فهرست مطالب

نشریه کارافن
سال نوزدهم شماره 59 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/24
  • تعداد عناوین: 31
|
  • مرتضی رمضانی* صفحات 13-30
    یکی از مهم ترین بخش ها در مدل سازی و شبیه سازی سیستم های فضایی، تعیین رفتار غیرخطی سیستم است. در این مقاله، استفاده موثر یکی از سیستم های هوش مصنوعی در مراحل اولیه فرایند طراحی سیستم محموله ماهواره های سنجش از دور نشان داده می شود. مدل سازی و تحلیل سیستم های فضایی همواره با عدم قطعیت و عوامل غیرخطی در تشخیص و تصمیم گیری رفتار سیستم روبه رو است و شناخت این عومل می تواند به میزان موثربودن مدل سازی کمک شایانی کند. استفاده از روش استنتاج عصبی- فازی تطبیقی که داده های ذخیره شده در شبکه های آموزش دیده را به صورت یک قاعده فازی بیان می کند، به کاهش زمان مراحل اولیه طراحی و تعداد حلقه های تکراری تعاملات طراحی کمک می کند. در توسعه این متدولوژی از الگوریتم آموزش ترکیبی برای به دست آوردن پارامترهای سیستم استفاده می شود تا همگرایی سریع تر و کاهش ابعاد فضای جستجو ایجاد گردد. آموزش ترکیبی استفاده توامان روش های حداقل مربعات و گرادیان نزولی است. همچنین سیستم استنتاج، برمبنای استنتاج تاکاگی- سوگینو و با توابع تعلق گایوسی مورداستفاده قرار می گیرد. مدل سازی حاضر بر روی سیستم محموله یک ماهواره اجرا می شود. نتایج شبیه سازی نشانگر اثربخشی سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی در طراحی مفهومی این سیستم است. میانگین خطای متغیرها برای چهار متغیر جرم، توان و حافظه روی برد محموله و میزان فشرده سازی در طراحی قابل قبول است.
    کلیدواژگان: طراحی محموله ماهواره کاهش زمان طراحی ماهواره سنجش از دور طراحی سیستم مدل سازی و شبیه سازی محموله سیستم استنتاج عصبی، فازی تطبیقی
  • سید مرتضی مقیمی* صفحات 31-51
    در این تحقیق، توزیع دما در لایه ی مرزی حرارتی روی گوشه بررسی شده است. معادلات لایه ی مرزی پیوستگی، ممنتوم و انرژی براساس مدل فالکنر- اسکن با شرایط دمای دیواره ی متغییر برای جریان آرام، پایدار و تراکم ناپذیر به دست آمده و با استفاده از حل تشابهی به معادلات دیفرانسیل ساده ممنتوم و انرژی با اعمال دمای متغییر دیواره ی (ضریب n) به فرم جدیدی ارایه می شود. برای حل معادلات حاصل، با توجه به شرط مرزی بی نهایت، از روش نیمه تحلیلی تلفیقی اصلاح شده استفاده می گردد. نتایج به دست آمده از این روش با روش عددی برای یک شرایط خاص در عدد پرانتل یک مقایسه و حداکثر خطا 020/0 درصد حاصل شد. با افزایش n از 5/0 تا 5/1 و عدد پرانتل از 7/0 تا 10 برای جریان با زوایای مختلف، ضخامت لایه مرزی حرارتی سریع تر رشد می نماید. با توجه به اینکه عدد ناسلت رابطه ی مستقیم با شیب ضخامت لایه ی مرزی حرارتی دارد، با افزایش شیب گوشه و n، عدد ناسلت نیز افزایش می یابد به گونه ای که در پرانتل یک و شیب 90 درجه با افزایش  n تا 5/1، عدد ناسلت 5/36% افزایش می یابد. در گوشه باز شونده (زاویه منفی) با افزایش عدد پرانتل برای یک n ثابت رفتار جریان مانند قبل بوده و عدد ناسلت افزایش می یابد اما با افزایش n، ضخامت لایه ی مرزی حرارتی نیز افزایش می یابد که در نتیجه شیب لایه مرزی دما کاهش خواهد یافت بنابراین عدد ناسلت نیز کاهش می یابد. به طوری که عدد ناسلت در نقطه جدایش با افزایش n تا 5/1 به میزان 5/14% کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: لایه ی مرزی حرارتی دمای متغییر روش تلفیقی اصلاح شده روش عددی فالکنر، اسکن
  • حسین طالبی قادیکلایی، مجید الیاسی، یعقوب دادگر اصل، علی زین العابدین بیگی، محمدمهدی داوودی* صفحات 53-70
    از صفحات دوقطبی فلزی به عنوان یکی از بخش های اصلی تشکیل دهنده پیل سوختی می توان یاد کرد. روش های مختلفی نظیر فرایندهای شکل دهی هیدروفرمینگ، الکترومغناطیسی، استمپینگ و شکل دهی لاستیکی برای تولید این صفحات به کار می رود. در این مطالعه، اثر لایه لاستیکی در تولید صفحات دوقطبی فلزی به روش شکل دهی لاستیکی بررسی شده است. برای شکل دهی صفحات دوقطبی از جنس SS316 با ضخامت 1/0 میلی متر از قالبی با الگوی محدب و شیارهای مارپیچ موازی استفاده گردید. در ابتدا اثر نیروی شکل دهی بر عمق کانال در دو راستای عرضی و طولی مطالعه شد. نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که نسبتی مستقیم بین عمق کانال و نیروی اعمالی وجود دارد و در راستای عرضی بیشترین میزان عمق کانال در نیروهای مختلف رخ می دهد. علاوه بر این اثر سختی لاستیک بر عمق کانال صفحات دوقطبی بررسی و مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که حداکثر عمق کانال با افزایش سختی لاستیک، کاهش می یابد. از سوی دیگر، با کاهش زیاد سختی لایه لاستیکی، تامین فشار لازم برای شکل دهی ورق با مشکل مواجه خواهد شد. در ادامه عمق کانال های میانی و کناری در راستای طولی با هدف بررسی دقت ابعادی کانال ها، اندازه گیری شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد عمق کانال ها در این راستا یکنواخت می باشد که این موضوع نشان دهنده دقت ابعادی قابل قبول برای نمونه های شکل داده شده است.
    کلیدواژگان: شکل دهی فلزات، شکل دهی لاستیکی، پیل سوختی پلیمری، صفحات دوقطبی فلزی، سختی لاستیک
  • ایوب خسروی فارسانی*، بهروز اسدی بروجنی، فرشاد شبانی صفحات 71-95
    در مطالعه پیش رو به بررسی تجربی و عددی انتقال حرارت در رادیاتور اتومبیل پراید پرداخته شده است. در حل تجربی یک رادیاتور اتومبیل از جنس آلومینیوم که در آن سیال خنک کننده جریان دارد تحت شرایط مرزی واقعی در هنگام خاموش شدن موتور بررسی شد. دمای سیال ورودی و خروجی رادیاتور توسط دو سنسور از نوع ضریب دمای منفی NTC اندازه گیری شد. در تحلیل عددی معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی با روش حجم کنترل برای حل عددی جریان توسط نرم افزار انسیس فلوینت به کار گرفته شده اند. در این مطالعه تاثیرات جریان های ثانویه و نیروی گریز از مرکز و شناوری بر میدان جریان در نظر گرفته شده است و همچنین به بررسی تاثیر جریان طبیعی و جریان اجباری در انتقال حرارت رادیاتور پرداخته شده است. نتایج در قالب کانتورها و نمودارهای شار حرارتی و دما ارایه گردیده است. آزمایش های انجام شده تاثیر جریان اجباری را در سیستم خنک کننده هنگام خاموش شدن موتور نشان می دهد. نتایج نشان می دهد اختلاف دمای ورودی و خروجی در موتور در شرایط گردش آزاد در حل تجربی 13 درجه سانتی گراد و در حل عددی 1/12 درجه سانتی گراد است و در گردش اجباری سیال اختلاف دمای ورودی و خروجی در موتور در حل تجربی 5/1 درجه سانتی گراد و در حل عددی 8/1 درجه سانتی گراد است. گردش طبیعی سیال در سیستم خنک کننده باعث کاهش دمای ناحیه ای سیستم می شود و به علت ماندگاری زیاد در رادیاتور، اختلاف دمای ورودی و خروجی رادیاتور زیاد است.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت، حل تجربی، شبیه سازی عددی، رادیاتور اتومبیل، جریان اجباری و طبیعی
  • مجتبی معصوم نژاد*، رسول شمشادی صفحات 97-113
    در سال های اخیر استفاده از پلیمر های شفاف در زمینه هایی مانند کاربردهای نوری، شیشه های خودرو و غیره مرسوم می باشند. در میان آنها، پلی (متیل متاکریلات) از شناخته شده ترین و پر مصرف ترین پلاستیک ها با خواص عبور نور عالی هستند که برای ساخت شیشه ها استفاده می شوند. عیب اصلی شیشه های اکریلیکی خراش پذیری آنها می باشد که اغلب متاثر از شرایط نگهداری، حمل ونقل، فرایند شکل دهی است و موجب کاهش کیفیت شیشه های پلیمری می شود و در نتیجه کاهش عملکرد و طول عمر آنها را در پی دارد. برای این منظور برای بهبود مقاومت خراش از رزین گلیسیدوکسی پروپیل متوکسی سیلان به عنوان افزودنی به میزان 5/0 و 1 درصد وزنی برای بهبود خواص سطحی استفاده شد. برای بررسی تاثیر اعمال پوشش رزین اپوکسی و افزودنی سیلانی (به عنوان عوامل کاهش دهنده ضریب اصطکاک) بر مقاومت به خراش و سایش از آزمون های سختی سنجی، سختی سنجی مدادی، مقاومت به خراش، ساییدگی و شستشو، ضریب اصطکاک و سایش Taber استفاده گردید. از نتایج به‎دست آمده مشاهده شد که با اعمال پوشش اپوکسی بر ورق های پلی (متیل متاکریلات)، با حفظ شفافیت، بهبود در مقاومت به خراش و سایش به ترتیب به میزان 28 و 200 درصد ایجاد شده است. با اینکه اعمال پوشش اپوکسی ضریب اصطکاک را کمی افزایش داده است اما استفاده از افزودنی سیلانی نه تنها این کاستی را جبران کرده و ضریب اصطکاک را کاهش داده است بلکه مقاومت سایشی و خراشی را بیشتر از 50 درصد بهبود داده است.
    کلیدواژگان: مقاومت به خراش، اکریلیک، اپوکسی، پوشش، سیلان
  • صیاد نصیری*، حسین رحیمی آسیابرکی، محمد عارفیان صفحات 115-140
    از عیوب عمده سیستم ترمز معمولی خودرو، کنترل نشدن مقدار گشتاور ترمزی اعمال شده به چرخ ها نسبت به گشتاور اصطکاکی بین تایر و زمین در ترمزگیری شدید می باشد. چنانچه راننده اطلاع دقیقی از شرایط جاده نداشته باشد، با اعمال نیروی بیش ازحد به پدال ترمز، باعث قفل شدن چرخ ها خواهد شد. با قفل شدن چرخ های خودرو علاوه بر افزایش مسافت ترمزی، پایداری جانبی خودرو نیز کاهش می یابد و خودرو از مسیر خود منحرف می گردد. سیستم ترمز ضدقفل به منظور افزایش راندمان سیستم ترمز و دستیابی به کمترین مسافت ترمزی و افزایش پایداری خودرو در شرایط اضطراری ترمزگیری از طریق پیشگیری از قفل شدن چرخ ها طراحی گردیده است. بدین منظور الگوریتم های کنترلی مختلفی برای کنترل کردن مقدار لغزش، شتاب و سرعت زاویه ای پیشنهاد شده است. در مقاله حاضر ابتدا برای کل سیستم ترمز ضدقفل مدل سازی تحلیلی ارایه و با آزمایشات تجربی صحه گذاری و معادلات حالت سیستم ارایه گردیده است. سپس دو الگوریتم کنترلی قانون مدار و مد لغزشی برای سیستم طراحی شده و نحوه عملکرد آن ها با داده های تجربی به دست آمده از آزمایش سیستم ترمز در شرایط واقعی ارزیابی و مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که استفاده از الگوریتم های قانون مدار می تواند با حجم کم کدهای برنامه نویسی در مقایسه با الگوریتم های مقاوم با حجم بالای محاسبات و کدهای برنامه نویسی در شرایط واقعی نتایج قابل قبولی را به دنبال داشته باشد.
    کلیدواژگان: مدل سازی ترمز ضدقفل کنترل کننده قانون، مدار کنترل کننده مد لغزشی خودرو
  • جواد دروگر، سید محمدحسین سیدکاشی*، موسی ساجد صفحات 141-161

