ماهنامه پژوهش های نوین علوم مهندسی
پیاپی 45 (پاییز 1402)

شبکه های حسگر بی سیم باعث انقلابی در صنعت سلامت می شوند. این شبکه ها به وسیله حسگرهای بی سیم، داده های مربوط به سلامت را جمع آوری و تحلیل می کنند. این فناوری نوآورانه مزایای فراوانی را برای افزایش کارآمدی و کاهش هزینه ها در حوزه سلامت فراهم می کند. استفاده از شبکه های حسگر بی سیم، پزشکان و پرستاران قادر خواهند بود به صورت لحظه ای داده های پروفایل بیولوژیکی بیمار را دریافت کنند.در این مقاله، ما یک سیستم هوشمند بهداشت و درمان مبتنی بر شبکه های حسگر بی سیم پیشرفته را پیشنهاد می کنیم.این سیستم هوشمند زندگی ساکنان را هدف قرار می دهد تا با نظارت مداوم،از بهداشت و درمان از راه دور بهره مند شده و سبب افزایش کیفیت زندگی، بهداشت، و تا حد زیادی باعث بهبود شرایط خدمات درمانی و مراقبت های پزشکی، پایین آمدن هزینه درمان و کمک به پیشگیری بیماری خواهد شد. ما در حال حاضر اهداف، مزایا، وضعیت و چالش های موجود را در این مقاله مورد بررسی قرار داده ایم.

با پیشرفت تکنولوژی، نیاز به حداقل رساندن هزینه مصرف انرژی مشترکین با حرکت به سمت هوشمندسازی و اتوماسیون خانه ها اجتناب ناپذیر می گردد. الحاق منابع فتوولتاییک و توربین بادی به خانه های هوشمند بواسطه عدم قطعیت در توان خروجی موجب افزودن یک چالش جدید به مسیله مدیریت بار خانه های هوشمند می شود. بنابراین، در این مقاله یک ماژول مقاوم سازی شده مدیریت انرژی برای خانه هوشمند مجهز به منابع انرژی تجدیدپذیر فتوولتاییک و توربین بادی پیشنهاد می گردد. طرح قیمت گذاری انرژی در بازار برق خرده فروشی به صورت مدل قیمت گذاری زمان واقعی است. در  اینجا، خانه هوشمند به شبکه سراسری متصل است و امکان خرید و فروش انرژی را در زمان مناسب دارد. کمینه سازی هزینه انتشار آلودگی بواسطه تولید انرژی توسط منابع تولید همزمان برق و حرارت، مصرف انرژی برای بارهای خانگی قابل قطع و غیر قابل قطع و بارهای خانگی ترموستاتی بعنوان تابع هدف تعریف می شود. الگوریتم هوشمند ژنتیک برای حل مسیله بهینه سازی مذکور استفاده می گردد. بمنظور اعتبارسنجی و تایید کارایی مدل پیشنهادی، مطالعات عددی بر روی یک خانه هوشمند تست می شود و نتایج مفهومی شبیه سازی بیان می گردد.

پهپادها معمولا با سناریوهای عملیاتی و پروازی متفاوتی طراحی میشوند که یکی از اهداف و سناریوهای طراحی این قبیل وسایل شناسایی و گشت پروازی با اتکا بر امر شناوری بر روی نقاط هدف است. مداومت پروازی همواره یکی از اصلی ترین مباحث طراحی ماشین های پرنده بوده است که به سبب مداومت پروازی بالا می توان پروفیل های ماموریتی گسترده تری را برای پرنده در نظر گرفت. در عصر حاضر معمولا قدرت پیشران ماشین های پرنده، توسط سیستم های الکتریکی و باتری ها تامین می شود. بدین منظور تامین انرژی مناسب برای افزایش مداومت پروازی چالشی در امر طراحی خواهد بود که در برآورده سازی نسبت تراست یا توان بر وزن و سایر پارامترهای اساسی دچار مشکل خواهد نمود. گاهی این پهپادها با هدف حمل وسایل خاص طراحی می شوند که تامین انرژی به قیمت افزایش وزن به معنای کاهش وزن قابل حمل خواهد بود. در مجموعه طراحی های انجام شده در دنیا از روش های مختلفی برای این تامین انرژی استفاده می شود از جمله سوخت فسیلی، باتری در انواع مختلف حتی باتری های اتمی، پیزوالکتریک ها و سلول های خورشیدی و... که در این مقاله به ارایه روش منطقی و کم هزینه برای تبدیل این سامانه های طراحی شده به سیستم های شارژ سریع و بی سیم برای افزایش بهرهوری و مداومت پروازی پرداخته شده است.

