فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 20 (بهار 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/02/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد رضایی پژند، خسرو خالقی صفحه 1
    سدهای قوسی بتنی که با الگوی هندسه ی بهینه ای طرح می شوند، حجم بتن مصرفی کمتری دارند. این گونه از سازه ها به دلیل سبک بودن در برابر زمین لرزه ها بهتر مقاومت می کنند و ارزان تر ساخته می شوند. الگوی بهینه ی سد باید کلیه ی ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و هندسه ی سازه را وارد تحلیل کند. دراین پژوهش، نویسندگان چندین الگوهای هندسی برای بهینه سازی شکل سدهای قوسی را به کار می برند و کاراترین آن ها را انتخاب می نمایند. از حجم بدنه ی سازه به عنوان تابع هدف و قیدهای پرشمار هندسی و رفتاری برای سازگاری بهتر با طبیعت سد بهره جویی خواهد شد. روش اجزای محدود و برنامه ریزی درجه دوم پیاپی پذیرفتنی برای تحلیل و بهینه سازی به کار می روند و شکل بهینه ی چند سد به دست می آید. نتیجه ها آشکار می سازند که الگوی سهمی گونه، افزون بر دادن کمترین حجم سد، به شمار تکرار بهینه سازی کمتری نسبت به سایر شکل ها نیاز دارد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی شکل، سد قوسی، الگوی هندسی بهینه، برنامه ریزی درجه دوم پیاپی
  • حسین همتیان، عبدالحسین فریدون، مرتضی رجب پور صفحه 17
    پانل های ساندویچی به دلیل ساختار منحصر به فرد خود، دارای ویژگی های خاصی هستند، که مهم ترین ویژگی آن ها نسبت استحکام به وزن بالا می باشد. متغیرهایی که برای طراحی پانل های ساندویچی تعریف شده اند، باید به نحوی تعیین شوند، که در عین فراهم آوردن استحکام لازم، کمترین وزن را نیز داشته باشند. به همین دلیل استفاده از الگوریتم های بهینه سازی در طراحی این پانل ها از اهمیت خاصی برخوردار است. بهینه سازی گروه ذارت (PSO) یک روش تصادفی الهام گرفته از طبیعت می باشد که برای حل مسائل ترکیبی و چند منظوره در مهندسی به کار می رود. در این مقاله کاربرد این روش در بهینه سازی وزن پانل ساندویچی با هسته منشوری با رعایت قیدهای تسلیم و کمانش بیان شده است. از آنجایی که الگوریتم PSO نیاز به مشتق گیری و حدس اولیه خاص ندارد و نیز یک فرایند اتفاقی است، قادر است فضای حل وسیعی را با احتمالی مناسب جستجو کند. مقایسه نتایج نشان داد که الگوریتم PSO به جواب های بهتری رسیده که در تکرارهای کمتری به دست آمده است.
    کلیدواژگان: پانل ساندویچی هسته منشوری، کمترین وزن، قید تسلیم، قید کمانش، بهینه سازی گروه ذرات
  • محمد مهدی صالحی یانه سری، حامد مرادمند، عبدالرضا سروقدمقدم صفحه 27
    در این پژوهش به تاثیر میانقاب مصالح بنایی در رفتار قاب های بتنی به دو روش سه دستکی وتک دستک قطری پرداخته شده است که روش سه دستکی به عنوان یکی از آخرین تکنیک های ارائه شده برای مدل سازی میانقاب های مصالح بنایی و روش تک دستک قطری نیز به عنوان روش پیشنهادی دستورالعمل بهسازی لرزه ای برای مدل سازی میانقاب ها می باشند. قاب های میانپر از سه جنبه ارتفاع (تعداد طبقات)، ضخامت و شیوه مدلسازی میانقاب ها مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند این قاب ها بر مبنای آیین نامه های 519 و 2800 ایران، بارگذاری، تحلیل و مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طراحی گشته، سپس بر اساس روش تحلیل استاتیکی فزاینده غیر خطی در دو حالت با و بدون میانقاب به کمک نرم افزار SAP2000 مورد آنالیز و میزان تاثیر میانقاب مصالح بنایی بر رفتار قاب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج در محدوده این مطالعه نشان داد میانقاب ها سبب افزایش مقاومت، سختی، بهبود سطح عملکرد وکاهش تعداد مفاصل خمیری قاب ها شدند ولی در اکثر حالات تحلیل خود میانقاب ها بطور کامل تخریب شده اند و روش تک دستک قطری در اکثر موارد نتایج محافظه کارانه تری نسبت به روش سه دستکی برای قاب ها ارائه می دهد. میزان افزایش سختی و کاهش Drift در اثر حضور میانقاب ها با افزایش ارتفاع قاب ها کمتر می شود. بر این اساس نادیده گرفتن میانقاب ها در قاب های کوتاه تر می تواند به یک طراحی نادرست بیانجامد. افزایش ضخامت میانقاب ها نیز تاثیر چندان زیادی در بهبود رفتار قاب های مورد مطالعه در این پژوهش نداشته است.
