فهرست مطالب

مدل سازی در مهندسی - پیاپی 48 (بهار 1396)

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 48 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/02
  • تعداد عناوین: 20
|
  • امید رحمانی*، رضا بیات صفحه 1
    امروزه توجه زیادی به کنترل ارتعاشات سازه ها با مواد هوشمند می شود. این مواد به علت فرکانس بالا، وزن و حجم کم، تبدیل آسان انرژی الکتریکی به مکانیکی و بالعکس و... بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از جمله موارد استفاده این مواد می توان به صنایع هوافضا (برای مثال در باله های موشک، پره های روتور هلیکوپتر، ماهواره ها و... )، صنایع دریایی (حذف نویز و ارتعاشات در زیردریایی ها،...)، وسایل ورزشی، خرپاهای فضایی و... اشاره کرد. در این مطالعه نحوه کنترل ارتعاشات یک تیر کامپوزیتی با استفاده از لایه های هوشمند مگنتواستریکتیو مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور حل معادله ی حرکت تیر هوشمند با تکیه گاه ساده از روش ناویر استفاده شده و در ادامه تاثیر ضخامت لایه ی مگنتواستریکتیو، فاصله لایه مگنتواستریکتیو، جنس کامپوزیت و چیدمان الیاف در جذب ارتعاشات مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: کنترل ارتعاشات، مواد مگنتواستریکتیو، تیر کامپوزیتی چند لایه، مواد هوشمند
  • عزیز عظیمی*، شهاب غلامی، حسن بیاتی صفحه 15
    در این مقاله، به بررسی هدایت حرارتی غیرفوریه در شن ریخته گری پرداخته شده است که درون یک جعبه قرار داشته و ناگهان تحت یک شارگرمایی لحظه ای قرار می گیرد. با توجه به ناکارآمدی مدل فوریه در مدل کردن رفتار این مسئله به سبب وجود اختلاف انتقال حرارت بین فازهای شن و توانایی مدل های بر پایه حساب کسری در مدل کردن رفتارهای غیرعادی در مواد مختلف، در این مقاله از مدل های بر پایه حساب کسری استفاده شده که به تازگی وارد حوزه فیزیک شده اند. خواص ترموفیزیکی، شرایط مرزی و اولیه مسئله معلوم است. مسئله در یک الگوریتم سعی و خطا به منظور بدست آوردن مقادیر تاخیر زمانی و مرتبه کسری با استفاده از یک روش ضمنی گسسته سازی و حل شده است. نتایج نشان می دهند که مدل کسری استفاده شده برای شرایط فراپخشی و فروپخشی هیچ کدام به تنهایی قادر به مدل کردن انتقال حرارت در شن نیستند. همچنین می توان مشاهده نمود که در لحظات اولیه شرایط فروپخشی و در لحظات بعدی شرایط فراپخشی حاکم بر مسئله می باشد. با بکارگیری همزمان مدل های فروپخشی و فراپخشی، نتایچ عددی حاضر توانسته اند داده های تجربی مربوط به توزیع دما درون جعبه را هم پوشانی کنند.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت غیرفوریه، حساب کسری، مدل های کسری، مدل فروپخشی، فراپخشی
  • ارائه روشی برای پیش پردازش تصویر جهت بهبود عملکرد JPEG 2000 در فشرده سازی تصویر
    سکینه اسدی امیری*، حمید حسن پور صفحه 19
    دو گام اساسی در فشرده سازی تصویر به شیوه JPEG 2000 تبدیل موجک و کدگذار صفحات بیتی می باشند. در این روش ابتدا از تصویر تبدیل موجک گرفته می شود، سپس بسته به نرخ فشرده سازی مورد نظر، تعدادی از صفحات بیتی ضرایب تبدیل موجک از پرارزش ترین بیت تا بیت کم ارزش تر کد می گردند. پس از دستیابی به نرخ فشرده سازی مورد نظر، سایر صفحات کم ارزش تر ضرایب موجک حذف می گردند. در به کارگیری این روش، تصاویری که وضوح کمتری دارند، ضرایب تبدیل موجک مربوط به نواحی فرکانس بالای آنها مقدار کوچکی پیدا می کنند و در نتیجه در صفحات بیتی کم ارزش تر واقع می شوند. این صفحات بیتی کم ارزش تر هنگام فشرده سازی، در مرحله کدگذاری حذف می گردند. از اینرو JPEG 2000 عملکرد محدودی در فشرده سازی تصاویر با وضوح کم، را دارا می باشد. در این مقاله به منظور بهبود عملکرد JPEG 2000 پیش پردازشی بر روی تصویر انجام می شود تا وضوح تصویر افزایش یابد. با افزایش وضوح تصویر، نواحی فرکانس بالا مقادیر قابل توجهی در ضرایب تبدیل موجک پیدا می کنند. در نتیجه اطلاعات این ضرایب در مرحله کدگذار صفحات بیتی تا حدود زیادی حفظ می شوند. نتایج نشان می دهد که پیش پردازش ارائه شده عملکرد JPEG 2000 را از لحاظ نرخ فشرده سازی و کیفیت تصویر بازیابی شده بهبود می بخشد. به طور دقیق تر، به ازای یک کیفیت تصویر بازیابی شده برابر در روش پیشنهادی و JPEG 2000، روش پیشنهادی به طور متوسط حدود 5/3 درصد نرخ فشرده سازی JPEG 2000 را بهبود می دهد.
    کلیدواژگان: پیش پردازش، فشرده سازی تصویر، وضوح تصویر، روش JPEG 2000
  • بهینه سازی عملیات انفجار با استفاده از روش ترکیبی عصبی-مورچگان (مطالعه موردی: معدن سنگ آهن دلکن)
    امیر سقط فروش، مسعود منجزی*، جعفر خادمی حمیدی صفحه 20
    در یک عملیات مطلوب انفجار، هدف اصلی تامین خردایش مناسب سنگ و جلوگیری از بروز پدیده های نامطلوب و ناخواسته ناشی از انفجار (لرزش زمین، پرتاب سنگ و عقب زدگی) است. بطور کلی عوامل تاثیرگذار بر عملیات انفجار را می توان به دو گروه پارامترهای قابل کنترل (الگوی انفجار) و پارامترهای غیر قابل کنترل (خصوصیات ژئومکانیکی توده سنگ) تقسیم بندی نمود. پارامترهای قابل کنترل در عملیات انفجار را می توان با استفاده از مدل های تجربی تعیین نمود. با توجه به تنوع مقادیر بدست آمده برای پارامترهای قابل کنترل از مدل های تجربی، باید از روش های با کارایی بالاتر استفاده نمود. دلیل عمده عدم حصول نتیجه مناسب از مدل های تجربی، دخیل بودن تعداد زیادی پارامتر در نتیجه حاصل از انفجار است. ترکیب روش های هوشمند و فرا ابتکاری در حل چنین مسائل پیچیده ای می تواند بسیار مفید باشد. در این تحقیق، که در آن معدن سنگ آهن دلکن به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده، پرتاب سنگ و عقب زدگی از عوارض ناخواسته انفجار می باشند. هدف از این تحقیق، ساخت یک مدل شبکه عصبی مصنوعی با قدرت پیش بینی بالا و سپس استفاده از الگوریتم مورچگان برای یافتن ترکیبی از داده های ورودی است به گونه ای که عوارض نامطلوب ناشی از انفجار، به کمترین مقدار ممکن برسد. پس از عملیات مدل سازی، بهترین الگوی انفجاری با ضخامت بارسنگ 8/2 متر، فاصله ردیفی چال 3/3 متر، طول چال 2/10 متر، گل گذاری 5/1 متر و خرج ویژه 201 گرم بر تن انتخاب گردید. استفاده از الگوی فوق می تواند منجر به کاهش تقریبی 42 درصدی عقب زدگی و 62 درصدی پرتاب سنگ گردد.
