فهرست مطالب

کارافن - سال هجدهم شماره 55 (پاییز 1400)

نشریه کارافن
سال هجدهم شماره 55 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/18
  • تعداد عناوین: 18
|
  • فرزانه عسکری* صفحات 13-33
    افزایش نصب منابع تولید پراکنده در شبکه قدرت علاوه بر تاثیراتی مانند کاهش تلفات شبکه، بهبود پروفیل ولتاژ، افزایش قابلیت اطمینان و... که بر شبکه توزیع بر جای می گذارد، می تواند قابلیت اطمینان سطح تولید را نیز به طور غیرمستقیم تحت تاثیر قرار دهد. اما برخلاف شبکه انتقال که در هنگام مطالعات قابلیت اطمینان سطح HLI کاملا قابل اطمینان فرض می گردد، شبکه توزیع که دربردارنده بخش اعظم ظرفیت تولید پراکنده شبکه قدرت است، دارای اتفاقات زیاد، سطوح پایین تر اتوماسیون و ساختاری شعاعی است که می تواند منجر به حبس ظرفیت تولید این واحدها گردد؛ از این رو در این مقاله روشی ارایه شده است تا با استفاده از آن نرخ خروج اجباری واحدهای تولید پراکنده و اتفاقات شبکه توزیع با یکدیگر تلفیق و در قالب «نرخ خروج اجباری معادل» ظاهر گردد تا از آن بتوان برای معادل سازی این واحدها در شینه فوق توزیع و مشارکت دادن آن ها در تشکیل جدول COPT برای استفاده شاخص های قابلیت اطمینان سطح HLI استفاده کرد. روش ارایه شده، رویکردی Single Contingency به اتفاقات شبکه توزیع دارد و به همین دلیل در قیاس با روش هایی مانند شبیه سازی مونت کارلو، از سرعت بالاتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: تولید پراکنده، شبکه توزیع، قابلیت اطمینان، سطح سلسله مراتبی اول، نرخ خروج اجباری معادل
  • محمدحسن یگانه کیا*، محمدمهدی رضایی، مهرداد عابدی صفحات 35-53

    خودترمیمی برای ترمیم خودکار سیستم توزیع در هنگام خطا به کار می رود. یکی از روش های کاهش مشترکین بدون برق، بهره برداری منطقه خطادار به صورت جزیره ای است اما زمانی جزیره به صورت بهینه تشکیل می شود که این جزیره به صورت آنلاین بعد از خطا شکل گیرد. در صورتی که جزیره قبل از خطا تعیین شده باشد، مرز بهینه جزیره تشکیل نمی شود و ممکن است تعداد مشترکین بدون برق افزایش یابد. در این مقاله جزیره سازی به صورت آنلاین پس از خطا انجام می شود. یکی از مهم ترین مشکلات پس از وقوع یک رخداد خطا، حل سریع مسئله است. از آن جایی که مدل های غیرخطی، زمان حل را به شدت زیاد می کنند؛ در روش پیشنهادی، مسئله خودترمیمی از مدل MINLP نامحدب به یک مدل محدب تبدیل شده است. در نتیجه مدل پیشنهادی با زمان بسیار کمی می تواند به جواب برسد. نکته دوم در مسئله بهینه سازی خودترمیمی رسیدن به جواب بهینه سراسری است. چون در مسایل محدب تنها یک راه حل بهینه وجود دارد؛ بنابراین روش پیشنهادی رسیدن به جواب بهینه سراسری را تضمین می کند. همچنین مدل سازی بار و تولید در یک فضای احتمالاتی صورت می گیرد. پس از تعیین ریزشبکه بهینه، تولید بهینه منابع تولید پراکنده و برداشت بار برای متعادل کردن توان سیستم انجام می شود. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی از سیستم 33 باس IEEE استفاده شده است.

    کلیدواژگان: بهینه سازی محدب، خودترمیمی، برداشت بار، منابع تولید پراکنده، جزیره سازی
  • محمد امیدپناه*، سید امیرعباس علومی، مهدی آشتیان ملایر صفحات 55-77

    به دلیل اهمیت روزافزون انرژی، بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی سیستم های تولید قدرت با شناخت پارامترهای موثر بر عملکرد واحد، امری ضروری می باشد. در تحقیق حاضر، واحد آنسالدو، یکی از واحد های چرخه ترکیبی رایج کشور بررسی شده است. در این پژوهش، واحد آنسالدو نیروگاه سیکل ترکیبی یزد به طور کامل مدل سازی و تحلیل شد و پس از به دست آمدن راندمان و توان تولید نیروگاه، بالانس حرارتی مربوط به تمام تجهیزات نیروگاه مشخص گردید و سپس تاثیر پارامتر های موثر بر عملکرد واحد های گازی و بخار آن پرداخته شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که هرکدام از واحد های گازی این نیروگاه دارای راندمان 34 درصد و توان تولیدی 134 مگاوات در شرایط طراحی می باشند که با کوپل شدن به واحد بخار راندمان کل نیروگاه به 50 درصد و توان تولیدی آن به 422 مگاوات می رسد و با بررسی تاثیر پارامتر های موثر بر راندمان و توان تولیدی مشاهده گردید که با افزایش دمای محیط، راندمان نیروگاه 14 درصد کاهش یافت که می توان با فعال کردن سیستم کولر تبخیری، این کاهش را جبران کرد و تولیدی کل را حدود 10 الی 15 مگاوات افزایش داد.

