فهرست مطالب
فصلنامه مکانیک هوافضا
سال سوم شماره 3 (پیاپی 9، آذر 1386)
- 83 صفحه، بهای روی جلد: 20,000ريال
- تاریخ انتشار: 1386/09/11
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1بروز عیب و نقص در سیستمهای هیدرولیکی، ممکن است منجر به خسارات جبران ناپذیری شود. از این رو، تشخیص به موقع نقص در این سیستم ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در مقاله حاضر، بروز نقص ناگهانی در یک سیستم سروهیدرولیکی آزمایشگاهی که در آن از یک شیر سرو برای کنترل یک هیدروموتور استفاده شده توسط مشاهده گر بهره بالا تشخیص داده می شود. برای این منظور، ابتدا مدل دینامیکی سیستم هیدرولیکی در فضای حالت استخراج گردید. برای این سیستم، مشاهده گر غیرخطی لیونبرگر طراحی شده است. با استفاده از مشاهده گر طراحی شده، پارامترهایی از سیستم (نظیر فشار داخلی) و قابل دسترس نیست، تخمین زده شده اند. بهره های مشاهده گر و پایداری سیستم با استفاده از معادله لیاپانوف و شرط لیپ شیتز به دست آمده اند. برای عیب یابی در سیستم نیز از مشاهده گر و روش نسخه برداری و بهره گیری از تابع باقیمانده (که اختلاف بین خروجی های واقعی و مشاهده شده) استفاده گردیده است. در روش ارایه شده، وجود نشتی و شی خارجی در سیستم هیدرولیک به موقع تشخیص داده شده است. شبیه سازی های صورت گرفته عملکرد مناسب مشاهده گر لیونبرگر در عیب یابی سیستم سروهیدرولیک را نشان می دهد.
کلیدواژگان: سیستم های سرو هیدرولیکی، مشاهده گر لیونبرگر، اغتشاش سفید، عیب یابی -
صفحه 9در این مقاله، سیستم ضدانجماد روی سطوح یک توربوجت در حال پرواز طراحی شده است. در این طراحی، سرعت حرکت موتور، ارتفاع پرواز، دمای هوا اطراف موتور، و میزان رطوبت موجود در هوا و اثر هر کدام از این عوامل بر تشکیل یخ روی سطوح ورودی موتور در نظر گرفته شده است. برای این منظور، ضمن محاسبه دمای سطوح در حال حرکت در هوای مرطوب، شرایط جوی بحرانی که برای محاسبه سیستم ضدانجماد استفاده می شود، به دست آمده است. سپس، منطقه جذب یخ روی سطوح ورودی محاسبه شده و با ایجاد مسیر عبور هوای گرم، میزان دبی هوای گرم مورد نیاز برای سیستم ضدانجماد به دست آمده است. در نهایت، یک سیستم کنترلی ضدانجماد که در آن از کنترلر PID استفاده می شود، طراحی شده است. در این سیستم، با استفاده از هوای گرم در خروجی کمپرسور و هدایت آن به سمت سطوحی که احتمال یخ زدگی روی آنها وجود دارد، از وقوع این پدیده جلوگیری می شود. زمان فرستادن و دبی هوای گرم مورد نیاز برای هر کدام از سطوح ورودی موتور (مانند بولت نوز، استرت و لیپ) توسط این سیستم کنترل می شود.
کلیدواژگان: سیستم ضد انجماد، منطقه جذب، موتور جت، سیستم کنترلی -
صفحه 21در این مقاله، کنترل سرعت سیستم های سروهیدرولیک با استفاده از شبکه های عصبی مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار کنترلی عصبی مورد استفاده ساختار آموزش خطای پس خور FEL می باشد و اساس آن مبتنی بر یادگیری دینامیک معکوس سیستم تحت کنترل و کمینه کردن خروجی کنترلر کلاسیک به عنوان تابع هزینه شبکه است. در این مقاله، از شبکه های پیش خور سه لایه استفاده شده و در لایه میانی آن، توابع سیگمویید انعطاف پذیر به کار رفته است. آموزش کلیه وزن های شبکه و پارامترهای توابع سیگمویید به صورت همزمان و با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا با ممنتوم انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار مطلب - سیمولینک روی مدل کامپیوتری نشانگر قابلیت بالای شبکه های عصبی انعطاف پذیردر مقایسه با شبکه های عصبی ساختار ثابت و کنترلر کلاسیک در یادگیری دینامیک معکوس و کنترل سیستم سروهیدرولیک به صورت همزمان و در زمان واقعی می باشد.
