای تخت، 300 و 110 میلیمتر نشان می دهد که استفاده از سخت کننده موجب افزایش شتاب وارده به ورق در حدود 7، 5 و 38 و همچنین کاهش قابل توجه تغییرشکل ماندگار ورق در حدود 0.5 ، 1 و 1.5 برابر می باشد. مقدار انرژی جذب شده توسط ورقهای تقویت شده اندکی کمتر از ورق های ساده است. با توجه به نتایج، ورق با شعاع انحنای 110 میلیمتر با لچکی دارای عملکرد بهتری نسبت به بقیه ورق ها می باشد.

    کلیدواژگان: ورق فولادی، لچکی، سقوط آزاد، تغییرشکل ماندگار، شتاب ضربه
  • مریم نیری*، مهدیه نیری صفحات 41-50

    در این مقاله طراحی و شبیه سازی مدارات پنج ارزشی مبتنی بر نانونوارگرافن ارایه شده است. منطق پنج ارزشی بیان شده منطبق بر منطق گلویس می-باشد. برای شبیه سازی ترانزیستور نانو نوار گرافن از مدل سازگار با HSPICE و تکنولوژی 15 نانومتر استفاده شده است. بر این اساس، ابتدا مدارات NAND و NOR پنج ارزشی پیشنهادی، طراحی و شبیه سازی شده اند. نتایج حاصله نشان می دهند این مدارها از نظر سرعت و توان مصرفی در مقایسه با مدارات همتای CNTFET خود از بهبود چشمگیری برخوردار هستند. در ادامه، مدار جمع-کننده به عنوان اصلی ترین بخش پردازنده های دیجیتالی در طراحی مدارات مجتمع، با منطق پنج ارزشی پیشنهاد گردید. . پاسخ گذرای مدارات حاکی از دقیق بودن خروجی ها می باشد. پارامترهایی نظیر توان مصرفی، تاخیر و حاصل ضرب توان در تاخیر محاسبه گردید. ارزیابی نتایج نشان می دهد مدار جمع کننده پیشنهادی دارای حاصل ضرب تاخیر در توان 3/179 فمتو ژول در ولتاژ تغذیه8/0 ولت و فرکانس کاری100 مگا هرتز می باشد.

    کلیدواژگان: نانو نوار گرافن، منطق پنج ارزشی، گلویس، جمع کننده
  • محتشم خان احمدی، مجید قلهکی*، امید رضایی فر صفحات 51-64

    با گذشت زمان، سازه ها در برخی المان ها دچار خسارت های موضعی هرچند ناچیز می شوند که با تجمیع و گسترش تحت اثر عواملی چون زلزله و گودبرداری غیراصولی ممکن است دچار تخریب کلی گردند و هزینه های اجتماعی و اقتصادی زیادی تحمیل نمایند. عضو ستون به عنوان حیاتی ترین عضو سازه های ساختمانی و پل ها محسوب می شود، به طوری که طراحان انتظار دارند آخرین عضو آسیب دیده سازه ها از ستون ها باشد. در این مقاله به مسئله شناسایی آسیب در ستون تحت اثر بار محوری با استفاده از داده های مودال (فرکانس ها و شکل های مود) و آنالیز تبدیل موجک پرداخته شد. نتایج نشان داد که با افزایش بار محوری به صورت نسبت هایی از بار کمانش بحرانی، مقدار فرکانس در تمامی مودها در حالت های سالم و معیوب کاهش می یابد. همچنین، تحت اثر بار محوری یکسان، فرکانس نمونه معیوب کمتر از فرکانس نمونه سالم است و با افزایش شدت خرابی، میزان کاهش فرکانس افزایش می یابد. بر مبنای زاویه بین شکل های مود سالم و معیوب، سیگنال ورودی تبدیل موجک تعریف گردید. جزییات سیگنال خروجی در محل های آسیب اغتشاشات را نشان داد به نحوی که در تمامی مودهای بررسی شده در نسبت های مختلف از بار بحرانی، محل های آسیب با دقت بالایی شناسایی شدند. همچنین، نتایج نشان داد اغتشاشات در محل های مختلف خرابی مستقل از هم بوده و تنها متاثر از شدت خرابی محل است و بار محوری تاثیری بر حساسیت عیب یابی الگوریتم تبدیل موجک ندارد. نیز، مجموع ضرایب موجک محل های آسیب دیده چند حالت خرابی با ضرایب موجک محل های آسیب دیده مجموع حالت های خرابی برابر است.

