seyed hamed hashemi mehne
-
امروزه از میان منابع انرژی پاک، انرژی باد بیشتر مورد توجه قرار گرفته و ظرفیت نیروگاه های بادی دنیا در حال افزایش است. به ویژه، طراحی و ساخت توربین های بادی کوچک دستمایه بسیاری از تحقیقات بوده است. دراین مقاله، به توربین باد ساونیوس که یکی از انواع مورد توجه توربین های بادی محورعمودی است، پرداخته شده است. نخست، قواعد و اصول مکانیکی حاکم بر کارکرد این توربین شرح داده می شود. سپس معیارهای تعیین بازدهی و عملکرد این توربین مانند ضریب توان و ضریب گشتاور بیان می شود. در ادامه، عوامل هندسی و فنی موثر بر بازدهی آن مانند نسبت همپوشانی، تعداد پره ها، تعداد طبقات، قطر شفت، زاویه ی پیچش و نصب صفحات انتهایی نیز مطرح و اثر آنها بحث خواهد شد. مبنای این تحقیق مراجعی بوده که در تلاش برای بهبود عملکرد این نوع توربین بوده اند. همچنین، برخی طرح های خلاقانه که به منظور بهبود عملکرد توربین ساونیوس پیشنهاد شده با اشاره به نتایج تجربی و شبیه سازی عددی آنها عنوان شده است. چنین طرح هایی بیشینه ی ضریب توان را تا 38 درصد افزایش داده و در عین حال ساختار توربین را پیچیده تر می کنند. برخی از این طرح های نوآورنه نیز در پایان بررسی خواهد شد.
کلید واژگان: توربین باد, ساونیوس, نسبت همپوشانی, زاویه پیچش, عملکرد, ضریب توانNowadays, wind energy is considered one of the cleanest sources of energy, and the capacity of wind power plants is growing around the world. In particular, the design and construction of small wind turbines have been the subject of much research. This article deals with the Savonius wind turbine, a well-known vertical axis turbine. First, the mechanical principles of operation of this type of wind turbine are explained. Then, the criteria for determining its efficiency and performance, such as power and torque coefficients, are stated. The sequel discusses the geometric and technical factors affecting its efficiency. These factors include the overlap ratio, number of blades, number of stages, twist angle, shaft diameter, and the installation of end plates. The current paper can be helpful for those trying to improve the performance of this type of turbine. In this regard, there are some proposed innovative designs to enhance the performance of the Savonius turbine concerning experimental results and their numerical simulations. These designs increase the maximum power coefficient to 38%, although they complicate the turbine structure. Some of these innovative designs are also reviewed.
Keywords: Savonius wind turbine, overlap ratio, Twist angle, performance, power coefficient -
این مقاله به کنترل فعال ارتعاشات و پایش سلامت پنل ترکدار فضاپیمای انعطافپذیر در مانور وضعیت با استفاده از وصله های حسگر/عملگر پیزوالکتریک و روش فیدبک نرخ کرنش پرداخته است. پنل انعطافپذیر ترک دار با رویکرد تیوری تیر اویلر-برنولی و روش المان محدود مدلسازی شده و معادلات غیرخطی حرکت سیستم کاملا کوپل صلب-انعطافپذیر با استفاده از روش لاگرانژ استخراج و با روش عددی نیومارک-بتا حل شده است. دو رویکرد، پایش سلامت به صورت آزمون و خطا و با اندازه گیری بیشینه نرخهای کرنش هر المان حین مانور (به صورت بهنگام) در کنار کنترل ارتعاشات (با اعمال نیروی کنترلی مبتنی بر بیشترین مقادیر نرخ کرنش با تعداد معین و از پیش تعریف شده عملگرهای پیزوالکتریک)، در نظر گرفته شده است. بیشنه نرخهای کرنش با تغییر در شرایط ماموریت و جابجایی ترک در لحظه تغییر کرده و به طور همزمان عملگرهای متناظر فعال میشوند. همچنین به منظور شناسایی رفتار کل سیستم ترکدار، تابع انرژی متشکل از انرژیهای جنبشی و پتانسیل پنلهای انعطافپذیر و پارامترهای وضعیت بدنه صلب با لحاظ ضرایب وزنی مختلف ارزش دهی شده است که معیار مناسبی از عملکرد رویکرد دوم (الگوریتم هوشمند پیشنهادی) می باشد. شبیه سازیها برای مکانهای مختلف ترک و ورودیهای گشتاورهای خارجی وارد بر بدنه صلب فضاپیما در قالب یک مطالعه مقایسه ای در محیط متلب/سیمولینک، معیاری مناسب در تعیین تعداد، مکان عملگرها و کاهش هزینه های توان مصرفی در فضاپیماهای مدرن امروزی در ماموریتهای با دقت بالا میباشد.