    کلیدواژگان: الگوی انفجار پرتاب سنگ عقب زدگی الگوریتم کلونی مورچگان
  • محمد همت اسفه *، شکوفه رضاکاظمی صفحه 23
    در این نوشتار، مطالعه ای آزمایشگاهی بر روی ویسکوزیته ی دینامیکی نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم گزارش و تحلیل شده است. نتایج آزمایشگاهی حاصله با پرکاربردترین مدل های کلاسیک موجود یعنی مدل های اینشتین و وانگ مقایسه و تحلیل، شده است. نتایج نشان می دهد که ویسکوزیته ی دینامیکی اندازه گیری شده در آزمایش ها با مدل های موجود، فاصله دارند. با توجه به اختلاف یافته های تجربی و نتایج تخمینی معادلات کلاسیک، یک رابطه ی تجربی برای تخمین ویسکوزیته ی دینامیکی موثر نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم مبتنی بر نتایج آزمایش ارائه و شرح داده می شود.
    در این تحقیق، از ویسکومتر مخروط و صفحه ی بروکفیلد برای اندازه گیری ویسکوزیته ی دینامیکی نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم با کسر حجمی های 0. 05 (5. 0%)، 0. 04 (4. 0%)، 0. 03 (3. 0%)، 0. 02 (2. 0%)، 0. 01 (1. 0%)، 0. 005 (0. 5%) و 0. 0025( 0. 25%)، در دمای اتاق، استفاده شده است.
    کلیدواژگان: نانوسیال، اکسید آلومینیوم، ویسکوزیته دینامیکی، انتقال حرارت، رابطه تجربی
  • امین نیکوبین، علی قدوسیان، مجتبی ریاحی وزواری* صفحه 31
    هدف این مقاله یافتن مسیر بهینه با کمترین تلاش، جهت جابجایی مجری نهایی ربات سه کابلی فضایی، در فضای کاریش می باشد. جهت این کار، ابتدا به مدلسازی سینماتیکی و دینامیکی ربات سه کابلی فضایی پرداخته می شود، سپس شبیه سازی و استخراج نتایج با دو روش مستقیم و غیر مستقیم انجام می گیرد. روش حل غیرمستقیم بر اساس روش حساب تغییرات می باشد. شرایط لازم بهینگی به منظور حداقل شدن گشتاور بین دو نقطه داده شده و با استفاده از اصل مینیمم پونتریاگن استخراج می گردد. این شرایط بهینگی تشکیل یک مساله مقدار مرزی دو نقطه ای می دهد که با الگوریتم های عددی قابل حل می باشد. روش مستقیم، از ترکیب یک روش بهینه سازی فراابتکاری و یک میانیاب چندجمله ای، به همراه معادلات ربات ایجاد می گردد و این مقاله از روش فراابتکاری الگوریتم مثلث بهینه گر و میانیاب چندجمله ای درجه چهار استفاده کرده است. این ترکیب جدید ایجاد شده با چند جمله ای مرتبه چهار، بجای استفاده از مقادیر میانی مسیر به عنوان متغیرهای طراحی، ثابت های مشخصی از چند جمله ای را متغیر طراحی جهت بهینه سازی مسیر، قرار می-دهد. روش غیرمستقیم پاسخ دقیق را می دهد، ولی استخراج شرایط بهینگی آن دارای محاسبات ریاضی، دشوار و زمانبر می باشد. در حالی که روش مستقیم پاسخ تقریبی مسئله را بدون محاسبات جبری اولیه می دهد. در انتها دو مثال، با روش مستقیم و روش غیرمستقیم انجام می شود و مقایسه نتایج، کارایی مناسب روش مستقیم پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: طراحی مسیر، مسیر بهینه، ربات کابلی، میانیاب چندجمله ای، الگوریتم مثلث بهینه گر
  • محمد محسن شاه مردان *، محمود نوروزی، امین شهبانی ظهیری صفحه 45
    هدف اصلی از انجام مطالعه حاضر، بررسی تاثیر و نقش شکل گیری گردابه های متقارن و نامتقارن و تعداد آنها بر روی افت فشار و تلفات جریان در تبدیلات واگرای تدریجی می باشد. برای ایجاد گردابه های متقارن و نامتقارن، جریان آرام سیال نیوتنی در داخل کانال با انبساط تدریجی صفحه ای برای نسبت انبساط 1:3 شبیه سازی شده است. گسسته سازی معادلات حاکم با به کارگیری روش عددی حجم محدود در حالت دو بعدی انجام گرفته است. همچنین برای ترکیب متغیر های سرعت و فشار از الگوریتم پیزو بر روی شبکه ثابت استفاده گردیده است. برای مطالعه اثرات گردابه ها، بررسی و محاسبه ضرایب فشار و تلفات برای محدوده وسیعی از زوایای انبساطی و در اعداد رینولدز مختلف انجام گرفته است. برای ارزیابی صحت انجام این تحقیق، نتایج بدست آمده از زاویه انبساطی 90 درجه با تحقیقات گذشته مقایسه گردیده است؛ که دارای مطابقت بسیار خوبی با مطالعات گذشته می-باشد. خطوط جریان و کانتورهای فشار برای تحلیل و درک بهتر دینامیک جریان ترسیم شده است. برای بررسی نقش تقارن و عدم تقارن گردابه ها و نیز اثر تعداد گردابه ها، نمودارهای مربوط به تغییرات فشار بر روی خط مرکزی کانال، ضرایب فشار و تلفات به صورت تابعی از زاویه انبساطی و عدد رینولدز ترسیم و تحلیل گردیده است. نکته قابل توجه این است که برای جریان سیال در داخل کانال با انبساط تدریجی صفحه ای، ضرایب فشار و تلفات در زاویه انبساطی 53 درجه، مستقل از عدد رینولدز می باشند
    کلیدواژگان: گردابه ها، ضریب فشار، ضریب تلفات، زاویه انبساطی، ویسکوزیته، جابجایی
  • مهناز ذاکری*، امید افضل نژاد صفحه 61
    در این پژوهش اثر زاویه کایرال بر رفتار کمانشی نانولوله های کربنی تک-جداره بررسی می شود. برای اینکه اثر زاویه کایرال مستقل از اثر اندازه بررسی گردد از هندسه هایی با طول و قطر برابر اما زاویه کایرال متفاوت استفاده شده است. برای مدل کردن پیوندهای شیمیایی بین اتم های کربن، انرژی پتانسیل تئوری مکانیک مولکولی با انرژی کرنشی ذخیره شده در یک تیر سه بعدی که اتصال بین دو اتم کربن را مدل می کند، برابر قرار داده می شود. پس از تعیین خواص المان تیر جایگزین، مختصات گره ها (اتم های کربن) و المان ها به وسیله برنامه ای که در نرم افزار متلب تهیه شده است تعیین می شود. سپس به کمک نرم افزار انسیس اثر زاویه کایرال بر بار کمانش محوری و پیچشی، برای انواع ساختارها بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که در کمانش محوری، زاویه ی کایرال بر بار کمانشی چندان تاثیر ندارد اما در حالت بارگذاری پیچشی زاویه ی کایرال یک پارامتر تاثیرگذار است. نانولوله با زاویه ی کایرال 11/19 درجه بیشترین مقدار گشتاور بحرانی را دارد. در حالت بارگذاری پیچشی پادساعت-گرد، نانولوله با زاویه ی کایرال 64/9 درجه کمترین مقدار گشتاور بحرانی را دارد. هم چنین در حالت پیچشی جهت پیچش نیز مهم است به طوری که برای ساختارهایی با زاویه کایرال 48/15 درجه اختلاف بین حالت ساعت گرد و پادساعت گرد به بیشترین مقدار خود می رسد.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، زاویه کایرال، کمانش پیچشی، کمانش محوری، مدلسازی اجزای محدود