    کلیدواژگان: تحلیل فرکانسی، داده های مودال، بار کمانش بحرانی، بار محوری، تبدیل موجک، شناسایی آسیب
  • سعید رهگذر*، مازیار دهقان، ابوالفضل پوررجبیان، حمیدرضا حقگو صفحات 65-72

    با توجه به سهم قابل توجه بارهای سرمایشی در پیک مصرف برق در کشور و روند فزاینده آن در سال های اخیر (تا حدود 40 درصد از اوج تقاضای برق)، در پیش نویس ویرایش جدید مبحث 19 مقررات ملی ساختمان الزامات متعددی جهت مدیریت این بارها پیش بینی شده است. از جمله این الزامات بهره گیری از سامانه های ذخیره یخ در ساختمان های با بار سرمایشی بالا است. به منظور ارزیابی فنی-اقتصادی اجرای این الزامات، بار سرمایشی یک ساختمان نمونه با کاربری آموزشی در شهر اهواز توسط نرم افزار کریر شبیه سازی و بر اساس دو راهبرد ذخیره کامل و ذخیره جزیی، عملکرد فنی به همراه سرمایه گذاری اقتصادی لازم تحلیل شد. زمان بازگشت سرمایه مازاد مورد نیاز جهت اجرای سامانه های ذخیره سازی با توجه به پتانسیل صرفه جویی تعیین و مشخص گردید که بار اقتصادی این الزامات تابعی از نوع راهبرد ذخیره سازی، کاربری ساختمان مربوطه و اقلیم است. بر این اساس در ساختمان نمونه مورد بررسی در حالی که بهره گیری از ذخیره سازی جزیی کاملا اقتصادی است، در شرایط برابر بازگشت سرمایه برای سامانه ذخیره سازی کامل بیش از 50 سال خواهد بود. نتایج بررسی سناریوهای مختلف و محتمل تعرفه پایه برق نشان داد که افزایش پنج برابری تعرفه پایه فروش برق، این زمان را به حدود 10 سال کاهش خواهد داد.

    کلیدواژگان: بارهای سرمایشی، ذخیره سازی سرما، سیستم ذخیره یخ، مقررات ملی ساختمان، مبحث 19، نرم افزار کریر
  • امید بویر حسنی*، ندا صادقی صفحات 73-84

    رژیم های غذایی پایدار به دلیل تاثیر کمتر بر محیط زیست و همچنین داشتن ریز مغذی های لازم برای زندگی سالم در نسل های حال حاضر و آینده حایز اهمیت هستند. از طرفی ورزشکاران نیز همیشه به برنامه های غذایی خاص برای نگهداری سطح عمکلرد خود احتیاج دارند. بنابراین در این تحقیق، یک مدل ریاضی با سه تابع هدف برای برنامه ریزی رژیم غذایی ورزشکاران با در نظر گرفتن اصول پایداری شامل اهداف 1- کمینه سازی هزینه خرید مواد غذایی، هزینه میزان آب مصرفی و هزینه میزان تولید کربن دی اکسید برای مواد غذایی،2- بیشینه سازی میزان پروتئین دریافتی و3- کمینه سازی مقدار قند و چربی پیشنهاد شده است. برای اعتبار سنجی مدل از اطلاعات واقعی برای مواد مغذی و مکمل های مورد نیاز بدن ورزشکاران استفاده شده است. برای حل این مدل از نرم افزار محاسباتی گمز(GAMS) استفاده گردید. خروجی های مدل نشان دهنده کارایی مدل در مثال واقعی می باشند.

