فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 68 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/08
  • تعداد عناوین: 16
|
  • علیرضا جعفری، هادی دشتی*، علیرضا فیوض صفحات 1-14

    روش های مرسوم طراحی و مقاوم سازی لرزه ای مبتنی بر افزایش ظرفیت سازه می باشند. یعنی ایجاد ظرفیت باربری در سازه با افزایش مقاومت و تامین شکل پذیری آن صورت می گیرد که این امر در مقاوم سازی بسیاری از سازه ها امکان پذیر نمی باشد. ولی در جداسازی لرزه ای با کاهش نیاز لرزه ای یعنی کاهش شتاب مطلق سازه و کاهش انرژی ورودی به سازه، در اثر افزایش زمان تناوب و میرایی موجود در تراز جداسازی می توان سازه را در محدوده ای ایمن قرار داد. از این رو در این مطالعه به بررسی اثر جداگرها و همچنین ارتفاع سازه های قرار گرفته بر انواع خاکها پرداخته شده است. به این منظور اثرات جداگرهای در دو ساختمان 5 و 8 طبقه در سه نوع خاک S1، S2 وS3 مورد بررسی و ارزیابی قرار می گیرد. پس از اعتبار سنجی سازه و جداگر مطالعات رفتاری انجام، و مشخص گردید حضور جداگرها سبب کاهش تا 20 درصدی ماکزیمم جابجایی بام و 80 درصدی ماکزیمم برش پایه در سازه 5 طبقه می گردد. کاهش حدود 40 درصدی ماکزیمم جابجایی لغزشی جداگر در سازه 8 طبقه نسبت به 5 طبقه ، سبب کاهش اثر جداساز در جابجایی ماکزیمم در طبقات بالاتر گردیده است.

    کلیدواژگان: جداگر لرزه ای، ارتفاع، اندرکنش خاک-سازه، روش عددی
  • مجید کردبچه، رکسانا فکری*، غلامرضا اسماعیلیان صفحات 15-34

    راهبرد فرآیند توسعه خانواده محصول در رقابت پاسخ به نیازهای متنوع بازار با ریسک هایی مواجه است. تعیین احتمال بروز، نحوه مواجهه و شناخت ریسک هایی که مسبب بروز سایر ریسک ها هستند، همواره چالش زا است. هدف این پژوهش مدیریت تاثیر عدم قطعیت بر نتایج قابل انتظار و افزایش موفقیت فرآیند توسعه خانواده محصول از طریق پرداختن به ریسک های مسبب که احتمال شرطی بالاتری دارند، می باشد. در این مقاله ریسک های هر مرحله از این فرآیند با تمرکز بر نظریه داده بنیاد و نظر 18فرد خبره در صنعت خودروسازی ایران احصاء گردید. سپس جداول تاثیر ریسک ها مبتنی بر نقشه شناخت فازی بر مبنای داده های حاصل از پرسشنامه تکمیلی در صنایع خودروسازی ایران شکل گرفت. در ادامه جداول احتمالات شرطی تشکیل و با کمک شبکه باور بیزین احتمال شرطی هر ریسک بصورت سیستماتیک محاسبه و ریسک های مسبب سایر ریسک ها، شناسایی گردید. نتیجه حاصل از مطالعات و محاسبات صورت گرفته نشان دادند که نه تنها برای اولین بار ریسک های خوشه بندی مشتریان، ریسک فنی مشخصات طراحی قطعات و ریسک بخش بندی استاندارد مختص فرایند توسعه خانواده محصول شناسایی گردیدند، بلکه خروجی مدل، نمایانگر ریسک های نیاز با احتمال (19.7%)، ریسک الزامات با احتمال (10.52%) و ریسک فنی مشخصات طراحی قطعات با احتمال (6.32%) بعنوان ریسک های مسبب و دارای بالاترین احتمال شرطی بروز جنبه های منفی در فرآیند توسعه خانواده محصول درصنعت خودرو ایران می باشند. مدیران اجرایی با تمرکز بر کنترل این سه ریسک که بعنوان علت یا ریسک ریشه ای مرحله بعد عمل می نمایند، به موفقیت بیشتری دست یافته و این فرآیند را با اطمینان بیشتری به پیش ببرند.

    کلیدواژگان: فرایندتوسعه خانواده محصول، مدیریت ریسک، احتمال شرطی ریسک، نقشه شناخت فازی، شبکه باور بیزین
  • محمد خدابنده*، نادر پورمحمود، ایرج میرزایی صفحات 35-46

    مراکز داده به اماکنی گفته می شود که سرورها و تجهیزات IT را در خود جای می دهد. رک در شبکه و IT، سخت افزاری است که ماژول های سخت افزاری مانند سرور، ذخیره ساز ، سوییچ و تجهیزات ارتباطی و UPS و دیگر تجهیزات شبکه را در خود جای می دهد. با توجه به انتشار همیشگی گرما از رک ها مدیریت سیستم های توزیع هوا و سیستم سرمایشی در مراکز داده برای جلوگیری از تخریب براثر گرمای زیاد اهمیت ویژه ای دارد. هدف از مدیریت سیستم های توزیع هوا، حل مشکلات موجود در سرمایش مراکز داده، ازجمله حداقل نمودن بازگشت هوای گرم، بای پس هوای سرد و حذف نقاط داغ است و همچنین می توان با رفع مشکلات گردش هوا هزینه های زیاد ناشی از سیستم های سرمایش را کاهش داد. در تحقیق حاضر پس از شبیه سازی و تحلیل حالت های مختلف طراحی سیستم سرمایش اتاق سرور مشخص گردید با محفظه بندی راهروهای سرد و گرم می توان دمای هوای ورودی را از محدوده مجاز بالاتر برد و اتلاف انرژی کمتر و کار آیی بهتری را تجربه نمود و در ادامه کانال کشی هوای بازگشت و پارتیشن بندی از کف کاذب به عنوان روش های تکمیلی معرفی گردید . درمجموع مقایسه های انجام شده، با توجه به افزایش 20 درصدی گرمای خارج شده از رکها در مدل شبیه سازی شده راهروی سرد این مدل پیشنهاد گردید .