  • محمد همت اسفه*، سیف الله سعدالدین صفحه 73
    در این تحقیق، انتقال حرارت جابجایی نانوسیال عامل دار شده نانولوله چندجداره کربنی -آب با عامل کربوکسیل در کسرهای حجمی پایین در جریان مغشوش، درون یک مبدل، مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. تاثیر کسر حجمی در محدوده 05/0% تا 1% بر انتقال حرارت جابجایی در محدوده عدد رینولدز بین 5000 تا 27000 مطالعه شده است. همچنین ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی نانوسیال در دماها و کسرهای حجمی مختلف به صورت تجربی، اندازه گیری شده است. به روشنی وابستگی شدید ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی نانوسیال به دما و کسر حجمی مشاهده گردید. از این رو، برای پیش بینی ضریب هدایت حرارتی نانوسیال عامل دار شدهنانولوله کربنی چند جداره-آب، دو مدل جدید بر مبنای برازش منحنی با داده های تجربی با تابعیت دما و کسرحجمی ارائه گردید.در ادامه این تحقیق، ضریب انتقال حرارت جابجایی، عدد ناسلت، افت فشار و ضریب عملکرد برای کسر های حجمی مختلف محاسبه و نمودارهای مرتبط با آنان ارائه گردید. نتایج تجربی به روشنی نمایان می سازد که هر دو فاکتور ضریب انتقال حرارت و بازدهی حرارتی با افزایش کسر حجمی، افزایش می یابند. بطور متوسط %78 افزایش در ضریب انتقال حرارت، % 5/36 افزایش در عدد ناسلت متوسط و % 3/ 27 تحمیل افت فشار در بالاترین کسر حجمی نانولوله کربنی چند جداره در آب، مشاهده شد.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی چند جداره عامل دار شده، نانوسیال، انتقال حرارت، ضریب هدایت حرارتی، ویسکوزیته دینامیکی
  • رضا قادری *، مهدی جهانگیری، احمد حقانی صفحه 85
    امروزه میکرو تیرکهای پیزوالکتریک بواسطه داشتن ساختاری انعطاف پذیر، حساسیت بالا به نیروهای مولکولی و اتمی و همچنین پاسخ دهی بسیار سریع بطور گسترده ای در میکروسکوپ های نیروی اتمی، اصطکاکی، اسکن حرارتی و همچنین اندازه گیری بیوجرمی مورد توجه قرارگرفته اند. با توجه به جابجای های کوچک این نوع میکرو تیرکها، آنالیز ارتعاشی کامل و مطالعه چگونگی رفتار آنها می تواند، نقشی کلیدی در دقت اندازه گیری های آنها و همچنین طراحی بهینه شان داشته باشد. بنابراین در این مقاله ابتدا معادله دیفرانسیل حاکم بر حرکت میکرو تیرک پیزوالکتریک با در نظر ناپیوستگی های هندسی، به کمک روش حل عددی Runge-Kutta مبتنی بر مدل تیر ناپیوسته و همچنین روش المان محدود حل می شود. سپس به منظور تعیین چگونگی تاثیر هر یک از پارامترهای هندسی میکرو تیرک بر پارامترهای اصلی حرکت ارتعاشی، آنالیز حساسیت انجام می شود. آنالیز حساسیت به کمک روش Sobol که مبتنی بر واریانس داده های خروجی است، صورت می پذیرد. نتایج نشان می دهد که مدل تیر ناپیوسته و همچنین روش المان محدود از دقت قابل قبولی در محاسبه فرکانس طبیعی و دامنه تشدید این نوع میکرو تیرک برخوردار است. نتایج آنالیز حسایت نیز مشخص می کنند که مد اول حرکت ارتعاشی میکرو تیرک مناسب ترین مد جهت توپوگرافی سطح و نانو ذره می باشد.
    کلیدواژگان: ارتعاش غیر خطی، میکرو تیرک پیزولکتریک، نانو ذره، المان محدود، آنالیز حساسیت
  • مجید مرادی باستانی*، قنبر علی شیخ زاده صفحه 99
    در این تحقیق افت فشار جریان آب عبوری از اریفیس های صنعتی چند مرحله ای نصب شده در داخل یک لوله در نیروگاه حرارتی 1300 مگاواتی شازند اراک، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مغشوش بودن جریان آب، برای مدلسازی از مدل استاندارد استفاده شده است. به منظور دست یافتن به یک افت فشار خاص در یک دبی آب مشخص ورودی به لوله، بر اساس ترکیبی از تعداد مراحل اریفیس ها به همراه تغییر در تعداد سوراخ ها و نیز قطر آنها یک طراحی بهینه انجام شده است. در نهایت به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده از مدلسازی فوق، با ساخت اریفیس های مذکور و نصب آنها در لوله مورد نظر، نتایج حل عددی با نتایج واقعی بدست آمده در نیروگاه مقایسه شده که تطابق قابل قبولی بین آنها مشاهده شده است. لازم به ذکر است این افت فشار به بازشدن بیشتر شیرهای کنترلی پس از آن منجر می شود که تاثیر زیادی در کاهش خوردگی این شیرها و عملکرد مناسب تر آنها دارد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، اریفیس های صنعتی چند مرحله ای، جریان تراکم ناپذیر مغشوش، افت فشار
  • عباس رجبی خانقاهی، علی عباس نژاد*، مجید عمیدپور صفحه 111
    یکی از موضوعاتی که در طراحی سیستم های گرمایش آب خورشیدی کمتر مورد توجه قرار گرفته است، توجه به چگونگی توزیع آب گرم برای مصارف گوناگون در طول روز می باشد. اصولا در نصب کلکتورها، دریافت حداکثری تشعشع روی یک مترمربع از سطح کلکتور بدون در نظر گرفتن مصرف آب گرم و پارامترهای دیگر مورد توجه قرار می گیرد درحالی که می توان جهت-گیری کلکتورها را طوری تعیین نمود که بیشترین جذب انرژی از یک سطح با بازده حرارتی بالاتر با توجه به ساعات مصرف و تغییرات دمای مخزن وجود داشته باشد. در اصول محاسبات خورشیدی به وضوح تاثیر طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی بر زاویه کلکتور ارایه شده است، اما تاثیر الگو و چگونگی توزیع مصرف بویژه بر جهت گیری کلکتور کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، بهینه سازی همزمان پارامترهای طراحی شامل زوایای کلکتورها، سطح آنها و حجم مخزن ذخیره با در نظر گرفتن الگوی مصرف آب گرم است. مقایسه نتایج بدست آمده با حالت متداول که هدف، فقط دریافت حداکثری تشعشع است نشان دهنده افزایشی 7% ی صرفه جویی انرژی سالیانه و 5/1% ی صرفه جویی اقتصادی می باشد.
