مکانیک هوا فضا
سال:1386 | دوره:3 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

بروز عیب و نقص در سیستمهای هیدرولیکی، ممکن است منجر به خسارات جبران ناپذیری شود. از این رو، تشخیص به موقع نقص در این سیستم ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در مقاله حاضر، بروز نقص ناگهانی در یک سیستم سروهیدرولیکی آزمایشگاهی که در آن از یک شیر سرو برای کنترل یک هیدروموتور استفاده شده توسط مشاهده گر بهره بالا تشخیص داده می شود. برای این منظور، ابتدا مدل دینامیکی سیستم هیدرولیکی در فضای حالت استخراج گردید. برای این سیستم، مشاهده گر غیرخطی لیونبرگر طراحی شده است. با استفاده از مشاهده گر طراحی شده، پارامترهایی از سیستم (نظیر فشار داخلی) و قابل دسترس نیست، تخمین زده شده اند. بهره های مشاهده گر و پایداری سیستم با استفاده از معادله لیاپانوف و شرط لیپ شیتز به دست آمده اند. برای عیب یابی در سیستم نیز از مشاهده گر و روش نسخه برداری و بهره گیری از تابع باقیمانده (که اختلاف بین خروجی های واقعی و مشاهده شده) استفاده گردیده است. در روش ارایه شده، وجود نشتی و شی خارجی در سیستم هیدرولیک به موقع تشخیص داده شده است. شبیه سازی های صورت گرفته عملکرد مناسب مشاهده گر لیونبرگر در عیب یابی سیستم سروهیدرولیک را نشان می دهد.

در این مقاله، سیستم ضدانجماد روی سطوح یک توربوجت در حال پرواز طراحی شده است. در این طراحی، سرعت حرکت موتور، ارتفاع پرواز، دمای هوا اطراف موتور، و میزان رطوبت موجود در هوا و اثر هر کدام از این عوامل بر تشکیل یخ روی سطوح ورودی موتور در نظر گرفته شده است. برای این منظور، ضمن محاسبه دمای سطوح در حال حرکت در هوای مرطوب، شرایط جوی بحرانی که برای محاسبه سیستم ضدانجماد استفاده می شود، به دست آمده است. سپس، منطقه جذب یخ روی سطوح ورودی محاسبه شده و با ایجاد مسیر عبور هوای گرم، میزان دبی هوای گرم مورد نیاز برای سیستم ضدانجماد به دست آمده است. در نهایت، یک سیستم کنترلی ضدانجماد که در آن از کنترلر PID استفاده می شود، طراحی شده است. در این سیستم، با استفاده از هوای گرم در خروجی کمپرسور و هدایت آن به سمت سطوحی که احتمال یخ زدگی روی آنها وجود دارد، از وقوع این پدیده جلوگیری می شود. زمان فرستادن و دبی هوای گرم مورد نیاز برای هر کدام از سطوح ورودی موتور (مانند بولت نوز، استرت و لیپ) توسط این سیستم کنترل می شود.

در این مقاله، کنترل سرعت سیستم های سروهیدرولیک با استفاده از شبکه های عصبی مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار کنترلی عصبی مورد استفاده ساختار آموزش خطای پس خور FEL می باشد و اساس آن مبتنی بر یادگیری دینامیک معکوس سیستم تحت کنترل و کمینه کردن خروجی کنترلر کلاسیک به عنوان تابع هزینه شبکه است. در این مقاله، از شبکه های پیش خور سه لایه استفاده شده و در لایه میانی آن، توابع سیگمویید انعطاف پذیر به کار رفته است. آموزش کلیه وزن های شبکه و پارامترهای توابع سیگمویید به صورت همزمان و با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا با ممنتوم انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار مطلب - سیمولینک روی مدل کامپیوتری نشانگر قابلیت بالای شبکه های عصبی انعطاف پذیر در مقایسه با شبکه های عصبی ساختار ثابت و کنترلر کلاسیک در یادگیری دینامیک معکوس و کنترل سیستم سروهیدرولیک به صورت همزمان و در زمان واقعی می باشد.

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی توام غیردایم سیال در یک حفره با سرپوش متحرک با نسبت طول به ارتفاع AR=5 به صورت عددی بررسی شده است. جریان جابجایی اجباری در داخل سیال بوسیله حرکت نوسانی افقی سرپوش بالایی حفره بوجود می آید. دیواره پایینی حفره دارای دمای بیشتری نسبت به دیواره بالایی آن می باشد که این امر منجر به ایجاد جریانهای جابجایی آزاد درون حفره خواهد شد. دیواره های عمودی حفره نیز عایق فرض می شوند. گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان سیال به روش حجم محدود صورت گرفته است. اثر دامنه و فرکانس سرعت حرکت دیواره بر انتقال حرارت و حرکت سیال داخل حفره بررسی شده است. بدین منظور، در حالیکه شدت جریانهای جابجایی آزاد در قالب عدد گراشف Gr=104 و ثابت است، با تغییر عدد ریچاردسون در محدوده 10-3£Ri£103 و تغییر عدد استروهال: S=0.01 و S=0.001، اثر دامنه سرعت حرکت دیواره و تغییر فرکانس نوسان حرکت دیواره در رفتار سیال بررسی شده است. عدد پرانتل در این تحقیق Pr=0.7 در نظر گرفته شده است. نتایج در قالب خطوط جریان و همدما و نرخ انتقال حرارت ارایه شده است. همچنین به منظور بررسی میزان قدرت جابجایی آزاد (در قالب میزان عدد گراشف)، مساله در چند حالت متفاوت با چند مقدار متفاوت عدد گراشف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر ارتباط عدد نوسلت متوسط با فرکانس نوسان می باشد، به این ترتیب که با کاهش فرکانس نوسان در مواردی که عدد ریچاردسون کوچکتر از یک باشد، دامنه و پریود نوسانات نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد.