کلیدواژگان: عملگرسرو هیدرولیک، شبکه عصبی انعطاف پذیر_ کنترل تطبیقی عصبی، یادگیری خطای پس خور -
صفحه 33در این مقاله انتقال حرارت جابجایی توام غیردایم سیال در یک حفره با سرپوش متحرک با نسبت طول به ارتفاع AR=5 به صورت عددی بررسی شده است. جریان جابجایی اجباری در داخل سیال بوسیله حرکت نوسانی افقی سرپوش بالایی حفره بوجود می آید. دیواره پایینی حفره دارای دمای بیشتری نسبت به دیواره بالایی آن می باشد که این امر منجر به ایجاد جریانهای جابجایی آزاد درون حفره خواهد شد. دیواره های عمودی حفره نیز عایق فرض می شوند. گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان سیال به روش حجم محدود صورت گرفته است. اثر دامنه و فرکانس سرعت حرکت دیواره بر انتقال حرارت و حرکت سیال داخل حفره بررسی شده است. بدین منظور، در حالیکه شدت جریانهای جابجایی آزاد در قالب عدد گراشف Gr=104 و ثابت است، با تغییر عدد ریچاردسون در محدوده 10-3£Ri£103 و تغییر عدد استروهال: S=0.01 و S=0.001، اثر دامنه سرعت حرکت دیواره و تغییر فرکانس نوسان حرکت دیواره در رفتار سیال بررسی شده است. عدد پرانتل در این تحقیق Pr=0.7 در نظر گرفته شده است. نتایج در قالب خطوط جریان و همدما و نرخ انتقال حرارت ارایه شده است. همچنین به منظور بررسی میزان قدرت جابجایی آزاد (در قالب میزان عدد گراشف)، مساله در چند حالت متفاوت با چند مقدار متفاوت عدد گراشف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر ارتباط عدد نوسلت متوسط با فرکانس نوسان می باشد، به این ترتیب که با کاهش فرکانس نوسان در مواردی که عدد ریچاردسون کوچکتر از یک باشد، دامنه و پریود نوسانات نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد.
کلیدواژگان: سرپوش متحرک نوسانی، عدد ریچاردسون، جابجائی توام، حفره -
صفحه 47در این مقاله، دو کنترلر ردیابی موقعیت بر اساس روش مدولاسیون پهنای باند برای عملگر نیوماتیکی متشکل از یک سیلندر دوطرفه کنترل شده به وسیله شیرهای سلنوئیدی دو وضعیتی و سه راهه قطع / وصل ارایه شده است. کنترلر اول یک کنترلر PID معمولی است که بهره های آن از روش زیگلر - نیکولز تعیین شده اند. کنترلر دوم، یک کنترلر مود لغزشی است که بر پایه مدل ریاضی ارایه شده و بر اساس الگوریتم PWM خاصی برای غلبه بر برخی عوامل غیرخطی کننده، مثل زمان مرده، در اثر تاخیر زمانی به هنگام باز و بسته شدن شیرها و باند مرده به علت چسبندگی پیستون با جداره سیلندر، طراحی شده است. نتایج کنترلر PID در تست های تجربی سیستم حلقه بسته نشان دهنده مناسب بودن الگوریتم PWM در کنترل سیستم های سرونیوماتیک با دقت بالاست. مقادیر خطاهای حالت ماندگار در پاسخ کنترلر PID به ورودی های پله، نزدیک به میزان دقت قابل اندازه گیری برای موقعیت پیستون در سیستم سرونیوماتیک ساخته شده (0.12 mm) می باشد. مقایسه مقادیر خطای ماکزیمم و جذر میانگین مربعات خطا (RMS) در نتایج تست های حلقه بسته سیستم، در پاسخ به ورودی های سینوسی با فرکانس های مختلف، نشان می دهد کنترلر مواد لغزشی نسبت به کنترلر PID توانایی و دقت بالاتری دارد. این روند، در جایی که فرکانس مسیر ورودی افزایش می یابد، بیشتر محسوس است. این روش در مقایسه با سایر کارهایی هم که در آنها از ریشه های تناسبی استفاده شده، نتایج بهتری را نشان می دهد.