    کلیدواژگان: آبگرمکن خورشیدی، الگوی مصرف، جهت گیری صفحه جاذب، بهینه سازی
  • محمد غنی زاده*، عبدالرضا سروقدمقدم، مسعود فرزام صفحه 125
    دیوارهای برشی بتنی با توجه به نسبت ارتفاع به عرض به دو دسته ی دیوارهای برشی بلند وکوتاه تقسیم می شوند. دیوارهای برشی بلندبا نسبت ابعادی بزرگتراز 2 به دیوارهای خمشی معروف بوده وهمانندتیرهای کنسولی تحلیل می شوند. دردیوارهای برشی کوتاه با نسبت ابعادی کوچکتر از2 بدلیل وجودنیروی برشی بزرگ متناظربا ظرفیت خمشی دیوار، تاثیرمتقابل برش وخمش قابل ملاحظه بوده وآنالیز آنها باآنالیز دیوارهای برشی بلند متفاوت می باشد. دراین مقاله رفتار دیوارهای برشی کوتاه بتن آرمه، به کمک برنامه المان محدودغیر خطی ATENA 3D مورد بررسی قرار گرفته و ضمن ارزیابی نوع گسیختگی و مقاومت برشی نهایی و پسماند، تاثیرپارامترهایی نظیر، بارمحوری و مشخصات مصالح، بر روی رفتاردیوارهای برشی کوتاه بررسی گردیده است. نشان داده می شود که نیروهای محوری تاثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار انعطاف پذیردیوار برشی کوتاه دارند .
    کلیدواژگان: دیوار برشی کوتاه، المان محدود، رفتار غیر خطی، مقاومت برشی
  • حمید پورباقری*، افشین پورتقی، پیام اشتری صفحه 139
    در این مقاله، توانایی روش شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی رفتار دینامیکی سیال در مخازن هوایی آب مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، یک مدل شبکه عصبی برای تخمین دو پارامتر فشار هیدرودینامیک کف مخزن و نوسان سطح سیال ارائه شده است. مدل مورد نظر با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا در برنامه MATLAB نگارش و مورد آموزش و آزمون قرار گرفته است. داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه از نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی یک نمونه مخزن هوایی بتنی با پایه مرکزی به کمک برنامه توان مند ANSYS استخراج شده است. تاریخچه زمانی شتاب افقی زلزله به همراه تغییرمکان سقف مخزن و نیروی برش پایه به عنوان پارامترهای ورودی استفاده شده اند. سپس عملکرد مدل ارائه شده با مقایسه نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود و خروجی مدل مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی توانایی بسیار مناسبی در تخمین پاسخ دینامیکی سیال درون مخزن بویژه برای پارامتر فشار دارد.
    کلیدواژگان: مخازن آب هوایی، شبکه عصبی مصنوعی، فشار هیدرودینامیکی، تلاطم سطح آب، تحلیل دینامیکی
  • محتشم محبی*، حسین شعبانی صفحه 151
    در این مقاله، به طراحی بهینه و بررسی کارآیی میراگر جرمی تنظیم شده ی چندگانه ی فعال (AMTMD) در کاهش ارتعاشات سازه های غیرخطی هیسترسیس پرداخته شده است. برای کنترل فعال سازه های غیرخطی از الگوریتم کنترل بهینه ی آنی بر پایه روش عددی نیومارک استفاده شده است. پارامتر های بهینه ی میراگرجرمی تنظیم شده ی چندگانه و مقادیر ماتریس های وزنی تابع عملکرد کنترل فعال با هدف کمینه کردن بیشینه ی نیروی کنترل مورد نیاز برای کاهش ماکزیمم تغییرمکان جانبی سازه تا یک حد مشخص تعیین شده است. برای حل مسئله ی بهینه سازی با توجه به تعداد زیاد متغیرها از الگوریتم ژنتیک ((GA استفاده شده است. برای آنالیز عددی، قاب برشی 8 طبقه ی برشی با منحنی هیسترسیس دو خطی تحت ارتعاش اغتشاش سفید قرار گرفته و برای مقادیر مختلف درصد جرمی و تعداد مختلف ATMD به طراحی بهینه ی مکانیزم AMTMD پرداخته شده است. همچنین کارایی این سیستم در مقابل زلزله های دورگسل و نزدیک گسل آزموده شده است. نتایج بدست آمده موثر بودن روش پیشنهادی را در طراحی AMTMDروی سازه های غیرخطی نشان می دهد همچنین می توان گفت که مکانیزم AMTMD در صورت طراحی بهینه می تواند خرابی را در سازه های غیرخطی تا حد زیادی کاهش دهد که میزان کاهش وابسته به درصد جرمی ، تعداد TMDها و مشخصات زلزله ورودی می باشد.