    کلیدواژگان: نیروگاه چرخه ترکیبی، مدل سازی ترمودینامیکی، ترموفلو، سیستم مدیا، بویلر بازیاب حرارت، بازده انرژی
  • ناصر همدانی، محمد کریمی مریدانی* صفحات 79-99
    هدف این مقاله، طراحی و ساخت یک نمونه از دستکش ثبت حرکت با هدف اندازه گیری زوایا و کمی سازی میزان لرزش مفاصل انگشتان دست با هدف به دست آوردن معیاری مناسب برای اندازه گیری میزان لرزش دست افراد می باشد. این دستکش می تواند شدت لرزش را ثبت کند و با اتصال به رایانه، سیگنال حرکتی و لرزش را به شکل نمودار ارایه دهد. سخت افزار دستگاه ساخته شده شامل یک عدد میکروکنترلر ATmega32، یک عدد نمایشگر LCD و شش عدد سنسور خمشی به کاررفته در دستکش می باشد. در این مقاله از نرم افزار LabVIEW برای نشان دادن نمودار آنلاین استفاده می شود. پس از آزمایش های مکرر و بهینه سازی دستگاه، از 13 نفر فرد دچار لرزش دست (بیمار) و 9 نفر فرد بدون لرزش دست (سالم) نمونه گرفته شد. در این روش نمونه گیری، بیماران در سه حالت حرکتی، تمرکزی و وضعیتی ارزیابی شدند. پس از ثبت نمونه ها پردازش هایی صورت گرفت تا نمودارهای سیگنال حرکت دست و متغیرهای ایجاد تمایز بین افراد به بهترین حالت استخراج شود. طبقه بندی انجام شده در این پژوهش بین افراد دو گروه سالم و بیمار، نشان می دهد این سیستم به صورت آزمایشی در تعداد 22 نفر با استفاده از ویژگی میانگین سرعت دارای تمایزی در حد 5/2 الی 3 برابر میان بیماران و افراد سالم می باشد. این امر در تشخیص های کلینیکی به پزشکان کمک خواهد کرد. همچنین مشخص گردید بهترین معاینه تشخیصی توسط این دستگاه در پارامتر میانگین سرعت و در حالت وضعیتی رخ می دهد.
    کلیدواژگان: دستکش ثبت حرکت، لرزش دست، نرم افزار لب ویو و میکروکنترلر، مفصل انگشتان، آنالیز حرکت
  • وحید بهلوری* صفحات 101-114
    در این مقاله کنترل وضعیت تک محوره ماهواره صلب با عملگر چرخ عکس العملی با فرض عدم قطعیت و اغتشاش بررسی شده است. به منظور کنترل وضعیت ماهواره از کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی (PID) استفاده شد که ضرایب آن از فرایند بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم تکاملی به دست آمده است. برای افزایش قوام سیستم کنترل در مواجهه با عدم قطعیت و اغتشاش، از روش بهینه سازی مقاوم استفاده شده است. در روش بهینه سازی مقاوم ویژگی های آماری معیار عملکرد به عنوان تابع هدف ترکیبی الگوریتم بهینه ساز لحاظ شده است. به منظور مقایسه منصفانه، نتایج بهینه سازی معین و بهینه سازی مقاوم به ازای عدم قطعیت های مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. چرخ عکس العملی با دینامیک مرتبه اول و لحاظ کردن محدودیت عملی بیشینه گشتاور تولیدی مدل سازی شده است. عدم قطعیت روی مدل عملگر، لختی دورانی ماهواره و اغتشاشات خارجی با مدل تابع چگالی طیفی، اعمال گردیده و با روش بهینه LHS نمونه برداری تصادفی شده است. نتایج حل عددی، نشانگر عملکرد مقاوم تر کنترل کننده تنظیم شده با روش بهینه سازی مقاوم در مواجهه با عدم قطعیت هاست؛ به طوری که نمودار میانگین و معیار عملکرد تابع هدف ترکیبی نشان دهنده تغییرات کم معیار عملکرد در مواجهه با عدم قطعیت هاست البته کنترل کننده طراحی شده با روش بهینه سازی معین، با فرض معین بودن همه مقادیر، عملکرد مناسب تری دارد.
    کلیدواژگان: کنترل وضعیت ماهواره، چرخ عکس العملی، بهینه سازی مقاوم، عدم قطعیت
  • کیومرث سیزواری* صفحات 115-135
    یکی از معضلات اصلی در ریزشبکه های جزیره ای، تقسیم توان راکتیو بین منابع تولید پراکنده می باشد. استفاده از امپدانس مجازی تطبیقی به عنوان یکی از راهکارهای بهبود تقسیم توان راکتیو بین منابع تولید پراکنده معرفی شده است. اگرچه استفاده از امپدانس مجازی تطبیقی سبب بهبود تقسیم توان راکتیو بین منابع تولید پراکنده و کاهش جریان گردشی می شود اما سبب ایجاد افت ولتاژ شده و دامنه ولتاژ خروجی واحد تولیدی پراکنده کاهش می یابد. در این مقاله، یک استراتژی کنترلی برای بهبود روش امپدانس مجازی تطبیقی پیشنهاد گردیده است. در استراتژی کنترلی پیشنهادی، افت ولتاژ روی امپدانس خروجی واحدهای تولید پراکنده که به دلیل استفاده از امپدانس مجازی افزایش یافته، جبران می شود و ولتاژ تغذیه بار در مقدار نامی تنظیم می گردد. روش کنترلی پیشنهادی، علاوه بر حفظ مزایای استفاده از امپدانس مجازی تطبیقی نظیر تقسیم مناسب توان های اکتیو و راکتیو بین واحدهای تولید پراکنده و کاهش جریان گردشی، افت ولتاژ ایجاد شده در امپدانس خروجی جبران می شود. در روش پیشنهادی ولتاژ مرجع تولیدی روش کنترل افتی متناسب با تغییر بار، در محدوده مجاز تنظیم می شود. برای ارزیابی عملکرد و کارایی، روش کنترلی پیشنهادی، روی یک ریزشبکه جزیره ای شامل دو واحد تولید پراکنده اجرا شد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده عملکرد و کارایی مناسب روش پیشنهادی می باشد.
    کلیدواژگان: کنترل افتی، تقسیم توان های اکتیو و راکتیو، تنظیم ولتاژ، امپدانس مجازی تطبیقی، جریان گردشی
  • محمد امیری* صفحات 137-153
    یکی از مسایل مهم در پردازش تصویر، پیدا کردن الگوریتم هایی است که بتوان تشابه و عدم تشابه یک تصویر بافت را با سایر تصاویر در زمان کوتاه مشخص کند. از آنجایی که تصاویر بافت دارای الگوهای تکرارشونده در کل تصویر هستند، الگوریتم های مشابهت یابی برای تصاویر معمولی برای تصاویر بافت کارایی ندارند. الگوریتم های مبتنی بر یادگیری عمیق هم نیازمند حجم بسیار زیادی داده در همان گروه هستند و برای تصاویر بافت که حجم داده زیادی در دسترس نباشد کارایی ندارند. در این مقاله، الگوریتمی برای جستجوی سریع تشابه بافتی با استفاده از تبدیل والش- هادامارد، توسعه داده شد. این الگوریتم، از سه مرحله تشکیل شده است: در مرحله اول از فیلتر گابور برای استخراج بردارهایی با ابعاد بالا از هر بافت، استفاده شد. سپس، از یک تبدیل تصادفی شده والش- هادامارد استفاده گردید تا بردارهایی با ابعاد بالا به بردارهایی با دو بعد جای گذاری شود. در مرحله سوم، از یک الگوریتم تقریب برای اندازه گیری فاصله بین دو بردار استفاده شد تا تشابه یا عدم تشابه بین دو تصویر بافت مشخص شود. نتایج آزمایش عملی الگوریتم گواه این امر هستند که این تقریب برای بافت های واقعی نسبتا مناسب هستند.
    کلیدواژگان: تشابه بافتی فاصله حرکت زمینی تبدیل والش، هادامارد
  • حسین اصغرپورعلمداری* صفحات 155-168