    کلیدواژگان: پایداری، مدل ریاضی چندهدفه، برنامه ریزی رژیم غذایی پایدار، بهینه سازی، روش اپسیلون محدودیت
  • احمد ایزدی نسب، محمود قنبری* صفحات 85-95

    موتورهای سنکرون مغناطیس دایم به دلیل دارا بودن بازده و چگالی توان بالا، عملکرد قابل اعتماد و ساختمان ساده، در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مشکلات کنترل این موتورها نیاز به اطلاع دقیق از سرعت و موقعیت آنهاست. اخیرا به دلیل مشکلات سنسورهای سرعت از تخمین به جای اندازه گیری آن استفاده می-شود. در این مقاله از کنترل کننده تطبیقی مدل مرجع وابسته به حالت بر اساس نمایش شبه خطی سازی که پارامترهای آن بر اساس تیوری لیاپانوف تعیین می شود برای کنترل موتور سنکرون مغناطیس دایم استفاده شده است. کنترل کننده پیشنهادی با تولید قانون کنترل با وجود تغییر شرایط سیستم و حفظ پایداری آن حتی با وجود تغییر سیگنال مرجع و اغتشاشات خارجی نتایج مناسبی از خود نشان داده است. همچنین در این مقاله برای تخمین سرعت و شناسایی برخط پارامترهای موتور از رویتگر افزوده تطبیقی پیشنهاد شده است. مزیت اصلی این رویتگر، تخمین سرعت و گشتاور بار و شناسایی پارامترها به صورت همزمان و در نتیجه کاهش حجم و زمان محاسبات و نیز غیرخطی بودن آن است. نتایج شبیه سازی، ردیابی مناسب سرعت دلخواه را با وجود گشتاور بار، تغییر پارامترهای موتور و تغییر سرعت مرجع نشان می دهد.

    کلیدواژگان: موتور سنکرون مغناطیس دائم، کنترل کننده تطبیقی مدل مرجع وابسته به حالت، پایداری لیاپانوف، رویتگر افزوده تطبیقی، شناسایی برخط پارامترها
  • علی حسامی نقشبندی*، صابر ارمغانی، سید محمد شهرتاش صفحات 97-111

    در این مقاله، یک مدل هوشمند برای انجام ارزیابی بهنگام آسیب پذیری خطوط با رویکرد تحلیل حالت خاموشی سراسری شبکه پیشنهاد می شود. در این راستا، مسئله به صورت نگاشت بین شرایط بهره برداری نرمال و آسیب پذیری خطوط تعریف می شود و از الگویتم شبکه عصبی به دلیل توانایی آن در ایجاد نگاشت غیرخطی و قابلیت پیش بینی مناسب، در مدل پیشنهادی استفاده می شود. شبکه عصبی در مدل پایش هوشمند، شرایط بهره برداری را به عنوان بردار ورودی دریافت می کند و معیار آسیب پذیری هر خط را به عنوان بردار خروجی ارایه می کند و با ایجاد نگاشتی غیر خطی، ارزیابی را در مورد آسیب پذیری خطوط انجام می دهد. نتایج عددی حاصل از بررسی عملکرد مدل مبتنی بر هوش مصنوعی برروی شبکه نمونه 39 و 118 شینه و مقایسه آن با مدل تحلیلی از نقطه نظر دقت و سرعت، حاکی از کارایی مدل پیشنهادی در ارزیابی بهنگام آسیب پذیری خطوط است. استفاده از مدل پیشنهادی باعث افزایش درک کلی بهره بردار از تاثیرگذاری هر خط در انتشار رخداد خرابی آبشاری و در نهایت باعث افزایش امنیت و قابلیت اطمینان در بهره برداری بهنگام شبکه انتقال خواهد شد.

    کلیدواژگان: رخداد خرابی آبشاری، شاخص ارزیابی چندمنظوره، شبکه عصبی چندلایه روبه جلو، ارزیابی بهنگام آسیب پذیری خطوط
  • محمد پالیزوان*، محمدعلی اسکندرزاده ارشاد، محمد طاهای ابدی، محمد همایون صدر صفحات 113-129

