مدل سازی در مهندسی
سال:1398 | دوره:17 | شماره:57 |تعداد مقالات:25

در این مقاله به بررسی عددی رفتار انجماد ماده تغییر فاز دهنده در یک مبدل حرارتی سه لوله ای دو بعدی پرداخته شده است. فضای بین پوسته و لوله ها با RT82 به عنوان ماده تغییر فاز دهنده پر شده است و آب به عنوان سیال گرم در لوله ی داخلی و خارجی جریان دارد. هدف اصلی در این مطالعه بررسی تاثیر چیدمان های فین و افزودن نانو ذره CuO با درصد وزنی مختلف روی فرآیند انجماد ماده تغییر فاز دهنده است. همچنین مقایسه ای بین مبدل حرارتی سه لوله ای با فین و نانو ذره و مبدل حرارتی بدون فین و بدون نانو ذره، صورت پذیرفته است. در ادامه برای بررسی اثر تغییرات دمای سیال ورودی به عنوان پارامتر جریانی، مقایسه ای بین مبدل در دمای مختلف صورت گرفته است. همچنین مقدار انرژی ذخیره شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده این واقعیت است با افزودن نانو ذره زمان انجماد برای تمامی مبدل های بررسی شده با فین نسبت به مبدل بدون فین کاهش یافته است. همچنین نتایج نشان می دهد، کاهش زمان انجماد نسبت به حالت بدون فین برای چیدمان های لوله داخلی(Case B)، خارجی(Case C)، هر دو لوله جانبی (Case D)، هر دو لوله جانبی (Case E) به ترتیب، %40، %57، 58% و %56 می باشد. همچنین با تغییر دمای سیال از 65 به 60 و 55 درجه سانتی گراد به ترتیب زمان انجماد تا %21 و %34 کاهش یافته است.

تزریق آب با شوری پایین یکی از روش های جدید ازدیاد برداشت نفت است که اخیرا موردتوجه زیادی قرارگرفته است. تغییر ترشوندگی سنگ به سمت حالت آب دوستی به واسطه تبادل یونی بین آب با شوری پایین و سطح سنگ یکی از مکانیسم های غالب در افزایش برداشت نفت در این روش است. این مقاله به بررسی عمل کرد تزریق آب با شوری پایین در شرایط یک مخزن ماسه سنگی می پردازد که در آن چگونگی تغییرات ترشوندگی سنگ از طریق کوپل کردن واکنش های ژئوشیمیایی بین آب-سنگ و معادلات جریان سیال در حالت دوفازی مطالعه شد. کسر معادل یونی سدیم به عنوان شاخص تغییر ترشوندگی معرفی شد که شامل اثرات تبادل یونی و خواص رس بر روی توابع تراوایی نسبی آب/نفت می باشد. همچنین تاثیر انحلال کانی کلسیت به واسطه اندرکنش آن با آب با شوری پایین از طریق توصیف واکنش های ژئوشیمیایی مربوطه بررسی شد. نتایج نشان می دهد که تفاوت شوری آب تزریقی و آب سازندی باعث رخداد واکنش های تبادل یونی بین آب و سطح سنگ می شود. همچنین انحلال کلسیت نرخ واکنش های تبادل یونی را افزایش داده و بدین ترتیب باعث تغییر ترشوندگی سنگ به سمت آب دوستی بیش تر می شود. نتایج نشان داد که حضور CO2 محلول در فاز آبی مخزن، انحلال کانی کلسیت را افزایش می دهد. بااین حال بررسی نتایج نشان می دهد که رخداد واکنش های ژئوشیمیایی تبادل یونی و انحلال کلسیت در فواصل دورتر از چاه تزریقی به مقدار کمتری رخ می دهد. نتایج حاصله از این مطالعه همچنین بیانگر افزایش 8 درصدی تولید نفت به واسطه تزریق آب با شوری پایین در مقایسه با تزریق آب با شوری بالا می باشد.