در این مقاله، دو کنترلر ردیابی موقعیت بر اساس روش مدولاسیون پهنای باند برای عملگر نیوماتیکی متشکل از یک سیلندر دوطرفه کنترل شده به وسیله شیرهای سلنوئیدی دو وضعیتی و سه راهه قطع / وصل ارایه شده است. کنترلر اول یک کنترلر PID معمولی است که بهره های آن از روش زیگلر - نیکولز تعیین شده اند. کنترلر دوم، یک کنترلر مود لغزشی است که بر پایه مدل ریاضی ارایه شده و بر اساس الگوریتم PWM خاصی برای غلبه بر برخی عوامل غیرخطی کننده، مثل زمان مرده، در اثر تاخیر زمانی به هنگام باز و بسته شدن شیرها و باند مرده به علت چسبندگی پیستون با جداره سیلندر، طراحی شده است. نتایج کنترلر PID در تست های تجربی سیستم حلقه بسته نشان دهنده مناسب بودن الگوریتم PWM در کنترل سیستم های سرونیوماتیک با دقت بالاست. مقادیر خطاهای حالت ماندگار در پاسخ کنترلر PID به ورودی های پله، نزدیک به میزان دقت قابل اندازه گیری برای موقعیت پیستون در سیستم سرونیوماتیک ساخته شده (0.12 mm) می باشد. مقایسه مقادیر خطای ماکزیمم و جذر میانگین مربعات خطا (RMS) در نتایج تست های حلقه بسته سیستم، در پاسخ به ورودی های سینوسی با فرکانس های مختلف، نشان می دهد کنترلر مواد لغزشی نسبت به کنترلر PID توانایی و دقت بالاتری دارد. این روند، در جایی که فرکانس مسیر ورودی افزایش می یابد، بیشتر محسوس است. این روش در مقایسه با سایر کارهایی هم که در آنها از ریشه های تناسبی استفاده شده، نتایج بهتری را نشان می دهد.

قایق های پرنده از جمله شناورهای دریایی پرسرعتی هستند که در آنها طراحی مناسب هندسه زیر بدنه، اسکی ها و محاسبه نیروهای وارد بر کف آنها برای انتخاب سازه مناسب و همچنین ایجاد شناوری بهتر برای برخاست از سطح آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های تحلیلی بررسی این نیروها با در نظر گرفتن پدیده هایی مثل لزجت سیال، نیروی جاذبه، نیروی کشش سطحی و جریان هوای اطراف آب، عملا امکان پذیر نیست. همچنین ساخت مدل های متفاوت و انجام آزمایش روی آنها به زمان و هزینه زیادی نیاز دارد. در این تحقیق، سعی شده که با استفاده از روش عددی حجم محدود و روش حجم سیال معادلات ناویر - استوکس در حالت دو فازی حل شود و اثر تغییر زاویه عرضی مقطع کف قایق پرنده روی نیروهای وارد بر آن بررسی شود. سپس، با استخراج روابطی برحسب پارامترهای بی بعد برای محاسبه مقدار حداکثر نیرو وارده بر کف قایق های پرنده و نیز محل اعمال آن، گامی جدید در طراحی راحت تر و سریع تر و انتخاب مناسب زاویه عرضی و همچنین کاهش هزینه های محاسبات و ساخت برداشته شود. نتایج حل حاضر در مقایسه با روش های تحلیلی و عددی دیگر دقیق تر بوده و در آن اثرات لزجت و آشفتگی سیال، نیروی جاذبه، کشش سطحی و جریان هوای اطراف آب در نظر گرفته شده است.

در این مقاله، از یک روش بهینه سازی برای یافتن توان حرارتی گذاری گرمکن ها در یک محفظه تابشی استفاده می شود، به گونه ای که توزیع گذاری شار حرارتی و توان صدور مطلوب روی سطح محصول (سطح طراحی) به دست آید. مساله مستقیم با استفاده از یک روش شبه دایمی برای حل معادلات انتقال تابش در یک محفظه دو بعدی حل می شود و ضرایب دید با استفاده از روش تارهای متقاطع هاتل محاسبه می شوند. از روش گرادیان مزدوج برای کمینه کردن یک تابع هدف مناسب که به صورت مجموع مربعات تفاضل شار حرارتی مطلوب و شار حرارتی محاسبه شده روی سطح طراحی تعریف می شود، استفاده می گردد. هدف از این مساله، طراحی بهینه سیستم های حرارتی، نظیر کوره های صنعتی است، به طوری که شرایط حرارتی گذاری مطلوب را روی سطح محصول در یک فرایند حرارتی مثل پوشش سطح، پخت صنعتی و خشک کردن فراهم سازد.