    کلیدواژگان: مرکز داده، مدیریت توزیع هوا، مطالعه عددی، شاخصهای دمایی
  • رضیه سادات حسینی المدواری، مریم نیری*، سمیه فتوحی صفحات 47-58

    مقاله حاضر به بررسی رفتار الکترونیکی و نوری سولفید گالیم تک لایه، به عنوان ماده مونوکالکوژنید فلزات واسطه، آلاییده با اتم های گروه چهارم و پنجم جدول تناوبی می پردازد. محاسبات در بسته نرم افزاری سیاستا و مبنی بر نظریه تابعی چگالی، با استفاده از تابع همبستگی تبادلی و تقریب شیب تعمیم یافته صورت گرفته است. آنالیز ساختار الکترونیکی این ماده نشان می دهد تک لایه سولفید گالیم خالص دارای شکاف نوار eV 3/2 و غیرمستقیم می باشد. به منظور بررسی اثرات ناخالصی بر روی این ساختار، اتم های ناخالصی گروه های 4 و 5 در موقعیت اتم گوگرد و گالیم اعمال شدند. غلظت ناخالصی ساختارهای آلاییده 14/1% می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند حضور این ناخالصی بسته به نوع اتم ناخالصی و قرارگیری در موقعیت مکانی، منجر به گذاری از ماهیت نیمه هادی به فلز، نیمه هادی غیرمستقیم به مستقیم و یا حالت غیرمغناطیسی به مغناطیسی در این ساختار می گردد. بطوری که به عنوان نمونه بکارگیری اتم ناخالصی Sb در موقعیت اتم گوگرد منجر به مغناطیسی شدن ماده و مستقیم شدن شکاف انرژی نیمه هادی می شود، در حالیکه جایگزینی آن با اتم گالیم ماهیت نیمه هادی بودن ساختار با شکاف نوار غیرمستقیم را با انرژی شکاف کمتر حفظ می کند. علاوه بر خواص الکترونیکی، خواص نوری ساختار آلاییده نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهند ساختار GaS تک لایه آلاییده با عناصر گروه چهارم و پنجم راهی را برای کاربردهای نانو الکترونیک، الکترونیک نوری و اسپینترونیک باز می کند.

    کلیدواژگان: سولفید گالیم، تابع دی الکتریک، ناخالصی، اصول اولیه
  • سجاد آذرخش، علی قمریان، محمدجواد رضوانی* صفحات 59-71

    یکی از مهمترین مسایلی که در جاذب های انرژی به عنوان سازه های جدارنازک مورد توجه طراحان قرار گرفته است، میزان جذب انرژی و نیروی پیک اولیه فروریزش می باشد. در این مطالعه‏ ، ضربه پذیری لوله های آلومینیمی درپوش دار استوانه ای جدار نازک تحت بار محوری و مورب بررسی می شود. در این طراحی، به منظور کاهش ماکزیمم نیروی پیک اولیه فروریزش، حفره هایی بر روی جاذب با فاصله های مشخص در طول لوله ایجاد شده اند. وجود حفره های حلقوی به عنوان نقص در جاذب، باعث کاهش نیروی وارد به سازه اصلی و سرنشینان می‎شود. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی عددی توسط نرم افزار آباکوس، اثر وجود حفره، زاویه و راستای اعمال بار مورب بر روی تغییرات نمودار نیرو-جابجایی لوله های درپوش دار مطالعه می شود. همچنین، به منظور بررسی صحت شبیه سازی عددی، تعدادی تست تجربی انجام گردید که نتایج قابل قبولی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که اعمال بار مورب با زاویه 10 درجه و در خلاف راستای حفره ها بر نحوه فروریزش، میزان جذب انرژی و کاهش نیروی پیک اولیه موثر بوده و زوایای بارگذاری 20، 30 و 40 درجه تغییرات زیادی در نیروی پیک اولیه و جذب انرژی ندارند.

    کلیدواژگان: نیروی پیک اولیه فروریزش، لوله درپوش دار استوانه، سوراخ، شبیه سازی عددی، بارگذاری مورب
  • احمد اسماعیلی ترشابی* صفحات 73-83

    در بین تومورهای بالاتنه، تومورهای ریه عمدتا تحت تاثیر تنفس حرکت می کنند. برای بالا بردن دقت پرتودرمانی یک راه حل این است که حرکت تومور را از روی حرکت خارجی قفسه سینه و ناحیه شکمی تخمین بزنیم. برای این منظور، مدلهای پیش بین سازگاری برای ردیابی زمان واقعی تومور ساخته و استفاده می گردند. در این مدلها، خوشه بندی داده های استخراج شده از حرکت تومور و قفسه سینه تاثیر بسزایی روی عملکرد مدل دارند که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته اند. در این ارزیابی، داده حرکتی پانزده بیمار دارای تومور ریه که توسط سیستم پرتودرمانی سایبرنایف در مرکز پزشکی دانشگاه جرج تاون درمان شدند، مورد استفاده قرار گرفته است. دو استراتژی رایج و موجود با نامهای افتراقی وC میانگین فازی در خوشه بندی داده های حرکتی استفاده شده تا تاثیر کمی هر کدام بصورت مقایسه ای بررسی گردد. آنالیز نهایی نتایج نشان می دهد که مقدار میانگین خطای هدف گیری مدل پیش بین یعنی فاصله بین مکان پیش بینی شده توسط مدل و مکان واقعی تومور، روی همه بیماران با اعمال روش خوشه بندی C میانگین فازی و خوشه بندی افتراقی به ترتیب 5/6 و 5/7 میلیمتر می باشد. بعلاوه، ردیابی مدل با اعمال روش خوشه بندی C میانگین فازی با پایداری بیشتری همراه است. از آنجایی که پدیده تنفس دامنه تغییرات بسیار بالایی دارد ، خوشه بندی داده های حرکتی نقش مهمی روی دقت عمکلرد مدل پیش بین با تعیین پارامترهای مدل در حین ساخت آن پیش از درمان و به روزرسانی مدل در حین درمان دارد.