    کلیدواژگان: کنترل فعال، میراگرجرمی تنظیم شده ی چندگانه، میراگرجرمی تنظیم شده ی چندگانه ی فعال، قاب برشی غیر خطی، بهینه سازی
  • میلاد غلامی فرد، حسین شریف زاده *، نیما امجدی صفحه 165
    پخش بار بهینه یکی از ابزارهای کلیدی در برنامه ریزی و بهره برداری از سیستم های قدرت است؛ باوجود این، به علت استفاده گسترده از انرژی های تجدیدپذیر در تولید انرژی الکتریکی بخصوص انرژی باد و ماهیت تصادفی آن، این ابزار با چالش مواجه می شود. عدم قطعیت حاکم بر مقدار تولید بادی در دسترس به دلیل خطای پیش بینی، تغییر در روش مدل سازی و حل مساله پخش بار بهینه را ضروری می نماید. در تحقیق فعلی، قیمت های حاشیه ای محلی به عنوان یک پارامتر مهم در سیستم های قدرت مبتنی بر بازار در قالب یک مساله پخش بار بهینه مدل شده و تابع چگالی احتمال آن با استفاده از یک روش تخمین نقطه ای جدید محاسبه می گردد. روش تخمین نقطه ای پیشنهادی، مشخصات توزیع احتمالی مورد نظر را با استفاده از چند گشتاور آنها تخمین می زند. این روش، علاوه بر تضمین مجاز بودن نقاط تخمینی تولید شده، به عنوان یک مزیت قابل توجه، از نظر زمان اجرا و دقت تقریب نیز به روش های معمول تخمین نقطه ای برتری محسوسی دارد. کاربردهای نتایج محاسبه شده از دیدگاه عملی نیز بحث شده است. کارایی روش پیشنهادی روی سه سیستم قدرت 9 و 24 شین IEEE همراه با سیستم عملی 118 شین IEEE آزمایش شده و برتری آن از نظر دقت و همچنین سرعت تخمین نسبت به دیگر روش ها نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: پخش بار بهینه احتمالاتی، عدم قطعیت، تولید بادی، روش تخمین نقطه ای، قیمت حاشیه ای محلی
  • علی حریمی*، خشایار یغمایی صفحه 183
    تشخیص احساس از روی سیگنال گفتار یکی از شاخه های نسبتا جدید در پردازش گفتار می باشد که می تواند در تعامل انسان و روبات نقش مهمی ایفا کند. در این مقاله ضمن استفاده از دو نوع ویژگی طیفی جدید به منظور افزایش نرخ بازشناسی به بررسی تاثیر جنسیت گویندگان در تشخیص احساس پرداخته شده است. ویژگی های یاد شده با استفاده از روش های پردازش تصویر، از تصویر طیف نگاره سیگنال گفتار استخراج می شوند . در این تحقیق به منظور جداسازی احساس های مختلف از یکدیگر از طبقه بند مرتبه ای استفاده شده است. به منظور بهینه سازی ساختار این طبقه بند، ابتدا جداپذیر ترین کلاس ها از هم جدا می شوند تا خطای ایجاد شده در مراحل اولیه طبقه بندی حداقل بوده و این خطا در الگوریتم منتشر نشود. سیستم پیشنهادی بر روی پایگاه داده ی آلمانی برلین آزمایش شده است. بر اساس نتایج بدست آمده نرخ تشخیص برای گویندگان مختلط 4/43% می باشد که این مقدار پس از تفکیک گویندگان بر اساس جنسیت به 86/82% افزایش پیدا می کند. نرخ تشخیص برای گویندگان زن 05/83% و برای مردان 61/82% بدست آمده است.
    کلیدواژگان: تشخیص احساس، احساس در زنان و مردان، الگوهای طیفی، ویژگی های هارمونیکی
  • زهرا مروج*، مجتبی قرجه لو، کاظم مظلومی صفحه 201
    هماهنگی مناسب بین رله های دیستانس و اضافه جریان در سیستم قدرت یکی از مهم ترین مسائل برای امنیت و پایداری سیستم است. در این مقاله روش جدیدی برای هماهنگی بهینه رله های دیستانس و رله های اضافه جریان جهتی با در نظر گرفتن المان عنصر سریع و مشخصه های مختلف برای تمام رله های اضافه جریان به کمک الگوریتم بهینهسازی ژنتیک ارائه می شود. استفاده از المان عنصر سریع با تغییر در قیود هماهنگی امکان تنظیم زمان عملکرد ناحیه دوم رله های دیستانس با مقدار ثابت وکلاسیک را فراهم می کند. روش پیشنهادی بر روی شبکه های نمونه 8 باسه و 30 باسه اجرا شده و نتایج شبیه سازی، سودمندی این روش را در کاهش زمان عملکرد سیستم حفاظت را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: هماهنگی بهینه، رله اضافه جریان جهتی، رله دیستانس، المان عنصر سریع، الگوریتم ژنتیک
  • محمد علی بهشتی نیا *، وحید نعمتی ابوذر صفحه 217
    یکی از مسایل مهم در طراحی یک زنجیره تامین، مساله انتخاب تامین کننده است. پیچیدگی این مساله در حقیقت به این دلیل است که هر کدام از تامین کنندگان قسمتی از معیارهای خریدار را برآورده می کنند و انتخاب از میان آنها در واقع یک مساله تصمیم گیری چندمعیاره (MCDM) است که نیاز به یک رویکرد ساختار یافته و سیستمی دارد. در این مقاله ضمن پرداختن به صنعت خاص تبلیغات دو معیار جدید برای ارزیابی تامین کنندگان ارائه شده است. همچنین یک روش ترکیبی، با تلفیق تکنیکهای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) فازی و تاپسیس (TOPSIS) فازی به منظور ارزیابی تامین-کنندگان در این صنعت پیشنهاد شده است. هر یک از این دو روش دارای مزایا و معایبی هستند. سعی شده است نحوه تلفیق این دو روش به گونه ای باشد که بتوان از مزایای هر دو روش استفاده نمود. علت استفاده ار تئوری فازی در این روش ترکیبی، کیفی بودن پارامترهای تاثیرگذار و کاهش خطا در کمی کردن این پارامترهای کیفی به مقادیر کمی می باشد.
    کلیدواژگان: تصمیم گیری چند معیاره، انتخاب تامین کنندگان، منطق فازی، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، تاپسیس
  • فرشاد حکیم پور، سیامک طلعت اهری، ابوالفضل رنجبر * صفحه 231
    این مقاله به مکان یابی بانکها تحت شرایط رقابتی با سطوح جذابیت متفاوت پرداخته است. مساله مکان یابی بانکها به فاکتورهای زیادی نیاز داشته و جزء مسایل NP-HARD طبقه بندی می شود. استفاده از روش های فراابتکاری برای حل مسایل NP-HARD علیرغم تقریبی بودن، مناسب ترین راه حل به نظر می رسد. در این تحقیق از روش های بهینه سازی ژنتیک، شبیه سازی تبرید و الگوریتم بهینه سازی فاخته ها در حل مساله مکان یابی رقابتی بانکها استفاده شده است. روش ها به طوری آماده شدند که قابلیت پیدا نمودن مکان بانک جدید با وجود بانکهای رقیب را دارند و مکان بانک جدید از بانکهای هم نوع خودش تا حد ممکن دورتر باید باشد (هدف بازاریابی). همچنین در مجموع کل مشتریان این نوع بانک نبایستی از یک حدی کمتر شده و میزان جذب مشتری شعبه جدید التاسیس بانک از یک تعدادی کمتر نشود (محدودیت ها). بدین منظور قسمتی از شهر تبریز جهت پیاده سازی انتخاب شد. در نهایت به منظور ارزیابی کیفیت و دقت الگوریتم ها از تست تکرارپذیری و مقایسه اعداد همگرایی برای نتایج حاصل از اجرای هر الگوریتم روی داده ها استفاده شد. نتایج حاصل از این آزمون ها عملکرد دقیقتر و همچنین سرعت همگرایی بیشتر، الگوریتم فاخته ها نسبت به روش های بهینه سازی ژنتیک و شبیه سازی تبرید در بهینه سازی مکان یابی رقابتی بانکها را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مکان یابی رقابتی، الگوریتم بهینه سازی فاخته ها، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم شبیه سازی تبرید، بانکها
|
  • Omid Rahmani *, Reza Bayat Page 1
    Structural vibration control using intelligent materials has received much attention nowadays. These materials due to their high frequency, low weight and volume, easy convert electrical energy into mechanical and vice versa are being used increasingly in the aerospace industry (for example missiles fin, helicopter rotor blades, satellites, etc.), Marine (Noise and Vibration in submarines, ...), sports equipment as well as space trusses. This study deals with the vibration control of a laminated composite beam using smart magnetostrictive layers. The Navier method has been used to solve the vibration problem of simply supported beams. In the following the effect of the magnetostrictive layers thickness, composite lay-up and magnetic field on the vibration behavior of smart beam has been studied.