افزایش جمعیت و تغییر در الگوی مصرف مردم، بهره برداری بیشتر از منابع طبیعی خدادادی آب و خاک کشور را ایجاب می نماید. از سوی دیگر محدودیت منابع باعث می گردد تا در ازای این افزایش تقاضا، افزایش بهره وری و بالا بردن راندمان تولید به عنوان یک ضرورت اساسی مطرح گردد. اگرچه در دهه های اخیر افزایش بهره وری با اتکاء به رشد و توسعه علوم آب و خاک دچار تحولات شگرفی گردید، ولی متاسفانه تاکنون نتوانسته است جایگزین روش ساده افزایش بهره وری به ازای فزایش نیاز گردد. حاصل این کاستی، تشدید فرسایش و هدر رفت بخش زیادی از منابع آب و خاک وپوشش گیاهی کشور بوده که از عوارض آن میتوان به نابودی عرصه های جنگلی، سیر قهقرایی مراتع، کاهش حاصلخیزی اراضی، بیابانی شدن عرصه های منابع طبیعی و کشاورزی اشاره نمود. در این مطالعه سعی شده است که ضمن بررسی وضعیت زمین شناسی حوضه، اقلیم، مطالعه فیزیوگرافی، هیدرولوژی و مورفولوژی با استفاده از داده های سنجش از دور GIS و با یک روش ترکیب نگر رابطه بین واحدهای مورفولوژیکی و اشکال فرسایشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

با گسترش تکنولوژی و پیچیده تر شدن ماشین آلات نیاز به توسعه قطعات پیچیده و دقیقتر بیشتر شده است. از این رو نیاز به استفاده از ربات های موازی رو به افزایش میباشد. در این پروژه یک ربات موازی پنج درجه آزادی که طرح آن جدید بوده و برای اولین بار در دانشگاه تبریز مطرح شده مورد مطالعه قرار گرفته است. این ربات دارای سه درجه آزادی انتقالی و دو درجه آزادی دورانی میباشد برای استفاده از قابلیت های این ربات و بکارگیری همه ی محورها نیاز به تولید مسیر بهینه حرکت ماشین ابزار میباشد. با توجه به عدم استاندارد بودن دستگاه نیاز به یک روش اختصاصی به کمک برنامه نویسی و بکارگیری نرم افزارهای حرفه ای تجاری برای تعریف و تولید مسیر حرکت ربات ماشین ابزار میباشد هدف از این استراتژی ساخت مسیر ابزاری است که نرمترین و کارآمدترین حرکات ماشین را در محدوده کاری بهینه موجب میشود ضمن اینکه از برخوردها و تماس های بین اجزای ماشین کارگیر و نگهدارنده ها جلوگیری کند. براین اساس در این مقاله در مرحله اول کلیه مشخصات از جمله تعداد محورها درجات آزادی با توجه به محل قرارگیری آنها روی میز یا کلگی و همچنین فضای کاری و محدودیت های هر محور در نرم افزار EdgeCAM تعریف شده است. چند نمونه قطعه از جمله پره توربین و نیم کره استوانه ای به عنوان قطعه کار در نظر گرفته شده و کلیه عملیات ماشین کاری مانند عملیات خشن کاری و پرداخت کاری روی آنها انجام گرفته است. در نهایت شبیه سازی حرکت ابزار ماشین کاری تولید و استخراج G کدهای این فرآیند در نرم افزار انجام می گیرد. در مرحله دوم در نرم افزار Matlab برنامه ای به عنوان واحد مفسر نوشته شده است. واحد مفسر کدهای خروجی از نرم افزار EdgeCAM یا کدهای ماشین کاری نوشته شده به صورت دستی توسط اپراتور را گرفته و اطلاعات لازم از آن را استخراج میکند اولین قسمت واحد مفسر واحد تجزیه کننده می باشد. این واحد کدهای ماشین کاری را گرفته و آدرس های بکار رفته و مقدار آنها را تشخیص میدهد. پس از خوانده شدن همه ی آنها این اطلاعات به واحد بررسی خطا ارسال میشوند تا خطایابی صورت گیرد که در صورت وجود برنامه متوقف میشود پس از بررسی، خطاها واحد اجرای کدها و تولید مسیر اطلاعات هر بلوک را گرفته و براساس اولویت اجرای هر کدام عملیات لازم را انجام میدهد در صورت وجود کدهای حرکتی در هر بلوک واحد میان یاب، این کدها را میان یابی خطی و دایره ای انجام میدهد پس از آنکه موقعیت هر ورودی و خروجی در دستگاه ماشین مشخص شد خروجی در واحد بررسی محدودیتهای ماشین بررسی میشود که آیا در محدوده فضای کاری ماشین وجود دارد یا نه که در صورت نبودن در فضای کاری ماشین، برنامه متوقف می شود. در پایان اطلاعات به صورت مقادیر عددی از برنامه استخراج شده برای واحد سینماتیک معکوس ارسال شوند، این واحد اطلاعات را به مقادیر حرکتی برای هر کدام از موتورها تبدیل میکند تا در نهایت ابزار با توجه به برنامه ماشین کاری حرکت کند.