    کلیدواژگان: خوشه بندی، پرتودرمانی، تومور ریه، مدل پیش بین، منطق فازی
  • محمدمهدی ذبیحی شش پلی، مهدی علیاری شوره دلی*، علی معرفیان پور صفحات 85-100

    پایداری آموزش در شناسایی سیستم های غیرخطی یکی از مهمترین مسایل در پژوهش های مربوط به کنترل است. این مقاله به بررسی پایداری یک سیستم فازی- عصبی نوع 2 بازه ای (IT2ANFIS) به عنوان شناساگر از طریق یک تابع لیاپانوف جدید می پردازد. در این تحلیل، آموزش قسمت مقدم و تالی سیستم IT2ANFIS به ترتیب با الگوریتم های گرادیان نزولی و فیلتر کالمن صورت می پذیرد. از این رو، با استفاده از تابع لیاپانوف مورد نظر، محدوده های مجاز متغیر های قابل تنظیم آموزش، بدست می آیند و بر الگوریتم ها اعمال می گردند تا فرآیند شناسایی پایدار بماند. مطابق با تحلیل پایداری این پژوهش، محدوده های تطبیقی وسیعی از متغیر های قابل تنظیم در آموزش الگوریتم ها بدست آمده است. علاوه بر این، مطابق با نتایج شبیه سازی، با انتخاب محدوده های مجاز بر مبنای تحلیل پایداری پیشنهادی ، فرآیند شناسایی پایدار و با عملکرد مناسبی بوده است. هنگامی که روش پیشنهادی برای پیش بینی مقادیر آتی سری آشوب مکی گلاس و یک سیستم غیرخطی با داده های تصادفی به کار گرفته می شود، از نظر ریشه دوم میانگین خطا، زمان شناسایی، و قرار گیری در تله کمینه محلی عملکرد بهتری نسبت به روش های دیگر دارد.

    کلیدواژگان: شناسایی سیستم، پایداری لیاپانوف، سیستم فازی- عصبی نوع 2 بازه ای، گرادیان نزولی، فیلتر کالمن
  • حسن حاج عبداللهی، وحید قمری* صفحات 101-112

    در این مطالعه، رادیاتور خودروی پژو 206 به صورت آزمایشگاهی مدل شده است. این مدل شامل مدلسازی حرارتی برای بدست آوردن عدد ناسلت و همچنین مدل هیدرولیکی برای ارزیابی ضریب اصطکاک است. برای افزایش نرخ انتقال حرارت در رادیاتور، نانوذرات بکار گرفته شده است. در این مطالعه از دو نوع نانوسیال آب اکسید آلومینیوم و آب اکسید مس استفاده گردیده است. در هر مورد با اضافه کردن نانو ذرات در درصد حجمی های مختلف و همچنین با تغییر دادن دبی سیال و در نتیجه عدد رینولدز، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک سمت لوله به ازای حالات مختلف بدست آمده اند. نتایج نشان می دهند برای نسبت های حجمی 025/0، 050/0 و 075/0، در عدد رینولدز 3000 برای نانوسیال اکسید آلومینیوم % 92/1، % 08/15 و % 46/22 بهبود و برای نانوسیال اکسید مس % 89/10، % 50/35 و % 11/46 بهبود در عدد ناسلت در مقایسه با سیال پایه به ترتیب مشاهده می گردد. در نهایت با استفاده از روش رگرسیون غیر خطی، روابط بسته ای برای عدد ناسلت و ضریب اصطکاک سمت لوله بدست آمد. این روابط برای عدد رینولدز در محدوده ی 15000 - 3000 و همچنین برای نسبت حجمی ذرات در محدوده ی 0 الی 075/0 با دقت قابل قبول بدست آمدند.

    کلیدواژگان: مبادله کن گرمای پره لوله، نانوسیال آب اکسید آلومینیوم، نانوسیال آب اکسید مس، عدد ناسلت، عملکرد رادیاتور، ضریب اصطکاک
  • هانیه حیدری، سید علی حسینی*، سید عباس سادات سکاک، علی رجب پور صفحات 113-125

    در این مقاله به روشی ابداعی (شبه سه بعدی) موفق شدیم تاثیر همزمان نیروهای اینرسی و مگنوس را به منظور متمرکز سازی و به دام اندازی ذرات در کانال های مستقیم و عریض و باریک، شبیه سازی نماییم. همچنین هندسه های متفاوتی نسبت به کارهای پیشین برای استفاده در این نوع از ادوات بررسی شده است که پیش از این شبیه سازی نشده بود. شبیه سازی ها در محیط نرم افزار کامسول که مبتنی بر روش های المان محدود می باشد، صورت گرفته است و آزمایش ها با استفاده از میکروکانال های ساخته شده با روش لیتوگرافی و ماده ی PDMS و عکس برداری توسط میکروسکوپ نوری انجام شده است. استفاده از روش شبیه سازی شبه سه بعدی موجب شد زمان شبیه سازی ها 88% کاهش یابد. نتایج نشان می دهد با افزایش قطر ذرات و عدد رینولدز جریان در میکروکانال ها، ذرات سریع تر به تعادل می رسند و با تغییر نسبت ابعادی کانال، موقعیت تعادلی ذرات تغییر می کنند و الگوهای تعادلی مختلفی مشاهده می شود. در کانال های عریض و باریک نیز افزایش قطر ذرات موجب افزایش بازدهی بدام اندازی کانال می شود. نتایج آزمایشگاهی نیز صحت نتایج شبیه سازی را مورد تایید قرار می دهد و ذرات 19 میکرونی در بخش عریض کانال بدام افتاده درحالیکه ذرات 10 میکرونی از آن خارج می شوند. اما افزایش دبی تنها تا رسیدن به بهینه ی آن یعنی ml/min 35/0 موجب افزایش بازده می شود و پس از آن افزایش دبی تاثیر مثبتی بر بازده ندارد. همچنین با تغییر هندسه ی بخش عریض از مستطیل به دایره، بازدهی به دام اندازی افزایش و به 0.86 رسید.