    رفتار شکست مواد مرکب حساسیت زیادی به خواص مکانیکی ماده زمینه، ویژگی سطح الیاف و خواص اتصال بین زمینه و الیاف دارد و این خواص با توجه به نوع ماده و فرآیند تولید مواد مرکب مطابق با تحقیقات پیشین آزمایشگاهی در محدوده وسیعی تغییر می کنند. مقاله حاضر با ارایه مدل میکرومکانیکی از میکروساختار مواد مرکب، میزان اثرگذاری خواص زمینه و اتصال آن با الیاف را بر رفتار شکست مواد مرکب بررسی می نماید. توزیع الیاف در این مدل مطابق با مشاهدات آزمایشگاهی به صورت تصادفی و شعاع الیاف به صورت یک توزیع نرمال و با چیدمان تصادفی توصیف می شود. الیاف با مدل الاستیک خطی، زمینه با مدل الاستوپلاستیک همراه با معیار داکر-پراگر و اتصال بین آنها با استفاده از المان چسبناک مدل سازی می شود. رفتار شکست با تحلیل اجزای محدود سلول واحد متناوبی از میکروساختار و در کسر حجمی متفاوتی از الیاف و گستره وسیعی از خواص مواد تحلیل می شود. تحلیل میکرومکانیک در اندازه المان های مختلف، برای اطمینان از دقت محاسبات انجام خواهد شد و اندازه مناسب المان با توجه به درصد حجمی الیاف تعیین می گردد. میزان اثرگذاری خواص اتصال بین زمینه با الیاف شامل استحکام اتصال و انرژی شکست در دو جهت محوری و برشی و متغیر توانی انرژی شکست ترکیبی بر روی رفتار شکست سلول واحد بررسی می شود و با انجام تحلیل با خواص مختلف، متغیرهای دارای بیشترین تاثیر بر رفتار شکست مواد مرکب شناسایی می شوند.

    کلیدواژگان: جدایش الیاف از زمینه، ترک زمینه، المان چسبناک، تحلیل میکرومکانیک، مواد مرکب
  • پانیذ تیموری، مهدی مزینانی*، راحیل حسینی صفحات 131-150

    سرطان معده در ایران اولین عامل و در سطح دنیا پنجمین عامل پیشتاز سرطان می باشد. اگر این بیماری در مراحل اولیه تشخیص داده شود، احتمال درمان بیشتر و هزینه های آن کاهش چشمگیری خواهد داشت. به دلیل پیچیدگی تصاویر پاتولوژیستی و چالش های اساسی موجود در این تصاویر نظیر کنتراست ضعیف بین سلول ها، هم پوشانی سلول ها و تناقض در رنگ آمیزی بافت، فرایند تشخیص این نوع بیماری با مشکل روبرو می شود؛ بنابراین در این پژوهش، مدل هوشمند جدیدی جهت حل این مشکلات ارایه گردیده است؛ به گونه ای که ابتدا از الگوریتمی مبتنی بر کلاه بالا به پایین جهت بهبود کیفیت تصویر بهره گرفته شده و سپس با استفاده از روش های خوشه بندی فازی، تبدیل موجک گسسته، رشد منطقه و مکانیزم رای گیری جهت تشخیص سلول ها اقدام می شود. سپس با کمک یک روش مبتنی بر عملیات مورفولوژی پیشرفته، سلول های دارای هم پوشانی از یکدیگر جدا می شوند و در نهایت ویژگی های سلول، استخراج و به کمک الگوریتم ماشین بردار پشتیبان با کرنل (RBF)، طبقه بندی می گردند. الگوریتم ارایه شده بر روی 96 تصویر دیجیتال میکروسکوپی بیماران بیمارستان بقیه الله اعمال گردیده و با روش تحلیل منحنی ROC ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده توسط متخصص پاتولوژیست تایید شده و دقت تشخیص سلول های سالم و سرطانی 92.12٪ و سلول های خوش خیم و بدخیم 94.14٪ می باشد که برای تشخیص زود هنگام این نوع سرطان امیدوارکننده است.