    Keywords: Smart materials, Vibration control, Laminated composite beam, Magnetostrictive materials
  • Aziz Azimi *, Shahab Gholami, Hassan Bayati Page 15
    In this article, the study of the non-Fourier heat conduction in casting sand that is located inside a container under an instantaneous heat flux. According to inefficiencies of Fourier model to model the behavior of this problem due to differences in heat transfer between the phases and the ability of the models based on fractional calculus to model the anomalous behavior in different materials, in this paper, a model based on fractional calculus have been used. This model has recently entered the field of physics. Thermal properties, initial and boundary conditions of the problem is assumed to be known. The governing equations have been solved in a try and error algorithm to find the phase lag and fractional order using an implicit discretization method. The results show that neither the super-diffusion fractional model nor sub-diffusion fractional model can model the heat transfer in the sand. Based on the present results, it can observe also that in the initial moment, sub-diffusion conditions and after that super-diffusion conditions govern on the problem. Using simultaneously sub-diffusion and super-diffusion models, the numerical results are able to cover the experimental data for the temperature distribution within the container.
    Keywords: Non-Fourier heat transfer, Fractional calculus, Fractional models, Super diffusion-sub diffusion model
  • Provide a method for image preprocessing to improve the performance of JPEG 2000 in image compression
    Sekine Asadi Amiri * Page 19
    In JPEG 2000, two fundamental steps in image compression are wavelet transform and bit-planes encoding. In this method, first the wavelet transform of the image is provided, then, depending on the desired compression rate, the number of bit-planes of the wavelet coefficients are coded from most significant bit to the least significant bit. After achieving the desired compression rate, the other less significant bit-planes of wavelet coefficients are disregarded. In applying this method for low contrast image, wavelet coefficients of high frequency regions have small amounts, so these values are reflected in low bit-planes. These low bit-planes are removed during compression in encoder. Hence, JPEG 2000 has limited performance especially in low contrast image compression. In this paper, to improve the performance of JPEG 2000 a preprocessing is performed on the image to increase its contrast. With increasing image contrast, high frequency regions would have higher values in wavelet coefficients. As a result, information of these coefficients is largely preserved at the bit-planes encoding stage. The results show that the proposed preprocessing method improves the performance of JPEG 2000 in terms of compression rate and retrieved image quality. In more detail, for an equal retrieved image quality in the proposed method and JPEG 2000, the proposed method improves the compression rate of JPEG 2000 with an average of about 3.5%.
    Keywords: Preprocessing, Image compression, Image contrast, JPEG 2000 method
  • OPTIMIZATION OF BLASTING OPERATION USING HYBRID NEURAL NETWORK-ANT COLONY (CASE STUDY: DELKAN IRON MINE)
    M. Manjezi * Page 20
    The main purpose of optimal blasting operation is suitable crushing and prevent undesirable and unwanted phenomena arising from the blasting (ground vibration, flyrock and backbreak). Generally, the parameters affecting the blasting operation divided into two main group controllable (blasting pattern) and uncontrollable (geomechanical properties of rocks) parameters. Controllable parameter can be determined using experimental models. Due to variety of obtained values for controllable parameters from experimental models, it is necessary to use methods with high efficiency. The main reason for not achieving good results in experimental models is engaging a large number of parameters, resulting from blasting. The combination of intelligent and mehta heuristic methods to solve suck problems can be useful. In this study, Delkan iron mine as a case study has a side effects of blasting like as flyrock and backbreak. The main purpose of this paper is making a artificial neural network model as a strong predictor and finding a combination of data using ant colony optimization to minimum the unwanted phenomena. After the Modeling the blast pattern Burden 2.8 m, spacing 3.3 m, hole length 10.2 m, stemming 1.5 m and powder factor is 201 gr/ton. Using this model can lead to a reduction of approximately 42 percent and 62 percent in flyrock and backbreak respectively.
    Keywords: Blasting Pattern, Flyrock, Backbreak, Ant Colony Optimization
  • M. Hemat * Page 23
    In this paper, an experimental investigation on dynamic viscosity has been performed. Then, Experimental results were compared with classic theoretical models such as, Einstein and Wang models. The results represented that, the results obtained from experimental tests were far away from the theoretical models. Therefor an empirical correlation for predicting the effective dynamic viscosity of Alumina-water nanofluids has proposed and discussed. In this study, there was used from cone and plate Brookfield viscometer and the viscosities of Al2O3-water nanofluids with different solid volume fractions of 0. 05 (5. 0%), 0. 4(4. 0%), 0. 03 (3. 0%), 0. 02(2. 0%), 0. 01 (1. 0%), 0. 005 (0. 5%) and 0. 0025 (0. 25%) is measured at room temperature.
    Keywords: nanofluids, Aluminum Oxide, Viscosity, Heat transfer, Alumina
  • Amin Nikoobin, Ali Ghoddosian, Mojtaba Riyahi Vezvari * Page 31
    The purpose of this article is finding the optimal path with minimum effort to move the end-effector of the three cable spatial robot in work space. For this work, first, kinematic and dynamic modeling is done of the three cable spatial robot. Then simulation and results extraction are done by both direct and indirect methods. Based on of indirect solution method is the calculus of variations. Optimality necessary condition is given in order to minimize the torque between the two points and is extracted using the pontryagin minimum principle. This optimality condition is formed a boundary value problem of two-point, which can be solved using numerical algorithms. Direct method is created by combining a metaheuristic optimization method, a polynomial interpolation and the robot equations. This article is used the metaheuristic method of triangular optimizer algorithm and the polynomial interpolation of four degree. This new combination created with the polynomial of four degree, instead of using the intermediate values of the path as design variables, specified constants of polynomial puts the design variable in order to path optimization. The indirect method gives the exact response, but extraction of optimality condition its, is the difficult in terms of calculations mathematical. While the direct method gives the approximate response without algebraic calculations. Finally, two examples are done with direct method and indirect method. The results comparisons are show the appropriate efficiency of the suggested direct method.
    Keywords: Path Planning, Optimal Path, Cable Robot, Polynomial Interpolation, triangular optimizer algorithm
  • Mohammad Mohsen Shahmardan *, Mahmod Norouzi, Amin Shahbani-Zahiri Page 45
    The main object of current study is investigation of influence and role of symmetric and asymmetric vortices formation and number of them on the pressure drop and losses of flow in gradual expansions. For creating symmetric and asymmetric vortices, laminar flow of Newtonian fluid is simulated in a channel with a planar gradual expansion for the expansion ratio of 1:3. Discretization of the governing equations is performed with utilization finite volume method (FVM) in two-dimensional. Also, the velocity and pressure are coupled based on the PISO algorithm on a collocated mesh. To study effect of vortices, analyze and calculation of pressure and loss coefficients has been done for a wide range of expansion angles and in different Reynolds numbers . Therefore, to assess the validity of this study, results from the expansion angle of 90° are compared with past researches, which is in very good agreement with previous studies. Streamlines and pressure contours for the analysis and understanding of flow dynamics is depicted. To investigate the role of symmetry and non-symmetric of vortices and the effect of the number of vortices, graphs of pressure changes on the central line of the channel, pressure and loss coefficients have been traced and analyzed as a function of expansion angle and Reynolds number. The remarkable point in this study is that the pressure and loss coefficients in the expansion angle of 53 degrees are independent of the Reynolds number for fluid flow through the planar gradual expansion channel.