    در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از یک ابزار غیرمصرفی دوار که شامل پین و شانه است، استفاده می شود. اصطکاک بین ابزار و قطعه کار باعث ایجاد اغتشاش، تغییر شکل پلاستیکی و در نتیجه اتصال قطعات می شود. مشکل این نوع جوشکاری باقی ماندن اثر ابزار روی قطعه کار است که علاوه بر مخدوش کردن ظاهر قطعه، منجر به نازک شدن ورق بالایی می شود. در این پژوهش به منظور کاهش این اثر، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای با شانه ثابت برای اتصال ورق هایی از جنس آلومینیوم غیرآلیاژی انجام شد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر عمق نفوذ با دو سطح 3 و 3.5 میلی متر، سرعت دورانی با دو سطح 1000 و 2000 دور بر دقیقه و قطر شانه با دو سطح 20 و 24 میلی متر، بر میکروسختی، استحکام شکست، ریزساختار و کیفیت ظاهری اتصال به دست آمده می باشد. سرعت پیشروی و زمان نگهداری ثابت و به ترتیب 20 میلی متر بر دقیقه و 10 ثانیه در نظر گرفته شد. بهینه یابی در سه حالت براساس بیشترین نیروی شکست، بیشترین سختی و ترکیبی از بیشترین نیروی شکست و سختی انجام شد. در حالت اول، بیشترین نیروی شکست معادل 51/1389 نیوتن با سرعت دورانی 2000 دور بر دقیقه، عمق نفوذ 3 میلی متر و قطر شانه 24 میلی متر به دست آمد. در حالت دوم بیشترین سختی به میزان میانگین 33/91 ویکرز با سرعت دورانی 1000 دور در دقیقه، عمق نفوذ 5/3 میلی متر و قطر شانه 20 میلی متر به دست آمد. در حالت سوم بیشترین نیروی شکست و بیشترین میانگین سختی به ترتیب 51/1389 نیوتن و 66/85 ویکرز به دست آمد.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای، ورق آلومینیومی، ابزار با شانه ثابت، عیوب جوشکاری
  • ولی الله پناهی زاده*، حسین عبدالله زاده صفحات 163-185

    این مقاله با استفاده از درهم آمیختن الگوریتم بدن، برای بهینه سازی، شیوه ای ترکیبی و نوآورانه ارایه کرده است، سپس در مرحله جهش با استفاده از الگوریتم ایمنی بدن از الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) برای تعیین مقدار ضریب جهش کمک گرفته است. از این رو الگوریتم مذکور با یک روش هم تکاملی خود پس از اصلاح، ضریب جهش بهینه را جست وجو می کند. مدل ارایه شده بر روی یک فرایند مطالعاتی فرزکاری آزمایش شده است تا تاثیر آن بر روی بهینه سازی پارامترهای فرزکاری مشخص شود. نتایج به دست آمده با الگوریتم کلونی مورچه ها، ایمنی بدن، الگوریتم ایمنی بدن ترکیبی، الگوریتم ژنتیک، روش ترکیبی تفاضل تکاملی با ایمنی بدن و مقادیر پیشنهادی هندبوک های ماشین کاری مقایسه شده است. با توجه به این مقایسه میزان بهبود پاسخ های ارایه شده نسبت به روش های الگوریتم کلونی مورچه ها 7/5٪، ایمنی بدن 5/4٪، الگوریتم ایمنی بدن ترکیبی 3٪، الگوریتم ژنتیک 5/8٪، روش ترکیبی تفاضل تکاملی با ایمنی بدن 2٪ و مقادیر پیشنهادی هندبوک های ماشین کاری 300٪ بوده است.

    کلیدواژگان: الگوریتم ایمنی بدن، الگوریتم تفاضل تکاملی، الگوریتم ازدحام ذرات، فرزکاری، الگوریتم هم تکاملی
  • جواد عظیمی، غلامرضا کیانی*، ایوب کریم زادقویدل، مهسا مهدوی نیا صفحات 187-201
    برای بهره مندی کامل از خصوصیات رنگدانه ها، لازم است تا سلول ها با ساختار نانویی در دسترس باشند؛ زیرا در این صورت به دلیل نسبت بالای سطح به حجم، می توان برهم کنش بهتری بین رنگ دانه و زمینه ایجاد کرد. هدف از این تحقیق، بررسی تجربی تاثیر رنگدانه های طبیعی بر کارکرد سلول خورشیدی مبتنی بر ساختار نانویی نانوذرات/نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم است. بدین منظور، ساختار ابتکاری نانویی، تولید و از سه رنگدانه طبیعی زعفران، زردچوبه و روناس به دلیل فراوانی، در دسترس بودن، سازگاری با محیط زیست، بی خطر بودن و فراوری آسان به عنوان حساس کننده استفاده شد. طیف جذبی رنگدانه ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر بررسی شدند. طول موج بیشینه برای رنگدانه های زعفران، زردچوبه و روناس به ترتیب 510، 500 و 460 نانومتر به دست آمد. ریزساختار فوتوآند با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی بررسی شد. مشخصه یابی و عملکرد سلول خورشیدی توسط دستگاه شبیه ساز سلول خورشیدی انجام شد. آنالیزهای میکروسکوپی نشان داد ترکیب نانوذرات و نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم، ساختاری متخلخل با نسبت سطح به حجم بالا ایجاد می کند که تاثیر به سزایی را در میزان جذب رنگدانه و راندمان سلول خورشیدی ایفا می کند. ایجاد مسیرهای کوتاه تر انتقال الکترون، تسهیل انتقال الکترون به تراز هدایت نیمه رسانا و کاهش واکنش های نوترکیبی، از مزایای مهم این ساختار محسوب می شوند. همچنین ارزیابی ها نشان داد، رنگدانه روناس با بهبود بازده 04/4 درصدی نسبت به سایر رنگدانه های موجود، عملکرد مطلوب تری را در بهبود کارایی ساختار سلول خورشیدی مبتنی بر نانوذرات/نانو سیم های دی اکسید تیتانیوم داشته است.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه نانوساختار، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم رنگدانه طبیعی
  • یاسر مغانی، محمدمراد شیخی*، یعقوب دادگر اصل، شهروز یوسف زاده صفحات 203-220

    شکل دهی مواد از طریق فرایند فورج یکی از روش های ساخت است که فلز در آن فشرده می شود یا تحت نیروی زیاد قرار می گیرد تا قطعات با استحکام بالا ایجاد گردند. پیش از فرایند، برای افزایش جریان فلز، کاهش اصطکاک و ساییدگی، روانکار به قالب اضافه می شود و به جدا شدن قطعه نهایی از قالب کمک می کند. روانکار در عملیات فورج داغ و روانکاری به عنوان یک عامل کلیدی برای افزایش کیفیت تولید است. یکی از بهترین روش ها برای مطالعه تاثیر روانکارها در این فرایند، آزمون فشردگی حلقه (RCT) است. در این تحقیق، تاثیر نانوذرات (اکسید آلومینیوم (AL2O3)  و نانو شیشه) به صورت افزودنی به روغن پایه (SAE 10) در دمای 1050°C بر رفتار اصطکاکی فولاد زنگ نزن 17-7 PH با استفاده از RCT و آنالیز اجزای محدود (FEA) مطالعه شد. در نهایت اهمیت استفاده از نانوروانکار در فرایند فورج داغ بررسی گردید. نتایج نشان داد که نانوذرات به عنوان افزودنی روانکار، عملکرد بهتری نسبت به روانکارهای معمولی (مثل گرافیت) در راستای رفتار اصطکاکی فولاد زنگ نزن 17-7 PH در فرایند فورج داغ دارند و برای فولاد زنگ نزن 17-7 PH در 1050°C، فاکتور اصطکاک با افزودن نانوذرات AL2O3 حدود 36 درصد و با افزودن نانوذرات شیشه حدود 40 درصد کاهش یافت. بنابراین اضافه کردن نانوشیشه، نتایج بهتری در مقایسه با نانوذرات AL2O3 دارد.

    کلیدواژگان: فورج داغ نانو روانکار فولاد زنگ نزن 17، 7 PH آزمون فشردگی حلقه شبیه سازی اجزای محدود
  • محمدعلی علیپور*، محمدرضا جعفری صفحات 221-245
    امروزه ناپایداری های مکرر ولتاژ در سیستم های قدرت مدرن، یک نگرانی برای بهره برداران سیستم های قدرت محسوب می شود. پایداری ولتاژ سیستم های قدرت را می توان با استفاده از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی مطالعه کرد و براساس آن به مرزهای پایداری ولتاژ شامل مرزهای استاتیکی مانند بیشینه بارپذیری سیستم قدرت و مرزهای دینامیکی مانند نقاط دوشاخگی دست یافت. با این حال، امروزه با افزایش مصرف انرژی الکتریکی در سیستم های قدرت، بحث پیش بینی به هنگام پایداری ولتاژ، اهمیت چشمگیری پیدا کرده است. در این مقاله، با استفاده از شبکه عصبی چندلایه پرسپترون و ترکیب تحلیل های شبیه سازی حوزه زمان، تحلیل دوشاخگی و تحلیل مدال، حد دینامیکی پایداری ولتاژ براساس مرز انشعاب هاپف پیش بینی شده است. در این راستا به منظور افزایش دقت و سرعت آموزش و نیز آزمون شبکه عصبی در پیش بینی حد دینامیکی پایداری ولتاژ از یک روش انتخاب مولفه تحت عنوان تیوری اطلاعات متقابل استفاده شده است. الگوریتم ارایه شده بر سیستم آزمون 14 با سه استاندارد بررسی گردید و تاثیر انواع مدل های استاتیکی بارهای سیستم قدرت شامل بارهای توان ثابت، جریان ثابت و امپدانس ثابت بر قابلیت الگوریتم پیشنهادی بررسی شد.
    کلیدواژگان: حد دینامیکی پایداری ولتاژ، پیش بینی پایداری ولتاژ، شبکه عصبی پرسپترون، روش انتخاب مولفه، اطلاعات متقابل
  • علیرضا رئیسی*، عباسعلی زمانی صفحات 247-277
    اخیرا روش های متعددی برای طراحی پایدارساز سیستم قدرت (PSS) ارایه شده است که مبتنی بر کنترل کننده ها PI، PID و FOPID می باشند. در این کنترل کننده ها درجه آزادی به ترتیب از دو به سه و پنج افزایش می یابد که منجر به افزایش سرعت همگرایی و گسترش محدوده عملکرد مطلوب کنترل کننده نسبت به تغییرات نقطه کار می شود اما با افزایش درجه آزادی، تعیین متغیرهای کنترل کننده تبدیل به معضل جدیدی شده است چنان که تنظیم متغیرهای FOPID دیگر با استفاده از سعی و خطا امکان پذیر نیست. یکی از روش های مرسوم استفاده از الگوریتم های بهینه سازی می باشد اما باید توجه داشت که سیستم قدرت به شدت غیرخطی می باشد. در این مقاله الگوریتمی برای طراحی کنترل کننده PSS مبتنی بر FOPID پیشنهاد می شود که در آن ضرایب کنترل کننده براساس شرایط سیستم تنظیم می شود. بدین منظور ضرایب کنترل کننده براساس گرادیان سیستم قدرت تعریف می شوند به طوری که ضرایب در هرلحظه به روش تطبیقی- گرادیان غیرمستقیم چنان تنظیم می شوند که تابع هزینه کنترل کننده کمینه شود که نتیجه آن افزایش سرعت میرایی نوسانات می باشد. در الگوریتم پیشنهادی برای تخمین گرادیان سیستم قدرت از یک شناساگر مبتنی بر شبکه عصبی موجک خودتنظیم با یادگیری برخط استفاده شده است. در نهایت کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی برای یک سیستم قدرت دو- ناحیه ای، دو- ماشین شامل ادوات FACTs از نوع SSSC طراحی شد و عملکرد آن در مقایسه با روش های دیگر به صورت تحلیلی و عددی ارزیابی شد. نتایج، موثر بودن عملکرد روش پیشنهادی در میراسازی نوسانات سیستم قدرت را تایید می کنند.
    کلیدواژگان: پایدارساز سیستم قدرت، ادوات FACTS، کنترل کننده تطبیقی، FOPID، شبکه عصبی موجک
  • امیرعلی حسینی، مهدی هدایتی، امیر خالدیان* صفحات 279-303

    با توجه به روند روبه رشد مصرف انرژی در جهان، شبکه های توزیع به دنبال راهکارهای نوین تامین انرژی موردنیاز با فراهم بودن شرایط فنی و اقتصادی مطلوب هستند. در این تحقیق، برنامه ریزی منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع با توجه به منافع مالک منابع و بهره بردار شبکه درنظر گرفته شده است. تابع هدف به شکلی طراحی شده است که منافع صاحبان شبکه توزیع ازجمله بهبود پارامترهای شبکه و مالکان منابع تولید پراکنده که شامل بیشترین سود ممکن حاصل از فروش انرژی است را تامین کند. تابع هدف از ترکیب چند تابع خطی درنظر گرفته شده است. به علت نسبت مقاومت به راکتانس بالا در شبکه های شعاعی از پخش بار جاروب پیشرو پسرو استفاده شده است. قیود لازم برای شبکه با شاخص های کیفی به صورت قیود برابری و نابرابری درنظر گرفته می شود. برای تعیین محل نصب منابع تولید پراکنده بر روی باس ها، از شاخص حساسیت بهره گرفته شده است. همچنین برای رسیدن به پاسخ نهایی تابع هدف از الگوریتم بهینه سازی یادگیری معلم و مقایسه آن با الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شده است. برای ارزیابی نتایج روش پیشنهادی از شبکه شعاعی 37 باسه استاندارد استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی، نشان دهنده بهبود وضعیت شبکه و افزایش سود مالکان تولیدات پراکنده است.