    شکل موج ولتاژ تولیدی در ترمینال ژنراتورهای سنکرون غالبا غیرسینوسی می باشد و در صورتی که بارهای مصرفی از نوع غیرخطی به آن متصل گردد ولتاژ غیرسینوسی دوسر بار ایجاد می گردد که باعث کاهش کیفیت توان در مصرف کنندگان می شود. در این شرایط، وجود مولفه های هارمونیک باعث پدیدآمدن آثار مخربی از جمله افزایش تلفات، نوسانات فرکانس و کاهش پایداری شبکه خواهد شد. در این مقاله به بررسی مولفه های مختلف هارمونیکی و اهمیت آن در ژنراتور های الکتریکی متصل به شبکه محلی بر پایه تمرکز بر سیم پیچی های متداول در بارهای غیرخطی پرداخته می شود. سپس با اتصال بارهای مختلف غیرخطی به ژنراتور سنکرون یک و سه لایه، آثار مولفه های هارمونیکی ولتاژ و جریان به صورت عملی آزمایش شده است. لامپ کم مصرف، موتور القایی سه فاز و لامپ رشته ای متصل به پل دیود (استفاده از قطعات الکترونیک قدرت) به عنوان سه بار الکتریکی غیرخطی در این مقاله آزمایش شدند. در نهایت نتایج به دست آمده، با محاسبه THD  حالات مختلف آزمایش های انجام شده بر دو طرح (طرح سیم پیچی سه لایه به جای سیم پیچی یک لایه) موردنظر ارزیابی شد. با مقایسه تی اچ دی به دست آمده از آزمایش ها، برتری طرح سیم پیچی سه لایه نسبت به طرح متعارف می باشد.

    کلیدواژگان: ژنراتور سنکرون، بارهای غیرخطی، شبکه های قدرت، مولفه های هارمونیکی، THD
  • نوید مشتاقی یزدانی*، محمدحسن علیائی طرقبه صفحات 169-186

    شبیه سازهای دریایی، ابزارهای موثری برای احساس راندن یک شناور دریایی از طریق ایجاد یک محیط مشابه با استفاده از فرمان های حرکتی هستند. مشکل اصلی شبیه سازها فضای کار محدودی است که به آن ها اجازه نمی دهد تا حرکات دقیق شناور واقعی را ایجاد کنند؛ در نتیجه آن ها به الگوریتم هم گام سازی حرکت نیاز دارند. اخیرا استفاده از کنترل پیش بین در شبیه سازهای دریایی به محبوبیت رسیده است. دریچه های افق کنترل و پیش بینی آینده بر بار محاسباتی تاثیر می گذارد اما از آن جا که این افق ها به صورت دستی توسط طراح انتخاب می شوند، پایین تر از سطح بهینه می باشند. در این مقاله، روشی نوین بر مبنای الگوریتم ازدحام ذرات برای دستیابی به بهترین افق های کنترل و پیش بینی با توجه به حداقل رسانی برخی از کمیت ها مانند خطای حسی، جابه جایی و بار محاسباتی به کار گرفته شده است. روش پیشنهادی معایب روش MPC-MCA مانند تخمین تجربی وقت گیر از طریق تکرار آزمون و خطا برای تعیین افق های کنترل و پیش بینی را برطرف می کند و در عین حال هزینه و بار محاسباتی را به حداقل می رساند. نتایج شبیه سازی، کارآمدی روش پیشنهادی را بر مبنای بهبود خروجی عملکرد و بار محاسباتی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم هم گام سازی حرکت، کنترل پیش بین، الگوریتم ازدحام ذرات، بهینه سازی
  • سید مجتبی عباسی، مهدی نفر*، محسن سیماب صفحات 187-205
    از آنجا که مبدل های قدرت دوطرفه قابلیت عبور از خطا را دارند، به کارگیری آنها باعث بهبود قابلیت اطمینان سیستم می شود. بنابراین، ساختار مبدل های قدرت دوطرفه موازی، برای ریزشبکه DC متصل به شبکه اتخاذ شده است. میان مبدل های قدرت دوطرفه موازی، جریان گردشی وجود دارد که ظرفیت کلی سیستم را محدود می کند و می تواند به دستگاه های سوییچینگ آسیب برساند. برای حل این مسیله، در این مقاله مکانیزم تولید جریان گردشی در سمت AC، هنگامی که چندین مبدل قدرت دوطرفه به صورت موازی با هم کار می کنند، با در نظر گرفتن تاثیر بارهای توان ثابت توسط استراتژی دروپ Pdc-vdc2-f   مورد توجه قرار گرفت تا اشتراک گذاری توانDC  و انطباق پذیری با فرکانس شبکه انجام شود. ضرایب PI کنترلر مبدل های قدرت توسط الگوریتم ژنتیک آنلاین و شبکه عصبی بهینه شد و با شرایط سیستم به روزرسانی گردید. هر دو رابطه پایدار و دینامیکی بینPdc  و vdc2  خطی هستند و بارهای توان ثابت قطب های ناپایدار را برای سیستم ایجاد نمی کنند. نتایج مقایسه شده با کنترل دروپ idc-vdc  متداول نشان می دهد استراتژی پیشنهادی Pdc-vdc2-f می تواند کنترل توانdc  و پایداری سیستم را افزایش دهد که باعث افزایش دینامیک تنظیم ولتاژ dc می شود.
    کلیدواژگان: ریزشبکه DC مبدل فرکانس بازیابی ولتاژ پایداری ژنتیک، عصبی
  • فرشته جعفری، حجیه بسطامی* صفحات 207-235
    در پژوهش حاضر، پتاسیل و قابلیت آب های کشور ایران برای دست یابی و نصب انواع توربین های بادی، بحث و بررسی می شود. به همین منظور، انواع توربین های بادی دریایی از قبیل شناور فراساحلی به عنوان نوین ترین نوع توربین های بادی و همچنین انواع توربین های بادی دریایی پایه ثابت ساحلی، بررسی شده است. علاوه بر بررسی وضعیت فناوری توربین بادی در ایران، با توجه به ویژگی های اقیانوس شناسی، مختصات جغرافیایی، هزینه حمل ونقل و امکان مونتاژ و سهولت نصب برای دریاهای شمالی و جنوبی ایران، میزان منابع بادی، عمق آب ها و مساحت موجود و براساس مدل سوات، پیشنهادهایی برای استفاده از انواع مختلف توربین های مذکور ارایه شده است. در بخشی از پژوهش نیز مقایسه ای بین کشور ایران با کشورهای پیشرو در این حیطه صورت پذیرفته است. برای دریاچه خزر، نوع پایه کششی این توربین ها با توجه به پیچیدگی های ساختاری، نصب و حمل ونقل دشوار و نیاز به آب های عمیق، توصیه نمی شود درحالی که سازه های مونوپایل و نسل سوم گرانشی ها گزینه های مناسبی برای ژرفای کم این دریاچه هستند. همچنین در نزدیکی سواحل جنوبی ایران به دلیل جزر و مد زیاد و تغییرات بسیار در عمق آب در طول شبانه روز و تحت تاثیر قرارگرفتن میزان کشش خطوط مهارسازی سکوهای پایه کششی، استفاده از این ساختار توصیه نمی گردد. برای این سواحل، به دلیل عمق بالای آب در نواحی نزدیک به ساحل و پایداری بسیار خوب در شرایط جوی گوناگون، سازه های اسپار به عنوان گزینه مطلوب معرفی می گردد.
    کلیدواژگان: توربین بادی، شناور فراساحلی، پتاسیل آب های ایران، پایه ثابت ساحلی، فونداسیون، فناوری توربین بادی
  • علیرضا آکوشیده*، علی تورانی، اسدالله شاه بهرامی، مجتبی معصوم نژاد صفحات 237-252
    در سال های اخیر، کنترل هوشمند مبادی ورودی و خروجی، به ویژه مبتنی بر پردازش تصاویر، بسیار توسعه یافته است. اطلاعات به دست آمده از چنین سیستم هایی برای نظارت بر ترافیک، عبور و مرور وسایل نقلیه مهم می باشد. این رویکرد می‏تواند در حفظ امنیت عمومی نقش موثری داشته باشد و در به دست آوردن آمار ترافیک مانند شمارش تردد در دروازه های شهرها، برآورد آماری مشتریان از سازمان ها، شناسایی و ردیابی عبور و مرور مشکوک نقش موثری داشته باشد. وسایل نقلیه ای که وارد یک سازمان پرتردد می شوند، در زمان ورود و خروج شناسایی شده و گزارش ترافیک آن ها، از جمله تصویر وسیله نقلیه با شماره پلاک و تاریخ و زمان تردد، ثبت می شود. در این تحقیق، ما یک روش جدید برای استخراج ناحیه پلاک خودرو پیشنهاد می دهیم. روش ما از ترکیب روش تشخیص لبه عمودی Canny و بررسی اجزای متصل برای شناسایی مناطق نامزد پلاک استفاده می کند. آزمایش در شرایط واقعی (تصاویر مستخرج از دوربین های نظارتی در سازمان حامی این تحقیق) نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند ناحیه پلاک خودروهای مختلف را در شرایط نوری مختلف با دقت و خوانایی بیش از 98 درصد شناسایی کند و عملکرد بهتری در مقایسه با روش های جدید نمایش دهد.
    کلیدواژگان: تشخیص خودکار پلاک خودرو، یادگیری ماشین، سامانه های حمل ونقل هوشمند، پردازش تصویر، بینایی ماشین
  • حمید کریمی* صفحات 253-272

