نشریه پژوهشی مهندسی مکانیک ایران (فارسی)
سال:1401 | دوره:24 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

در این مقاله، به طراحی یک کنترل کننده شبکه عصبی هوشمند که بتواند ربات عمودپرواز را در حالت تعادل در میان انواع اغتشاشات قرار دهد، پرداخته شده است. پس از مقایسه دو نوع کنترل کننده مستقل بازگشت به عقب و PID در محیط شبیه سازی اختلاف آن ها به صورت داده هایی در نرم افزار ذخیره شده است. با مشخص کردن داده های ورودی کنترل کننده و داده های هدف و با استفاده از معماری شبکه عصبی پیش خور و نارکس کنترل کننده ای هوشمند طراحی می شود و نتایج به دست آمده در نمودارهای تشخیص پایداری متعددی نشان داده می شود و نتایج به دست آمده نشان می دهد که تعادل و کنترل عمودپرواز کاملاً قابل قبول بوده است. در آخر نتایج به دست آمده در مدلی عملی بر روی عمودپرواز واقعی امتحان شده است.

برنامه­ ریزی و رفتار خودروهای خودران در یک ساختار سلسله مراتبی به سطوح مختلف استراتژیک، تاکتیک و عملیاتی دسته ­بندی می­شود. در این پژوهش، مطالعه در سطح برنامه ­ریزی محلی با هدف طراحی سیستم دور زدن خودکار خودرو و با تمرکز بر روش طراحی مسیر و برنامه ­ریزی مانور تک و چند فرمانه ارائه می­ گردد. مانور دور زدن کامل به عنوان یک سناریوی متداول در شرایط مورد نیاز، شامل یک یا چند حرکت به جلو و عقب می ­باشد که در آن بایستی خودرو در موقعیت مناسب در لاین مخالف جاده و با زاویه سر 180 درجه ضمن رعایت شرط عدم برخورد در طی انجام حرکت قرار گیرد. بدین منظور نخست، مدل چهار چرخ وسیله نقلیه با هندسه مربوطه، تشریح می­ گردد. در ادامه بر مبنای کمینه پهنای مجاز جاده استخراج شده، تصمیم­ متناسب با هدف حداقل تعداد فرمان اتخاذ و برنامه­ ریزی مانور انجام می ­شود. سپس طراحی مسیر توسط روش هندسی پیشنهادی با کمان ­های دایره و تعمیم به دور زدن کامل عقب ­گرد برای هر موقعیت و جهت اولیه ارائه می ­گردد. روش پیشنهادی در پژوهش، مزایایی چون هزینه محاسباتی کم و در عین حال قابلیت استفاده برای حالات مختلف وضعیت اولیه خودرو و جاده را دارا می ­باشد. امکان­ سنجی دور زدن در تک یا چند مانور در جاده­ های باریک و پهن بررسی و توسعه داده می ­شود. نتایج شبیه­ سازی دور زدن با داده­ های خودروی نمونه و ارزیابی پیوسته امکان ­پذیرترین مانور، کارایی رویکرد انتخاب شده برای برنامه ­ریزی را تأیید می­ کند. در یک مطالعه موردی برای خودروی سمند، با استفاده از رویکرد پیشنهادی، ضمن برنامه­ ریزی مناسب انجام شده، کاهش مسافت حدود 11درصدی برای جاده با پهنای 12 متر نسبت به مسیر طراحی شده یکی از مراجع مشاهده می ­شود.

در این مقاله، از روش یولو نسخه 3 برای تشخیص بلادرنگ هدف، جهت ردیابی توسط کوادکوپتر تلو استفاده شده است. شبکه یولو با استفاده از 2000 تصویر از هدف با دقت بالای 99% آموزش دیده است. این شبکه قادر است در شرایط نوری و زمینه ای متفاوت با سرعت 15 فریم بر ثانیه و دقت تشخیص 98% و دقت تعقیب 95% هدف را شناسایی کند. بعد از تشخیص هدف خطاهای سیستم محاسبه می شود و به کنترل کننده ها داده می شود تا هدف را به صورت بلادرنگ ردیابی کند. کنترل کننده های طراحی شده به صورت بلادرنگ هدف را با خطای زیر 20% تعقیب کند و اجازه خارج شدن هدف از مرکز دید کوادکوپتر داده نمی شود.

این مطالعه به بررسی میدان دما در سیستم های پوشش سد حرارتی تحت بارگذاری حرارتی پایا و گذرا می پردازد. پوشش سرامیکی با ضخامت محدود به بستر با ضخامت 5/1 سانتیمتر متصل شده است. بعد طولی لایه ها در مقابل ضخامتشان بسیار بیشتر است. ابتدا توزیع دمای پایا در داخل سیستم پوشش/ بستر به واسطه اعمال توزیع دمای غیریکنواخت بر روی مرزهای سیستم بدست آمد. سپس توزیع دمای پایا به عنوان شرط اولیه به مسئله گذرا معرفی شده و میدان دمای گذرا درون پوشش و بستر ارائه شد. سپس بارگذاری های از نوع شوک حرارتی بر روی مرز بالایی پوشش اعمال شد و اثرات هر یک از این بارگذاری ها بر روی رفتار میدان دما در سیستم پوشش/ بستر بررسی گردید. به منظور بررسی پاسخ گذرای حرارتی از معادلات انتقال حرارت غیرفوریه ای با تاخیر دو فازی استفاده شد. جهت حل معادلات انتقال حرارت از تبدیلات انتگرالی فوریه و لاپلاس استفاده گردید. معادلات حاکم بر دما به کمک تبدیلات مذکور، به انضمام شرایط مرزی به روش تحلیلی حل شدند. با اعمال بارگذاری شوک حرارتی و متناوب حرارتی بر روی مرز آزاد پوشش و دستیابی به توزیع دما در لایه های پوشش و بستر، ملاحظه شد که بسته به نوع بارگذاری حرارتی، این لایه نقش چشمگیری در کاهش اثرات بار حرارتی در بستر ایفا می کند. طبق نتایج، تاثیر شوک حرارتی پس از 4/13 ثانیه در فاصله ی 1 سانتیمتری از سطح آزاد پوشش سرامیکی احساس گشت. پس از موقعیت عمودی250 میکرون، تغییر در فرکانس بارگذاری هارمونیک حرارتی موجب نوسانات دما نخواهد شد.