    کلیدواژگان: بتن مسلح، استاتیکی غیر خطی، میانقاب، سه دستکی
  • نیما امجدی، محمدحسین ولایتی * صفحه 39

    امروزه پایداری ولتاژ به عنوان یکی از مهترین انواع پایداری ها در سیستم قدرت شناخته می شود. در تحلیل پایداری ولتاژ مرزهای استاتیکی و دینامیکی متفاوتی مانند حداکثر بارپذیری سیستم (MLP) و نقاط دوشاخه ای SNB، HB و LIB تعریف می شوند. بدین منظور یکی از تئوری هایی که کاربرد وسیعی در بررسی پایداری ولتاژ و شناسایی مرزهای مرتبط با آن دارد، تئوری دوشاخگی (Bifurcation) است که بر اساس آنالیز مقدار ویژه، وضعیت پایداری و چگونگی ناپایدار شدن سیستم قدرت را بیان می کند. عوامل متعددی در پایداری ولتاژ سیستم قدرت و حد آن تاثیرگذار می باشند. از جمله این موارد مدل بارهای سیستم، پارامترهای سیستم های کنترلی مانند سیستم تحریک ژنراتورها و محدودیت توان راکتیو تولیدی ژنراتورها می باشند که تاثیر بسزایی در حد استاتیکی و دینامیکی پایداری ولتاژ سیستم قدرت دارد. در این مقاله با استفاده از یک آنالیز ترکیبی شامل تئوری دوشاخگی، آنالیز مدال و شبیه سازی دینامیکی، تاثیر مدل های بار، ثابت زمانی و بهره سیستم تحریک و محدودیت توان راکتیو تولیدی ژنراتورهای سیستم قدرت بر حد دینامیکی پایداری ولتاژ و مشخصا مرز HB مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

    کلیدواژگان: پایداری ولتاژ، تئوری دوشاخگی، ژاکوبین جبری دینامیکی، ژاکوبین پخش بار، مقدار ویژه
  • مهدی اژدری مقدم، مهنا تاج نسایی صفحه 57
    کانال های روباز ذوزنقه ای یکی از رایج ترین و بهینه ترین مقاطع مورد استفاده در سیستم های انتقال آب هستند و به همین دلیل بررسی شرایط جریان در آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. از مهم ترین موضوعات بررسی جریان در کانال ها می توان به اثر مولفه های عرضی سرعت روی جریان اشاره نمود که بارزترین این اثرات، ایجاد سلول های جریان ثانویه است. عوامل متعددی نظیر زبری جداره های کانال می توانند بر نحوه ی شکل گیری این سلول ها موثر باشند. از آنجایی که بررسی آزمایشگاهی شرایط جریان در کانال ها هزینه های زمانی و مالی زیادی در برداشته و نیازمند دسترسی به آزمایشگاه های مجهز است، محققین به دنبال جایگزینی این بررسی ها با روش های ارزان تری نظیر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می باشند. در مطالعه ی حاضر با بهره گیری از دینامیک سیالات محاسباتی در قالب استفاده از نرم افزار محاسباتی ANSYS CFX شرایط جریان در کانال روباز ذوزنقه ای با جداره های زبر مدل سازی شده، تغییرات سلول های جریان ثانویه و توزیع پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت عمق متوسط و تنش برشی مرزی تحت تاثیر افزایش یکنواخت در زبری جداره های کانال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از تغییر ابعاد و موقعیت قرارگیری سلول ها در اثر افزایش یکنواخت زبری است. همچنین این افزایش موجب کاهش سرعت متوسط عمقی و افزایش تنش برشی مرزی می-گردد.