    کلیدواژگان: تولید پراکنده، بهره بردار شبکه توزیع، پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات، مکان یابی منابع
  • علی خدادادی، طاهر عابدین زاده*، حسن علیپور، جابر پولادی صفحات 305-331
    مسیله بهینه سازی برنامه ریزی بهره برداری را می توان به دو گروه مختلف طبقه بندی کرد: گروه اول شامل برنامه ریزی در شرایط عادی با اهداف بهبود شاخص های اقتصادی و فنی و گروه دوم نیز برنامه ریزی در شرایط اضطراری با هدف بهبود پایداری و حفظ حداکثری بارهای شبکه می باشد. شرایط اضطراری ناشی از وضعیت جوی نامطلوب همواره یکی از معضلات شبکه ها به شمار می رود. در این مقاله برنامه ریزی عملیاتی بهینه مبتنی بر شرایط جوی و خروج احتمالاتی خطوط ارایه شده است تا علاوه بر بهبود تاب آوری شبکه، اپراتور شبکه را از کارکرد بهینه شبکه در شرایط نامساعد جوی مطمین سازد. این امر از طریق ارتقای قابلیت انعطاف پذیری شبکه و مدل سازی تاثیرات شرایط جوی بر قطع خطوط و سپس برنامه ریزی مجدد منابع انرژی، ذخیره ساز های انرژی و بازنگری در توپولوژی شبکه انجام می شود. اهداف روش پیشنهادی شامل به حداقل رساندن هزینه های بهره برداری از شبکه، هزینه های انرژی تامین نشده و حداکثر کردن مزایای مشارکت صاحبان منبع انرژی پراکنده و ذخیره سازهای انرژی با در نظر گرفتن شرایط جوی تعریف شده است. برای حل مسیله از الگوریتم بهینه سازی ترکیبی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک و روش محدودیت اپسیلون با تصمیم گیرنده فازی برای انتخاب بهترین راه حل از مجموعه مطلوب پارتو استفاده شده است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی چند هدفه، بهره برداری شبکه هوشمند، بهبود تاب آوری، بازآرایی، شرایط جوی
  • محمود وصالی*، علیرضا عبداللهی، حسین رنجبر، مصطفی ربیعی صفحات 333-355
    در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده DC-DC ارایه می گردد. مبدل، ساختار ساده ای دارد و بدون افزودن سوییچ کمکی شرایط کلیدزنی نرم در مبدل فراهم گردیده است. با توجه به اینکه سوییچی به مبدل اصلی اضافه نمی گردد نیاز به طراحی مدار کنترل جدید برای این مبدل نمی باشد و ساختار مدار کنترل پایه برای این مبدل مناسب می باشد. در مبدل پیشنهادی با حداقل المان کمکی شرایط کلیدزنی نرم فراهم می گردد که علاوه بر داشتن ساختار ساده، کاهش تلفات و افزایش راندمان را نیز دارد. کلیدزنی تحت جریان صفر در زمان روشن شدن و تحت ولتاژ صفر در زمان خاموش شدن سوییچ فراهم می گردد. استرس ولتاژ روی سوییچ نسبت به ولتاژ خروجی مبدل، در سطح پایینی قرار دارد که سوییچ با تحمل ولتاژ پایین می تواند استفاده گردد. همچنین استرس جریان زیادی به سوییچ تحمیل نمی گردد که نیاز به سوییچ با جریان بسیار زیاد نمی باشد. مبدل پیشنهادی به طور کامل آنالیز گشت و به منظور اثبات نتایج تیوری، مبدل در توان 500 وات شبیه سازی شد و در بار کامل راندمان حدود 97 درصد به دست آمد.
    کلیدواژگان: مبدل DC، DC بسیار افزاینده راندمان کلیدزنی تحت جریان صفر کلیدزنی تحت ولتاژ صفر
  • امین دمیا، قادر رضازاده، یاسین خلیلی، حسین سلیمانی*، امین خلیل زادگان، نیما احمدی صفحات 357-376
    در این مقاله یک میکروژنراتور آلتراسونیک جدید مبتنی بر پیزوالکتریک با هدف تامین توان موردنیاز تجهیزات پزشکی قابل تعبیه در بدن انسان ارایه شده است. برخلاف روش های پیشین، این ساختار از امواج صوتی با فرکانس بالاتر برای استخراج انرژی بهره می گیرد. با وجود کوچک بودن ابعاد میکروژنراتور پیشنهادی، میزان توان قابل استخراج آن افزایش یافته است. همچنین به دلیل استفاده از نیترات آلومینیوم در ساختار میکروژنراتور طراحی شده به جای مواد سمی نظیر PZT، این ساختار سازگاری بیشتری با بدن انسان و محیط زیست دارد. شایان ذکر است که حجم ساختار ارایه شده 15.7 × 10-6 cm3 می باشد و قابلیت تولید توان 260 μW را تحت فشار آکوستیکی اعمالی 1000 pa در فرکانس 1.158 MHz دارد. شبیه سازی های مختلفی در نرم افزار قدرتمند کامسول، برای ارزیابی صحت عملکرد میکروژنراتور پیشنهادی انجام شده است. شایان ذکر است که صحت نتایج شبیه سازی، با مقادیر به دست آمده از تحلیل تیوری و عددی تطبیق داده شده است. در مجموع با توجه به این نتایج به دست آمده و همچنین ابعاد کوچک و قابلیت تولید توان بالا، می توان گفت که ساختار پیشنهادی گزینه مناسبی برای کاربرد در تجهیزات پزشکی قابل تعبیه در بدن انسان می باشد.
    کلیدواژگان: میکروژنراتور، پیزوالکتریک، التراسونیک، تعبیه سنسور در بدن، امواج صوت
  • علی ماروسی*، ایمان ذباح، مائده مقربی، سید احسان یثربی صفحات 377-391
    امروزه سرطان یکی از مهم ترین عوامل مرگ ومیر در دنیا است و سرطان پستان از شایع ترین آن ها در میان زنان می باشد. تشخیص زودهنگام این بیماری، یکی از معضلات مهم پزشکان می باشد و نقش بسیار کلیدی در درمان موفق و حیات بیمار ایفا می کند. در این پژوهش مدل های مبتنی بر داده کاوی، ارایه شده و پایگاه داده آن مشتمل بر 683 رکورد با 9 متغیر بالینی است که از بیماران مبتلا به سرطان پستان بیمارستان ویسکانسین جمع آوری شده است و در مرجع داده UCI قابل دسترس است. تشخیص سرطان پستان در دو خوشه خوش خیم و بدخیم صورت گرفته است. در بهترین حالت خوش خیم یا بدخیم بودن سرطان با روش های نظارت شده شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه (MLP)، شبکه عصبی بردار یادگیر (LVQ)، شبکه عصبی پایه شعاعی (RBF)، خوشه بندی بدون نظارت (KFC) و همچنین عصبی- فازی (ANFIS) به ترتیب دقت های 5/97 درصد، 6/97 درصد، 3/98 درصد ،75 درصد، 2/99 درصد به دست آمد. تشخیص به موقع سرطان پستان، ضمن کاهش هزینه های درمانی بیمار، شانس درمان موفقیت آمیز را افزایش می دهد. در این مطالعه ضمن تشخیص بیماری سرطان پستان، نشان داده شده است که مدل های مبتنی بر استنتاج عصبی- فازی، عملکرد قابل قبول تری نسبت به سایر روش های موردمطالعه، در تشخیص بیماری سرطان پستان دارد. مدل ارایه شده می تواند به عنوان دستیار پزشک در خدمت جامعه پزشکی قرار گیرند.
    کلیدواژگان: سرطان پستان داده کاوی خوشه بندی فازی شبکه عصبی عصبی، فازی
  • شاهد رسولی*، محمدکیوان لطیفی صفحات 393-412