هدف از این پژوهش بررسی آزمایشگاهی بتن حاوی ذرات لاستیک با استفاده از روش های سرعت امواج اولتراسونیک می باشد. طرح اختلاط مورد استفاده در این تحقیق جهت دستیابی به بتن حاوی خود تراکم بر طبق دستورالعمل R-237 ACI 07 انجام شده است. دستگاه های آزمایش بتن خودتراکم در حالت سخت شده شامل جک فشاری، دستگاه آزمایش اولتراسونیک میباشد. نتایج حاکی از آن است که استفاده از خرده لاستیک سبب کاهش خواص روانی بتن خودتراکم می گردد به نحوی که استفاده از 9 درصد خرده لاستیک در مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه 12/5 میلی متر سبب کاهش جریان اسلامپ تا 3 درصد شد. همچنین افزایش نسبت آب به سیمان نیز تاثیر قابل توجهی بر کاهش لزجت مخلوط بتن خودتراکم در پی داشت کاهش سرعت امواج اولتراسونیک نیز تحت دماهای 300 و 600 و 900 درجه سانتی گراد برای مخلوط های با نسبت آب به مواد پودری 0/39 نسبت به مخلوط حرارت ندیده ، در مقایسه با مخلوط های مشابه اما با نسبت آب به مواد پودری 0/34 به ترتیب 1/3 ، 0/5 و 0/3 درصد بیشتر شد .

مناطق شهری با جمعیت زیاد بیشتر در مقابل مخاطرات سیل و زلزله آسیب پذیر هستند.بدین صورت که تغییرات آب و هوایی تکنیک های مختلف ساخت و ساز شهرنشینی و توسعه شهری باعث شده افزایش سهم بیشتری از ناحیه های غیر قابل نفوذ مثل آسفالت و بتن شده است.افزایش سطوح غیر قابل نفوذ به علت شهرنشینی، فراوانی سیلاب ها را به دلیل نفوذ ضعیف و کاهش مقاومت جریان افزایش می دهد. حمل و نقل شهری یکی از مهمترین و بنیادی ترین مسایل در برنامه ریزی و طراحی شهرهاست که در این میان امروزه مترو شهری یکی از پرکاربردترین سامانه های حمل و نقل عمومی در کلان شهرها محسوب می شود. هدف از انجام تحقیق احداث شهرهای طولی در مسیر کلان شهرها می باشد. روش تحقیق حاضر به صورت توصیفی و تحلیلی و از طریق تحلیل کیفی که اطلاعات آن از طریق مطالعات کتابخانه ای از جمله کتب,پایان نامه,مقالات و غیره گرفته شده است.نتایج تحقیق نشان می دهد که یکی از اهرم های اصلی در موفقیت اداره شهرها، هماهنگی میان سازمان های ذی ربط است به عبارت دیگر تعدد سازمان ها و نهادهای اداره کننده شهر کنشگران شهری و اداره بخشی شهر بدون وجود هماهنگی موجب سردرگمی و اتلاف منابع شهر و ناموفق بودن اداره آن است.

زمانبندی، به معنی واگذاری کارآمد و مناسب منابع به کارها است. هدف اصلی آن، کوتاه کردن زمان تکمیل کار، بالا بردن توان عملیاتی سیستم و ایجاد تعادل بارروی منابع است. این مسیله در ابر به دلیل مقیاس بزرگ منابع، پیچیده تر هم می شود؛ بنابراین شناخت بهتر الگوریتم ها می تواند در انتخاب الگوریتم مناسب کمک زیادی کند. هدف از انجام این تحقیق زمان بندی وظایف در محیط ابری مبنی بر الگوریتم بهینه سازی ازدحام موش است. در روش پیشنهادی از پارامترهای کیفیت به تریتب زمان هزینه اجرای کارها توجه شده است. هر کار می تواند فقط روی یکی از منابع اجرا شود و تا پایان اجرایش متوقف نمی شود. همچنین از مدل ماتریس برای زمان بندی کارها استفاده می شود. دراین تحقیق زمان بندی وظایف در محیط ابری با الگوریتم ازدحام موش در سه شرایط مختلف و با پارامترهای متفاوت انجام شد و در نهایت نتایج کار نشان از عملکرد مطلوب روش پیشنهادی داشت چرا که روند بهینه سازی در هر شرایط مورد تحقیق رو به بهبود می باشد.