کلیدواژگان: عملگر، سرو نیوماتیک، کنترل موقعیت، کنترل مود لغزشی، مدولاسیون پهنای پالس -
صفحه 61قایق های پرنده از جمله شناورهای دریایی پرسرعتی هستند که در آنها طراحی مناسب هندسه زیر بدنه، اسکی ها و محاسبه نیروهای وارد بر کف آنها برای انتخاب سازه مناسب و همچنین ایجاد شناوری بهتر برای برخاست از سطح آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های تحلیلی بررسی این نیروها با در نظر گرفتن پدیده هایی مثل لزجت سیال، نیروی جاذبه، نیروی کشش سطحی و جریان هوای اطراف آب، عملا امکان پذیر نیست. همچنین ساخت مدل های متفاوت و انجام آزمایش روی آنها به زمان و هزینه زیادی نیاز دارد. در این تحقیق، سعی شده که با استفاده از روش عددی حجم محدود و روش حجم سیال معادلات ناویر - استوکس در حالت دو فازی حل شود و اثر تغییر زاویه عرضی مقطع کف قایق پرنده روی نیروهای وارد بر آن بررسی شود. سپس، با استخراج روابطی برحسب پارامترهای بی بعد برای محاسبه مقدار حداکثر نیرو وارده بر کف قایق های پرنده و نیز محل اعمال آن، گامی جدید در طراحی راحت تر و سریع تر و انتخاب مناسب زاویه عرضی و همچنین کاهش هزینه های محاسبات و ساخت برداشته شود. نتایج حل حاضر در مقایسه با روش های تحلیلی و عددی دیگر دقیق تر بوده و در آن اثرات لزجت و آشفتگی سیال، نیروی جاذبه، کشش سطحی و جریان هوای اطراف آب در نظر گرفته شده است.
کلیدواژگان: قایق پرنده، زاویه عرضی، کف قایق پرنده، نیروی برخورد، گوشه -
صفحه 73در این مقاله، از یک روش بهینه سازی برای یافتن توان حرارتی گذاری گرمکن ها در یک محفظه تابشی استفاده می شود، به گونه ای که توزیع گذاری شار حرارتی و توان صدور مطلوب روی سطح محصول (سطح طراحی) به دست آید. مساله مستقیم با استفاده از یک روش شبه دایمی برای حل معادلات انتقال تابش در یک محفظه دو بعدی حل می شود و ضرایب دید با استفاده از روش تارهای متقاطع هاتل محاسبه می شوند. از روش گرادیان مزدوج برای کمینه کردن یک تابع هدف مناسب که به صورت مجموع مربعات تفاضل شار حرارتی مطلوب و شار حرارتی محاسبه شده روی سطح طراحی تعریف می شود، استفاده می گردد. هدف از این مساله، طراحی بهینه سیستم های حرارتی، نظیر کوره های صنعتی است، به طوری که شرایط حرارتی گذاری مطلوب را روی سطح محصول در یک فرایند حرارتی مثل پوشش سطح، پخت صنعتی و خشک کردن فراهم سازد.
کلیدواژگان: انتقال حرارت معکوس، تابش، محفظه تابشی، کوره
-
Page 1Occurance of faults in hydraulic systems may cause serious problems in hydraulic machineries, especially where human life is involved. Therefore, online detection of faults is an important issue. In this article, occurance of fault has been detected wing a high-gain observer for an experimental servo hydraulic setup. State-space model of the dynamic system has been derived. Leunberger non-linear observer is designed for the servo hydraulic system. State parameters of the system, such as internal pressures, are estimated by the proposed observer. Observer’s gains and stability conditions are derived based on Lipshitz and Lyapanov methods, respectively. Fault detection has been carried out by multiplicate and residual functions. Using the proposed method, existance of leakage and trashes in the system can be detected in real time. Simulation results show that the application of Leunberger observer can reach a high performance fault detection method for servo hydraulic systems in presence of external noise.Keywords: Servo hydraulic Systems, Leunberger Observer, White Noise, Fault Detection
-
Page 9In this paper, an anti-ice system for a turbojet is designed. Speed, altitude, ambient temperature and moisture content of the air are considered in the design. Critical conditions, in which icing is expected, are determined. Capture region, where ice formation is most probable, is investigated and protected by hot air from compressor exit. A control system based on PID controller is designed to control the flow rate of the hot air. In this design, surfaces like lip, bullet nose, and struts are protected against ice formation.Keywords: Anti, icing, Capture Area, Turbojet, Control System
-
Page 21In this article, speed control of a servo hydraulic rotary actuator is investigated, using flexible structure neural network (NN). The applied architecture of NN is a feedback error learning (FEL), whose underlying learning strategy is based on the inverse dynamics of the system under control. The classic control output was taken as the cost function to be minimized by the NN. A three-layer feedforward NN was applied and a flexible sigmoid activation function was used for the hidden layer nodes. The learning paradigm was online, making use of the back propagation of error with momentum. A simulation was performed and the results obtained indicated the high capability of the flexible NN in learning inverse dynamics in real time in controlling servo hydraulic systems.Keywords: Servo Hydraulic Actuator, Flexible Neural Network, Adaptive, Neural Control, Feedback Error Learning