    در طراحی سازه ها، برای تحمل بارهایی مثل زلزله و باد از سیستم های مقاوم جانبی استفاده می شود. دو مورد از این سیستم ها، سیستم قاب خمشی به همراه مهاربند واگرا و سیستم قاب خمشی به همراه دیوار برشی فولادی است. هریک از این دو سیستم مزایا و معایبی دارند. تحقیقات محققان به صورت جداگانه روی یکی از این دو سیستم بوده است. در این تحقیق، به بررسی عددی ترکیب دیوار برشی فولادی با بادبند برون محور تحت بارهای چرخه ای پرداخته شد. بدین منظور در ابتدا برای اطمینان از نتایج عددی، نمونه آزمایشگاهی، صحت سنجی شد و سپس به مدل سازی 126 مدل در 7 حالت با در نظر گرفتن چیدمان های مختلف قرارگیری مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی در سه دهانه یک طبقه با نرم افزار آباکوس پرداخته شد. در این نمونه ها به بررسی قرارگیری مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی و قرارگیری آنها در دهانه های مختلف با در نظر گرفتن ضخامت های مختلف ورق دیوار برشی فولادی و شماره های مختلف ناودانی برای بررسی تاثیر ترکیب دیوار برشی فولادی و مهاربند واگرا در قاب های فولادی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که کمترین مقدار درصد افزایش نیرو مربوط به حالت ششم مدل سازی ترکیب دیوار برشی فولادی در دو دهانه و مهاربند در یک دهانه و ناودانی شماره 10 به مقدار 57/15 درصد افزایش نیرو می باشد. همچنین بیشترین مقدار نیرو مربوط به حالت سوم مدل سازی استفاده از دو دهانه مهاربند واگرا و یک دهانه دیوار برشی فولاد و ناودانی نمره 12 به مقدار 45/77 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، مهاربند واگرا، آباکوس، بار چرخه ای
  • علیرضا حاجی زاده، سبحان رستمی گوهری، جواد مشهدی سرآسیابی* صفحات 413-431
    خرابی پیش رونده پدیده ای است که در آن، ایجاد وگسترش خسارت جزیی یا شکست موضعی باعث خرابی کل سازه یا بخش قابل توجهی از آن می شود. به منظور بررسی سازه در پدیده خرابی پیش رونده، استفاده از تحلیل های ایستایی خطی و غیرخطی و همچنین تحلیل پویایی غیرخطی، در آیین نامه ها مجاز می باشد. استفاده از تحلیل ایستایی غیرخطی با اعمال ضریب افزایش پویایی (DIF) مناسب می تواند جایگزین مناسبی برای تحلیل پویایی غیرخطی در پیش بینی رفتار واقعی سازه باشد. در آیین نامه های معتبر این ضریب توسط روابطی که به حداکثر شکل پذیری موردپذیرش عضو بحرانی وابسته می باشد ارایه شده است و در مراحل به دست آمدن آن تقریب هایی برای نوع مدلسازی و رگرسیون از بین داده ها ایجاد شده است. در این مقاله، سازه سه بعدی با جزییات کامل اتصالات صلب تیر به ستون و مفصلی تیر به تیر در نرم افزار آباکوس مدلسازی شد و ضریب افزایش پویایی دقیق با استفاده از روش بارافزون برای حذف ستون در سه موقعیت گوشه، کناری و میانی به دست آمد و با مقادیر پیشنهادی آیین نامه مقایسه شد. نتایج نشان می دهد DIFهای به دست آمده از تحلیل بار افزون پویایی با مقادیر پیشنهادی آیین نامه اختلاف دارد و این اختلاف در نسبت های دوران پلاستیک به حد تسلیم میانی بیشترین مقدار را دارد.
    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، ضریب بزرگنمایی دینامیکی، بار افزون، ایستایی غیرخطی، پویایی غیرخطی
  • غلامرضا آهنی* صفحات 433-460
    محصور کردن ستون های بتن مسلح، یکی از رایج ترین روش های مقاوم سازی ستون ها می باشد. آزمایش های متعددی بر روی بتن های محصورشده با ورقه های پلیمری مسلح الیافی (FRP) انجام شده است. همچنین، مدل های متعددی برای تعیین مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای بتنی محصورشده با FRP ارایه شده است. اما در مطالعات گذشته مدل های کمتری برای تعیین مقاومت فشاری بتن های محصورشده با FRP دارای مقطع مربع و مستطیل ارایه گردیده است. مدل های ارایه شده در مطالعات گذشته با تعداد محدود نمونه بوده است. بنابراین استفاده از این مدل ها برای تخمین مقاومت فشاری انواع بتن های محصورشده با انواع FRP ممکن است دارای دقت کافی نباشد. بنابراین ارایه مدلی که بتواند مقاومت فشاری این نمونه ها را با دقت کافی تخمین بزند، یکی از نیازهای اساسی مهندسان طراح مقاوم سازی سازه های بتنی می باشد. در این مطالعه ابتدا، پایگاه اطلاعات 485 نمونه آزمایشگاهی بتن محصورشده با انواع FRP دارای مقطع مربعی و مستطیلی، از مطالعات گذشته گردآوری گردید. با بررسی اولیه 44 نمونه پرت از این پایگاه حذف گردید. سپس، با استفاده از 70 درصد نمونه های این پایگاه و الگوریتم نهنگ، ضرایب ثابت مدل های مطالعات گذشته طوری بهینه شد که اختلاف بین مقاومت فشاری آزمایشگاهی و مدل ها به حداقل برسد. بنابراین این مدل های بهبود یافته می تواند برای تخمین مقاومت فشاری انواع بتن های محصورشده با FRP استفاده شود. با مقایسه شاخص های آماری نمونه هایی که در فرآیند آموزش دخیل نبوده اند نتایج نشان می دهد که خطای کلی به طور میانگین 27 درصد کاهش و ضریب همبستگی (R2) 3 درصد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی، محصورکننده، پلیمرهای مسلح الیافی، ستون های مربعی و مستطیلی، مقاومت فشاری، الگوریتم نهنگ
  • حامد یوسفی*، سید مرتضی مرندی صفحات 461-476
    ژیوسنتتیک، نام کلی مجموعه مصالحی است که از مواد مصنوعی نظیر پلیمرها ساخته شده و برای پایداری و بهسازی رفتار خاک استفاده می شوند. ژیوگریدها زیرمجموعه ای از ژیوسنتتیک ها می باشند که امروزه کاربرد فراوانی در مهندسی ژیوتکنیک پیدا کرده اند. در پژوهش حاضر، یک پی سطحی که بار یکنواختی را تحمل می کند و روی سه لایه خاکی متفاوت قرار دارد، با استفاده از روش اجزای محدود و تحت یک شتاب نگاشت مدل سازی و تجزیه وتحلیل شده است. لایه میانی خاک، متشکل از خاک رس سست می باشد که توسط دو نوع ژیوگرید با تعداد و فواصل متفاوت تسلیح شده است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله قایم بین لایه های ژیوگرید، جابه جایی قایم، نیروی محوری، نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر پی افزایش می یابد. نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر پی، برای لایه ژیوگرید با عمق قرارگیری 5 متر به بعد با شیب زیادی نسبت به دیگر حالت های مطالعه شده افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که تفاوت لایه های ژیوگرید مورد استفاده در این پژوهش، تاثیر چندانی در نتایج تحلیل ها نداشت.
    کلیدواژگان: رس سست، ژئوگرید، تحلیل دو بعدی، بهسازی خاک
  • محمدجواد گودرزی*، مجید مرادی صفحات 477-500

    ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها یکی از علایق و مسیولیت های مهندسین سازه و زلزله است. سیستم مهاربند برون محور به علت مقاومت، سختی و شکل پذیری بالایی که دارد همواره یکی از مهم ترین و مورد استفاده ترین سیستم های سازه ای محسوب شده است. این سازه ها معمولا با لینک های افقی برشی و خمشی طراحی و اجرا می شوند. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از تحلیل های دینامیکی غیرخطی پاسخ و عملکرد لرزه ای این سازه ها تحت رکوردهای حوزه نزدیک با و بدون مولفه قایم به همراه در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه بررسی شود. از این رو سه تیپ قاب 4، 8 و 12 طبقه طراحی و با استفاده از روش اجزای محدود به صورت غیرخطی در نرم افزار Perform-3D مدل سازی شده است. ماکزیمم جابه جایی و جابه جایی پسماند بام، دریفت طبقات و برش پایه این سازه ها به عنوان پارامترهای تقاضای مهندسی انتخاب و بررسی شده است. نتایج نشان داده است سازه با لینک افقی برشی پاسخ های به مراتب بهتری از قاب های دارای لینک افقی خمشی دارد همچنین اثر اندرکنش خاک و سازه جابه جایی بام را افزایش و برش وارد بر سازه را کاهش داده است.

    کلیدواژگان: لینک خمشی و برشی، اندرکنش خاک و سازه، پاسخ لرزه ای، اثر مولفه قائم
  • حامد سپهرزاده* صفحات 501-527
    استفاده از فضای سایبری در میان جوامع بسیار فراگیر شده است. با افزایش ضریب نفوذ اینترنت در ایران و جهان در حوزه های اجتماعی، صنعتی و بانکی و غیره، نگرانی از صدمات احتمالی نیز افزایش زیادی یافته است. تاکنون قدرت در چهار حوزه زمین، دریا، هوا و فضا مطرح می شد اما امروزه فضای سایبری به یکی از حوزه های مهم قدرت تبدیل شده است که از جهاتی بسیار با سایر حوزه ها متفاوت است. امروزه قدرت سایبری به یکی از مهم ترین دغدغه های تمام کشورها و یکی از مهم ترین موضوعات پژوهشی در حوزه مهندسی و علوم تبدیل شده است. قدرت سایبری، به صورت توانایی استفاده از فضای سایبری، برای اخذ نتایج و تاثیر گذاشتن در سایر محیط های عملیاتی تعریف می شود. در این مقاله قصد داریم به ارایه مدل مفهومی برای قدرت سایبری بپردازیم. به همین منظور، به شناسایی ابعاد کلان و مولفه های قدرت سایبری خواهیم پرداخت. در راستای این هدف، مولفه های اصلی این ابعاد شناسایی شده و در مورد مسایل و موانع موجود برای برقراری قدرت سایبری و راه حل آن ها بحث شده است. همچنین به جنبه های متمایز قدرت سایبری با مفهوم قدرت در حوزه های مختلف پرداخته شده است. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی ابعاد و مولفه های قدرت سایبری به منظور دستیابی به مدل مفهومی برای قدرت سایبری است.
    کلیدواژگان: فضای سایبری، نهاد سایبری، قدرت سایبری، ابعاد قدرت سایبری، مولفه های قدرت سایبری
  • محمدرضا محمودیان، ریحانه خورسند*، محمدرضا رمضان پور صفحات 529-551
    به منظور مدیریت فعالانه بار کاری در طول اجرای برنامه کاربردی روی سیستم ابر، بار کاری باید از طریق یک روش مناسب پیشگویی شود و از طریق یک کنترل کننده سیستم مقیاس پذیر تعداد منابع موردنیاز مدیریت شوند. از سوی دیگر زمان بندی گردش های کار به منظور بهره وری منابع و برآورده کردن نیازمندی های کیفی کاربران مختلف به نگاشت مناسب منابع ابری به وظایف گردش کار نیاز دارد. زمان بندی گردش کار یک مسیله NP کامل است و الگوریتم های تکاملی چندهدفه اغلب برای حل این مسایل مفید هستند. بیشتر کارهای گذشته تنها بر تامین منبع یا زمان بندی اجرای گردش کارها تمرکز کرده اند و تاکنون به ترکیب پویای آن ها توجه نشده است. براساس کمبودی که در این زمینه وجود دارد، در این مقاله یک استراتژی تامین منبع فعالانه با استفاده از شبکه عصبی رقمی ساز بردار یادگیر (LVQ) برای پیشگویی بارهای کاری آینده ارایه می شود و یک کنترل کننده سیستم فازی برای محاسبه تعداد مناسب منابع موردنیاز پیشنهاد می شود که این منابع باید به سیستم اختصاص داده شوند. همچنین یک الگوریتم زمان بندی مبتنی بر روش برنامه ریزی خطی چندهدفه برای اجرای بارهای کاری روی منابع موجود پیشنهاد می شود. در نهایت ارزیابی مقاله با سه نوع بارکاری واقعی انجام می شود. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که روش پیشنهادی متوسط هزینه اجرا و زمان پاسخ را در مقایسه با کارهای انجام شده دیگر، کاهش و میزان بهره وری منابع را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: رایانش ابری، زمان بندی چندهدفه، خاصیت مقیاس پذیری، کیفیت سرویس، LVQ
  • زهرا کریمی دوانی*، محسن مشتاقی صفحات 553-569
    فرایند انعقاد الکتروکواگولاسیون از لحاظ اقتصادی و زیست محیطی، انتخابی مناسب برای سیستم های تصفیه آب و پساب است. در این مطالعه از یک واحد الکتروکواگولاسیون در مقیاس آزمایشگاهی به حجم تقریبی 2/1 لیتر، مجهز به الکترودهایی از جنس آهن و آلومینیوم به ابعاد 1 50 120 میلی متر به منظور حذف نیکل استفاده شد. تاثیر جنس و فاصله الکترودها، غلظت اولیه، ولتاژ جریان، و pH محیط بر راندمان حذف نیکل و همچنین سینتیک واکنش بررسی شد. مقادیر مصرف انرژی و الکترود نیز برای جفت الکترودهای مذکور در شدت جریان های مختلف به دست آمد. نتایج کار نشان داد که با استفاده از چینش های مختلف الکترودهای آهن و آلومینیوم، راندمان حذف نیکل بین 7/93 تا 1/98 درصد توسط فرایند الکتروکواگولاسیون در ولتاژ جریان 20 ولت و زمان تماس 60 دقیقه به دست می آید. راندمان حذف 7/93 درصد برای الکترود Fe(+)/Al(-) با فاصله cm 1 پس از 60 دقیقه در 20ولت، 7 pH و غلظت اولیه mg/l 250 حاصل شد. نتایج این مطالعه حاکی از آن است که راندمان حذف با افزایش ولتاژ، pH و غلظت اولیه افزایش می یابد. با افزایش شدت جریان نیز میزان انرژی مصرفی افزایش یافت و برای جفت الکترودهای آهنی کمتر از سایر حالات به دست آمد. میزان الکترود مصرفی در این بازه جریان برای آندهای آهن و آلومینیوم به ترتیب kg/m3 31/1 - 87/0 و kg/m3 45/0 - 28/0 به دست آمد. همچنین پس از بررسی سینتیک واکنش نشان داده شد که مدل واکنش درجه اول تطابق خوبی با داده های تجربی دارد.
    کلیدواژگان: فلز سنگین، پساب، راندمان حذف، نیکل، انعقاد الکتروکواگولاسیون
  • ابوالفضل درودی* صفحات 571-585

    این مطالعه تحقیقاتی بر توسعه حسگر پتانسیومتری جدید برای تعیین یون های تالیم (III) در محلول های آبی متمرکز است. الکترودهای انتخابی یونی [1] مبتنی بر الکترود صفحه چاپی کربنی [2] و الکترود میله کربنی می باشد و سطح الکترودها با پلیمر قالب یونی [3] تالیم (III) به عنوان یون دوست اصلاح شده است. الکترود انتخابی یونی با پراکندگی ذرات پلیمر قالب- تالیم (III) در 2-نیتروفنیل اکتیل اتر [4] به عنوان یک نرم کننده و سپس قرار دادن آنها در بافت پلیمری پلی وینیل کلراید [5] تهیه می شود. الکترود انتخاب یونی تالیم ((IIIپاسخ نرنست را برای یون تالیم (III) در محدوده غلظت دینامیکی µM  5/20- 49/0 با شیب 6/19 میلی ولت نشان می دهد. از نکات قابل توجه، ضریب انتخاب پذیری الکترود تهیه شده می باشد. ضریب انتخاب پذیری این الکترود برای یون های دیگر از3-10×1/1 کمتر می باشد و این نشان دهنده گزینش پذیری الکترود به یون تالیم (III) می باشد و یون های دیگر مزاحمت کمتری دارد.