به دلیل افزایش روزافزون سرطان و تولید داروی جدید در درمان آن در این تحقیق به بررسی برهمکنش داروی جدید ضد سرطان آبگریز پاکلیتاکسل بر روی غشای سلولی با استفاده از ابزارهای محاسباتی پرداخته شده است. از نرم افزار دینامیک مولکولی NAMD و همچنین، نرم افزار VMD برای آماده سازی فایل های ورودی که از بانک داده های پروتیین گرفته شده بودند جهت شبیه سازی و همچنین تحلیل و بررسی داده های خروجی استفاده شده است. شبیه سازی با استفاده از کنترل کننده های دما و فشار در دمای 310 کلوین بدن و فشار 1 بار در مدت 10 نانو ثانیه انجام گرفته است. معادلات حاکم بر محاسبات معادلات حرکت نیوتنی و پتانسیل استفاده شده در آن پتانسیل لنارد-جونز می باشد. برهمکنش داروی پاکلیتاکسل با غشای سلولی از نظر انرژی واندروالسی و فاصله مرکز جرم مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج حاصل از آن نشان دهنده پایداری و جذب نسبتا پایین پاکلیتاکسل به غشای سلولی می باشد. نتایج محاسباتی این پژوهش تائید کننده صحت مطالعات آزمایشگاهی محققان پیشین بوده است. این دارو بنا به خواص آبگریزی خود پایداری و جذب پایینی به غشای سلولی از خود نشان داده است. بنابراین مصرف و تجویز این داروی ضد سرطان به روش های نوین دارورسانی می تواند بسیار موثرتر و کارامدتر باشد.

هدف از این پژوهش، یافتن مکانی بهینه برای احداث واحد جدید در داخل محدوده ی شهری و افزودن آن به مجموعه موجود می باشد، به نحوی که متوسط فاصله ی پیموده شده توسط هر کاربر تا نزدیک ترین واحد، با افزودن آن، به کمترین مقدار ممکن برسد. بدین منظور با استفاده از روش مونت کارلو و تلفیق آن با دو روش جستجوی خام و الگوریتم ژنتیک و با استفاده از ابزارهای پردازش تصویر که برای تصحیح نقشه و حذف مناطق برون شهری به کار برده شد، به مدل سازی و حل مسئله پرداخته شده است. در این مقاله که برای مورد مطالعاتی شهر تبریز و احداث واحد جدید پمپ بنزین صورت گرفته، تعداد 000‚ 40 نفر کاربر بصورت تصادفی و با توجه به تراکم جمعیت هر منطقه، در داخل شهر انتخاب شدند و متوسط فاصله ی هریک از آن ها از نزدیک ترین ایستگاه محاسبه شد. در ادامه با استفاده از دو الگوریتم ذکر شده، واحد جدید به نحوی افزوده شد که این فاصله به کمترین مقدار خود برسد. با در نظر گرفتن کاربران تصادفی یکسان برای هر دو روش، الگوریتم ژنتیک با تعداد جمعیت اولیه 60 نفر، تعداد 30 نسل و نرخ جهش 2/0، هم به لحاظ کاهش متوسط فاصله و هم به لحاظ زمان محاسبات، نتایج بهتری را نسبت به روش جستجوی خام با 5000 جستجو ارائه می دهد. متوسط فاصله کاربران قبل از افزودن واحد جدید 2105 متر می باشد که با افزودن واحد جدید پمپ بنزین از روش جستجوی خام و الگوریتم ژنتیک، این فاصله به ترتیب به 1908 و 1901 متر کاهش می یابد.

محاسبه دقیق شدت جریان گاز طبیعی عامل بسیار موثری در بخش اقتصادی، کنترل شرایط عملیاتی، نگهداری تجهیزات و. . . در صنایع گاز کشورهای وارد و صادر کننده آن می باشد. امروزه در صنایع مرتبط با گاز کشور، برآورد شدت جریان گاز طبیعی به کمک محاسبه ضریب تصحیح دانسیته آن (NG-DCF) با استفاده از معادلات حالت به عنوان روشی مقرون به صرفه انجام می پذیرد. دسترسی همیشگی به اطلاعات ورودی مورد نیاز معادلات حالت به ویژه ترکیب درصد کامل اجزاء گاز نیاز به هزینه های گزافی دارد از این رو گاهی از اطلاعات تخمینی به عنوان عوامل ورودی مدل استفاده می شود. بنابراین با توجه به امکان تاثیر پذیری دقت محاسبه NG-DCF از این عوامل، شناخت و تحلیل روند اثرگذاری هریک از آن ها بر خروجی مدل، بررسی میزان حساسیت پذیری خروجی مدل از داده های ورودی و نیز تعیین عدم قطعیت خروجی مدل ضرورت دارد. در این مطالعه ابتدا NG-DCF توسط معادله حالت استاندارد AGA8-DCM به عنوان روشی دقیق، مدل شده سپس برای محاسبه آنالیز حساسیت و عدم قطعیت NG-DCF از روش های مختلف تحلیلی و عددی استفاده شده است تا از نتایج حاصل برای احراز از خطای تخمین آن سود جست. نتایج آنالیزهای حساسیت نشان داد که پس از فشار عملیاتی نسبی و دمای عملیاتی، ترکیب درصد متان، اتان و نیتروژن گاز طبیعی موثرترین عوامل خطی بر NG-DCF است. همچنین تغییرات فشار محیط که غالبا مورد اغماض قرار می گیرد به عنوان یکی از عوامل موثر بر NG-DCF شناخته شد.