    کلیدواژگان: منطق فازی، تبدیل موجک گسسته، مکانیزم رای-گیری، سرطان معده، ماشین بردار پشتیبان
  • میلاد آقایی عطار*، مجید قریشی صفحات 151-166

    شبیه سازی جوشکاری برای اتصال فلزات غیر همجنس به دلیل پیچیدگی های زیاد حین فرآیند به وسیله مدلسازی عددی توسعه چشمگیری یافته است. در این پژوهش فرآیند جوشکاری لیزر پیوسته دیسک جهت اتصال غیر همجنس فولاد زنگ نزن 304 به مس شبیه سازی شده است. برای این منظور مدلسازی جهت تخمین توزیع دما، پیش بینی هندسه و ابعاد سطح مقطع جوش شامل حوضچه جوش و ناحیه متاثر از حرارت با استفاده از توزیع شار حرارتی ترکیبی با کمک نرم افزار آباکوس و سابروتین نویسی دیفلاکس با زبان فرترن پیشنهاد میگردد. پارامتر های خروجی اتصال جوش از جمله توزیع دما، توزیع کرنش های الاستیک-پلاستیک، هندسه جوش و تنش های پسماند مورد بررسی قرار گرفتند. خروجی های شبیه سازی با مقایسه نتایج آزمایشگاهی گزارش شده سایر محققان برای سه پارامتر در سه سطح اعتبارسنجی شده است. خروجیهای مدل منبع حرارتی پیشنهادی با مقادیر اندازهگیری شده تجربی به خوبی تطابق داشته و دقت مدل عددی پیشنهادی را برای جوشکاری لیزری غیر همجنس نشان می دهد. مس به دلیل داشتن ضریب هدایت حرارتی بالاتر حین فرآیند و نیز پس از سرد شدن، حرارت بیشتری را از خود عبور داده و در نتیجه ناحیه متاثر از حرارت به دلیل پایینتر بودن دما در ناحیه مرکزی جوش، کوچکتر بوده و کرنش پلاستیک به طور میانگین در کل عرض مدل برای مس تقریبا 60 درصد یشتر از فولاد میباشد. پس از سرد شدن، تنش های پسماند طولی در ناحیه مرکزی برای هر دو جنس کششی بوده که به دلیل بالاتر بودن ضریب انبساط حرارتی فولاد نسبت به مس اندازه تنش ها نیز 23 درصد در مرکز جوش بزرگتر هستند.

    کلیدواژگان: جوشکاری لیزر دیسک پیوسته، روش المان محدود، اتصال نامتجانس، تحلیل حرارتی-مکانیکی، تنش پسماند، توزیع کرنش الاستیک -پلاستیک
|
  • Mostafa Sabzekar *, Reyhane Khazaei, Vahide Babaiyan, Younes Akbari Pages 1-13

    Recent advances in information technology and the need for more security have led to the rapid development of intelligent biometric identification systems. Recent studies have proven that handwriting of each person is unique and can be used as one of the authentication methods. There are many researches in the literature for writer identification on a specific language. Unfortunately, there are no necessary data sets for this purpose. In this paper, for the first time, a handwritten data set of 300 persons in both Persian and English languages was collected. The main goal of this paper is to provide a model to identify the writer independent of the language written in Persian and English. After pre-processing stage, each person's handwriting is converted into blocks of a certain size called a texture. Then, using these textures, the desired features are extracted. In order to extract these features, first a two-dimensional wavelet transform is applied to each image and then, using the new algorithm for calculating the fractal dimension, which is used for the first time in this field, the feature vector is obtained. Finally, MLP neural networks are utilized for classification step. The performance of the proposed method is evaluated in different scenarios.

    Keywords: Writer identification, Language-independent handwriting recognition, Creating textures, Wavelet Transform, Fractal dimension
  • Sasan Motaghed *, AhmadReza Fakhriyat Pages 15-25

    Reinforced concrete shear wall structures are an important part of the construction due to their ability to withstand in large earthquakes force and deformation demands. In some of these buildings, shear walls are implemented in successive bays to create more lateral resistance, to reduce drift or to satisfy architectural requirements, and adhered walls are appeared. In Open Sees, the MVLEM and SFI_MVLEM methods do not have the ability to model the common boundary element between two shear walls adhering to each other. So, modeling of these walls in Open Sees software is difficult. In this paper, we propose a method for modelling these walls, Multiple Vertical Columns (fiber) method, and modeling results are compared with experimental results and the results of other models. The ability of this method in the modeling of the adhered shear wall is measured via the actual building modelling. The results of static posh-over analysis and nonlinear dynamic analysis show that the proposed model has a good performance for the modeling of adhered walls. The main advantages of using Multiple Vertical Columns (fiber) method are the use of multiple fiber columns to model the geometry continuity of the wall in a horizontal direction (similar to the MVLEM) and the possibility of folding the vertical elements along their longitudinal axis and using horizontal joints in the mid-points to model The geometric continuity of the wall is vertical direction.