    در رویکردهای مبتنی بر خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم، سرخوشه های نزدیک به گره سینک[1] معمولا با ترافیک رله بسیار بیشتری روبه رو می شوند و بنابراین به سرعت انرژی خود را از دست می دهند. برای رفع این مشکل، رویکردهای خوشه بندی آگاه از فاصله [2]، مانند الگوریتم خوشه بندیEEUC[3]  که اندازه خوشه را با توجه به فاصله بین گره سینک و هر سرخوشه تنظیم می کنند پیشنهاد شده است. با این حال، طول عمر شبکه با استفاده از چنین رویکردهایی بسیار وابسته به توزیع گره های حسگر می باشد؛ زیرا در شبکه های حسگر توزیع شده تصادفی، رویکردها تضمین نمی کنند که مصرف انرژی خوشه متناسب با اندازه خوشه باشد. برای رفع این مشکل، ما یک روش جدید به نام الگوریتم خوشه بندی با در نظر گرفتن توزیع گره ها پیشنهاد می کنیم که نه تنها آگاه از فاصله است بلکه آگاه از تراکم گره ها نیز می باشد. در الگوریتم پیشنهادی ما (DBCA)[4] ، خوشه ها دارای گره های محدودی هستند که با توجه به فاصله بین گره سینک و سرخوشه تعیین می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که DBCA  در شرایط مختلف عملیاتی با توجه به طول عمر شبکه، 25 درصد الی 45 درصد کارآمدتر از الگوریتم های قبلی از لحاظ مصرف انرژی می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های خوشه بندی، تراکم گره ها، شبکه های حسگر بی سیم، کارایی در مصرف انرژی
  • سید مرتضی مقیمی*، مهران خاکی جامعی، مرتضی عباسی، محمدحسن طاهری، نعمت الله عسکری صفحات 273-289

    در این تحقیق، تاثیر میدان مغناطیسی غیریکنواخت بر رفتار جریان سیال و پدیده جدایش در یک کانال واگرا سه بعدی به صورت عددی بررسی شده است. معادلات حاکم شامل پیوستگی و مومنتم تعمیم یافته برای جریان سیال آرام، پایدار و تراکم ناپذیر است. به منظور مدل سازی و حل عددی به روش حجم محدود، از نرم افزار متن باز اوپن فوم برای کانال واگرای سه بعدی تحت تاثیر میدان مغناطیسی متغیر استفاده شده است. بررسی نتایج نشان می دهد در غیاب میدان مغناطیسی و در رینولدز 250، بدون اعمال میدان مغناطیسی، جدایش در دیواره های بالا و پایین کانال واگرا ایجاد می شود. با اعمال میدان مغناطیسی مشاهده می گردد که جدایش لایه مرزی به تاخیر خواهد افتاد. مشاهده گردید که با افزایش عدد هارتمن تا چهار، پدیده جدایش کاملا حذف می شود و از بین می رود. در شرایط مشابه نشان داده شد هراندازه به دیواره جانبی نزدیک شویم، جدایش لایه مرزی زودتر رخ خواهد داد و با کاهش عدد رینولدز به 33/208، جدایش لایه مرزی نسبت به ورودی کانال، دیرتر اتفاق خواهد افتاد. همچنین مشخص گردید اگر پهنای کانال بیش از 10 برابر ارتفاع کانال در نظر گرفته شود، تاثیر دیواره های جانبی ناچیز است و نتایج جدایش در جریان سه بعدی همانند جریان دوبعدی خواهد شد.