    کلیدواژگان: میکروسیالات، جداسازی اینرسی، مگنوس، جریان ثانویه، لیفت هیدرودینامیکی، گردابه
  • محمد غلامی*، حنیف کازرونی صفحات 127-137

    با توجه به ماهیت سرطان زای ذرات دیزل، این ذرات سلامت انسان ها را به شدت تهدید خواهد کرد. به منظور پاسخگویی به این چالش، توجه محققیق و نهادهای دولتی در سراسر جهان معطوف به دستیابی به یک تکنولوژی اقتصادی و ایمن جهت کنترل این ذرات شده است. با توجه به اینکه ته نشین کننده های الکتروستاتیکی یکی از مهم ترین فن آوری های درمان کننده محسوب می شوند، در این مقاله به مدلسازی ریاضی یک ته نشین کننده الکتروستاتیکی استوانه ای و پیش بینی راندمان جمع آوری ذرات رسانای دیزل در شرایط مختلف آن پرداخته می شود. این ته نشین کننده شامل یک سیلندر زمین شده به سطح مقطع دایره ای شکل و یک الکترود تحریک شده با ولتاژ جریان مستقیم منفی می باشد که در مرکز این سیلندر نصب شده است. با استفاده از پاسخ تحلیلی معادلات پواسون و پایستگی جریان، چگالی بار فضایی یونی، توزیع پتانسیل الکتریکی و نیروهای حجمی الکتریکی در کانال ته نشین کننده محاسبه خواهد شد. در این مقاله از نرم افزار کامسول جهت مدلسازی سه بعدی ته نشین کننده الکتروستاتیکی استوانه ای و حل معادلات شارش هوای آشفته با لحاظ نیروی حجمی الکتریکی استفاده می شود. معادلات باردار شدن و حرکت ذرات با استفاده از رابط فیزیک مسیریابی ذرات برای شارش سیال در نرم افزار کامسول پیاده سازی شده و نتایج شبیه سازی مورد تحلیل قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: موتورهای دیزلی، ذرات دیزل، ته نشین کننده الکتروستاتیکی، رسوب دهنده الکتروستاتیکی، کنترل آلودگی هوا
  • مجتبی رادمهر*، حسن زرآبادی پور صفحات 139-152

    با توجه به اینکه عامل اصلی مصرف انرژی در قطار، سیستم کششی است و مقدار نیروی مورد نیاز جهت حرکت قطار نیز رابطه مستقیم با سرعت آن دارد، بنابراین انتخاب پروفایل بهینه برای سرعت حرکت قطار در مسیر بین ایستگاه ها و طراحی کنترلر مناسب جهت ردیابی دقیق پروفایل بهینه سرعت قطار، می تواند تعیین کننده مقدار انرژی مصرفی باشد. کنترل یک قطار شامل ترم های غیرخطی، نامعینی و اغتشاش های خارجی می باشد که باید در طراحی قانون های کنترلی مدنظر قرار گیرند. در این مقاله به ارایه یک استراتژی کنترلی برای ردیابی پروفایل بهینه سرعت قطار بر اساس کنترل مد لغزشی فازی می پردازیم. انگیزه اصلی استفاده از کنترل مد لغزشی در سیستم های غیر خطی، مقاوم بودن آن در مقابل نامعینی های پارامتری، دینامیک های مدل نشده، اغتشاشات خارجی و همچنین سادگی طراحی آن می باشد. با این وجود، بروز پدیده چترینگ، مهمترین عامل محدود کننده برای استفاده از این روش کنترلی می باشد. در این مقاله برای حذف چترینگ، از کنترل فازی جهت تخمین سیگنال کنترل دسترسی استفاده شده است و پایداری کل سیستم نیز بر اساس قضیه پایداری لیاپانوف تضمین می گردد. شبیه سازی های عددی با استفاده از مدل غیرخطی دینامیک قطار با وجود نامعینی و اغتشاش و مقایسه آن با کنترل مد لغزشی مرسوم، موثر بودن روش کنترل مد لغزشی فازی را در ردیابی پروفایل بهینه سرعت قطار نشان می دهد.

    کلیدواژگان: کنترل مد لغزشی، کنترل فازی، کنترل مد لغزشی فازی، لرزش، پروفایل سرعت قطار
  • محمدرضا عبدی پور فرد، مهدی صاحبی* صفحات 153-163

    در سال های اخیر، تصفیه آب با کمک صفحات گرافن مورد توجه محققین قرارگرفته است. در فرایند تصفیه درک مکانیزم عبور آب از گرافن در ابعاد مولکولی و سنجش تاثیر پارامترهای مختلف بر آن، به طراحی بهینه فرایند کمک می کند. در این تحقیق، با استفاده از روش دینامیک مولکولی مکانیزم و پارامترهای موثر بر عبور آب از یک نانوکانال متشکل از صفحات گرافن مورد بررسی قرارگرفته است. در این مطالعه اثر تغییر فشار اعمالی وارده به سیال و ابعاد هندسی کانال بر روی دبی جریان، توزیع چگالی و ضریب نفوذ مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که آب، در هنگام عبور از نانوکانال، ساختار لایه ای به خود می گیرد. همچنین با افزایش فشار اعمالی، نفوذپذیری، سرعت و میزان آب عبوری از نانوکانال به صورت موثری افزایش می یابد. به طوری که با افزایش اختلاف فشار از 100 به 500 مگاپاسگال، دبی عبوری بیش از 45 برابر افزایش می یابد. نتایج مطالعه همچنین نشان داد که در یک مقطع با مساحت مشخص، دبی نانوکانال مربعی 8/2 بیش از هنگامی است که نسبت اضلاع کانال 4 به 1 باشد.

    کلیدواژگان: دینامیک مولکولی، عبور آب، صفحات گرافن، جریان در نانوکانال، توزیع چگالی
  • مهسا زارعی، مهدی نصراللهی*، امیر یوسفلی صفحات 165-187

    در این پژوهش یک شبکه زنجیره تامین سبز حلقه بسته تحت شرایط عدم قطعیت طراحی شده است. در مدل ارایه شده چهار تابع هدف شامل حداقل سازی هزینه های شبکه، حداقل سازی میزان انتشار گازهای گلخانه ای، حداقل سازی ریسک تولیدی-فنی و حداقل سازی زمان ارسال محصولات به مشتریان به طور همزمان در نظر گرفته شده است. با استفاد از شبکه پیشنهادی می توان در زمینه مدیریت میزان جریان مواد اولیه، محصولات دست اول و محصولات بازگشتی بین تسهیلات، برنامه ریزی تولید برای هریک از مراکز تولید، نحوه تخصیص محصولات به هریک از تسهیلات، تعیین تعداد نیروی انسانی مورد نیاز جهت استخدام و آموزش در هریک از مراکز تولید، نحوه تخصیص ماشین آلات و تجهیزات، و همچنین مدیریت زمان با تعیین حداقل زمان قابل قبول برای ارسال محصولات به مشتریان به نحوی که شبکه دارای حداقل هزینه، حداقل میزان انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از فرایندهای عملیاتی تسهیلات و حمل و نقل و دارای کمترین ریسک تولیدی-فنی و حداقل زمان ممکن باشد، تصمیمات استراتژیکی گرفت. در این پژوهش به جهت افزایش کارایی مدل پارامترهایی همچون میزان محصول بازگشتی، نرخ بازیافت و انهدام به صورت غیرقطعی در نظر گرفته شده و جهت رفع عدم قطعیت از منطق فازی بهره گرفته شده است. در نهایت به دلیل گستردگی مدل، با استفاده از الگوریتم ژنتیک به اعتبارسنجی مدل پرداخته شده است. نتیجه حاصل از اعتبارسنجی، حاکی از کارآمدی مدل پیشنهادی در بهینه سازی شبکه زنجیره تامین سبز حلقه بسته می باشد.