کلید واژگان: ارتعاشات-پایه, پایش سلامت, کنترل فعال ارتعاشات, فضاپیمای انعطافپذیر, فیدبک نرخ کرنشThis paper deals with active vibration control (AVC) and structural health monitoring of a maneuvering flexible spacecraft with a cracked panel using piezoelectric (PZT) sensor/actuator patches and strain rate feedback (SRF) method. The cracked panel is modeled using the Euler-Bernoulli beam theory and the finite element method (FEM). The nonlinear equations of motion of the fully coupled rigid-flexible system are extracted using the Lagrangian formulation and solved with Newmark-β algorithm. Two approaches of structural health monitoring; first, trial and error, and second, maximum strain rates (online measurement) along with AVC (applying control signals based on the maximum values of strain rates to the predefined number, but unknown locations of PZT actuators), are performed. The strain rates change directly with mission conditions and crack locations, and the corresponding actuators are activated simultaneously. Moreover, to identify the dynamic behavior of the whole, cracked system, an energy function with different weighting coefficients is introduced to propose a suitable criterion for the performance evaluation of the second approach. Simulations for different crack numbers and locations and external disturbances as a comparative study (in MATLAB/Simulink) demonstrate suitable criteria to determine the number and locations of actuators and reduce the power costs in modern spacecraft in high-precision missions.Keywords: Vibrations-based, Structural health monitoring, Active Vibration Control, Flexible spacecraft, Strain rate feedback
-
International Journal Of Nonlinear Analysis And Applications, Volume:12 Issue: 1, Winter-Spring 2021, PP 445 -459
Continuous stirred tank reactor (CSTR) is an important and constructive part in various chemical and process industries and therefore it is necessary to control the process in optimal temperature and concentration conditions. Because of the nonlinear nature and limits of the control input, solving this problem is very difficult. To achieve a sub-optimal control policy for chemical processes, we focused on a new construction model. Then, a two-phase algorithm, denoted as modified sequential general variable neighborhood search (MSGVNS) algorithm based on three local searches that use efficient neighborhood interchange has been employed to solve CSTR problems numerically. The results of the proposed method show that its convergence to the exact solution is achieved by the accuracy comparable to other numerical algorithms in few times.
Keywords: Optimal control problem, Metaheuristic, Continuous stirred tank reactor, Modifiedgeneral variable neighborhood search -
در این مقاله تعامل میان انسان و ماشین در شبیه ساز استاندارد وظایف خلبان ، با بهره گیری از مفاهیم موجود در تئوری اطلاعات مدلسازی می گردد . برای این منظور، نرخ تبادل داده در هر یک از زیرسیستم های شبیه ساز استخراج می شود و با برآیند گرفتن از آن ها ، مقدار نرخ تبادل داده کلی ایجاد شده در شبیه ساز بدست می آید . در مرحله بعد ، نرخ تبادل داده خروجی تولید شده توسط انسان در تعامل با شبیه ساز محاسبه گشته و از تلفیق آن با نرخ اطلاعات ورودی ، یک معیار واحد جهت ارزیابی عملکرد وی ارائه می گردد . در نهایت کارایی این شاخص در محیط شبیه ساز عملکرد چند وظیفه ای خلبان با در نظر گرفتن سه سطح مختلف بارکاری (کم ، متوسط و زیاد) ، از طریق انجام یک آزمون عملی توسط تعدادی سوژه انسانی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتایج حاصل شده نشان می دهد که سوژه ها با بالا رفتن سطح بارکاری ، تلاش مضاعفی را در قالب زیاد کردن نرخ تبادل داده خروجی ایجاد شده توسط خود بروز می دهند. اما با این وجود بر اساس تحلیل آماری صورت گرفته ، کیفیت کارکرد سوژه ها بین سطوح کم ، متوسط و زیاد از بارکاری دارای اختلاف معنادار بوده و بالا رفتن شدید بارکاری ، موجب افت قابل توجه معیار عملکرد بدست آمده می شود .کلید واژگان: مدلسازی, تعامل انسان ماشین, شبیه ساز عملکرد چند وظیفه ای خلبان, تئوری اطلاعات, معیار عملکردIn this paper, using the concepts related to the information theory, the model of interaction between human and machine in a standard simulator of piloting tasks is created. For this purpose, baud rate generated in all subsystems of the simulator is calculated and by summing them, the total baud rate is obtained. Next, output baud rate produced by human during working with the simulator is computed and subsequently, a unique index facilitating human performance investigation is proposed. Finally, the capability of this index is examined in the