مکانیک هوا فضا
سال:1399 | دوره:16 | شماره:3 (پیاپی 61) |تعداد مقالات:8

در این مقاله الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت یک سامانه ی اینرسی صفحه پایدار طراحی شده و در قالب دو قضیه بیان و اثبات شده است. الگوریتم های ناوبری متداول از تخمین نرخ های موقعیت برای ساخت فرامین سرعت زاویه ای اعمالی به ژیروسکوپ ها استفاده می کنند، این کار نه تنها منبع اولیه ای برای خطای موقعیت بوده بلکه پیاده سازی فرامین را پیچیده می کند. مزیت اصلی الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت این است که فرامین سرعت زاویه ای، مستقل از موقعیت سامانه ی ناوبری و متناسب با انتگرال شتاب ها بوده و بدین ترتیب خطاهای ناشی از تخمین نرخ طول و عرض جغرافیایی به صفحه پایدار اعمال نشده و باعث خارج شدن آن از تراز و ایجاد خطا نمی شود. در این مقاله، مدل سازی سامانه ی صفحه پایدار، نحوه ی ترازسازی صفحه و شرایط اولیه ی ورود به فاز ناوبری ارایه شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم ناوبری ارایه شده، نتایج این الگوریتم با نتایج الگوریتم ناوبری سمت-رها به ازای چهار سناریوی مختلف مقایسه شده است. همچنین عملکرد الگوریتم ناوبری مستقل از موقعیت در آزمون های عملی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن ارایه شده است.

در این مقاله، چرخه تبرید جذبی گکس استاندارد از لحاظ ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی مورد بررسی قرار گرفته و بهینه سازی آن با هدف به دست آوردن بیشترین مقدار ضریب عملکرد (یا بازده اگزرژی) یا کمترین مقدار هزینه محصول انجام شد. با نوشتن معادلات بالانس جرمی، انرژی و اگزرژی برای اجزای مختلف سیستم، تحلیل ترمودینامیکی سیستم انجام می شود و با حل همزمان معادلات بالانس اگزرژی-اقتصادی که برای تک تک اجزای سیستم اعمال شده است، آنالیز اقتصادی سیستم تحلیل خواهد شد. با تعریف قوانین اول و دوم ترمودینامیک و همچنین تعریف هزینه واحد اگزرژی محصول نهایی سیستم مورد نظر تحلیل و بهینه سازی می گردد. در سیستم طرح شده، برای بهینه سازی سیستم، پارامترهای کلیدی سیستم، دمای ژنراتور، دمای کندانسور و اختلاف غلظت محلول غلیظ و رقیق به عنوان متغیر های بهینه سازی انتخاب می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در مقایسه با حالت بهینه ترمودینامیکی (بالاترین ضریب عملکرد و یا بازده اگزرژی)، کمترین مقدار هزینه واحد محصول در دمای ژنراتور پایین تری، به دست می آید. نتایج بهینه سازی حاکی از این است که در شرایط کمترین مقدار هزینه واحد محصول، ضریب عملکرد و بازده قانون دوم به ترتیب 602/0 و 508/0بدست می آید که این معیارهای عملکردی در مقایسه با مقادیر ماکزیمم آنها به ترتیب 2/57% و 35/57% کمتر است.

اغتشاشات حرکتی روتورها متاثر از عواملی همچون نابالانسی جرمی، در تجهیزاتی نظیر توربوماشین ها، کمپرسورها و موتورهای احتراقی، غالبا زمینه ساز بروز سایش سطوح روتور و پوسته یاتاقان و به تبع آن اختلال در وضعیت حرکتی مجموعه می شود. از اینرو شناخت عوامل موثر بر توانمندی یاتاقان های ژورنال به عنوان متداول ترین نوع تکیه گاه روتورها در اینگونه تجهیزات دوار، به منظور ارتقاء کارایی مجموعه در مهار این نوسانات اغتشاشی، اهمیت ویژه ای دارد. در پژوهش حاضر تاثیر میزان بار خارجی به عنوان عامل تعیین کننده ی نسبت خروج از مرکزی روتور نامتوازن جرمی، بر رفتار دینامیکی یاتاقان های ژورنال هیدرودینامیکی غیرمدور سه لب با روانکار میکروپلار بررسی شده است. به این منظور معادلات حاکم بر روانکاری به همراه معادلات حرکت روتور نامتوازن در فضای یاتاقان، به کمک حل عددی اجزاء محدود و روش وابسته به زمان رانگ-کوتای مرتبه چهار، در شرایط تعادل استاتیکی و گام های زمانی متوالی پس از پیدایش اغتشاشات دینامیکی، بازنویسی و ارزیابی گردیده اند. نتایج گویای توسعه دامنه و شدت اغتشاشات در قالب بروز نوسانات پریودیکی، KT پریودیکی و شبه نوسانی در مقادیر متوسط نسبت خروج از مرکزی و تغییر آنها به نوسانات سیکل محدود با دامنه کوچک در مقادیر پایین و بویژه بالای نسبت خروج از مرکزی می باشد.