    کلیدواژگان: طراحی شبکه زنجیره تامین، زنجیره تامین سبز، مدل سازی، بهینه سازی، عدم قطعیت
  • فاطمه کریمیان، محمدرضا سردشتی بیرجندی، فرهاد شهرکی* صفحات 189-205

    در این مقاله به شبیه سازی محفظه جابه جایی کوره H-151 واحد تقطیر پالایشگاه اصفهان با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) پرداخته شده است. این شبیه سازی شامل بررسی همزمان جریان سیال درون لوله های محفظه جابه جایی و جریان گاز محفظه جابه جایی از روی لوله ها عبور می کند و نیز بررسی جریان گاز محفظه جابه جایی با افزودن لوله های اضافی در حالت دو بعد می باشد. برای لوله و محفظه جابه جایی استقلال از شبکه انجام گردید و بهترین شبکه بندی برای لوله با تعداد مش 315000 و برای محفظه جابه جایی با تعداد مش 67024 انتخاب گردید. برای لوله، درصد خطاهای نمودار دما و سرعت با مش 315000 به ترتیب برابر با 021/0 و 0569/0 درصد می باشند. برای محفظه جابه جایی، در صد خطاهای نمودار دما و سرعت با مش 67024 به ترتیب 0712/0 و 0254/0 درصد می باشند. نمودارهای سرعت و دما برای لوله، محفظه جابه جایی و محفظه جابه جایی با لوله های اضافه شده در مختصات مختلف به دست آمد و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد جریان در ابتدای لوله به صورت درهم می باشد. به دلیل بزرگ بودن طول لوله سرعت جریان سیال درون لوله، از یک فاصله 4/1 متر به بعد به توسعه یافتگی می رسد. با مقایسه نتایج به دست آمده از محفظه جابه جایی و محفظه جابه جایی با لوله های اضافه شده، مشخص شد که با اضافه شدن لوله ها دما و سرعت گاز عبوری از روی لوله ها کاهش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی، کوره واحد تقطیر پالایشگاه، لوله های کوره، محفظه جابه جایی
  • رحیم فتحی، بهروز طوسی*، سجاد گلوانی صفحات 207-223

    در این مقاله تخصیص بهینه منابع تجدیدپذیر با هدف کمینه سازی هزینه تلفات توان و هزینه بهبود قابلیت اطمینان و با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید و مصرف بر اساس روش جدید تیوری تصمیم گیری شکاف اطلاعاتی (IGDT) ارایه شده است. متغیرهای تصمیم گیری شامل مکان، ظرفیت نصب و ضریب قدرت و همچنین شعاع عدم قطعیت تولید منابع تجدیدپذیر و بار شبکه با استفاده از الگوریتم اجتماع سالپ بهبودیافته (ISSA) بصورت بهینه تعیین شده است. در روش ISSA، عملکرد روش اجتماع سالپ سنتی (SSA) برای بهبود سرعت و دقت همگرایی با استفاده از عمل گرهای روش دیفرانسیلی تکاملی (DE) بهبود یافته است. مساله پیشنهادی با دو روش قطعی و روش مبتنی بر IGDT با راهبرد ریسک گریز بر روی شبکه توزیع 33 شینه استاندارد IEEE پیاده سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که برای شبکه 33 شینه برای توربین بادی با افزایش 20% بودجه عدم قطعیت، بار شبکه 61/7 % افزایش یافته و تولید توربین بادی به مقدار 06/44% کاهش یافته است. همچنین نسبت به حالت قطعی مقدار هزینه تلفات و هزینه قابلیت اطمینان به ترتیب 87/20 و 58/4 درصد افزایش یافته و سود مالی شبکه نیز 33/6% کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: الگوریتم اجتماع سالپ، تخصیص بهینه منابع انرژی تجدیدپذیر، تئوری تصمیم گیری شکاف اطلاعاتی، دیفرانسیل تکاملی، عدم قطعیت، قابلیت اطمینان
  • محمد بشیرپور*، سعید خان کلانتری صفحات 225-232

    امروزه آشکارسازهای مادون قرمز با توجه به کاربردهای فراوان در صنایع نظامی و صنعتی مورد توجه دانشمندان و محققین قرار گرفته است. در این مقاله‏ ، یک ساختار فلز-نیمه-هادی -فلز جدید با استفاده از ترکیب لنزهای نوری حلقه ای و آرایه نانوساختارهای فلزی جهت افزایش میزان جذب و بهبود عملکرد آشکارساز مادون قرمز طراحی شده و مورد بررسی قرارگرفته است. برهمکنش نور با طول موج 1.1 الی 1.7 میکرومتر با ساختار آشکارساز طراحی شده بر روی زیرلایه ایندیوم-گالیوم-آرسناید توسط روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از لنزهای حلقه ای سبب متمرکز شدن نور لیزر در سطح آشکارساز شده و میزان میدان الکتریکی موثر بر نانوساختارهای فلزی در سطح را افزایش می دهد. حضور نانوساختارهای فلزی در سطح سبب تحریک امواج پلاسمون و افزایش میزان جذب در داخل ساختار شده و در نتیجه جریان نوری گذرا را افزایش می دهد. با توجه به نتایج شبیه سازی، ساختار طراحی شده سبب افزایش 105% میزان جذب و 140% جریان نوری در مقایسه با ساختار آشکارساز ساده می شود.