simulator of piloting tasks via a practical test performed by some subjects for different levels of workload (low, medium, and high). Results demonstrate that when a substantial growth in the workload level occurs, subjects try to show extra effort through increasing their generated output baud rate. On the other hand, according to the statistics analysis it can be concluded that there is a significant difference between performance of subjects across low, medium, and high levels of workload, i.e. a severe growth in the workload level causes considerable drop in performance index.Keywords: Modeling, Human-Machine Interaction, Multi Attribute Task Battery, Information Theory, Performance Index
-
One of the most interesting topics in the field of human machine interaction is workload. In this paper, using information theory concepts, baud rates generated in all subsystems of a generic simulator of piloting tasks were calculated and then, a unique numerical index presenting an estimation of overall workload was extracted. To examine the effectiveness of offered criteria, three tests with different levels of autopilot failure were designed in which existing workload were labeled based on involving baud rates. A group of subjects performed these tests as the pilots while recording their own idea about perceived workload. Results confirmed that there were statistically significant differences between the averages of scores assigned by subjects to the overall workload for three levels of difficulty. Consequently, the proposed quantitative index is effective enough for determination of workload levels in the simulator environment and facilitates creation of needed scenario noticeably.Keywords: baud rate, human-machine interaction, information theory, simulator, subjective rating, workload
-
در این مقاله یک مساله طراحی شکل بهینه در رابطه با بهینهسازی فینهای خنککننده قطعات رایانهای و مدارهای مجتمع، مدلسازی و حل می شود. هدف اصلی تعیین شکل یک فین دو بعدی است که به بیشترین برداشت حرارتی منجر شود. بدین منظور، مساله طراحی شکل بهینه بر اساس بیشینهسازی توزیع عدد ناسلت تعریف میشود. معادلات دیفرانسیل حاکم بر مساله در فاز های سیال و جامد به طور مستقل و همزمان حل میشوند. به منظور مدلسازی مساله بهینهسازی با بعد متناهی، شکل پروفیل به کمک منحنیهای درجه سه پارامتری میشود. از آنجا که رابطه صریحی بین تابع هدف مساله بهینهسازی با پارامتر هندسی وجود ندارد، از روش مدلسازی تقریبی در فرآیند بهینهسازی استفاده شدهاست. روش پیشنهادی با سه نقطه اولیه شروع می شود. سپس معادلات دیفرانسیل حاکم بر مساله برای هر یک از پروفیلهای متناظر با این نقاط حل میشود. گام بعدی این روش تکراری شامل محاسباتی بر پایه درونیابی چندجمله ای روی مقادیر نرم اعداد ناسلت است. یک مثال عددی برای نشان دادن دقت و نحوه ی پیادهسازی روش ارائه شده است.کلید واژگان: انتقال حرارت, بهینه سازی, بهینه سازی شکل, تقریبA shape optimization problem of cooling fins for computer parts and integrated circuits is modeled and solved in this paper. The main purpose is to determine the shape of a two-dimensional pin fin, which leads to the maximum amount of removed heat. To do this, the shape optimization problem is defined as maximizing the norm of the Nusselt number distribution at the boundary of the pin fin's connection profile. The governing differential equations are solved in solid and fluid phases separately. In order to formulate the optimization problem with finite dimensions, the shapes of the profiles are parameterized with cubic polynomials. Due to the lack of an explicit relation between the objective function and the geometric parameters, an approximate modeling method is used for the optimization process. The proposed method starts with three initial points. Then, the governing differential equations are solved for each of the profiles related to the initial points. The new step in this iterative process involves calculations based on a polynomial interpolation within the resulting Nusselt number norms. A numerical example is given to show the implementation and accuracy of the method.Keywords: Approximation, Heat Transfer, Optimization, Shape Optimization
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.