-
Page 33A numerical investigation of unsteady laminar mixed convection heat transfer in a lid driven cavity of aspect ratio of 5 is performed. The forced convective flow inside the cavity is attained by a mechanically induced sliding lid, which is set to oscillate horizontally. The natural convection effect is sustained by subjecting the bottom wall to a higher temperature than its top counterpart. In addition, the two vertical walls are kept insulated. Discretization of the governing equations is achieved through a finite volume method. Fluid flow and heat transfer characteristics are examined in the domain at Richardson number, Grashof number and dimensionless lid oscillation frequency of:, , and S=0.001, 0.01, respectively the working fluid is assigned a Prandtl number of 0.7 throughout this investigation. Temporal variations of streamlines, isotherms, and Nusselt number are presented for various dimensionless groups. The results show that with decreasing the value of oscillation frequency, while Ri<1, the amplitude and the period of the rate of heat transfer oscillations increase.Keywords: Sliding Lid, Richardson Number, Mixed Convection, Cavity
-
Page 47In this paper, two position controllers have been developed for a double-acting pneumatic cylinder with two 3/2 on/off solenoid valves, using PWM method. The first one is a PID controller, whose gains have been obtained by Zighler-Nicoltz method. The second one - a Sliding Mode Controller (SMC) - has been designed based on a specific mathematical model, where an appropriate PWM method has been applied to overcome non-linearities such as time delay, during opening or closing of valves, and deadband due to stiction. The results of experimental tests on the closed loop system with the PID controller illustrate that the PWM method is suitable for servo control purposes with high accuracy. Furthermore, high accuracy was also achieved in experimental results in response to step inputs. Small values of maximum and Root Mean Square (RMS) positioning errors in response to sinusoidal inputs with various frequencies show better accuracy of SMC controller in comparison with the PID one. Good performance of the developed SMC is even more evident as frequency increases. These results also show considerable improvements in accuracy in comparison with the results of previous works on costly proportional valves.Keywords: Actuator, Servo Pneumatic, Position Control, Sliding Mode Control, Pulse Width Modulation
-
Page 61The suitable design of the keel and skis is of great significance in reduction of impact load on the bottom surface of the flying boats and in hydrodynamic stability during take-off and landing. No theoretical tools are available to handle the effects of viscosity, gravity, and surface tension. Also, the experimental procedures in the laboratory are both time-consuming and expensive. In this paper, numerical simulation of two-phase flow in the water impact problem of a WIG with VOF method and finite volume methods are taken into account and the effect of changing the dead-rise angle on the slamming force is investigated. An algebraic relation based on the dimensionless parameters for the maximum slam force is developed. This is a new step towards choosing the optimum dead-rise angle of the keel and skis of flying boats, faster and easier and decreases the cost of numerical calculations.Keywords: Flying Boat, Dead, rise Angle, Slamming Force
-
Page 73In this paper, an optimization technique is used for finding the thermal power of heaters over the heater surface on a radiant oven to obtain the desired emissive power and heat flux distributions over the product surface (design surface). The direct problem is solved by a quasi-steady method and the view factors are calculated by the Hotell’s crossed string method. The conjugate gradient method is used to minimize the objective function, which is defined by the sum of square residuals between the desired and the estimated heat fluxes over the design surface. The aim of the inverse problem is to optimum the design of thermal systems, such as industrial furnaces, in such a way that the desired transient conditions are achieved over the surface of the product in a thermal process (such as coating, baking and drying).Keywords: Inverse Heat Transfer, Radiation, Radiative Enclosure, Furnace
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.