    کلیدواژگان: تالیم، حسگر، پتانسیومتری، پلیمر قالب یونی، الکترود صفحه چاپی
  • فاطمه هوشمند*، محمد نظری صفحات 587-607
    یکی از مشکل سازترین و خطرناک ترین آلاینده های موجود برای محیط زیست و انسان، فلزات سنگین هستند. در این مطالعه از روش جذب سطحی که یکی از موثرترین و اقتصادی ترین روش های کاهش آلودگی های مربوط به فلزات سنگین است، به منظور حذف هم زمان کروم (VI) و جیوه از آب های آلوده استفاده شده است. در این تحقیق، جاذب با اصلاح اکسیدگرافن مغناطیسی شده با نانواکسید مغناطیسی آهن توسط تتراهیدروسیلان و 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان سنتز گردید. طراحی آزمایش ها برای بررسی تاثیر pH، دوز جاذب و غلظت آلاینده توسط روش رویه پاسخ باکس بنکن صورت گرفت و مشخص شد بیشترین مقدار جذب در pH 5/6 صورت می گیرد. همچنین با افزایش غلظت آلاینده تا 150 میلی گرم بر لیتر و نیز کاهش دوز جاذب تا 5/0 گرم بر لیتر، ظرفیت جاذب افزایش یافت. خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی جاذب تهیه شده، با کمک تحلیل های EDS، FE-SEM تعیین شد. ایزوترم های فروندلیچ، لانگمویر، تمکین و بغدادی بررسی شد که نتایج نشان داد فرایند جذب در هردو فلز، سنگین از مدل لانگمویر تبعیت می کند. در ادامه، ایزوترم لانگمویر در pHهای مختلف رسم گردید که بیشترین ظرفیت جذب برای جیوه در pH 5/6 با مقدار 109 میلی گرم بر گرم جاذب و این مقدار برای کروم (VI) در همین pH با مقدار 99میلی گرم بر گرم جاذب صورت گرفت.
    کلیدواژگان: حذف فلزات سنگین، جذب سطحی، ایزوترم های جذب، سیلیکاآیروژل، مایعات یونی، نانوذرات مغناطیسی، اکسید گرافن
  • محمود حسین پور، محمد امیرخان*، جواد رضائیان زیدی، محمدجعفر دوستی دیلمی صفحات 609-633

    امروزه شناسایی ریسک های صنایع تولیدی یکی از عوامل موثر در بهبود عملکرد زنجیره تامین سلامت می باشد. این مقاله با هدف شناسایی و ارزیابی ریسک های بخش تولید در زنجیره تامین خوراک دام و طیور در استان گلستان انجام شده است. برای این منظور، ابتدا ریسک های مربوط به واحدهای صنعتی غذایی خوراک دام و طیور با استفاده روش تجزیه وتحلیل حالات شکست و تاثیرات آن [1] (FMEA) شناسایی شده است و سپس با طراحی رویکرد ساختار شکست ریسک [2] (RBS)، شناسایی ریسک ساختارمندشده که آن باعث می شود جامعیت فاز شناسایی از منظر پوشش دهی ویژگی ها و مشخصه های پروژه افزایش یابد. سپس با به کارگیری روش بهترین- بدترین فازی [3] (F BWM) و دیمتل فازی [4] (F DEMATEL) به ترتیب وزن و روابط درونی شاخص ها محاسبه شده است. به منظور وزن دهی و اولویت بندی نهایی نیز از ترکیب دو روش بهترین- بدترین فازی و دیمتل فازی استفاده شده است. تحقیق حاضر از نظر هدف و ماهیت، به ترتیب کاربردی و توصیفی می باشد. داده های مسیله هم به صورت کمی و هم به صورت کیفی می باشد و برای جمع آوری آنها از دو روش کتابخانه ای و میدانی استفاده شده است. نتایج تحقیق حاکی از آن است که از میان ریسک های بخش تولید زنجیره تامین خوراک دام و طیور استان گلستان، ریسک شیوع بیماری کرونا بالاترین اولویت و همچنین ریسک افزایش فقر پایین ترین اولویت را به خود اختصاص دادند.

    کلیدواژگان: ریسک زنجیره تامین سلامت دام و طیور تجزیه و تحلیل حالت شکست روش بهترین، بدترین فازی دیمتل فازی
  • کیوان مرادی پور*، ساناز اسدی رحمتی صفحات 635-646

    گروه  متادوری است هرگاه شامل یک زیرگروه دوری و نرمال  باشد به طوری که گروه خارج قسمتی  نیز دوری باشد. در این مقاله، دو حدس مطرح شده توسط عبدالهی و همکاران (2006) را برای خانواده ای از گروه های متناهی و نا آبلی متادوری  با مرتبه توان اول موردبررسی قرار می دهیم . برای این منظور، ابتدا این گروه ها را به سه نوع (  خانواده) از گروه های نایکریخت دسته بندی می کنیم، سپس با استفاده از اندازه مرکز سازهای این گروه ها و همین طور خاصیت تساوی بردارهای نوع مزدوج آنها، شرایط لازم و کافی را به دست می آوریم که تحت آن شرایط، گروه های دسته بندی شده دارای گراف های ناجابه جایی یکریخت باشند. در انتها، ثابت می کنیم حدس اول  عبدالهی و همکاران برای دو گروه متادوری از توان مرتبه اول برقرار است. همین طور حدس دوم نیز با اعمال محدودیت هایی روی پارامترهای گروه های رده بندی شده درست است. در پایان نتیجه می گیریم گروه های غیر همسان با گراف های ناجابه جایی یکریخت وجود دارند.