دبی سنج های الکترومغناطیسی دستگاه هایی با دقت بالا هستند که می توانند برای اندازه گیری جریان سیال در سیستم های مهندسی از جمله شبکه های آب رسانی شهری بکار روند. در این پژوهش از مدل سازی دبی سنج الکترومغناطیسی با بهر ه گیری از الگوی ترکیبی مبتنی بر داده های شبیه سازی عددی و روش های برازش داده برای لوله ای به قطر 100 میلی متر و طول 800 میلی متر در حالت جریان آشفته استفاده شده است. مدل عددی از شبیه سازی سه بعدی با ایجاد میدان مغناطیسی در مرکز هندسه و اندازه گیری دبی سیال با استفاده از قانون فارادی و معادلات ماکسول بهره گرفته است. در واقع فیزیک مسئله به این گونه است که برای اندازه گیری دبی سیال یک میدان مغناطیسی در مرکز هندسه که محل قرارگیری القاء کننده های الکترومغناطیسی است ایجاد شد. با عبور سیال که حاوی هدایت الکتریکی است، شدت القای الکترومغناطیسی در آن مقطع به دست آمد و با استفاده از این داده ها مقدار سرعت و دبی جریان محاسبه شد. بدین منظور شبیه سازی جریان تحت اثر شدت الکترومغناطیسی به ازای مقادیر 01/0 ، 03/0 و 05/0 (تسلا) انجام شده تا مناسب ترین شدت به دست آید. نتایج حاصل شده نشان می دهند تا شدت 03/0، میدان مغناطیسی در ساختار جریان تاثیر چندانی ندارد. به منظور توسعه مدل جایگزین دبی سنج الکترومغناطیسی از روش تخمین سرعت متوسط ورودی مبتنی بر اطلاعات داده های شبیه سازی عددی بهره گرفته شده است. ابتدا برای تعدادی فشار مشخص (اختلاف فشار) شدت میدان در موقعیت حسگرها به دست آمد، سپس با استفاده از این مقادیر سرعت متوسط ورودی با استفاده از نرم افزار به دست آمده است. به روش داده کاوی شدت مغناطیسی جدید و متفاوت از مقادیر بکار رفته حاصل شد. به منظور اطمینان از صحت نتایج، داده های حاصل با مقادیر محاسبه شده از نرم افزار، مقایسه شده اند.

امروزه انرژی نقش مهمی در رشد اقتصادی جوامع بشری بازی می کند. در میان انواع انرژی ­های مصرفی توسط بشر، انرژی خورشید را می­توان فراوان ­ترین دانست. از اینرو طی سال ­های گذشته انواع سیستم­ های آبگرمکن خورشیدی ساخته و مورد استفاده قرار گرفته ­اند. با توجه به قابلیت ­های چشمگیر نانوسیالات در بهبود فرایندهای انتقال حرارت و افزایش بازدهی حرارتی سیستم­ های گرمایی، بررسی استفاده از نانوذرات به عنوان جایگزین سیالات متداول در سیستم­ های مختلف حرارتی به ویژه سیستم­ های انرژی خورشیدی و همچنین اثر انواع نانوسیال پرکاربرد بر افزایش بازدهی حرارتی کلکتور لوله خلاء خورشیدی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، مهمترین جزء، یعنی راندمان آبگرمکن­ های خورشیدی و همچنین روند انتقال حرارت با استفاده از سه نوع نانوسیال (با درصد جرمی 1%)، مورد بررسی قرار گرفته است. تمامی آزمایشات با رعایت استانداردهای مربوطه (9806 ISO-)، و در روزهای آفتابی انجام گرفته ­اند. بیشترین میزان افزایش انتقال حرارت نانوسیالات و همچنین راندمان حرارتی سیستم مربوط به ساعات ظهر (ظهر شرعی) است که در این میان، بالاترین راندمان مربوط به نانو­سیال اکسید آلومینیوم(AL2O3  nanofluid)، با 46/3% افزایش نسبت به سیال پایه (سیال روغن) می­باشد. راندمان حرارتی سیستم با نانوسیال اکسید تیتانیوم (TiO2 nanofluid) و نانوسیال اکسید کربن (C  nanofluid) و همچنین سیال پایه (Oil  fluid) به ترتیب 54/2­% و 12/2% و 6/1% را نشان می­ دهند. با توجه به شدت افزایش ظرفیت حرارتی نانوسیال­ های مورد استفاده قرار گرفته، می­توان ظرفیت حرارتی را عاملی مهم در افزایش راندمان آبگرمکن­ های خورشیدی  لوله خلاء دانست.