    کلیدواژگان: جدایش لایه مرزی، کانال واگرای سه بعدی، میدان مغناطیسی غیریکنواخت، اوپن فوم، هیدرودینامیک مغناطیسی
  • سید جلال هاشمی*، یعقوب دادگر اصل صفحات 291-307
    فرایند هیدروفرمینگ لوله به طور گسترده در تولید قطعات ساختاری اتومبیل استفاده می شود. یکی از خصوصیات قطعات تولید شده با این فرایند، نسبت استحکام به وزن بالا می باشد. هیدروفرمینگ لوله فشار پایین، یکی از روش های پیشنهاد شده برای حل مشکلات هیدروفرمینگ لوله از قبیل نیاز به فشار بالای سیال و مشکلات آب بندی می باشد. روش انجام هیدروفرمینگ فشار پایین لوله شبیه فشردن یک جسم جامد توخالی است و در آن برخلاف هیدروفرمینگ فشار بالا، قالب بالایی در طول فرایند ثابت نمی باشد و هم زمان با اعمال فشار داخلی به لوله حرکت می کند و لوله را تحت فشار قرار می دهد. نازک شدگی دیواره های لوله پس از شکل دهی و خطاهای هندسی در فرم نهایی قطعه، از عیوب مهم فرایند هیدروفرمینگ فشار پایین می باشند. در این مقاله، فرایند هیدروفرمینگ فشارپایین لوله های آلومینیومی آلیاژ  AA6063انجام شده و مقطع گرد لوله به وسیله فرایند هیدروفرمینگ به مقطع مستطیلی تغییر شکل داده است. توزیع ضخامت، مقادیر شعاع گوشه شکل داده شده و تختی سطح بالایی قطعه تحت مسیرهای بارگذاری متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش فشار داخلی می توان به شعاع گوشه کمتری دست پیدا کرد اما نازک شدگی افزایش پیدا می کند. بیشترین تختی سطح بالایی قطعه زمانی حاصل می شود که جابه جایی قالب بالایی بعد از رسیدن فشار داخلی به مقدار ماکزیمم خود انجام شود. حداقل شعاع گوشه تولید با فشار داخلی 10 مگاپاسکال در گوشه بالایی مقطع mm63/5 و در گوشه پایینی مقطع mm62/5 شکل داده شده است. با اعمال فشار داخلی 10 مگاپاسکال، فرورفتگی سطح بالایی قطعه به mm2/0 رسیده است.
    کلیدواژگان: هیدروفرمینگ لوله فشار پایین، توزیع ضخامت، شعاع گوشه
  • صیاد نصیری*، حسین رحیمی آسیابرکی صفحات 307-323
    در حالت ایده آل باید تایر از نظر ابعاد هندسی، ضریب فنریت (سختی) و توزیع جرم، کاملا همسان باشد. در این شرایط، هنگام حرکت خودرو، تایر بدون اعمال هیچ گونه نیرو و ارتعاشات اضافه و مضر به حرکت دورانی خود ادامه خواهد داد اما فرضیه حالت ایده آل فقط در شرایط تیوری امکان پذیر است و هیچ گاه در عمل قابل دستیابی نخواهد بود؛ بنابراین در عمل، تایر همواره دارای مقداری از انواع ناهمسانی های مختلف می باشد. این پژوهش به بررسی هدررفت انرژی یک تایر ناهمسان می پردازد. برای این منظور، ابتدا با استفاده از روش های تحلیلی، میزان نیروهای عمودی خالص اعمال شده به چرخ که ناشی از ناهمسانی و بارگذاری اولیه می باشد، استخراج گردید. سپس مدل سازی موردنظر در نرم افزار متلب صورت پذیرفت. پس از آن، نیروی اصطکاک بین تایر و زمین محاسبه شد و با نیروی محرک موتور مقایسه شد تا میزان هدررفت انرژی بین تایر و زمین استخراج گردد. در نهایت میزان توان تلف شده به دلیل وجود ناهمسانی تایر بررسی و ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: تایر، ناهمسانی، نابالانسی، اتلاف توان، موتور
  • محمدرضا نخعی امرودی*، علی قربانخان صفحات 327-341

    در این مقاله، امکان سنجی تولید نانوکامپوزیت های پلی آمید/ آکریلونیتریل بوتادین/ گرافن /NBR/Graphene 6PA) با استفاده از میکسر داخلی بررسی شده است. با استفاده از روش پاسخ سطح تاثیر درصد لاستیک نیتریل و گرافن بر مدول کششی و سختی این مواد بررسی گردید. با استفاده از جدول آنالیز واریانس، تاثیر پارامترها ورودی و مدل های ریاضی مطالعه شد. خواص مکانیکی و ریزساختار نانوکامپوزیت ها با استفاده از آزمون کشش، آزمون سختی و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی گردید. مقایسه نتایج روش سطح پاسخ با نتایج تجربی، درصد خطای کمی را نشان داد. نتایج نشان داد که در درصدهای مختلف نیتریل، با افزایش گرافن از 0 تا 2 درصد، مدول کششی و سختی افزایش می یابد و بیشترین مدول کششی (MPa2354) و سختی (shore A111) در گرافن 2 درصد و 20 درصد نیتریل به دست خواهد آمد. در درصدهای پایین نانوذرات گرافن، افزایش مقدار NBR باعث کاهش بیشتر مدول خواهد شد؛ به طوری که در 5/0 درصد گرافن با افزایش NBR از 20 تا 40 درصد، مدول از 2229 به  MPa 1859 کاهش می یابد. در حالی که برای 5/1 درصد گرافن، افزایش NBR منجر به کاهش مدول از 2354 به  MPa2164 خواهد شد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پلی آمید، نیتریل بوتادین رابر، گرافن، آزمون کشش، آزمون سختی، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • ایوب کریم زادقویدل، غلامرضا کیانی* صفحات 343-367
    دستیابی به صافی سطح مطلوب با ساختاری کارا در ماشین کاری پلی تترافلویوراتیلن (PTFE) به دلیل رفتار ویسکوالاستیک آن، معضلی اساسی است. هدف این پژوهش بررسی تاثیر به کارگیری خنک کننده های گازی و فاکتورهای ماشین کاری بر صافی و ساختار سطوح قطعات از این جنس است. برای این منظور اثر دمش گاز نجیب آرگون و گاز فعال دی اکسیدکربن با طرح سرعت برشی و پیشروی به عنوان متغیرهای مستقل در ماشین کاری PTFE ارزیابی گردید. صافی سطوح توسط معیار Ra اندازه گیری شد. ساختار میکروسکوپی سطوح نیز توسط میکروسکوپ های نوری و روبشی الکترونی بررسی گردید. برای اندازه گیری دمای ماشین کاری، عملیات توسط دوربین حرارتی با دقت بالا فیلم برداری گردید. نتایج نشان می دهد که استفاده از گاز دی اکسیدکربن می تواند با کاهش دمای موضع ماشین کاری تا C40°-، رفتار برشی ماده را از ویسکوالاستیک به الاستوپلاستیک تغییر دهد و زبری سطح را تا Ra=0.2 µm پایین آورد. مطالعات میکروسکوپی نشان داد گاز دی اکسیدکربن می تواند رفتار ویسکوز در حین برش را که موجب سیلان ماده می شود، کنترل و از پیدایش ترک های سطحی جلوگیری کند و همچنین سطح را از تشکیل گروه های عاملی و تغییرات شیمیایی حین ماشین کاری محافظت کند. در بررسی های میکروسکوپی معلوم شد که استفاده از گاز دی اکسیدکربن از چسبیدن مجدد براده های جدا شده به سطح جلوگیری می کند.
    کلیدواژگان: ماشین کاری پلی تترافلئورواتیلن، خنک کننده گازی، صافی سطح، مورفولوژی، کاهش اثر الاستوپلاستیک
|
  • Faezane Askari * Pages 13-33
    In addition to effects on the distribution network such as reducing loss, improving voltage profile, and increasing reliability, installing DGs can also indirectly affect the power system generation reliability. But unlike the transmission network, which is considered to be completely reliable when studying HLI level reliability studies, the distribution network, which contains most of the distributed power generation capacity, has high incidence, lower levels of automation, and radial structure that can lead to capacity closure. These units are crafted. Therefore, in this article, a method is proposed to combine the uncertainties of distribution network and forced outage rate of DG into “Equivalent Forced Outage Rate” or EFOR. Using this parameter, DGs can be moved from the distribution network to the sub-transmission bus to participate in forming the capacity outage probability table and calculating HLI reliability indices. The proposed method has a Single Contingency approach to distribution network events and therefore has a higher speed compared to methods such as Monte Carlo simulation.
    Keywords: distributed generation, Distribution network, Reliability, Hierarchical Level I (HLI), Equivalent Forced Outage Rate
  • MohammadHassan Yeganehkia *, MohammadMahdi Rezaei, Mehrdad Abedi Pages 35-53