    Keywords: Multiple Vertical Columns (fiber) method, Open Sees, static posh-over analysis, nonlinear dynamic analysis
  • Seyed Amir Mousavizadeh, Mojtaba Hosseini, Hossein Hatami * Pages 27-40

    Steel sheets are used in various industries such as automotive, aerospace, fuel transport and storage tanks, metal bridges. The issue of impact and penetration in steel sheets has been the main focus of many studies. In this study, laboratory studies of flat and curved steel sheets, as well as reinforced by hardening perpendicular to sheet plate. Under the influence of impact caused by the free fall of the weights are examined. In this study, three radii of infinite curvature (flat sheet), 300 mm and 110 mm were used. This study was conducted for three levels of impact energy (three free fall crashes). Steel sheets used are steel st.12 with dimensions of 220 * 200 mm and 1 mm thicken, fastened in one direction by the fixture and is free on the other side. The material and thickness of the pendentive used are similar to the sheet and have a width of 2 cm. The results also show that the use of hardening causes a slight increase in the acceleration of the sheet and a significant reduction in its permanent deformation. The amount of energy absorbed by the reinforced sheets is slightly less than that of plain sheets. In this research, the sheet with a curvature radius of 110 mm with a pendentive has a better performance than the rest of the sheets.

    Keywords: steel sheet, Pendentive, drop hammer, Deformation, Impact acceleration
  • Maryam Nayeri *, Mahdieh Nayeri Pages 41-50

    In this paper, the design of penternary circuits based on graphene nanoribbon FET (GNRFET) is presented. The employed logic of the penternary corresponds to the Galois logic. The HSPICE-compatible model and 15-nanometer technology have been used to simulate the graphene nanoribbon transistor. Accordingly, the proposed NAND and NOR penternary circuits are first, designed and simulated. The results show that these proposed circuits have a significant improvement in terms of speed and power consumption compared to their CNTFET counterparts. Then, the adder circuit as the main part of digital processors in integrated circuit design is proposed with penternary logic. The transient responses of the proposed circuits are accurate. Parameters such as power consumption,, delay and power-delay product are calculated. Evaluation of the results shows that the proposed adder circuit has the power-delay product (PDP) of 179.39 fJ at the supply voltage of 0.8 V and the operating frequency of 100 MHz.

    Keywords: Graphene nanoribbon, Penternary logic, Galois, adder
  • Mohtasham Khanahmadi, Majid Gholhaki *, Omid Rezayfar Pages 51-64

    As time passes, some elements of the structures are affected by local damage, though insignificantly. With the development and expansion of the damage , these structures may be completely destroyed and impose high socioeconomic costs. This study investigated the damage identification problem in the column under the axial load using modal data (frequencies and mode shapes) and wavelet transform analysis. The obtained results showed that by increasing the axial load proportional to the critical buckling load, the frequency value decreases in all modes in healthy and faulty modes. Additionally, under the effect of the same axial load, the frequency of the faulty sample is less than that of the healthy one, and as the damage severity increases, the rate of frequency reduction increases. The wavelet transform input signal was defined on the basis of the angle between the healthy and faulty mode shapes. The output signal details in the damage locations indicated perturbation so that in all the studied modes in different ratios of critical load, the damage locations were identified with high accuracy. Moreover, the results from the research showed that the perturbations in different damage locations are independent of each other and are only affected by the severity of the location damage and the axial load has no effect on the damage detection sensitivity of the wavelet transform algorithm. Furthermore, the sum of the wavelet coefficients of damaged locations in several damage modes is equal to the wavelet coefficients of damaged locations of the sum of damage modes.