    Keywords: Vortices, Pressure Coefficient, Loss Coefficient, Expansion Angle, Viscosity, Convection
  • Mahnaz Zakeri *, Omid Afzalnejad Page 61
    In this paper, chirality effect on the buckling behavior of SWCNTs has been investigated. In order to explore the effect of chiral angle, all structures are used with the same length and diameter but different chiral angles. For modeling of chemical bonds between carbon atoms, potential energy of molecular mechanics theory and strain energies of a 3D beam element have been equalized. After calculating the element properties, the node coordinates have been determined using a computer code developed in MATLAB software. Then, ANSYS software is used to study the chirality effects on axial and torsional buckling load. Results show that the chiral angle has no significant influence on critical axial force. However, chiral angle is an effective parameter in torsional buckling. Chiral angle of 19.11 degree has the maximum critical torsional moment among all structures. In counter-clock-wise loading condition, chiral angle of 9.64 degree has the minimum critical torsional moment. Also, the direction of twisting (cw or ccw) is important and the difference between cw and ccw critical torsional moment reaches its maximum value for chiral angle of 15.48 degree.
    Keywords: Carbon Nanotubes, Chiral Angle, Torsional Buckling, Axial Buckling, Finite Element Modeling
  • Mohammad Hemat * Page 73
    In this paper, an experimental study carried out to investigate the turbulent convective heat transfer performance of low concentration of COOH-functionalize MWCNT/water nanofluid flowing through a circular tube. The effect of solid concentration from 0.0005 to 0.01 on convective heat transfer studied at Reynolds number in the range between 5000 to 27000.Also Thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluid has been measured experimentally in various temperatures and solid volume fractions. It is observed that both thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluid strongly depend on temperature and solid concentration. Therefore two new correlations as a function of temperature and concentration were proposed for predict the thermal conductivity of functionalized MWCNTs/water nanofluid.
    In addition,Heat transfer coefficient, Nusselt number, pressure drop and thermal performance factor of nanofluid were presented for different volume fractions. The experimental results clearly indicate that increase in both heat transfer coefficient and Thermal performance factor is obtained by increasing solid concentration. In average, 78% increase in heat transfer coefficient, 36.5% increase in average Nusselt number and 27.3% penalty in pressure drop was observed at the highest concentration of MWCNTs in water abstract.
    Keywords: Functionalized MWCNT, Nanofluid, Heat transfer, thermal conductivity, dynamic viscosity
  • Reza Ghaderi *, Mehdi Jahangiri, Amad Haghani Page 85
    Today, piezoelectric micro-beams are widely used in atomic and friction force microscopies, thermal scanning microscopy, and biomass measurement due to their flexible structure, sensitivity to molecular and atomic forces, and very fast response. Due to the small displacements of these micro-beams, their complete vibrating analysis and studying their behavior can play a key role in their measurement precision and optimal design. For this reason, first the numerical Runge-Kutta method (based on the discontinuous beam model) as well as the finite element method was employed to solve the differential equation governing the piezoelectric micro-beams motion by considering geometrical discontinuities. Then, the sensitivity analysis was conducted to determine the effects of each micro-beams geometric parameter on the main parameters of the vibratory motion. The sensitivity analysis was conducted using Sobol method which is based on the output data variance. According to the obtained results, both the discontinuous cantilever model and the finite element model exhibited acceptable accuracy in calculating the natural frequency as well as the resonance amplitude of this type of micro-beams. Also, the results obtained from the sensitivity analysis showed that the first mode of the vibratory MC motion was the most suitable mode for nanoparticle surface topography.
    Keywords: Nonlinear vibration, Piezoelectric Microcantilever, Nano Particle, Finite Element Method
  • Majid Moradi Bastani *, Ghanbar Ali Sheikhzadeh Page 99
    This research has been investigated water pressure drop through the multistage industrial orifices that are installed into a pipe in 1300 MW Arak-Shazand Thermal Power Plant. Whereas having turbulence flow done simulating model was standard . In order to reach a specific water pressure drop with a specific water flow rate, the optimum design is implemented based on the composition of orifice stage’s number along with changing the diameter of the holes and number’s. Finally to verification of simulation’s results, it will be compared with results of experimental test that is done with multistage orifices installed into a pipe. That could be illustrated good adjustment with together. Also this pressure drop lead to increase the percentage’s opening spray control valves that has extreme influence to decrease corrosion and better work of control valves.
    Keywords: Numerical Simulation, Multistage Industrial orifices, Incompressible Turbulent Flow, pressure drop
  • Abbas Rajabi Khanghahi, Ali Abbas Nejad *, Majid Amidpour Page 111
    Hot water distribution for different purposes is one of the most important factors which have not been studied in solar water heater design. The main goal in the solar water heater installation is to receive the maximum solar radiation on a unit surface of the solar collector without considering the hot water distribution. In order to achieve the maximum solar absorption with higher efficiency, the optimum collector orientation can be determined by modification of basic solar calculations using consumption time interval and storage tank temperature. The effect of latitude, longitude and altitude on the optimum collector orientation is well investigated in classical solar calculations but the optimal collector performance is also dependent on several other factors concerning the hot water distribution. The main objective of the paper is the simultaneously optimization of design parameters such as collector direction and storage tank capacity by consideration of the consumption pattern. The results show increasing up to 7% in annual energy saving and 1.5% in economic saving.
    Keywords: Solar Water Heater, Consumption Pattern, Absorber Plate Orientation, optimization
  • Mohammad Ghanizadeh *, Abdolreza Sarvghad Moghadam, Masood Farzam Page 125
    With respect to the height to width ratio, the concrete shear walls are divided into two categories of cantilever and short shear walls. Cantilever shear walls with the aspect ratio greater than 2 demonstrate flexural behavior while short shear walls with the aspect ratio smaller than to 2 exhibit shear behavior. In this study the behavior of short reinforced concrete shear walls are investigated using the nonlinear finite element software ATENA 3D. The failure mode and the ultimate and residual shear resistance of the short shear walls, as well as the affecting parameters such as the magnitude of the axial force, the compression strength of concrete and yield strength of reinforcements are studied. It is resulted that the magnitude of axial forces has significance effect on the ductile behavior of short shear walls.