در این پژوهش به مسیله رهگیری اهداف با سرعت بسیار بالا و بدون مانور پرداخته شده و قانون هدایت جدیدی برای افزایش احتمال برخورد طراحی شده است. چالش های مهم درگیری با این اهداف مواردی مانند سرعت زیاد نزدیک شدن و در نتیجه کمبود زمان لازم برای واکنش نهایی، وجود نویز با انحراف معیار بالا در سنسورها و در نتیجه عدم توانایی در شناسایی دقیق موقعیت اهداف و تاخیر دینامیکی قابل توجه در مرتبه زمانی فاز نهایی را شامل می شود. روش های هدایت موجود در ادبیات موضوع معمولا با صرف نظرکردن یا تقلیل موارد فوق به سرعت پایین و پاسخ سریع موشک رهگیر به فرامین هدایت طراحی می شوند که در برخی موارد عملی اشاره شده در این مقاله کارایی چندانی ندارند. در این مقاله از دو ایده استفاده از تیم موشکی به شکل پشت سر هم به جهت مشارکت در شناسایی هدف و استفاده از قانون هدایت پله ای ثابت در راستای افزایش کیفیت رهگیری استفاده شده است. برای تعیین اندازه پله مذکور از یک مدل رگرسیون برمبنای خروجی های نرم افزار شبیه ساز استفاده می شود. شبیه سازی روش ارایه شده روی مدل با دقت بالا کارایی عملکرد روش ارایه شده را نشان می دهد.

در این مقاله، تحلیل ارتعاشات گذرای غیرخطی ضربه با سرعت پایین بر روی پوسته استوانه ای مرکب تحت فشار داخلی با استفاده از روش های تحلیلی و اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت پوسته با استفاده از نظریه غیرخطی پوسته دانل استخراج شده است. نیروی برخورد ناشی از ضربه زننده با قانون تماس اصلاح شده هرتز مدل شده است. برای مدل سازی ضربه با سرعت پایین در روش تحلیلی از مدل ارایه شده توسط شیواکمار بهره گرفته شده است. با استفاده از روش گالرکین معادلات دیفرانسیل غیرخطی حاکم بر ارتعاشات پوسته حل شده اند. سپس، پاسخ دینامیکی و تنشی پوسته تحت ضربه با سرعت پایین به کمک روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS و برنامه توسعه داه شده در محیط نرم افزار ریاضی Mathematica تحلیل شده است. سرانجام، اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند تعداد لایه ها، چیدمان لایه ها، ضخامت و شعاع پوسته و مشخصات ضربه زننده بر پاسخ پوسته مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده گردید که زاویه الیاف لایه کامپوزیت اثر قابل توجهی بر پاسخ دینامیکی پوسته تحت ضربه داشته و با افزایش زاویه الیاف، دامنه پاسخ دینامیکی پوسته کاهش می یابد. همچنین، برای پوسته با شعاع کوچکتر فرکانس پاسخ بالاتر بوده و با افزایش شعاع پوسته اثر آن در تغییر فرکانس پاسخ کمتر می گردد.

بهبود عملکرد پمپ های حرارتی خورشیدی همواره مورد توجه محققان بوده است. هدف از انجام این پژوهش، یافتن حالت بهینه ای از غلظت نانولوله کربنی (CNT)، طول کل لوله و قطر حلقه مارپیچی لوله چگالنده در یک سیستم پمپ حرارتی خورشیدی است تا بیشترین مقدار انتقال حرارت و اگزرژی را نتیجه دهد. روش بررسی، عددی بوده که از روش حجم محدود در حالت ناپایا و آرام استفاده شده است. از الگوریتم ژنتیک برای دستیابی به حالت بهینه برای دو حالت چگالنده با قطر ثابت و قطر متغیر استفاده شد. غلظت های 0، 5/0 و 1 درصد نانولوله کربنی در مبرد و غلظت های 0، 1 و 3 درصد نانولوله کربنی در لوله مسی، به همراه سه قطر مختلف چگالنده در هر دو حالت قطر ثابت و قطر متغیر و سه طول مختلف لوله چگالنده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که استفاده از نانولوله کربنی در مبرد، موجب افزایش عدد ناسلت و افزایش اگزرژی می شود درحالیکه استفاده از نانولوله کربنی در ساختار لوله مسی چگالنده، باعث کاهش عدد ناسلت و اگزرژی خواهد شد. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از نانولوله کربنی در مبرد موجب افزایش عدد ناسلت بین 16 تا 21 درصد و افزایش اگزرژی بین 9 تا 13 درصد می شود. این در حالی است که استفاده از نانولوله کربنی در ساختار دیواره لوله مسی کندانسور باعث کاهش عدد ناسلت تا 5/9 درصد و کاهش اگزرژی تا 18 درصد شد.