    Keywords: Frequency analysis, Modal data, Critical buckling load, Axial load, Wavelet transform, Damage identification
  • Saeed Rahgozar *, Maziar Dehghan, Abolfazl Pourrajabian, Hamidreza Haghgou Pages 65-72

    Due to the significant share of cooling loads in the peak of electricity consumption and its increasing trend in recent years (up to about 40% of the peak of electricity demand), the draft of the new edition of the National Building Regulations (Article 19) enforces several requirements for managing these loads. One of these requirements is the use of ice storage systems in buildings with high cooling loads. In order to evaluate techno-economic aspects of the implementation of these requirements, the cooling load of a pilot building with educational use in Ahvaz was simulated by Carrier HAP software, and based on two different storage strategies (i.e. full and partial storage), technical operation and necessary economic investment were analyzed. The payback period of the surplus capital required for the implementation of storage systems was determined with respect to the saving potential in electricity costs. It was determined that the economic burden of these requirements is a function of the storage strategy, building function and climate. Accordingly, in the considered building, while the use of partial storage is quite economical, the return on investment for a full storage system will be more than 50 years. The results of examining different scenarios and possible base electricity tariffs showed that a fivefold increase in the tariff will reduce the payback period to about 10 years.

    Keywords: Cooling loads, Cold energy storage, Ice energy storage, Building regulations, Article 19, Carrier HAP
  • Omid Boyer Hassani *, Neda Sadeghi Pages 73-84

    Sustainable diets are important because of their less environmental impact, as well as having the micro-nutrients needed for healthy living in the present and future generations. Athletes always need special food programs to maintain their level of activity. Therefore, in this research, a mathematical model with three objective functions for the athlete's diet plan, consumed to taking into account the principles of sustainability, includes the objectives of 1- minimizing the cost of purchasing food, the cost of water consumption and the cost of producing carbon dioxide for food, 2- Maximizing the amount of protein intake and 3- Minimizing the amount of sugar and fat. For model validation, real information about nutrients and supplements required by the athletes' body has been used. The model was formulated in The GAMS computational software and solved by Cplex solver. The outputs of the model represent the performance of the model in the actual example.

    Keywords: Sustainability, Multi-objective Mathematical Model, Sustainable Diet Planning, Optimization, Epsilon-constraint Method
  • Ahmad Izadinasab, Mahmood Ghanbari * Pages 85-95

    Permanent magnet synchronous motors due to its high efficiency and power density, reliable performance and simple construction, industrially used. One of the problems with these Motor need accurate information to control its speed and position. Recently, because of the difficulties of the speed sensors, speed estimation is used instead of measuring it. In this paper, the state dependent model reference adaptive controller based on pseudo linearization is used to control the permanent magnet synchronous motor that its parameters are determined based on Lyapunov theory. This controller show good results by production control law, despite changing circumstances and maintain system stability despite external disturbances. Also due to uncertainty in the estimation of the position and speed of motor parameters, high impact, online identification of these parameters is necessary. In this paper, adaptive augmented observer is used to estimate speed and identify motor parameters online. The main advantage of this estimator is that speed and load torque estimation and identification of parameters are simultaneously thus volume and time calculations are reduced. The simulation results show convenient tracking of desired speed with the load torque, changing the motor parameters and the speed reference.

    Keywords: Permanent magnet synchronous motor, State dependent model reference adaptive controller, Lyapunov stability, Adaptive Augmented observer, Online parameter identification
  • Ali Hesami Naghshbandy *, Saber Armaghani, S. Mohammad Shahrtash Pages 97-111

    In this paper, A measurement-based model is proposed to assess the vulnerability of the transmission line under overloaded cascading blackout analysis in the power system online operation environment. The proposed Measurement-based model is constructed by the Artificial Neural Network due to its ability in nonlinear mapping between input and output vectors that its ability causes a suitable prediction. The Artificial Neural Network Training data set is provided by using analytical vulnerability assessment model in different operational condition to rank and obtain vulnerability status of each transmission line. Then, Arterial Neural Network links between operating conditions as the input vector and the vulnerability value of each transmission line as the output vector. The efficiency of the proposed measurement-based model in terms of speed and accuracy is investigated in the IEEE 39-, and IEEE 118-bus test case systems by comparing it to an analytical vulnerability assessment model. Finally, the security and reliability of the transmission network are enhanced by increasing the online situational awareness of the operator about the effects of each transmission line in propagating the cascading failure by using the proposed model.