    Self-healing is used to automatically repair the distribution system in the event of a fault. One way to reduce without service customers is to operate the faulty area as an island. However, the island is formed optimally when the island is formed online after the fault. If the island is determined before the fault, the optimal margin of the island will not be formed and the number of customers without electricity might increase. In this article, island building is carried out online after the fault. One of the most important problems after a fault occurs is the quick solution of the problem. Since nonlinear models greatly increase the solving time, in the proposed method, the problem is transformed from a non-convex MINLP model to a convex model. As a result, the proposed model can be answered in a very short time. The second point in the problem of self-healing optimization is to achieve the optimal global solution. The optimization problem is carried out by the convex optimization method. Because in convex problems there is only one optimal, the proposed method ensures the achievement of the optimal global solution. A variety of dispatchable and non-dispatchable distributed generation sources were used. Load and production modeling was also undertaken in a probabilistic space because considering the uncertainty, it can be said that the proposed model can be resistant to such events. After determining the optimal microgrid, the optimal production of distributed generation resources and load shedding was carried out to balance the system power. The IEEE 33-bus system was used to demonstrate the efficiency of the proposed method.

    Keywords: Convex optimization Self, healing Load shedding Distributed generation sources Islanding
  • Mohammad Omidpanah *, Seyed AmirAbbas Elomee, Mahdi Ashtian Malayer Pages 55-77

    Given the increasing importance of energy management, optimizing power generation systems and reducing their energy consumption are of great importance, particularly recognizing the parameters affecting the performance of these units. In the present study, ANSALDO unit was investigated as a combined cycle unit commonly applied in Iran. To this end, the ANSALDO unit of Yazd Combined Cycle Power Plants was modeled and analyzed. This was followed by obtaining the efficiency and production capacity of the power plant, determining the thermal balance of all power plant equipment and investigating the impact of effective parameters on gas and steam units. Based on the findings, each gas unit of this power plant had a thermal efficiency of 34% and a production capacity of 134 MW. When these units were coupled to the steam unit in the design, the total thermal efficiency of the power plant reached 50% and its production capacity reached 422 MW. An examination of the impact of effective parameters on thermal efficiency and production capacity showed that increasing ambient temperature decreased the thermal efficiency of power plant by 14%, which can be compensated by activating the evaporator system and total production by 10 to 15 MW.

    Keywords: Combined Cycle Power Plant, Thermodynamic Modeling, Thermoflow, Media System, Heat Recovery Steam Generator (HRSG), Energy efficiency
  • Naser Hamedani, Mohammad Karimi Moridani * Pages 79-99
    This research paper aimed to design and manufacture a sample of motion recording gloves to measure angles and quantify the amount of vibration of the finger joints to obtain a suitable criterion for measuring the amount of hand vibration. This glove can record the intensity of vibration, and by connecting to a computer, it can provide motion and vibration signals in the form of diagrams. The device's hardware includes an ATmega32 microcontroller, an LCD, and six bending sensors used in gloves. The present research used LabVIEW software to show online charts. After repeated tests and optimization of the device, samples were taken from 13 people with hand tremors (patients) and 9 people without hand tremors (healthy). In this sampling method, patients were evaluated in three states of displacement, concentration, and position. After recording the samples, processes were performed to extract the hand movement signal diagrams and variables to differentiate between people in the best way. The classification performed in this study between the two groups of healthy and patients showed that experimentally this system had a difference of 2.5 to 3 times between patients and healthy people in 22 people using the average speed feature. This device will help physicians in clinical diagnoses. It was also found that the best diagnostic examination by this device occurs in the parameter of average speed and position.
    Keywords: Motion Recording Gloves, Hand Vibration, LabVIEW, Microcontroller Software, Finger joint, Motion analysis
  • Vahid Bohlouri * Pages 101-114
    In this paper, a single - axis satellite attitude control with reaction wheel actuator was analyzed in the presence of uncertainty and external disturbance. A proportional - integral - derivative (PID) controller was used to control when the control gains were achieved with evolutionary optimization algorithm. To increase robustness, robust optimization method was used in the presence of uncertainties and disturbances. In the robust optimization method, the statistical properties of the performance criterion, expected value and standard deviation were considered as the combined objective function of the optimization algorithm. For fair comparison, deterministic and robust optimization results were compared together versus uncertainties. Reaction wheel actuator was modeled with first - order equation and practical constraint in maximum and minimum generation momentum. Uncertainty was considered on moment of inertia, external disturbance, and reaction wheel with power spectral density function sampled with LHS algorithm. The graph of the mean value and performance criteria of the combined objective function shows small changes in the objective function in the face of uncertainties. Achieved numerical solution results indicated that the tuned controller with robust optimization performed better in the presence of uncertainties although tuned controller with deterministic optimization performed better assuming certain values.
    Keywords: Satellite attitude control, robust optimization, Reaction wheel, Uncertainty
  • Kiomars Sabzevari * Pages 115-135
    One of the main challenges in island microgrids is the distribution of reactive power between distributed generation sources. The use of adaptive virtual impedance has been introduced as a method of improving the distribution of reactive power between distributed generation sources. Although the use of adaptive virtual impedance improves the reactive power distribution between the distributed generation sources and reduces the circulating current, it causes a voltage drop and the output voltage range of the distributed generation unit is reduced. In this paper, a control strategy for improving the adaptive virtual impedance method is proposed. In the proposed control strategy, the voltage drop across the output impedance of the distributed generation units is compensated due to the use of increased virtual impedance, and the load supply voltage is adjusted to the nominal value. The proposed control method, in addition to maintaining the advantages of using adaptive virtual impedance such as appropriate distribution of active and reactive capacities between distributed generation units and reducing circulating current, compensates for the voltage drop in the output impedance. In the proposed method, the output reference voltage of the drop control method is adjusted within the allowable range in proportion to the load change. To evaluate performance and efficiency, the proposed control method is implemented on an island microgrid consisting of two distributed generation units. The simulation results show the performance and efficiency of the proposed method.
    Keywords: Fault control, Active, reactive power distribution, Voltage Regulation, Adaptive virtual impedance, Circulating current
  • Mohammad Amiri * Pages 137-153
    One of the most important issues in image processing is to find algorithms that can determine the similarity and dissimilarity of a texture image with other images in a short time. Because texture images have repetitive patterns throughout the image, similarity algorithms for natural or non- texture images are not effective for texture images. Deep learning algorithms also require large amounts of data in the same group and for texture images that do not have much data volumes available, they do not work. In this paper, an algorithm was developed to rapidly search for tissue similarity using the Walsh-Hadamard transform. This algorithm consists of three steps. In the first step, the Gabor filter was used to extract the high-dimensional feature from each texture. Then, a randomized Walsh-Hadamard transform was used to convert high-dimensional feature from each texture into two-dimensional feature. In the third step, an earth mover distance (EMD) approximation algorithm was used to determine the similarity or dissimilarity between two textures that are represented by two-dimensional vectors. The results of the proposed algorithm proved that this approximation algorithm is relatively suitable for real tissues.
    Keywords: Texture similarity Earth mover distance Walsh, Hadamard transform
  • Hossein Asgharpour Alamdari * Pages 155-168