شبکه حسگر بی سیم شبکه ای است که برای نظارت و کنترل محیط اطراف استفاده می شوند. استفاده از این شبکه ها به دلیل ویژگی خاص و کاربرهای بسیارشان مورد توجه قرار کرفته اند. از مهمترین مباحث در حوزه انتقال داده در این شبکه ها ارایه راهکارهایی در جهت انتخاب بهترین مسیر ممکن برای انتقال اطلاعات می باشد به نحویکه انرژی مصرفی در کمترین حد و طول عمر شبکه در بیشترین حد باشد. تاکنون الگوریتم های بسیاری در جهت جمع اوری، ارسال و پردازش داده ها در شبکه های بی سیم ارایه شده است با این حال هنوز مشکلات عمده ای در مبحث انتقال داده وجود دارد. پژوهش حاضر به منظور افزایش قابلیت اطمینان در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از پروتکل های مسیر یابی چند مسیره صورت گرفته است لذا ابتدا پروتکل مسیریابی چند مسیره LOMDD بر مبنای پروتکل انتشار هدایت شده طراحی شد. برای طراحی پروتکل مسیریابی چند مسیره LOMDD فیلتر TPP انتخاب شده است که پیاده سازی های لاز،، بر روی این فیلتر و تحت شبیه ساز NS2 انجام می شود. سپس یک راهکار برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرا، تصمیم گیری دودویی مرتب شده پیشنهاد شد. در نهایت یک پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان AMPRS مبتنی بر LOMDD معرفی شد. نتایج شبیه سازی حاکی از تطبیق بسیار بالای AMPRS با شرایط شبکه است و نشان داده شد که نسبت به پروتکل های ایستا قابلیت اطمینان را به صورت کارا برای شبکه تنظیم می کند، سربار محاسباتی و انرژی مصرف شده را کاهش می دهد و همچنین تعداد مسیر بهینه را برای منابع تعیین می کند. با توجه به اینکه عملکرد پروتکل AMPRS با قابلیت اطمینان مورد انتظار 90 درصد انجا، می پذیرد بنابر این در مقایسه با سایر پژوهش های انجا، شده، پروتکلی مطمین تر به حساب می آید.

در این مقاله یک شبیه ساز پرواز عددی کاربرد آن در طراحی و ساخت سیستم کنترلی موشک مانورپذیر با رویکرد طراحی چندمنظوره پرداخته شده است.در این مقاله یک حل کننده جریان ناپایدار در شبکه های هیبریدی متحرک، یک حل کننده دینامیک صلب و یک ماژول از سیستم کنترل پرواز با هم ترکیب و ادغام شده اند. همچنین تکنیکی از شبکه های هیبریدی پویا برای کنترل سطوح کنترل فعال با شکل گیری بدنه، با تکنیک شبکه های همپوشانی پویا بدون ساختار موازی که شبکه های متحرک مناسبی را بر روی سطوح کنترلی منحرف کننده ایجاد می کند (سکان های بدنه یک موشک) ایجاد شده است. برای مسایل جفت شده جریان/سینماتیک، معادلات 6 درجه آزادی با یک روش صریح یا ضمنی همراه با حل کننده دینامیک سیالات عددی اورانوس حل می شوند. ماژول قانون کنترل به صراحت به شبیه ساز پرواز عددی متصل می شود و سپس با شبیه سازی فرآیند مانور تنش یک مدل موشک قابل مانور بهبود و بهینه سازی شده اند. سپس یک روش وارونگی دینامیکی غیرخطی برای طراحی قانون کنترل برای فرآیند تنش مدل موشک قابل مانور اجرا می شود. شبیه سازی و تجزیه و تحلیل فرآیند مانور پیچینگ توسط شبیه ساز پرواز عددی برای بهبود قانون کنترل پرواز انجام می شود. عملکرد پاسخ کنترل بالاتر با تنظیم فاکتورهای بهره و افزودن یک انتگرالگر به حلقه کنترل به دست می آید.