    کلیدواژگان: آشکارساز مادون قرمز، نانوساختار، پلاسمونیک، لنز نوری، ایندیوم-گالیوم-آرسناید
|
  • Alireza Jafari, HADI DASHTI *, Alireza Fiouz Pages 1-14

    Conventional seismic design and reinforcement methods are based on increasing the capacity of the structure. That is, the bearing capacity of the structure is increased by increasing its strength and ductility, which is not possible in the reinforcement of many structures. However, in seismic isolation, by reducing the seismic demand, by reducing the absolute acceleration of the structure and reducing the energy input to the structure, due to increasing the Period and damping in the level of isolation, the structure can be placed in safe areas. Therefore, in this study, the effect of seismic isolators and also the height of structures on different types of soils have been investigated. For this purpose, the effects of seismic isolators in two buildings of 5 and 8 floors in three types of soil S1, S2 and S3 are investigated and evaluated. After validation of the structure and base isolation, behavioral studies were performed, and it was found that the presence of base isolation reduces the maximum displacement of the roof by up to 20% and 80% of maximum base shear in the 5-storey building. Reduction of about 40% of the maximum sliding displacement of the base isolation in the 8-story structure compared to 5 floors has reduced the effect of the base isolation on the maximum displacement in the higher floors.

    Keywords: Seismic isolators, Height, soil-structure interaction, Numerical Method
  • Majid Kordbacheh, Roksana Fekri *, Gholamreza Esmaeilian Pages 15-34

    Companies are always faced with risks in competing to response diversified needs of markets. Determining the probability of occurrence and how to manage and recognize the risks that cause other risks is always a challenge. The purpose of this study is to manage the effect of uncertainty on expected results and increase of product family developing process success through addressing causal risks that have bigger Conditional probability In this article, the risks of each stage of the product family development process are identified by focusing on the grounded theory based on the responses gathered from 18 experts in Iranian automotive industry Also the effect of the variables was determined through fuzzy cognitive map based on the 18 supplementary questionnaire data in these companies. Then, the conditional probability tables were formed and the probability of each variable was calculated systematically with the help of the Bayesian Belief Networks and causal risk of other risks were identified. The results show that the clustering of customers risk, parts design feature technical risk and modularity risk are specified to this process. The model output, also indicates that the needs risk with the probability of (19.7%), requirement risk (10.52%), and parts design feature technical risk (6.32%) As the causal risk with the highest conditional probability of a negative aspect. The executive managers could achieve greater success by focusing on controlling these three risks that act as the root cause of the next step risks , getting more success and make progress with more certainty .

    Keywords: Product family, developing process, Risk Management, Conditional probability of risk, Fuzzy cognition map, Bayesian Belief Networks
  • Mohammad Khodabandeh *, Nader Pourmahmoud, Iraj Mirzaee Iraj Mirzaee Pages 35-46

    Data centers are the places where servers and IT equipment are installed. In the network and IT, it is hardware that stores the hardware modules such as servers, switches, switches and communication equipment, and UPS and other network equipment. Due to the usual heat release of the orcs, the management of air distribution systems and cooling systems in the data centers are of particular importance to prevent the destruction from excessive heat. the purpose of management of air distribution systems is to solve problems in cooling of data centers, including the minimization of hot air, due to cold weather and removing hot spots, and can also reduce the high cost of cooling systems by removing air circulation problems. in this study, after simulation and analysis of different modes of cooling system design of cooling system, cooling and cooling corridors can be increased from the allowed range and better energy loss and better efficiency and then the return and partitioning of false floors were introduced as supplementary methods. in total, the comparisons were calculated according to an increase of 20 % of the heat from the orcs in the simulated model of

    Keywords: Data center, Air distribution management, numerical study, Temperature indicators
  • Raziehsadat Hosseini Almadvari, Maryam Nayeri *, Somayeh Fotoohi Pages 47-58

    The present paper investigates the electronic and optical behavior of monolayer gallium sulfide as a transition metal monochalcogenide, doped with IV and V group atoms of the periodic table. The calculations are performed in the SIESTA software package based on density functional theory using the exchange correlation function and the generalized gradient approximations. Analysis of the electronic structure of this material shows that the pure gallium sulfide monolayer has an indirect band gap of 2.3 eV. In order to investigate the effects of impurities on this structure, the impurity atoms of groups IV and V were applied in the position of sulfur and gallium atoms. The impurity concentration of doped structures is 1.14%. The simulation results show that the presence of this impurity, depending on the type of impurity atom and its location, leads to a transition from semiconductor to metal, indirect to direct semiconductor or non-magnetic to magnetic state in this structure. For example, when Sb is doped to the gallium sulfide monolayer in the position of the sulfur atom, this system is magnetic with a direct band gap, while its replacement by the gallium atom preserves the semiconductor nature of the indirect band gap structure with less gap energy. In addition to the electronic properties, the optical properties of the alloyed structure were also analyzed. The results show that the GaS structure of the alloyed alloy with elements of the fourth and fifth groups opens the way for nanoelectronics, optoelectronics and spintronics applications.

    Keywords: Gallium sulfide, Dielectric function, Impurity, First principle
  • Sajad Azarakhsh, Ali Ghamarian, Mohammad Javad Rezvani * Pages 59-71

    One of the most important problems that energy absorbers as thin-walled structures have been considered by designers, is the amount of energy absorption and the initial peak crushing load. In this paper, the crashworthiness of end capped circular aluminum tubes under axial compression is investigated. In this design, in order to reduce the initial maximum crushing load, holes were created in the outer surface of the adsorbent with specified distances along the tube. The presence of annular holes as a imperfection in the absorber prevents the sudden load applied to the main structure and the occupants. In this study, using numerical simulation by ABAQUS software, the effect of the presence of holes, angle and direction of applied oblique load has been studied on the crashworthiness of end capped tubes. Also, in order to validate the numerical simulation results, a number of experimental tests were performed which showed good agreement. The results showed that the applied oblique load with an angle of 10 degree and the opposite direction of the holes is effective on the state of collapse, energy absorption and reduction of initial peak load, and the angles of 20, 30 and 40 degree do not have significant changes in initial peak force and energy absorption.

    Keywords: Initial peak load, End capped tube, Hole, Numerical simulation, Oblique load
  • Ahmad Esmaili Torshabi * Pages 73-83

    Among thorax tumors, lung tumors move mainly due to respiration. In order to enhance the precision of radiotherapy, one solution is estimating tumor motion from external motion of chest wall and abdomen regions. For this aim, consistent prediction models are constructed and then implemented for real time tumor motion tracking. In these models, clustering of database extracted from tumor motion and chest wall motion has non-negligible effect which has been taken into account in this work. In this investigation, motion database of fifteen patients with lung cancer who were treated by means of Cyberknife Synchrony system at Georgetown University hospital, has been used. Two subtractive and fuzzy C-means as common available clustering strategies have been employed in order to investigate their quantitative effects, in a comparative fashion. Final analyzed results show that the average targeting error of prediction models (difference between tumor position estimated by model and actual position of tumor) over all patients are 6.5 and 7.5 mm implementing subtractive and fuzzy C-means clustering, respectively. Moreover, using fuzzy C-means algorithm, tumor tracking is done with more stability. Since, breathing phenomena has high degree of variations, motion data clustering has an important role on the accuracy of prediction model performance by determining model parameters while constructing at pre-treatment step and while updating the model during the treatment.