    کلیدواژگان: گراف ناجابه جایی، بردار نوع مزدوج، گراف های یکریخت، توان مرتبه اول، متادوری
  • رضا کهکشانی* صفحات 647-661
    همان طور که می دانیم، کدگذاری پیچشی یکی از دو نوع اصلی کدگذاری کانال است که به طرز گسترده ای برای تشخیص و تصحیح خطا مورد استفاده قرار می گیرد. در کدگذاری پیچشی، خروجی کدگذار به صورت یک کددنباله است که توسط یک دنباله اطلاعاتی ورودی تولید می شود. در این مقاله، رده ای مهم از کدگذارهای پیچشی، یعنی کدگذارهای پیچشی ، را در نظر می گیریم. ماتریس تابع انتقال را برای این رده از کدگذارها محاسبه نموده و نمودار حالت آنها را ترسیم می کنیم. به علاوه، با استفاده از نمودار حالت اصلاح شده، صورت کلی تابع مولد را برای این رده به دست می آوریم. حالت های تباهیده و نیز کدهای پیچشی فجیع به ازای برخی از ضرب کننده ها ظاهر می شوند. سپس، فاصله آزاد کمینه را برای همه کدهای پیچشی غیر فجیع، که به دست آمده از حالت های ناتباهیده باشند، محاسبه می کنیم. چنان که نشان داده می شود، بیشترین فاصله آزاد کمینه برای این رده از کدگذارهای پیچشی برابر پنج است و تنها در دو موقعیت حاصل می گردد.
    کلیدواژگان: کدگذار پیچشی، کد پیچشی، نمودار حالت، نمودار حالت اصلاح شده، تابع مولد، فاصله آزاد کمینه
  • عرفان خسرویان چم پیری* صفحات 663-695
    امروزه به دلیل کاربردهای متنوع و عملیاتی وسایل پرنده بدون سرنشین در زمینه های گوناگون، ازجمله نظارت، بازرسی، امداد و نجات و سایر زمینه ها، محققان بسیاری در سرتاسر جهان مشتاق مطالعه و تحقیق پیرامون این پرنده ها شده اند. کنترل برای حفظ موقعیت، حفظ وضعیت و تعقیب مسیر این دسته از پرنده ها، با توجه به گستردگی دامنه کاربردی از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این پژوهش به بحث و حل مسیله مذکور پرداخته شده است. بدین منظور در ابتدای امر بر مبنای روش نیوتن اویلر به معرفی ساختار و بیان مدلی جهت آنالیز رفتار سیستم و طراحی کنترل کننده پرداخته شده است. ازآن جهت که دینامیک پرنده مورد بررسی غیرخطی بوده و در واقعیت برای مدل سازی از ساده سازی هایی استفاده می شود از الگوریتم کنترل بهینه تطبیقی برای حل مسیله موردنظر بهره گرفته شده به نحوی که پارامترهای کنترلی در صورت لزوم و بسته به شرایط قابلیت به روزرسانی داشته باشد که برای فرایند به روزرسانی پارامترهای کنترلی می توان از روش هایی نظیر بهینه سازی، فازی، شبکه عصبی و یا روش های ترکیبی نظیر فازی عصبی و غیره بهره برد. از سویی باید اشاره داشت که روش های نظیر فازی، یا شبکه عصبی قابلیت اعمال محدودیت نظیر محدودیت های فیزیکی عملگرها و غیره در فرایند به روزرسانی را نداشته ولی دارای سرعت جواب دهی بالاتری نسبت به روش های بهینه سازی می باشند. روش های بهینه سازی دارای توانایی بیشتر در یافتن پاسخ های بهتر و قابل قبول تر نسبت به روش های فوق الذکر هستند؛ اما باید اشاره داشت که به پردازنده های قوی با سرعت پردازش بالا نیاز دارند. با توجه به این که هدف این مقاله دست یابی به پاسخ های بهتر برای مانور حفظ موقعیت و تعقیب مسیر می باشد از الگوریتم بهینه سازی گرگ های خاکستری برای به روزرسانی پارامترهای کنترلی بهره گرفته شده است. همچنین به منظور افزایش مقاومت کنترل کننده و بهینه کردن تلاش کنترلی، پیشنهاد شده تا ورودی کنترلی با روش های دیگر نظیر pid غیرخطی بهینه ترکیب گردد. پس از بیان روابط، نتایج حاصل از شبیه سازی های صورت گرفته ارایه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد رویکرد پیشنهادی به خوبی توانسته کلیه نیازها و اهداف مسیله را پاسخ دهد و می توان از آن در مسیله تعقیب مسیر و حفظ موقعیت بهره گرفت.
    کلیدواژگان: تعقیب مسیر و حفظ موقعیت، کوادروتور، کنترل تطبیقی، الگوریتم بهینه سازی گرگ های خاکستری
|
  • Morteza Ramezani * Pages 13-30
    One of the main parts in modeling and simulation of space systems is to determine the nonlinear behavior of the system. In this article, it is shown how artificial intelligence systems could effectively be used in the early stages of a payload system design process in Remote Sensing Satellites (RSS). Modeling and simulation of space systems with nonlinearity and uncertainty in behavior recognition and decision making is vital. Time and cost of the conceptual design phase are decreased by using adaptive neuro-fuzzy approach, which enables the data that is stored in trained networks to be expressed in the form of a fuzzy rule base. In developing this methodology, a hybrid training algorithm was used to obtain system parameters achieving faster convergence and reduction in the size of the search space. This combined training used both least squares and descending gradient methods. The inference system was also based on the Takagi-Sugeno model with Gaussian membership functions. The present modeling system was implemented on the payload system of a satellite. The simulation results showed the effectiveness of the adaptive neuro-fuzzy inference system in the conceptual design of this system. The mean square error of the output variables for the four variables of mass, power and on-board memory of the payload and data compression in early stage of the design was acceptable.
    Keywords: Satellite payload design Design time reduction Remote Sensing Satellite (RSS) System design Payload modeling, simulation Adaptive neuro, Fuzzy Inference System (ANFIS)
  • Seyed Morteza Moghimi * Pages 31-51
    In the present research, the temperature distribution in the thermal boundary layer on a wedge was investigated. Boundary layer PDE equations of continuity, momentum and energy based on Falkner-Scan model with variable wall temperature conditions for laminar, stable and incompressible flow were obtained and using a similar solution to simple differential equations of momentum and energy by applying variable wall temperature (n coefficient) was presented in a new form. To solve the resulting equations, according to the infinite boundary condition, the modified integrated semi-analytical method was used. The results obtained from this method were compared with the numerical method for a specific condition in the Prandtl number (Pr) and the maximum error was 0.020%. With the increase of n from 0.5 to 1.5 and the Prandtl number (Pr) from 0.7 to 10 for the flow with different angles, the thickness of the thermal boundary layer grew faster; thus, the Nusselt number (Nu) which has a direct relationship with the thermal boundary layer thickness gradient also increased. Where Pr=1 and slope equaled 90 degrees, Nu increased by 36.5% with an increase of n to 1.5. In the expansion corner (negative angle), the flow behavior on the wedge was the same by increasing Pr. However, by increasing the power of the variable wall temperature, the thickness of the thermal boundary layer increased and the slope of the thermal boundary layer decreased, consequently reducing Nu such that the Nu in the separation point decreased by 14.5 % by increasing n to 1.5.
    Keywords: Thermal boundary layer Variable temperature Modified collocation method Numerical Method Falkner, Skan
  • Hossein Talebi-Ghadikolaee, Majid Elyasi, Yaghoub Dadgar Asl, A, I Zeinolabedin Beygi, Mohammadmahdi Davoudi * Pages 53-70
    Metallic bipolar plates can be mentioned as one of the main components of the fuel cell. Various methods such as hydroforming process, electromagnetism, stamping, and rubber forming are used to produce these plates. In this study, the effect of rubber layer on the production of the metallic bipolar plate by the rubber forming method was investigated. The forming die with a convex pattern and parallel helical grooves was used to fabricate bipolar plates made of SS316 with a thickness of 0.1 mm. First, the effect of forming force on channel depth in both transverse and longitudinal directions was studied. Experimental results indicated that there is a direct relationship between the depth of the channel and the applied force, and the maximum depth of the channel occurs in the transverse direction. In addition, the effect of hardness of rubber on the channel depth of bipolar plates was investigated. The results showed that the maximum depth of the channel decreases with increasing hardness of the rubber. On the other hand, with a large decrease in the hardness of the rubber layer, it would be difficult to provide the pressure for applying the plastic deformation on the sheet metal. Then, the depth of the middle and side channels in the longitudinal direction was measured in order to evaluate the dimensional accuracy of the channels. The experimental results showed that the depth of the channels is uniform in this direction, which indicates the acceptable dimensional accuracy for the fabricated samples.
    Keywords: Metal forming, Rubber pad forming, PEM fuel cell, Metallic bipolar plate, hardness of rubber
  • Ayoub Khosravi Farsani *, Behrooz Asadi Boroojeni, Farshad Shabani Pages 71-95
    In the present study, experimental and numerical studies of heat transfer in Pride car radiators were carried out. In the experimental solution, an aluminum car radiator in which the cooling fluid flows was examined under real boundary conditions. Radiator inlet and outlet temperatures were measured by two NTC sensors. In the numerical analysis, the equations of continuity, momentum and energy were used by the volume control method to numerically solve the flow with Ansys Fluent software. In this study, the effects of secondary currents and centrifugal force and buoyancy on the flow field were taken into consideration and the effect of natural and forced currents on radiator heat transfer was also investigated. The results were presented in the form of contours and diagrams of heat flux and temperature. Experiments showed the effect of forced current on the cooling system when the engine is turned off. The difference between the inlet and outlet temperatures of the motor under free circulation conditions was greater than that of the forced circulation of fluid. The results also demonstrated that the difference between the inlet and outlet temperatures of the engine under free convection in the experimental solution was 13 ° C and in the numerical solution 12.1 ° C while in the forced convection of the fluid, the difference between the inlet and outlet temperatures in the experimental solution was 1.5 ° C and in the numerical solution 1.8 ° C. Due to the long shelf life of the radiator, the differences between the inlet and outlet temperatures of the radiator was large.
    Keywords: heat transfer, experimental solution, numerical simulation, Automotive radiator, Forced flow, natural flow
  • Mojtaba Masoumnezhad *, Rasoul Shemshadi Pages 97-113
    In recent years, the use of transparent polymers in fields such as optical applications and car glass has become common. Among these transparent polymers, poly (methyl methacrylate) is one of the most well-known and widely used plastics with excellent light-transmitting properties, which is used to make glass. The main disadvantage of acrylic glass is its scratch resistance which is often affected by storage conditions, transportation, and molding process, reducing the quality of polymer glass and thus its performance and longevity. For this purpose, glycidoxypropyl trimethoxysilane resin was used as an additive in the amount of 0.5 and 1% by weight to improve surface properties. To investigate the effect of epoxy resin coating and silane additive (as friction reducing agents) on scratch and abrasion resistance, hardness test, pencil hardness test, scratch resistance, abrasion and wash, friction coefficient and Taber abrasion were carried out. The results obtained by applying epoxy coating on poly (methyl methacrylate) sheets, while maintaining transparency, improved scratch and abrasion resistance by 28 and 200%, respectively. Although the application of epoxy coating slightly increased the coefficient of friction, the use of silane additive compensated for this shortcoming and reduced the coefficient of friction, and improved the abrasion and scratch resistance by more than 50%. It was also observed that the use of epoxy coatings and additives that improve surface properties did not have a negative effect on transparency and light transmission.
    Keywords: Scratch resistance, Acrylic, Epoxy, coating, Silane
  • Sayyad Nasiri *, Hossein Rahimi Asiabaraki, Mohammad Arefian Pages 115-140
    One of the major defects of the conventional Car Braking System (CBS) is the lack of control of the amount of braking torque applied to the wheels compared to the frictional torque between the tire and the ground during extreme braking. If the driver does not have accurate estimate of the road conditions, applying too much force to the brake pedal will cause the wheels to lock. By locking the wheels of the car, in addition to increasing the braking distance, the lateral stability of the car is also reduced and the car deviates from its path. The anti-lock braking system was designed to increase the efficiency of the braking system, achieve the minimum braking distance and increase the directional stability of the vehicle in emergency braking situations by preventing the wheels from locking. For this purpose, various control algorithms were proposed to control the amount of slip, deceleration and angular velocity. In the present research, first, analytical modeling was presented for the entire anti-lock braking system followed by experimental validation tests and system state equations. Then, two control algorithms of Rule-Based and Sliding Mode were designed for the system and their performance was evaluated and compared with the experimental data obtained from the brake system test under real conditions. The findings of this research show that under real conditions, the use of rule-based algorithms, with a small volume of calculations and programming codes, can lead to acceptable results compared to robust algorithms consisting of a high volume of calculations and programming codes.
    Keywords: Modeling Anti, lock braking Rule, based controller Sliding mode controller Automotive
  • Javad Derogar, S.M. Hossein Seyedkashi *, Moosa Sajed Pages 141-161

    In friction stir welding process, a non-consumable rotary tool is used which consists of a pin and a shoulder. The tool/workpiece friction results in stirring, plastic deformation, and joining. It is the shoulder penetration which leads to thinning of the upper sheet and remaining of a hole. In this study, a stationary shoulder was used to investigate the spot welding of a non-alloyed aluminium sheet to address the mentioned drawback. The aim was to investigate the effects of tool rotational speed with two levels of 1000 and 2000 rpm, tool shoulder diameter with two levels of 20 and 24 mm, and plunge depth with two levels of 3 and 3.5 mm on the microhardness, strength, and microstructure of the welded samples. Feed rate and dwell time were constantly set to 20 mm/s and 10s, respectively. Optimization was carried out in three modes including maximum strength, maximum hardness, and a combination of the maximum strength and hardness. In the first mode, the maximum strength was 1389.51 N in the specimen welded with a tool rotational speed of 2000 rpm, plunge depth of 3 mm, and tool shoulder diameter of 24 mm. In the second mode, the highest micro-hardness value was 91.33 HV in the specimen that was welded with a tool rotational speed of 1000 rpm, plunge depth of 3.5 mm, and tool shoulder diameter of 20 mm. Finally, in the third mode, the combination of the highest strength and micro-hardness values were 1389.51 N and 85.66 HV, respectively.

    Keywords: Friction stir spot welding Aluminium sheet, Stationary shoulder tool, Welding defects
  • Valiollah Panahizadeh *, Hossein Abdolahzadeh Pages 163-185

    This paper presents a combination of innovative methods for optimization using the integration of the evolutionary difference algorithm (DE) and the recipient's version of the immune system algorithm. In this paper, at the mutation stage, the particle swarm algorithm (PSO) was used to determine the value of the mutation coefficient using the immune system algorithm. Therefore, the algorithm modified its evolutionary method and searched for the optimal jump coefficient. The proposed model was tested on milling operations to determine its effect on the optimization of milling parameters. The results of the hybrid approach for the case study were compared with those of ant colony algorithm, body immunity, hybrid immune algorithm, genetic algorithm, HDRE approach, and the proposed values ​​of machining handbooks. According to this comparison, the development ratio between the proposed algorithm and other approaches were as follows: ant colony algorithm was 5.7%, immune algorithm was 4.5%, hybrid immune algorithm was 3%, genetic algorithm was 8.5%, HDRE approach was 2% and handbook recommendation was 300%.

    Keywords: Immune system Differential evolution Particle swarm algorithm Milling Co, Evolutionary Algorithm
  • Javad Azimi, Gholamreza Kiani *, Ayub Karimzad Ghavidel, Mahsa Mahdavinia Pages 187-201
    To take full advantage of the properties of dyes, nanostructured solar cells should be available because in this case a better interaction between the dye and the background can be created due to the high surface-to-volume ratio. The aim of this research was the experimental investigation of natural dyes influence on the function of solar cells based on nanostructure of TiO2 nanoparticle/nanowires. For this purpose, an innovative nanostructure was fabricated, and three natural dyes of saffron, turmeric and rubia-tinctorum were used as a sensitizer due to their abundance, availability, environmental compatibility, safety and easy processing. The absorption spectra of the dyes were examined by a spectrophotometer. The absorbance peak for saffron, turmeric and rosin pigments were obtained at 510, 500 and 460 nm, respectively. The photoanode’s morphology was investigated by a scanning tunneling microscope. The characterization and performance of solar cells were carried out by the solar simulator device. The microscopic analysis showed that the composition of nanoparticles and nanowires of TiO2 builds the porous structure with large surface-to-volume ratio, playing a great role in the amount of dye absorption and efficiency of solar cells. Generation of short electron transfer path, facilitating the transfer of electrons to semiconductor conductive band, and reducing recombination reactions were the main advantages of this structure. The evaluations also showed that rubia-tinctorum dye performed better in enhancing the efficiency of solar cells based on TiO2 nanoparticles/nanowires, improving efficiency by 4.04% compared to other available dyes.
    Keywords: Dye, sensitized solar cells Nanostructure TiO2 Nanoparticles TiO2 Nanowires Natural dye
  • Yaser Moghani, MohammadMorad Sheikhi *, Yaghoub Dadgar Asl, Shahrouz Yousefzadeh Pages 203-220

    The material forming through the forging process is one of the manufacturing methods in which the metal is compressed or subjected to high forces to create high-strength parts. Before the process, a lubricant is added to the mould to increase the metal flow, reduce friction and wear, and help separate the final part from the mould. The lubricant in hot forging process and lubrication are key factors for increasing production quality. One of the best ways to study the effect of lubricants in this process is ring compression testing (RCT). In this study, the effect of nanoparticles (Aluminum oxide (AL2O3) and Nano-glass) as an additive to base oil (SAE10) at 1050 °C on the friction behaviour of 7-17 PH stainless steel using RCT and finite element analysis (FEA) was studied. Finally, the importance of using nano-lubricants in hot forging process was investigated. The results showed that nanoparticles as lubricant additives performed better than conventional lubricants (such as graphite) for the frictional behaviour of 7-17 PH stainless steel in hot forging process. For 7-17PH stainless steel at 1050 ° C, the friction factor was reduced by approximately 36% with the addition of AL2O3 nanoparticles and by approximately 40% with the addition of glass nanoparticles. Therefore, adding nano-glass presented better results compared to AL2O3 nanoparticles.