    Keywords: Cascading Failure Analysis, Multi-criteria Vulnerability Index, Freed Forward Multi-layer Artificial Neural Network, Online Vulnerability Assessment
  • Mohammad Palizvan *, MohammadAli Eskandarzadeh Ershad, Mohammad Tahaye Abadi, Mohammad Homayoune Sadr Pages 113-129

    In this study, using a sample volumetric element, the damage behavior of composite materials has been investigated using representative volume elements (RVEs). The two damage modes of fiber-matrix debonding and matrix cracks are modeled and analyzed as dominant modes. A new algorithm is developed to generate a random distribution of fibers in the RVE, and it is possible to create a fiber distribution with a normal distribution of fiber radii. The fiber material is considered linear elastic and the elastic-plastic matrix behavior is modeled with Drucker–Prager's criterion. The fiber-matrix debonding is modeled by cohesive elements which lead to matrix cracking. Initially, the random distribution of the fiber in RVE was created based on the assumed geometric dimensions and the fiber volume percentage with the code developed in MATLAB software. then, loading, periodic boundary condition, and homogenization process have applied by using the Abaqus software. The results showed that different mesh size is needed for RVEs with various fiber volume fractions. Moreover, the effects of different cohesive zone parameters are described in detail.

    Keywords: Fiber-matrix debonding, Matrix crack, Cohesive element, RVE, Composite Material
  • Paniz Teimouri, Mahdi Mazinani *, Rahil Hosseini Pages 131-150

    Gastric cancer is the first rank of cancer in Iran. If the disease is detected in early stages, treatment is probability to be furthered and treatment costs will be reduced. Due to the complexity of pathologic images and the fundamental challenges in these images, such as the poor contrast between the cells, cell overlapping and the contradiction in tissue coloring, the process of diagnosing this type of disease is difficult and therefore needs a proper method to eliminate these Problems. In this research, a smart model is proposed to solve these problems. Then a fuzzy-based system, a discrete wavelet transform, The region's growth and the voting mechanism are used to identify the cells. Then, an advanced morphological method was presented for separating overlapping cells. Then the cell's feature were extracted and based on it, the cells are classified using the support vector machine algorithm (SVM) with the RBF kernel. The proposed algorithm was applied to a dataset of patients including 96 Microscopy Images from Baghiyatallah Hospital in Tehran. The proposed model was evaluated using the ROC curve analysis. The results were approved by expert pathologists and reveal accuracy of 92.12% in detection of normal and cancerous cells and 94.14% in detection of benign and malignant cells which are promising for early diagnosis of this type of cancer.

    Keywords: Fuzzy logic, Discrete Wavelet Transformation, Voting Mechanism, Stomach Cancer, SVM Algorithm
  • Milad Aghaee Attar *, Majid Ghoreishi Pages 151-166

    In this study, a simulation is developed for dissimilar metal sheets followed by a numerical model for laser welding. The continuous disk laser welding process for dissimilar joining between 304 stainless steel and copper is simulated. For this purpose, double conical heat source distribution model was implemented into Abaqus/Standard solver using additional DFLUX subroutine written in the FORTRAN programming language in order to estimating the temperature distribution, prediction the geometry and dimensions of weld cross section including the fusion zone (FZ) and heat affected zone (HAZ). The weld joint output parameters such as temperature, strain distribution, residual stresses and weld geometry were examined. The validation of the simulation output results were confirmed by comparison with the experimental results by other researchers at three level with three input parameters. The results showed that copper, due to the higher thermal conductivity during cooling, passed through more heat at the same period of time, so these results lead to lower temperature in the center of FZ and a smaller HAZ in this dissimilar welding in comparison to similar welding. After cooling time, longitudinal residual stresses in the FZ for both materials were tensile also due to higher thermal expansion coefficient of steels, the quantity of stresses are 23% more than copper. The computed results are well agreed with experimentally measured values and show the robustness of the present numerical model used for dissimilar laser welding.

    Keywords: Continuous disk laser welding, finite element method, dissimilar joining, molten pool geometry, Residual Stress, thermo-mechanical analysis