    کلیدواژگان: سلول های جریان ثانویه، دینامیک سیالات محاسباتی، نرم افزار ANSYS CFX، زبری یکنواخت، توزیع سرعت متوسط عمقی، توزیع تنش برشی مرزی
  • غلامعلی شفابخش، فریبرز فتحی، علی زایرزاده صفحه 71
    روش های اولویت بندی اصلاح مقاطع پر تصادف، عمدتا بر اساس روش های تک معیاره استوار بوده اند. به این ترتیب که با تعریف یک معیار مستقل و مجزا، شناسایی و اولویت بندی مقاطع مختلف انجام می شده است. با توجه به کمبود بودجه برای انجام اقدامات ایمن سازی، اولویت بندی مقاطع غیر ایمن از اهمیت خاصی برخوردار است. در این راستا روش های متفاوت و متعددی توسط کارشناسان ارائه شده که هر یک بر مبنای خاصی استوار بوده اند. در این بین می توان به دو ساختار کلی مبتنی بر بررسی های اقتصادی و فنی اشاره کرد. از طرفی به دلیل ضعف موجود در آمار تصادفات (ناقص، غلط یا بلا استفاده بودن آمار)، بهتر است تا روش های شناسایی و اولویت بندی ارائه شده، تا حد امکان بدون توجه به آمار تصادفات پایه گذاری و مطرح شوند و در اینجاست که روش های نو و فرا ابتکاری اهمیت ویژه ای پیدا می کنند. در این تحقیق که بعنوان مطالعه جدیدی در زمینه ایمنی راه در کشور محسوب می گردد، از ابزار قدرتمند شبکه های عصبی مصنوعی چند لایه پیش خوراند برای پیش بینی اولویت اصلاح نقاط حادثه خیز محورهای استان مازندران، استفاده شده است و سعی شده است تا ضمن بررسی مزایای استفاده از شبکه عصبی، با در نظر گرفتن تاریخچه تصادفات نقاط و هزینه های اصلاح آن ها روش دستیابی به اولویت بندی بهینه مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اولویت بندی، مقاطع پر تصادف، هزینه های اصلاحی، تصادفات، شبکه عصبی
  • مجتبی دهقان منشادی، رحیم شمس الدینی، علی سعیدی نژاد صفحه 83
    یکی از ابزار قدرتمند در پیش بینی رفتار و پاسخ های سیستم در حوزه مهندسی شبکه عصبی می باشد. در کار حاضر با استفاده از یک شبکه عصبی وابسته به زمان داده های موجود حاصل از کار آزمایشگاهی برای مطالعه پارامترهای توربولانس مورد پردازش قرار گرفته است. مدل شبکه عصبی مدل پیش خور می باشد و برای تابع آموزش از الگوریتم لونبرگ- مارکوارادت استفاده شده است. داده های حاصل از پراب دوبعدی و یک بعدی سیم داغ که به صورت ولتاژ می باشد با انطباق آن ها به مقادیر سرعت توسط منحنی کالیبراسیون و تبدیل به بردار سرعت، به عنوان داده های ورودی برای آموزش شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفته اند. شبکه در دو حالت یک بعدی و دوبعدی آموزش داده شده و نتایج برای حالات دیگر با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردیده است که نتایج شبکه عصبی انطباق مناسبی با نتایج داده های دقیق ارائه می کند و همچنین مدلی برای میان یابی و پیش بینی حالات میانی ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی دینامیکی، توربولانس، سرعت سنج سیم داغ، الگوریتم لونبرگ، مارکوارادت
|
  • Pajand, Khaleghi Page 1
    Concrete arch dams required less volume of concrete, when they are designed by an optimized geometrical model. These types of structures have better resistance against earthquakes because they are light, and can be built with lower prices. Optimal dam model should include all the features of the geometric, physical and mechanical specifications in the analysis. In this study, the authors use several geometric models for optimizing the shape of arch dams and will choose the most effective one. Dam volume is used as the objective function and geometric and behavior constraints are utilized for better adjustment to the nature of structure. Finite element method and feasible sequential quadratic programming are used for the analysis, and optimal shapes of several dams are obtained. The results show that parabolic model, in addition to having a minimum body volume, requires fewer numbers of optimization iterations in comparison to the other's geometrical forms.
  • Matian, Fereidoon, Rajabpour Page 17
    High strength to weight ratio is significant specific of sandwich panels due to trait particular of special structure of them. The variables that defined for design of sandwich panels should be determined with procedure that it has lowest weight with appropriate strength. Due to this reason, utilization of optimization algorithms to design of these panels has a particular importance. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is a random method that is adopted from nature for solving couple and multi objective problems in engineering. In this paper the application of this method in weight optimization of prismatic core sandwich panels based on yield and buckling criteria is proposed. Because of the PSO algorithm, doesnt need the derivative and special preliminary guess and also is a random procedure, this algorithm is able to search the extended solving space with appropriate probability. Comparison of results represented that PSO algorithm in few iterates can achieve to better results.