    Keywords: Hot forging Nano, lubricant 17, 7PH stainless steel Ring Compression Test (RCT) Finite Element Analysis (FEA)
  • Mohammadali Alipour *, Mohammadreza Jafari Pages 221-245
    Frequent voltage instabilities in modern power systems are now a concern for power system operators. Voltage stability of power systems can be studied using static and dynamic analyses, based on which voltage stability margins including static boundaries such as maximum loadability and dynamic boundaries such as bifurcation points can be achieved.  However, today, with the increasing consumption of electrical energy in power systems, the discussion of voltage stability prediction has become significant. In this paper, using the multilayer neural network of perceptron and a combination of time-domain simulation analyzes, bifurcation analysis, and modal analysis, the dynamic margin of voltage stability based on the Hopf bifurcation boundary was predicted. In this regard, in order to increase the accuracy and speed of training and testing the neural network in predicting the dynamic margin of voltage stability, a feature selection method called mutual information theory was used. The proposed algorithm was investigated on a standard 14-bus test system; and the effect of various static models of power system loads including constant power loads, constant current, and constant impedance were examined.
    Keywords: Dynamic margin of voltage stability, Prediction of voltage stability, Perceptron neural network, Feature selection method, Mutual Information
  • Alireza Reisi *, Abbas-Ali Zamani Pages 247-277
    Several methods were proposed for the design of power system stabilizer, PSS, based on PI, PID, and FOPID controllers. In these controllers, the degree of freedom increases from two to three and five, respectively. Although increasing the degree of freedom can enhance the convergence rate and the robustness of the controller, it does come with more challenges when it comes to tuning the control parameters. For instance, it is no longer possible to adjust FOPID parameters using trial and error. One of the conventional methods is to use optimization algorithms, but it should be noted that the power system is highly non-linear. This research aimed to propose an algorithm to design the PSS controller based on FOPID, in which the controller coefficients were adjusted based on the system conditions. For this purpose, the controller coefficients were defined based on the gradient of the power system, so that the coefficients were adjusted at any moment by the adaptive-indirect gradient method in such a way that the cost function of the controller was minimized, and as a result, the rate of oscillation damping increased. In the proposed algorithm, an identifier based on self-tuning wavelet neural network with online learning was used to estimate the gradient of the power system. Finally, the proposed adaptive controller was designed for a two-zone, two-machine power system including FACTs devices, SSSC-type, and its performance was evaluated in comparison with other methods. The results confirm the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Power System Stabilizer, facts, Adaptive controller, FOPID, Wavelet Neural Network
  • Amirali Hosseini, Mahdi Hedayati, Amir Khaledian * Pages 279-303

    Due to the fast growth of energy consumption globally, distribution networks are seeking a solution to supply the required energy, considering the technical and economic conditions. In this research, distributed resources were planned in the distribution network, taking into account the interests of both the owner of the resources and the operation of the network. The objective function was designed to serve the interests of the owners of the distribution network, including the improvement of network parameters and the owners of distributed generation resources, which included the maximum possible profit from the sale of energy. The objective function was considered to be a combination of several linear functions. Due to the high reactance ratio in radial networks, forward-backward sweep load flow was used. Necessary constraints for the network with quality indicators were considered as equality and inequality constraints. For the location of distributed generators on the buses, the sensitivity factor was used and to achieve the final response of the objective function, the teaching–learning-based optimization (TLBO) algorithm was used and compared with particle swarm optimization. A standard 37-bus radial network was considered to evaluate the results of the proposed method. The simulation results show an improvement in power quality of the network and an increase in the profits of the owners of distributed generators.

    Keywords: distributed generation, network operator, Voltage profile, Loss reduction, resource location
  • Ali Khodadadi, Taher Abedinzadeh *, Hasan Alipour, Jaber Pouladi Pages 305-331
    The issue of operational planning optimization can be classified into two different groups. The first group includes planning under normal conditions with the aim of improving economic and technical indicators and the second group includes planning under emergency conditions with the aim of improving stability and protection of maximum network loads. Emergencies caused by adverse weather conditions are always one of the challenges of networks. In this paper, optimal operational planning based on weather conditions and probable line outages is presented to ensure the optimal operation of the network in adverse weather conditions in addition to improving network resilience. This was carried out by improving network flexibility, modeling the effects of weather conditions on line outages, and then rescheduling energy sources, energy storages, and reviewing network topology. The objectives of the proposed method defined include minimizing grid operating costs, energy supplly costs, and maximizing the benefit of participation of distributed energy source owners and energy storage by considering weather conditions. To solve the problem, a hybrid optimization algorithm based on genetic algorithm and Epsilon constraint method with fuzzy decision maker was used to select the best solution from Pareto optimal set.
    Keywords: multi, objective optimization Operation of smart grids Resilience enhancement Reconfiguration Weather condition
  • Mahmood Vesali *, Alireza Abdellahi, Hosein Ranjbar, Mostafa Rabiei Pages 333-355
    This paper presents a high step-up DC-DC converter. The converter had a simple structure and without adding an auxiliary switch, soft switching condition was provided in the converter. Due to the fact that a switch was not added to the converter, there was no need to design a new control circuit for this converter and the basic control circuit structure was suitable for this converter. In the proposed converter, with the minimum number of auxiliary elements soft switching condition provided reduced losses and increased efficiency in addition to having a simple structure. Soft switching condition was provided under zero current switching (ZCS) when the switch was turned on and under zero voltage switching (ZVS) when the switch was turned off. The voltage stress on the switch was at a lower level than the output voltage of the converter which the switch can use with low voltage. In addition, not much current stress was imposed on the converter, which did not require a very high current switch. The proposed converter was completely analyzed and in order to prove the theoretical analysis, the converter was simulated at a power of 500 watts and full load, the efficiency obtained was approximately 97%.
    Keywords: DC, DC converter High step, up Efficiency Zero current switching (ZCS) Zero voltage switching (ZVS)
  • Amin Damya, Ghader Rezazadeh, Yasin Khalili, Hossein Soleimani *, Amin Khalilzadegan, Nima Ahmadi Pages 357-376
    This paper presents a new piezoelectric-based ultrasonic micro-generator to supply the required power of implantable medical devices in the human body. Unlike previous ones, this structure uses sound waves with higher frequency to extract energy. Despite the smaller dimensions, the extractable power of the micro-generator was increased. Using aluminum nitrate instead of toxic materials such as PZT in the structure of the designed microgenerator made it more compatible with the human body and the environment. The presented design occupies only 15.7×10-6 cm3 and can produce 260 μW under the applied acoustic pressure of 1000 Pa at the frequency of 1.158 MHz. Various simulations were performed in the COMSOL software to evaluate the performance of the proposed micro-generator. In addition, simulation results were verified by the values obtained from the theoretical and numerical analyses. According to the obtained results and other salient features, the proposed structure is a suitable candidate for use in implantable medical devices in the human body.
    Keywords: Micro, generator Piezoelectric Ultrasonic Implanting sensors in the body Sound waves
  • Ali Maroosi *, Iman Zabbah, Maedeh Mogharebi, Seyed Ehsan Yasrebi Pages 377-391
    Cancer and particularly breast cancer is one of the most common diseases among women worldwide. Early detection of breast cancer is a major challenge for physicians and is key in successful treatment and patient survival. This study introduces some data mining methods for the prediction of breast cancer based on a dataset containing 683 independent records with 9 features from the UCI machine learning repository. The models were used to diagnose benign and malignant breast cancer. Results showed that the accuracy of Multi-Layer Perceptron Neural Network (MLP), Learning Vector Quantization (LVQ) Neural Network, Radial Basis Function (RBF), Fuzzy Clustering (KFC), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System Model (ANFIS) were 97.5%, 97.5%, 98.3%, 75% and 99.2%, respectively. Early diagnosis of breast cancer disease reduces the cost of treatment and increases the chance of successful treatment. This study demonstrated that neuro-fuzzy inference system performed better than other models for breast cancer diagnosis. In this study, while diagnosing breast cancer, it was illustrated that models based on fuzzy neural inference had a more acceptable performance than other methods in diagnosing breast cancer. The proposed model can assist the medical community, particularly mammography specialists.
    Keywords: Breast cancer Data mining Fuzzy clustering Neural Network Neuro, Fuzzy
  • Shahed Rasouli *, MohammadKeivan Latifi Pages 393-412

    In structural designs, lateral strength systems are used to withstand lateral loads such as earthquakes and winds. Bending frame system with divergent bracing and Bending frame system with steel shear wall are two of these systems that have both advantages and disadvantages. Thus far, various research has been conducted separately on one of the above systems. This research seeks to numerically investigate the combination of steel shear wall with eccentric bracing under cyclic loads. To this aim and to ensure the numerical results, a laboratory sample was validated and then 126 models were modeled in seven modes by considering different arrangements of divergent bracing and steel shear wall in three openings of a floor with Abaqus software. In these samples, the placement of divergent bracing and steel shear wall in addition to their placement in different openings were evaluated taking into consideration different thicknesses of steel shear wall sheets and different numbers of the downspout with the aim of assessing the effect of combining steel shear wall and divergent bracing in steel frames. The results of the analysis indicated that the lowest increase in force was related to the sixth mode of modeling, the combination of steel shear wall in two openings and bracing in one opening and downspout number 10 with a value of 15.57% increase in force. Furthermore, the highest amount of force was related to the third mode of modeling using two divergent bracing openings and one opening of steel shear wall and downspout number 12 amounting to 77.45% increase in force.

    Keywords: Steel Shear Wall, Divergent Bracing, ABAQUS, cyclic load
  • Alireza Hajizadeh, Sobhan Rostami, Javad Mashhadi * Pages 413-431
    Progressive collapse is defined as a phenomenon with spread of an initial local failure from an element to another and leads to collapse of an entire structure or a disproportionately large part of it. To assess structures against progressive collapse, using linear and nonlinear static analyses and nonlinear dynamic analysis based on permitted guidelines. Performing nonlinear static analysis with proper Dynamic Increase Factor (DIF) can be a suitable method of approach as opposed to nonlinear dynamic analysis to predict structural response. Therefore, guidelines suggest various formulas to calculate DIF for different kinds of structures. These formulas depend only on maximum acceptable ductility of the critical member and to obtain these, some approximations due to regression and analysis type occur. In this research, three dimensional structures and all the rigid connection details of beam to column and pinned connection details of beam to beam were modeled in Abaqus. The real DIFs were obtained for three locations of corner, perimeter and middle column removal using pulldown method and compared to the ones suggested by the guidelines. The results revealed that there were differences between obtained DIFs from dynamic pulldown analysis and suggested guideline DIFs and these differences were more in specific ratio of plastic to yield rotations.
    Keywords: Progressive collapse, dynamic increase factor, pulldown, nonlinear static, Nonlinear Dynamic
  • Gholamreza Ahani * Pages 433-460
    Confining reinforced concrete columns is one of the most conventional methods of column retrofit. Many tests have been conducted on fiber-reinforced polymer (FRP) confined concrete. Additionally, numerous models for determining the compressive strength of FRP-confined concrete cylindrical samples have been proposed. However, in earlier research, fewer models have been presented for determining the compressive strength of FRP-confined concrete with square and rectangular sections. Previous studies have offered models with a limited number of samples. As a result, using these models to estimate the compressive strength of various types of FRP-confined concrete might not be sufficiently precise. Therefore, one of the fundamental requirements for design engineers in retrofitting concrete structures is the presentation of a model capable of reliably estimating the compressive strength of these samples. Initially, the database for the present research was built using 485 laboratory samples of concrete confined with various types of FRP with square and rectangular sections from prior studies. Forty-four outlier samples were deleted from the database during the initial assessment. The constant coefficients of previous research models were then adjusted so as to minimize the discrepancy between laboratory compressive strength and models using 70% of the samples and the whale optimization algorithm. Therefore, these improved models might be used to estimate the compressive strength of several types of FRP-confined concrete. By comparing the statistical indices of samples that were not engaged in the training process, the results demonstrated that the total error decreased by 27 percent on average, and the correlation coefficient (R2) increased by 3 percent.
    Keywords: Retrofit Confining Fiber, reinforced polymer (FRP) Square, rectangular columns Compressive strength Whale optimization algorithm
  • Hamed Yousefi *, Seied Morteza Marandi Pages 461-476
    Geo-synthetics are made from polymers used to stabilize and improve soil behaviors. Nowadays, geo-grids are widely used in geotechnical engineering applications. In the present study, a surface foundation located on three different soil layers under a uniform load was modeled and analyzed using finite element method under specified acceleration. The intermediate soil profile consisted of loose clay reinforced using two types of geo-grids with different distances. The results showed that by increasing vertical distance between the geo-grid layers, the vertical displacement, axial force, shear force and flexural anchor applied to the foundation also increased. Furthermore, in the case of geo-grid layer positioned at a depth of 5m or more, the shear force and flexural moment increased with a steeper slope in comparison with other cases.
    Keywords: Loose clays Geo, grid Two, dimensional analysis Soil improvement
  • MhammadJavad Goodarzi *, Majid Moradi Pages 477-500

    Evaluating the seismic performance of structures is one of the interests and responsibilities of structural and earthquake engineers. The eccentric bracing system has always been one of the most important and widely used structural systems due to its high strength, stiffness and ductility. These structures are usually designed with horizontal shear and bending links. In this research, using nonlinear dynamic analysis, the seismic response and performance of these structures under near-field records with and without vertical components in addition to considering the effect of soil-structure interaction were investigated. Therefore, three types of frames of 4, 8 and 12 floors were designed and modeled non-linearly using the finite element method in Perform-3D software. Maximum displacement and displacement of roof residue, floor drift and base shear of these structures were selected and studied as engineering demand parameters. The results showed that the structure with horizontal shear link had much better responses than the frame with horizontal bending link. In addition, the effect of soil-structure interaction increased the roof displacement and reduced the base shear on the structure.