    Keywords: data clustering, Radiotherapy, lung tumor, Prediction model, Fuzzy logic
  • Mohammad Mahdi Zabihi Shesh Poli, Mahdi Aliyari Shoorehdeli *, Ali Moarefianpour Pages 85-100

    The stability of the training process in the identification of nonlinear systems is one of the foremost issues in control research. This paper studies the training stability of an interval type 2 adaptive neuro-fuzzy Inference system (IT2ANFIS) as an identifier through a newfound Lyapunov function. Lyapunov stability analysis is conducted on the training of IT2ANFIS, when the premise and the consequent of the system are trained with the gradient descent algorithm and the Kalman Filter, respectively. Therefore, using the proposed stability analysis, the permissible limits for the adjustable parameters of the algorithms are applied to the algorithms to maintain the stability of the identification process. According to the stability analysis of this study, wide ranges of adaptive limits are obtained for the adjustable parameters of the algorithms. Besides, the simulation results show that when the permissible limits are chosen based on the proposed stability analysis, the identification process is stable with acceptable performance. The proposed method outperforms other methods in terms of root mean square error, simulation time, and its less stagnation in the trap of local minimums when it is utilized in the training of the Mackey-Glass chaotic time series and a nonlinear plant with stochastic data sets.

    Keywords: System identification, Lyapunov stability, IT2ANFIS, gradient descent, Kalman filter
  • Hassan Hajabdollahi, Vahid Ghamari * Pages 101-112

    In this work, Nusselt number and friction factor in the tube side of car radiator which is a type of fin and tube heat exchanger are experimentally determined. Two types of nanofluids including water-Al2O3 and water-CuO are used and experimental results are performed for three nanoparticles volumetric concentration (PVC) and for Reynolds number in the range of 3000-15000. The results show that, both Nusselt number and friction factor increases in the case of nanofluid compared with the base fluid and this increase is higher in the CuO nanofluid. For example, at Re=3000, 1.92%, 15.08% and 22.46% improvement in Nusselt number are observed for Al2O3 nanofluid compared with base fluid respectively for PVC=0.025, 0.050 and 0.075. The mentioned improvement for CuO nanofluid are obtain 10.89%, 35.50% and 46.11%, respectively. In addition, at Re=3000, 15.27%, 9.64% and 13.80% increases in friction factor are observed for Al2O3 nanofluid compared with base fluid respectively for PVC=0.025, 0.050 and 0.075. The mentioned increases for CuO nanofluid are obtain 7.71%, 13.97% and 19.59%, respectively. Then, correlations for Nusselt number and friction factor with acceptable precision are derived.

    Keywords: Fin, tube heat exchanger, Al2O3 nanofluid, CuO nanofluid, Nusselt number, friction factor, Radiator Performance
  • Hanieh Heidari, Seyed Ali Hosseini *, Rajabpour Rajabpour Pages 113-125

    In this paper, a new simulation method (quasi-three-dimensional) is introduced to model devices based on inertial and Magnus forces. Simulations were computed using the COMSOL software. The experiments were performed using micro channels made by lithography method out of PDMS and glass slides. The use of quasi-three-dimensional simulation method made the simulation time much shorter. Results showed with increasing the particle diameter and the flow Reynolds number in microchannels, particles reach their equilibrium positions faster and with changing aspect ratio of channel, equilibrium position of particles changed and different steady state patterns were observed. In expansion-contraction channels, increasing the particle diameter also increases the channel efficiency. But increasing the flow rate to reach its optimum of 3.5ml/min enhances the efficiency and then, increasing flow rate beyond it, would not have a positive effect on efficiency anymore. Also with changing geometry of expansion section from rectangle to circle, the capture efficiency reached 0.86. Experimental results also confirm the accuracy of the simulation results and 19 micrometer particles are trapped in the wide part of the channel and 10 micrometer particles come out of it.

    Keywords: Microfluidics, Inertial Separation, Magnus, secondary flow, Hydrodynamics Lift, Vortex
  • Mohammad Gholami *, Hanif Kazerooni Pages 127-137

    Due to the carcinogenic nature of diesel particles, these particles will pose a serious threat to human health. In order to meet this challenge, the attention of researchers and government agencies around the world is focused on achieving an economical and safe technology to control these particles. Given that electrostatic precipitators are one of the most important treatment technologies, this paper deals with the mathematical modeling of a cylindrical electrostatic precipitator and the prediction of the collection efficiency of diesel conductive particles in its various conditions. This sediment consists of a grounded cylinder with a circular cross-section and an excited electrode with negative direct current voltage installed in the center of the cylinder. Using the analytical response of Poisson equations and current conservation, ion spatial charge density, electric potential distribution and electrical volume forces in the electrostatic precipitator channel will be calculated. In this paper, COMSOL software is used for three-dimensional modeling of cylindrical electrostatic precipitators and solving turbulent air flow equations considering volume electric force. The particle charge and motion equations have been implemented in COMSOL software using particle routing physics and the results have been analyzed.

    Keywords: Diesel Motor, Diesel Particle, Electrostatic Precipitator, Air Pollution Control
  • Mojtaba Radmehr *, Hassan Zarabadipour Pages 139-152

    Considering that the traction system is main factor of energy consumption in the train, and amount of force required for moving the train is directly related to its speed, therefore, the optimal profile selection for the speed of the train movement, in the path between the stations and the design of the controller for accurate tracing The optimal profile of the train speed, can be a determinant of the amount of energy consumed. Control of a train includes the non-linear, uncertainty and external disturbances terms that should be considered in the design of control rules. In this thesis, we present a control strategy for tracking optimal profile of train speed, based on the fuzzy sliding mode control (FSMC). The main motive of use the Sliding Mode Control (SMC), in non-linear systems, its resistance to parametric uncertainties, unmodeled dynamics, external disturbances and as well as the simplicity of its design. However, the occurrence of chattering phenomenon is the most important limiting factors the use of this control method. In this thesis to remove the chattering, fuzzy control is used to estimate the reaching control signal and the stability of the entire system is also guaranteed on the basis of the Lyapunov stability theorem Numerical simulations using the nonlinear dynamics model of the train, despite the uncertainty and disturbance, and comparing it with the conventional SMC, show the effectiveness of the FSMC method in tracing the optimal train speed profile.