تحلیل اگزرژی ابزاری برای شناخت مقدار و نوع قابلیت کاردهی سامانه نسبت به محیط اطراف و چگونگی تغییر خواص ماکروسکوپیک آن در طول یک فرآیند می باشد. توسط آنالیز اگزرژی سهم فرآیندهای دخیل در انتقال قابلیت کاردهی ورودی به سامانه و مکانی که در آن افت انرژی مفید در یک سامانه یا فرآیند رخ می دهد، تعیین می شودند. در تحقیق حاضر آنالیز انرژی و اگزرژی و مطالعه پارامتری مبدل حرارتی فشرده گاز به مایع از نوع-SR737/0-32/11، بر اساس نتایج تجربی، در شرایط کاری مختلف مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور مدل مناسب مبدل بر اساس مشخصه های هندسی و روابط تیوری و تجربی ترمودینامیکی توسعه یافته است. در این تحقیق ضرایب انتقال حرارت و افت فشار سیال در مبدل از طریق برازش منحنی مناسب بر نتایج تجربی بدست آمده است و محاسبه دمای خروجی هر سیال طبق روش ε-Ntu صورت پذیرفته است. متغیرهای شرایط کاری مورد بررسی در این تحقیق شامل دما، فشار و دبی حجمی هوا به عنوان سیال گرم و دبی جرمی آب خنک کن می باشد. در مورد جریان گرم این متغیرها عواملی هستند که برای موتور مجهز به پرخوران در شرایط کاری مختلف تحت تاثیر قرار می گیرند. همچنین محدوده تغییرات دبی آب خنک کن بر اساس عدم تبخیر آب در مبدل تعیین شده است. تحلیل انرژی صورت گرفته بر مبنای تاثیر متغیرهای فوق الذکر بر مشخصه های کارایی مبدل، کارایی سمت هوا، کارایی سمت آب، پارامتر افت فشار سمت هوا و پارامتر افت فشار سمت آب ارایه شده است. همچنین تحلیل اگزرژی بر مبنای دو تعریف از بازده اگزرژی و پارامتر بازگشت ناپذیری حرارتی و بررسی تاثیر متغیرهای شرایط کاری بر آنها بیان گردیده است. نتایج این تحقیق بیانگر مقدار و چگونگی تغییر پارامترهای مشخصه در شرایط کاری مختلف می باشد

از میان روش های موجود برای خنک کاری محفظه ی احتراق موتور سوخت مایع، روش خنک کاری بازیابی به دلیل راندمان و کارایی بالا، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، یک محفظه ی احتراق سوخت مایع با خنک کاری بازیابی به روش عددی و به صورت تقارن محوری شبیه سازی شده و تاثیر افزایش زبری سطوح کانال خنک کننده، بر عملکرد خنک کاری بازیابی مورد بررسی قرار گرفته است، نتایج نشان می دهد که با افزایش ارتفاع زبری سطح تا 24 میکرون در دیواره ی کانال خنک کننده، بیشینه دمای دیواره ی نازل که در قسمت گلوگاه رخ می دهد، کاهش چشم گیری یافته و میزان حرارت منتقل شده از گازهای حاصل از احتراق به سیال خنک کننده افزایش می یابد. میزان کاهش دما در گلوگاه زمانی که از آب به عنوان سیال خنک کننده استفاده شود 9. 9 درصد و زمانی که از هیدروژن مایع به عنوان سیال خنک کننده استفاده شود حدود 32 درصد می باشد. همچنین در محدوده ی ارتفاع زبری 0 تا 24 میکرون، با افزایش بیشتر ارتفاع زبری سطح، بیشینه دمای دیواره ی نازل کمتر می شود.