    Keywords: Bending, shear link Soil, structure interaction Seismic response Vertical component effect
  • Hamed Sepehrzadeh * Pages 501-527
    The use of cyberspace has become very widespread among communities. With the increase of internet usage in Iran and worldwide in the social, industrial and banking fields, there has been an increase in fear of possible resulting harm. Until now, power was presented in four areas of land, sea, air and space, but today, cyberspace has become one of the main areas of power very distinct from other areas. Cyber power has become one of the foremost concerns in the world and one of the most researched topics in the fields of engineering and science. Cyber ​​power is defined as the ability to use cyberspace to obtain results and make an impact in other operating environments. In this article, a conceptual model for cyber power is presented. To this end, the macro dimensions and components of cyber power were identified. In line with this goal, the main components of these dimensions were identified and the existing challenges and obstacles to establishing cyber power and their solutions were discussed. Distinctive aspects of cyber power with the concept of power in different areas were also discussed. The main purpose of this study was to investigate the dimensions and components of cyber power in order to achieve a conceptual model for cyber power.
    Keywords: Cyberspace, cyber entity, cyber power, dimensions of cyber power, components of cyber power
  • Mohammadreza Mahmoudian, Reihaneh Khorsand *, Mohammadreza Ramezanpour Pages 529-551
    In order to manage the workload proactively on the Cloud system during application execution, workload should be predicted through a proper approach and count of resources handled through an auto-scaling system controller. On the other hand, the workflow scheduling requires proper mapping of cloud resources to workflow tasks to efficiently utilize resources and meet different user’s quality of service requirements. Workflow scheduling is NP-complete problem and multi-objective evolutionary algorithms have shown their merit for solving such problem. Most of the works in the literature focused either on dynamic resource provisioning or scheduling algorithms for executing workloads. Based on this deficiency, in this paper, a prediction‑based proactive resource provisioning strategy based on learning vector quantization (LVQ) artificial neural network was proposed to predict the workloads in future and a fuzzy system controller was proposed to compute the proper number of resources to be allocated to the Cloud system. In addition, the multi-objective linear programming scheduling algorithm was proposed to execute workloads effectively on available resources. An evaluation with three kinds of real scientific workflows was performed. The experimental results showed that the proposed approach efficiently reduced execution average cost, and response time along with higher resource utilization in comparison with its counterparts.
    Keywords: Cloud computing Multi, objective scheduling Scalability Quality of service LVQ
  • Zahra Karimidavani *, Mohsen Moshtaghi Pages 553-569
    Electrocoagulation (EC) process is an economical and environmental option for water and wastewater treatment systems. In the present study, a laboratory-scale electrocoagulation unit with a volume of 1.2 liters, equipped with iron and aluminum electrodes with dimensions of 1×50×120 mm, was used to remove nickel. Influence of the electrode type and distance, initial concentration, voltage, and pH on the nickel removal efficiency were studied in addition to reaction kinetics. Energy and electrode consumptions of these mentioned arrangements were obtained for different current intensities. The results demonstrated that the Ni removal efficiency changed from 93.7% to 98.1% by electrocoagulation using different arrangements of iron and aluminum electrodes at 20 V and 60 min. EC with an Fe(+)/Al(-) electrode pair after 60 min was able to achieve a 93.7% removal efficiency at 20 V, pH 7, and 250 mg/l initial concentration. The present study demonstrated that nickel removal increased with increasing voltage, pH and initial concentration. The increase in current intensity led to an increase in the energy consumption, which was obtained less for the pair of iron electrodes than other arrangements. Corresponding electrode consumptions of iron and aluminum anodes were determined as 0.87-1.31 and 0.28-0.45 kg/m3, respectively. In addition, the first-order model demonstrated an acceptable agreement with the experimental data.
    Keywords: Heavy meta, Wastewater, Removal Efficiency, nickel, Electrocoagulation
  • Abolfazl Darroudi * Pages 571-585

    This research study was focused on development of novel potentiometric sensor for the determination of thallium (III) ions in water solutions. Ion-selective electrodes based on screen-printed graphite electrode and carbon rod electrode described and modified solid-state screen-printed and carbon rod electrodes with thallium (III)-imprinted polymer as ionopher. The ion-selective electrode was prepared by dispersing the thallium (III)-imprinted polymer particles in 2-nitrophenyloctylether as a plasticizer and then embedding them in a polyvinylchloride polymeric matrix. The Tl (III)-ion selective electrode showed a Nernstian response for thallium (III) ions over the dynamic concentration range of 0.49 to 20.5 µM, with a slope of 19.6 mV per decade. One of the significant points was the selectivity coefficient of the prepared ion-selective electrode. The selectivity of this electrode for other ions was less than 1.1× 10-3 and this indicates the selectivity of the electrode to thallium (III) ions and other ions was less disturbing.

    Keywords: Thallium Potentiometric Sensor Ion, imprinted polymer Screen, printed electrode
  • Fatemeh Houshmand *, Mohammad Nazari Pages 587-607
    Heavy metals are of the most dangerous and hazardous environmental contaminants for humans. In the present study, adsorption method, which is known as one of the most effective and economical methods to reduce pollution related to heavy metals, was used to simultaneously remove chromium (VI) and mercury from contaminated water. The adsorbent was synthesized by modifying magnetized graphene oxide with magnetic iron nano-oxide by tetrahydro- silane and 3-chloropropyl trimethoxy-silane. It was found that the highest amount of adsorption occurs at pH 6.5. In addition, by increasing the concentration of contaminants by up to 150 mg / l and also reducing the adsorbent dose to 0.5 g / l, the adsorbent capacity increased. Physical, chemical and morphological properties of the adsorbent were determined using EDS and FE-SEM analyses. Freundlich, Langmuir and Temkin, and Baghdadi (UT) isotherms were studied and the results showed that the adsorption process in both heavy metals follow the Langmuir model. The Langmuir isotherm was then plotted at different pH, with the highest adsorption capacity for mercury at pH 6.5 and 109 mg / g adsorbent and for chromium (VI) at 99 pH and 99 mg.
    Keywords: Removal of heavy metals, Adsorption, Adsorption Isotherms, silica aerogels, Ionic Liquids, Magnetic nanoparticles, graphene oxide
  • Mahmood Hosseinpour, Mohammad Amirkhan *, Javad Rezaeian, Mohammadjafar Doostideilami Pages 609-633

    Nowadays, identifying the risks of manufacturing industries is an effective factor in improving the performance of the health supply chain. This study aimed to identify and evaluate the risks of the manufacturing sector in the livestock and poultry feed supply chain in Golestan Province, Iran. For this purpose, first, the risks related to livestock and poultry feed industrial units were identified using the Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and then, by designing the Risk Breakdown Structure (RBS) approach, risk identification process was structured, which increased the comprehensiveness of the identification phase in terms of covering the features and characteristics of the project. Moreover, by using the fuzzy best-worst model (F BWM) and the Fuzzy DEMATEL (F DEMATEL) method, the weights and internal relationships of the criteria were calculated, respectively. For weighting and final prioritization, a combination of the two methods of F BWM and F DEMATEL was used. The present study was applied and descriptive in terms of purpose and nature, respectively. The data was both quantitative and qualitative, and library and field methods were used for data collection. According to the research results, among the risks of the production sector in the livestock and poultry feed supply chain of Golestan Province, the risk of the COVID-19 pandemic and the risk of increasing poverty were the highest and the lowest priorities, respectively.

    Keywords: risk, Health supply chain, Livestock, poultry, FMEA, Fuzzy BWM, fuzzy Dematel
  • Kayvan Moradipour *, Sanaz Asadi Rahmati Pages 635-646

    Group  is called metacyclic if it contains a normal cyclic subgroup such that the quotient group  is also cyclic. In this paper, two conjectures proposed by Abdollahi et al. (2006) for a family of finite non-abelian metacyclic prime power groups  were investigated. For this purpose, first, the metacyclic groups were categorized into three Types (families) of the non-isomorphic groups. Next, by using the size of centralizers and also equality of the conjugacy vector type ctv (G) of these groups, the necessary and sufficient conditions under which two non-abelian finite metacyclic prime power groups have the isomorphic non-commuting graphs were determined. The first conjecture of Abdollahi et al. for the three families of the classified groups was proven to be true. Likewise, the second conjecture held for some restrictions on the parameters of group . Finally, it was demonstrated that there were non-isomorphic groups with the same non-commuting graphs.

    Keywords: Non, commuting graphs Conjugacy vector type Graph isomorphism Power prime order Metacyclic
  • Reza Kahkeshani * Pages 647-661
    It is common knowledge that convolutional coding is one of the two main types of channel coding widely used to detect and correct errors. In convolutional coding, the encoder output is in the form of a code sequence generated from an input information sequence. In this paper, an important class of convolutional encoders, the convolutional encoders  were considered. The transfer function matrix for this class of encoders were computed and their state diagram drawn. Moreover, the general form of the generating function for this class was obtained using the modified state diagram. Degenerate states and catastrophic convolutional codes appeared for some multipliers. Then, the minimum free distance for all non-catastrophic convolutional codes which are obtained from non-degenerate states were computed. As it is shown, the maximum value of the minimum free distance for this class of encoders is equal to five and it is obtained only in two situations.
    Keywords: convolutional encoder, Convolutional code, state diagram, modified state diagram, Generating function, minimum free distance
  • Erfan Khosravian Cham Piri * Pages 663-695
    Nowadays, various applications of quadrotors, in different fields such as monitoring, inspection, and rescue has attracted the attention of many researchers. Because of the extensive range of applications for quadrotors, maintaining their position control, condition control, and tracking is important. Thus, it is essential that these issues are considered and resolved. Therefore, based on Newton Euler’s method, structure of a model for analyzing the behavior of the system and design of the controller is introduced in the present research. As the dynamics of quadrotors are nonlinear, the adaptive optimal control algorithm for resolving this issue was used in order for the control parameters to be updated. For updating these control parameters, methods such as optimizing, fuzzy, neural networks and hybrid methods can be used. The fuzzy or neural networks methods do not have the capability of applying constraints such as the operator’s physical restrictions in the updating process. Their overall response speed is greater than the optimization methods. The optimization methods have more capabilities to find better and more acceptable responses than the above methods, but it is noteworthy that they require high-speed processors. Since the objective was to achieve better responses for station keeping and tracking maneuvers, the gray wolf optimization algorithm for updating the control parameters was utilized. In addition, to increase the resistance of the controllers and to optimize the control efforts, the authors proposed to combine the control inputs with other methods such as optimal nonlinear proportional–integral–derivative (pid). Finally, the results of simulations were presented. The results demonstrated that the proposed approach resolved all aspects of the main problem. additionally, the proposed approach can be used in maintaining position control, condition control and tracking.
    Keywords: Trajectory tracking, station keeping, Quadrotor, Adaptive control, gray wolf optimization algorithm