    Keywords: sliding mode control, Fuzzy Control Fuzzy Sliding Mode Control, Chattering, Speed Train Profile
  • Mohammadreza Abdipourfard, Mahdi Sahebi * Pages 153-163

    The pressure-driven water transport inside the nanochannel formed by GE bilayers is studied via molecular dynamics simulation. The drift of water was carried out by using an external force. The effect of changing the external force on the fluid and the geometry of the channel on flow rate, density distribution and diffusion coefficient were studied. The simulations show that water is the layer structure when it passes through the nanochannel. Also, with the increase of external force applied on water molecules, the velocity of the flow has increased. By changing the pressure difference, the permeability and the water flow rate increase. As the pressure difference increases from 100 to 500 MPa, the flow rate increases more than 45 times. The results also showed that in a given cross-sectional area, the square nanochannel has the highest flow rate. This study paves the way for the design and application of graphene-based nanomaterials in nanofiltration and water treatment technologies in the future.

    Keywords: Molecular Dynamics, Water flow, Graphene Membrane, Nano Flow
  • Mahsa Zarei, Mahdi Nasrollahi *, Amir Yousefli Pages 165-187

    In this research, a closed-loop green supply chain network is designed under uncertain conditions. In the proposed model, four objective functions including minimizing network costs, minimizing greenhouse gas emissions, minimizing production-technical risk, and minimizing the time of sending products to customers are considered simultaneously. Using the proposed network, it is possible to manage the flow of raw materials, first-hand products, and return products between facilities, production planning for each production center, how to allocate products to each facility, determine the number of manpower required for employment and training in each production center, how to allocate machinery and equipment, as well as time management by determining the minimum acceptable time to send products to customers so that the network has the least cost, the least amount of greenhouse gas emissions from the operational processes of facilities and transportation and has made strategic decisions with the least production-technical risk and the least time possible. In this research, to increase the efficiency of the model, parameters such as the amount of return product, recycling rate, and destruction are considered indefinitely and fuzzy logic is used to eliminate the uncertainty. Finally, due to the breadth of the model, the model is validated using a genetic algorithm. The result of the validation indicates the efficiency of the proposed model in optimizing the closed-loop green supply chain network.

    Keywords: Supply chain network design, Green Supply Chain, modeling, Optimization, Uncertainty
  • Fatemeh Karimiyan, Mohammad Reza Sardashti Birjandi, Farhad Shahraki * Pages 189-205

    In this paper, the simulation of the displacement enclosure of the H-151 furnace unit of the distillation unit in the Isfahan refinery is carried out by using computational fluid dynamics (CFD). This simulation involves simultaneous investigation of fluid flow inside the tubes of displacement enclosure and the flue gas flow of convection section through the tubes as well as displacement enclosure gas flow by adding additional tubes in a two-dimensional state. Grid independency study was done for tube and displacement enclosure and the best grid with numbers of 315000 and 67024 were chosen for tube and displacement enclosure, respectively. The error of temperature and velocity diagrams for tubes with grid numbers 315000 were 0.021% and 0.0569% and for displacement enclosure with grid numbers, 67024 were 0.0712% and 0.0254%, respectively. The velocity and temperature diagrams for the tube, displacement enclosure, and displacement enclosure with additional tubes were obtained and examined. The results show that the flow at the beginning of the tube is turbulent. The fluid velocity inside the tube has been developed from 1.4 meters due to the large length of the tube. The comparison of the results obtained from the displacement enclosure with/without additional tubes has been shown that the temperature and velocity of the gas passing through the tubes are reduced by using additional tubes.

    Keywords: Computational Fluid Dynamics Simulation, Refinery Distillation Unit Furnace, Tube Furnaces, Convection Section
  • Rahim Fathi, Behrouz Tousi *, Sadjad Galvani Pages 207-223

    In this paper, the optimal allocation of renewable energy resources is presented with the aim of minimizing cost of power losses and reliability improvement considering generation and load uncertainty using new approach named information gap decision theory (IGDT). Decision variables include location, size and power factor of renewable resources, also the maximum uncertainty radius of generation and load using improved salp swarm algorithm (ISSA). In the ISSA method, the performance of traditional salp swarm algorithm is improved to increase convergence speed and accuracy using evolutionary differential operators. The problem is implemented as deterministic and IGDT-based methods on 33 bus-IEEE networks with risk aversion. In the wind turbine scenario, the results showed that for the 33 bus network in the deterministic method that is increased by 20% in IGDT, the network load is increased by 7.61% and wind turbine generation is decreased by 44.06%. Also, compared to the deterministic method, the losses cost and reliability cost increased by 20.87% and 4.58%, respectively and the net saving is decreased by 6.33%.

    Keywords: Salp Swarm Algorithm, Optimal Allocation of Renewable Resources, Info-Gap Decision Theory, Differential Evolutionary, Uuncertainty, Reliability
  • Mohammad Bashirpour *, Saeed Khankalantary Pages 225-232

    Currently, infrared photodetectors have attracted lots of attentions due to the wide range of industrial and non-industrial application. In this paper, a new hubrid metal-semiconductor-metal thin film infrared photodetector based on plasmonic nanostructure and ring shape optical lens has been proposed that leads to higher optical absorption. The finite difference time domain method (FDTD) is used to thoroughly investigate the interaction of proposed structure with near infrared incident wave (1.1-1.7 µm). Optical lens concentrate the incoming light on gold nanodisk array and increases the electric field magnitude on the nanodisk array. Gold nanodisk array with optimized geometrical structure leads to excitation of surface plasmon polariton and results in very high local field point inside the indium gallium arsenide layer. So, the photocarrier generation rate enhances and the structure shows higher photocurrent. According to the simulation results, proposed structure indicates 105% absorption enhancement and 140% photocurrent enhancement compared to simple photodetector strcuture.

    Keywords: Infrared Detector, Nanostructure, Plasmonic, Optical Lens, InGaAs