    One The generation of sinusoidal voltage in terminal of synchronous generators is often non-sinusoidal due to the connection of non-linear loads to it. Under these conditions, the flowing current and voltage waveforms would considerably be affected. This would ultimately result in destructive effects such as increased losses, frequency fluctuations, reduced grid stability as well as reduced power quality of the load. Accordingly, this paper examines the various harmonic components and their impact on synchronous generators with conventional windings feeding nonlinear local loads. The consequences of the harmonic contents of the output waveforms by varying nonlinear loads were tested practically by implementing the single and triple layer winding synchronous generators. Then, the energy-saving lightbulb, the three-phase induction motor, and the incandescent lamp connected to the diode bridge (using power electronic components) were utilized as three non-linear electrical charges. Finally, the obtained results were evaluated by calculating the THD of the different states of the experiments performed on the two designs (three-layer winding design instead of one-layer winding). By comparing the experimental THD, the three-layer winding design was superior to the conventional one.

    Keywords: Synchronous generators Non, linear loads Power networks Harmonic contents THD
  • Navid Moshtaghi Yazdani *, MohammadHasan Olyaei Torqabeh Pages 169-186

    Marine simulators are effective tools for making a ship feel like driving by creating a similar environment using motion commands. The main problem with simulators is the limited workspace which does not allow them to generate accurate real-time floating movements, so they require a motion synchronization algorithm. Recently, the use of predictive control has become popular in marine simulators. Values of control horizon and future forecast affect the computational load. However, because the designer manually selects these horizons, they are lower than the optimal level. In this paper, a new method based on particle swarm algorithm was used to achieve the best control and forecast horizons by minimizing some periods such as sensory error, displacement and computational load. The proposed method eliminates the disadvantages of the MPC-MCA method such as time-consuming empirical estimation through trial and error for initial control and forecast horizons, while minimizing optimal cost performance and computational load. The simulation results showed the efficiency of the proposed method based on the improvement of performance output and computational load.

    Keywords: Motion step algorithm, predictive control, Particle Swarm Algorithm, optimization
  • Seyed Mojtaba Abbasi, Mehdi Nafar *, Mohsen Simab Pages 187-205
    Using bidirectional parallel converters improves system reliability as they can bypass faults. Therefore, the bidirectional parallel converters structure is adopted for the DC micr ogrid connected to the grid. There is a circulating current between the bidirectional parallel converters that limits the overall capacity of the system and can damage switching devices. To solve this problem, in this paper, the mechanism of generating circulating current on the AC side when several bidirectional parallel converters work together was taken into consideration with the effect of constant power loads by the droop strategy Pdc-vdc2-f to share DC power and network frequency adaptation. The PI coefficients of the bidirectional parallel converters controller were optimized by online genetic algorithm and neural networks and updated with system conditions. Both the stable and dynamic relationships between Pdc and vdc2 are linear and did not create constant power loads of unstable poles for the system. The results indicated that compared with conventional idc-vdc droop control, the proposed Pdc-vdc2-f strategy can increase dc power control and system stability, consequently increasing the dc voltage regulation dynamics.
    Keywords: DC micro, grid Converter Frequency Voltage restoration Stability Genetic, neural
  • Fereshteh Jafari, Hajieh Bastami * Pages 207-235
    In the present work, the potential and capability of Iran's waters for acquiring and installing different types of wind turbines is discussed. For this purpose, various types of offshore wind turbines such as offshore float as the latest type of wind turbines as well as various types of base fixed offshore wind turbines were studied. In addition to reviewing the state of wind turbine technology in Iran according to oceanographic features, geographical coordinates, transportation costs and the possibility of assembly and ease of installation for the northern and southern seas of Iran, the amount of wind resources, water depth and available area were also taken into consideration. Based on the SWOT model, recommendations were made for the use of different types of turbines. In a part of the research, a comparison was made between Iran and leading countries in this field. For the Caspian Sea, the type of traction base of these turbines is not recommended due to the structural complexity, difficult installation and transportation and the need for deep water, while monopile structures and the third generation of gravity are suitable options for the shallow depths of lakes. In addition, near the southern coast of Iran, due to high tides and many changes in water depth during the day and night and the impact of the tension of the restraint lines of traction platforms, the use of this structure is not recommended. Due to the high depth of water in coastal areas and very good stability in various weather conditions, spar structures are introduced as a desirable option.
    Keywords: Wind Turbine, Floating offshore, Iran's water potential, Offshore fixed base, Foundation, Wind turbine technology
  • Alireza Akoushideh *, Ali Tourani, Asadollah Shahbahrami, Mojtaba Masoumnezhad Pages 237-252
    In recent years, intelligent control of entry/exit points particularly based on image processing extracted from surveillance cameras, has been developed. The information obtained from such systems is important for monitoring the traffic and passage of vehicles. It can play an effective role in maintaining public safety and obtaining traffic statistics such as counting traffic at the gates of cities, statistical estimation of clients to organizations, and detecting and tracking suspicious traffic. Vehicles that enter a busy organization are identified at the time of entry and exit and a traffic log including the vehicle image with the license plate number and the date and time of entry and exit are recorded. In this research, a new method for extracting the license plate area is presented. The proposed method uses a combination of Canny vertical edge detection method and examination of connected components to identify candidate areas for the license plate. Experiment results in real conditions (images were taken from surveillance cameras in the organization supporting this research) showed that the proposed method can identify the license plate area of different vehicles in different lighting conditions with accuracy and readability of more than 98% and presents better performance than other state of the art methods.
    Keywords: Car license plate recognition, Machine Learning, ITS, image processing, computer vision
  • Hamid Karimi * Pages 253-272

    In clustering algorithms for wireless sensor networks, cluster heads close to the sink node usually encounter much more relay traffic and therefore lose energy rapidly. To address this problem in wireless sensor networks, distance-aware clustering approaches such as EEUC that adjust the cluster size according to the distance between the sink node and each cluster head have been proposed. However, the network lifetime of such approaches is highly dependent on the distribution of the sensor nodes because in randomly distributed sensor networks the approaches do not guarantee that the cluster energy consumption is commensurate with the cluster size. It might be necessary, for example, for sensors to be randomly distributed over the surveillance region (e.g., via aircraft). To solve this problem in wireless sensor networks, a new method called distribution based clustering algorithm (DBCA) was proposed in the present research which is not only aware of the distance but also the density of the sensor nodes. In DBCA, clusters have limited sensor nodes that are determined by the distance between the sink node and the cluster head. The simulation results show that DBCA is 25% to 45% more efficient than previous algorithms in terms of power consumption under different operating conditions.