    Keywords: Short Shear Wall, Finite Element, Nonlinear Behavior, Shear strength
  • Hamid Pourbagheri *, Afshin Pourtaghi, Payam Ashatri Page 139
    The objective of this study is to investigate the adequacy of Artificial Neural Networks (ANN) as a method to determine the dynamic response of fluid in elevated water tanks. For this purpose, an ANN models were proposed to estimate the hydrodynamic pressure in bottom of container and sloshing of water surface. ANN models were developed, trained and tested in a based MATLAB program. Nonlinear dynamic analysis using Finite Element Application (FEA) based ANSYS was used to generate training and testing set of ANN models. In the ANN models, a multilayer perceptron (MLP) with a back-propagation (BP) algorithm was employed using a scaled conjugate gradient. The data used in the ANN model are arranged in a format of three input parameters that cover the time history of earthquake horizontal acceleration, container ceiling displacement and base shear force.The performance of the new ANN model is compared with ANSYS results. The comparison indicates that the ANN model has strong potential to estimate hydrodynamic pressure. It was demonstrated that the neural network based approach is highly successful to estimate response of fluid subjected to earthquake without using complex fluid elements.
    Keywords: Elevated Water Tank, Artificial neural network, Hydrodynamic Pressure, Sloshing
  • Mohtasham Mohebbi *, Hosein Shabani Page 151
    In this paper optimal design and effectiveness assessment of active multiple tuned mass dampers (AMTMDs) in reducing the vibration of nonlinear hysteretic structures has been studied. For active control of nonlinear structures the Newmark-based instantaneous optimal control algorithm has been used. Optimal parameters of AMTMDs and weighting matrices of active control performance index have been determined based on minimization of the maximum required control force of ATMDs to below the maximum drift of structure to a specified limit. For solving the optimization problem which includes a large number of variables, genetic algorithm (GA) has been applied. For numerical simulation, an eight–storey shear frame with bilinear hysteretic behavior subjected to white noise excitation and for different values of MTMDs mass ratio and ATMDs number, optimal AMTMDs have been designed. Also the efficiency of the AMTMDs mechanism under both near-fault and far-fault earthquakes has been tested. The results of numerical simulations show the effectiveness of the proposed method in designing AMTMDs on nonlinear structures. Also, it has been concluded that using AMTMDs could be effective in mitigating the damage of nonlinear structures which the amount of reduction depends on the input earthquake characteristics, AMTMDs mass ratio and ATMDs number.
    Keywords: Active control, Multiple Tuned Mass Damper (MTMD), Active Multiple Tuned MassDamper(AMTMD), Nonlinear Shear Frame, optimization
  • Milad Gholami Fard, Hossein Sharifzadeh *, Nima Amjady Page 165
    Abstract- The optimal power flow (OPF) is one of the key tools in the planning and operation of power systems. However, due to extensive using of the renewable energy sources especially, wind generation in the electric energy generation, application of this tool encounter with a major challenge. Uncertainty in the available wind generation level rooted in forecast error necessitates the change in the modeling and solution method of OPF problem. In this research work, Locational Marginal Price (MCP) as an important parameter in the market-based power systems is modeled in the context of optimal power flow problem and its probability density function is computed using a new point estimation method. The proposed point estimation method approximate the desired probability characteristics using their a few moments. Apart from that the proposed method guarantees the feasibility of the obtained estimated points, as the significant advantage, it notably outperforms the conventional point estimation methods in the required time and approximation accuracy aspects. Application of the obtained results is discussed from practical point of view as well. Effectiveness of the proposed method is examined on the 9-bus and 24-bus IEEE test systems together with realistic 118-bus power system and its advantages in accuracy and quickness with respect to the other methods are shown.
    Keywords: Probabilistic optimal power flow, Uncertainty, wind generation, point estimation method, Locational marginal price
  • Ali Harimi *, Khashayar Yaghmaie Page 183
    Speech emotion recognition is a relatively new field of research that could plays an important role in man-machine interaction. In this paper we use from two new spectral features for the automatic recognition of human affective information from speech. These features are extracted from the spectrogram of speech signal by image processing techniques. Also we study the effects of gender information on speech emotion recognition. Hierarchical SVM base classifiers are designed to classify speech signals according to their emotional states. Classifiers are optimized by the Fisher Discriminant Ratio (FDR) to classify the most separable classes at the upper nodes, which can reduce the classification error. The proposed algorithm tested on the well known Berlin database for the male and female speakers separately and in combination. The overall recognition rate of 43.4% is obtained for the coeducational speakers. The results show the 39.46% improvement when the gender information is used.
    Keywords: emotion recognition, speech processing, emotion in males, females, spectral patterns, harmonic energy features
  • Mojtaba Gharjehloo, Zahra Moravej * Page 201
    Proper coordination between distance relays and overcurrent in the power system is one of the most important issues for security and stability of system. This paper presents a new method for optimal distance and directional overcurrent relays coordination by considering high set element and different characteristics for all overcurrent relays by using genetic optimization algorithm. Using high set element with the change in coordination constraints provides possibility of adjusting the second zone time of distance relays with constant and classical value. The proposed method is applied to 8-bus and the IEEE 30-bus test systems and simulation results, show usefulness of this method in reducing operation time of protection system.
    Keywords: Optimal coordination Directional overcurrent relay Distance relay High set element Genetic algorithm
  • Mohammad Ali Beheshtinia *, Vahid Nemati-Abozar Page 217
    One of the most important aspects of designing a supply chain is the matter of supplier selection. It’s a complicated issue because suppliers should satisfy some criteria and ranking those leads to a MCDM problem. Therefore, a structured and systematic approach is required to solve this problem. In this article, we address supplier selection problem in advertising industry and propose two new criteria. Correspondingly, in order to evaluate suppliers in the industry a hybrid approach is proposed which combines fuzzy AHP with fuzzy TOPSIS techniques. Each method has its cons and pros we try to use the advantages of the both methods in the proposed hybrid approach. On the other hand, the related parameters in this decision making problem are qualitative. Some errors could happen in transformation of the qualitative parameters to quantitative ones. Accordingly, in transforming procedure we use fuzzy theory to reduce these errors.
    Keywords: MCDM, Supplier selection, Fuzzy logic, AHP, TOPSIS
  • Farshad Hakim Pour, Siamak Talat Ahary, Abolfazl Ranjbar * Page 231
    This paper determines the location of bank branches under competitive conditions with different attractive conditions. Finding an optimum location of branches depends on many factors and these problems are known as NP-hard problems. Despite being approximate methods, meta-heuristic algorithms seem suitable tools for solving NP-hard problems. In this paper, Genetic Algorithm (GA), Simulated Annealing (SA) and Cuckoo Optimization Algorithm (COA) are applied for finding the best location of bank branches. From marketing point of view, the aim is to attract more customers while the number of attracted persons to a new branch should be acceptable. The new methods have capability to find the optimum location of new branches under competitive conditions. The location of a new branch should be as far away as possible from branches of the same bank. The other condition is that the total number of customers for the new branch should not be less than a specified number, while the new branch should not attract customers of old branches of the same bank more than a threshold. To fulfill this propose a part of the Tabriz city was selected for implementation. Finally, to evaluate quality and accuracy of the algorithms, several iterations with different seeds are performed. The results of statistical and final tests indicate that the accuracy and convergence speed of Cuckoo Optimization Algorithm are more than the Simulated Annealing and Genetic Algorithms in finding optimal location of bank branches under competitive conditions.
    Keywords: Facility Location under Competitive, Genetic Algorithm(GA), Simulated Annealing (SA), Cuckoo Optimization Algorithm(COA), Banks