  • Salehi Yanesari, Moradmand, Sarvghad Moghadam Page 27
    In this researches the effect of masonry infill in concrete frames behavior have been proceed by two
    Methods
    three strut and diagonal one strut, that three strut method is known as one of last presented Technique for infill masonry modeling so diagonal one strut method is suggested method of retrofit construction for modeling of masonry infills. Three aspects of frames that have been investigated are height (number of story), thickness and modeling method of infills. These frames have been loaded and analyzed based on 519 & 2800 codes. and designed according to ninth discussion of structures public (national) institutes and then analyzed based on nonlinear pushover analysis in two state with and without infill by sap 2000 software, and the amount of masonries infill effect on the frames behavior has been investigated. The results represents that infills increase, strength, stiffness and improve performance level and decrease of hinges number, but in most of analysis states, infills have been destroyed completely and diagonal one strut method in most cases represented conservative results rather than three strut method for frames. Amount of stiffness increment and drift decrease, because of infill presence would be decrease by increase in height. By this, ignorance of infills in lower fames can result in incorrect design and increase of infills thickness did not have such influence on the improve of studied frames behavior in this research.
  • Amjady, Velayati Page 39

    Nowadays, Voltage stability is an important types of power system stabilities. To analysis of voltage stability, different static and dynamic boundaries such as maximum Loadability point (MLP) and bifurcation points such as saddle node bifurcation (SNB), hopf bifurcation (HB) and limit induced bifurcation (LIB) are introduced. Bifurcation theory that is based on the eigenvalue analysis is an effective method to evaluation of voltage stability and its boundaries. Moreover, load models, over-excitation limits of generators and auto-regulator of transformers will affect voltage stability. Therefore, in this paper, the Hopf bifurcation boundary of voltage stability feasible region is analyzed by combination of time domain simulation (TDS), bifurcation theory and modal analysis of dynamic Jacobian matrix of power system. Effect of different load models, reactive power generation limits of generators and excitation system parameters on voltage stability dynamic loading margin (especially HB) is evaluated.

  • Azhdary Moghadam, Tajnesaie Page 57
    Trapezoidal open channels are among the most common and optimized sections that used in water conveyance system. Thus investigation of flow conditions in them is very essential. One of the most important related subjects is lateral velocity component that produced cells in secondary flow. Several parameters such as channel roughness can intervene on how cells were formed. In the present study applying CFD methods using ANSYS CFX package flow condition in trapezoidal open channels with roughed boundary were simulated and variation of cells in secondary flow and distribution of hydraulic parameters such as mean depth velocity and boundary shear stress under uniform increase of boundary roughness were investigated. The results showed changes in sizes as well as the cells location due to uniform roughness increase. Also this increase was caused decrease in mean depth velocity and increase in boundary shear stress.
  • Shafabakhsh, Fathi, Zayerzadeh Page 71
    Eventful sections prioritization methods usually have been based on single-criterion methods. Therefore, with respect to a separate and distinct criterion, identifying and prioritization of different sections have been done. Due to budget deficiency for immunization actions, prioritization non-immune sections are of great importance. In this regard, several different methods were presented by experts that were based on a specific basis. Among these, we can point to two general structures based on economic and technical studies. On the other hand due to weakness in accidents data (incomplete, incorrect or unused data), It is better to identify and prioritize the proposed methods, evaluated as far as possible without regard to the accidents data, here the new and innovative methods have special significance. In this study which is new in the field of road immune in the country, we use powerful device named multilayer Artificial Neural Networks for predicting prioritization of eventful MAZANDARAN road networks modifying. And tried to investigate the advantages of using neural networks, considering the history of accidents and the costs of their modifying, achieving method to optimal prioritization should be analyzed.
  • Dehghan Manshadi, Shamsaddini, Saeidinezhad Page 83
    Neural network is a powerfull tool to predict the behavior and response of systems in engineering area. In present work, the time dependent results of experimental investigations have processed with a neural network model. Neural network model was Feed-Forward and has used the Levenberg-Marquardt algorithm as training function. The results of one and two wire probe of hot wire anemometry in form instantaneous voltages with coincidence them with average velocity values and change to velocity vectors were used as input data for training of neural network. The network was training in one and two conditions and the results were compared with experimental data. The results showed that the network results are as good agreement with accurate results. Also, a model was defined for interpolating and predicting of middle situations.