    Keywords: Wireless Sensor Network, clustering algorithm, Energy efficient, Node density
  • Seyed Morteza Moghimi *, Mehran Khaki Jamei, Morteza Abbasi, MohammadHasan Taheri, Nematollah Askari Pages 273-289

    In the present research, the non-uniform magnetic field effect on separation phenomenon in divergent channels was investigated numerically. The governing equations, including continuity and momentum equations, were presented and simplified for the laminar, steady, and incompressible flow; then, a non-uniform magnetic field was applied to the flow. Hence, the finite volume method using the OpenFOAM CFD toolbox was employed and a code for 3-D divergent channel flow under a non-uniform magnetic field developed. The effect of non-uniform magnetic field intensity on the boundary layer separation phenomenon on the divergent channel wall was investigated. The results show that the separation in the flow without applying a magnetic field occurs in Re=250 on the channel's upper (lower) wall. By applying the magnetic field and increasing the Hartmann, the boundary layer separation was delayed and in Ha equals 4, the separation is completely deleted and not observed. Under the same conditions, near the sidewalls, the separation occurs sooner than the channel entrance. Furthermore, by reducing the Reynolds to 208.33, the separation occurs late. In a 3-D channel that has a width ten times bigger than its height, the separation points far from the side walls are almost the same as a 2-D channel.

    Keywords: Boundary layer separation 3, D divergent channel Non, uniform magnetic field OpenFoam Magnetohydrodynamics
  • Seyed Jalal Hashemi *, Yaghoub Dadgar Asl Pages 291-307
    Tube hydroforming process is used widely in production of car structural parts. High strength to weight ratio is one of the properties of parts which is produced using this process. Low pressure tube hydroforming (LPTH) is one method recommended for solving problems of tube hydroforming such as requiring high pressure of fluid and sealing problems. LPTH method is similar to crushing a hollow solid body. Unlike high pressure tube hydroforming, upper die is not fixed in this process and it moves at the same time by applying internal pressure and squeezes the tube. Main defects in low pressure hydroforming are tube wall thinning and geometric errors at final form of the part. In this paper, LPTH of AA6063 aluminum tubes was carried out and circular cross section of tube was deformed to rectangular. Thickness distribution, formed corner radius and flatness of top surface of part was investigated under three different loading paths. Results show that lower corner radius can be achieved with higher internal pressure while thinning is increased. Maximum of flatness was obtained when moving of the upper die was carried out after reaching the maximum of internal pressure. Minimum of radius was formed at upper corner equal to 5.63mm and at lower corner equal to 5.62mm under internal pressure of 10MPa. Concavity of upper surface of part was decreased to 0.2mm by applying 10MPa internal pressure.
    Keywords: Low Pressure Hydroforming (LPTH), Thickness Distribution, Corner Radius
  • Sayyad Nasiri *, Hossein Rahimi Asiabaraki Pages 307-323
    An ideal tire should be completely uniform in geometric dimension, mass distribution and stiffness coefficient. Under such conditions, the tire would rotate without any unwanted and harmful vibrations and/or force alterations delivered to the vehicle body as it moves. However, the ideal conditions are only theoretically possible and cannot be the case in actual conditions. Accordingly, a tire has some non-uniformities in actual conditions. This paper aims to study the lost energy of a non-uniform tire of a passenger car. To achieve this, the vertical force on the tire, which is due to initial loading and also each case of non-uniformity, was analytically calculated. Then, the equations were simulated in MATLAB software package. This was followed by comparing the frictional force between the tire and ground to the engine force to calculate the power loss. Finally, the value of power loss as a result of all kinds of tire non-uniformity was evaluated.
    Keywords: Tire, Non-uniformity, Imbalance, Power Loss, Engine
  • MohammadReza Nakhaei *, Ali Ghorbankhan Pages 327-341

    In this paper, the feasibility study of the production of PA6/NBR/Graphene nanocomposite by an internal mixer was investigated. The effect of nitrile and graphene content on modulus strength and hardness was studied by response surface methodology. Analysis of variance was used to study the effect of input parameters and mathematical models. The mechanical properties and microstructure were investigated by tensile test, hardness, and scanning electron microscopy. The comparison of the experimental results and response surface methodology results showed a small percentage of error. The results show that at the different percentage of NBR content, modulus strength and hardness increased with an increase in graphene content at 0 to 2 wt% and the maximum modulus strength (2354 MPa) and hardness (111 shore A) was obtained at the graphene content of 2 % and nitrile content of 20 %. At a low percentage of graphene nanoparticle, an increase in the NBR content lead to a higher decrease of modulus strength so that in graphene content of 0.5%, with increasing NBR content from 20 % to 40 %, modulus strength decreased from 2229 to 1859 MPa. However, for graphene content of 1.5 %, increasing the NBR content lead to decreases of modulus strength from 2354 to 2164 MPa.

    Keywords: Nanocomposite, Polyamide, Nitrile Butadiene Rubber, Graphene, Tensile test, Hardness test, Scanning electron microscopy
  • Ayub Karimzad Ghavidel, Gholamreza Kiani * Pages 343-367
    The achievement of a desirable surface roughness with an efficient structure is a major challenge in machining of Polytetrafluoroethylene (PTFE) owing to its viscoelastic behavior. The aim of this research is to investigate the effect of gaseous coolants utilization on the roughness and structure of surfaces.  For this purpose, the effect of Argon noble and CO2 effective gases on the machining of PTFE were evaluated, taking into consideration the cutting and feed velocities as input factors. The surface roughness was measured by Ra criterion.  The microscopic structure of surfaces was investigated using optical and scanning electron microscopes. To measure the machining temperature, the operation was recorded by high accurate thermal camera. The results show that the utilization of CO2 due to decreasing local machining temperature to below -40°C can change the cutting behavior of material from viscoelastic to elastoplastic, and reduces the surface roughness up to Ra=0.2 µm. Microscopic studies indicate that the using of CO2 can govern the viscous behavior during cutting which causes the viscous-flowing of material and prevents the generation of surface cracks. CO2 also protects the surface from chemical interactions and creation of functional groups during the machining. Microscopic examination revealed that the use of carbon dioxide gas prevents separated chips from re-adhering to the surface.
    Keywords: PTFE machining, Gaseous coolant, Surface roughness, morphology, Decreasing of elastoplastic effect