به منظور بررسی نحوه عملکرد اکسیژن در تبدیل مستقیم پروپان به اکریلیک اسید بر روی کاتالیست Mo1V0. 3Te0. 23Nb0. 12Ox از مدلسازی سینتیکی استفاده شده است. داده های آزمایشگاهی در شرایط عملیاتی مختلف در یک راکتور بستر ثابت لوله ای جمع آوری شده اند. یک شبکه واکنشی متشکل از واکنش های موازی/متوالی با مسیر های مختلف برای تولید اکسیدهای کربن در نظر گرفته شده است. فرضیاتی که در توسعه این مدل ها در نظر گرفته شده اند عبارتند از: وجود سایت های کاتالیستی با فعالیت های مختلف، ارتباط/عدم ارتباط سایت های کاتالیستی با یکدیگر، ارتباط/عدم ارتباط سایت های کاتالیستی با اکسیژن فاز گاز و هم چنین نوع اکسیژن فعال در واکنش های مختلف. بر اساس این فرضیات و هم چنین با در نظر گرفتن شبکه واکنشی، 5 مدل سینتیکی بر پایه مکانیسم مارس-ون کرولن و مکانیسم الی-ریدل توسعه داده شده و پارامترهای سینتیکی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده اند. نتایج نشان می دهد علت اینکه مقدار اکسیژن گازی، تاثیر چندانی بر گزینش پذیری نسبت به اکریلیک اسید ندارد، درحالی که بر گزینش پذیری نسبت به COx بسیار اثرگذار است این است که اکسیژن فاز گاز به صورت مستقیم نقشی در تولید اکسیژن شبکه ای ندارد. در حالی که اکسیدهای کربن در مسیر جداگانه ای از واکنش بین پروپان با سایت غیر گزینشی اکسیژن جذب شده بر سطح کاتالیست تولید می شود که غلظت این سایت وابستگی مستقیم به فشار جزئی اکسیژن گازی دارد. می توان نتیجه گرفت هر چه پروپان و اکسیژن در این واکنش تماس کمتری با یکدیگر داشته باشند، گزینش پذیری نسبت به محصولات مطلوب افزایش می یابد. بر این اساس راکتورهای بستر سیال دو ناحیه ای و گردان برای این واکنش پیشنهاد می شود.

در دنیای امروزی، پایداری زنجیره تامین موجب ایجاد قدرت رقابتی شرکت و بهبود عملکرد آن می گردد. بدین منظور یک زنجیره تامین با در نظر گرفتن ابعاد مختلف پایداری که شامل حوزه های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی می شود، موفقیت پایدار خود را تضمین می نماید. از طرفی استخدام و حفظ نیروهایی که قابلیت های منحصربه فردی دارند و باانگیزه هستند، موثرترین عامل بهره وری در سازمان است. این پژوهش به توسعه یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط برای مکان یابی تسهیلات و تعیین جریان محصولات بین رده های مختلف و حل مسئله طراحی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته با در نظر گرفتن ابعاد اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی در قبال کارمندان پرداخته است. با توجه به اهمیت یکپارچه سازی اهداف در هنگام تصمیم گیری، این مدل به ادغام اهداف اقتصادی، زیست محیطی و مسئولیت اجتماعی شرکت در قبال کارمندان، پرداخته است. جهت ایفای مسئولیت اجتماعی شرکت و افزایش سطح اجتماعی کارمندان از سه معیار اشتغال محلی، ثبات اشتغال و افزایش فرصت شغلی استفاده نموده ایم، همچنین تمام جنبه های امکان انتشار گاز CO2 در کل شبکه زنجیره تامین در نظر گرفته شده است. درنهایت مدل ارائه شده حل و تجزیه وتحلیل عددی به منظور بررسی کاربردپذیری مدل انجام شده است و رویکرد مدیریتی در قبال این تغییرات پیشنهادشده است. نتایج نشان می دهند تغییر چیدمان تسهیلات، بدون در نظر گرفتن تصمیمات زیست محیطی یا مسئولیت اجتماعی در قبال کارمندان موجب افزایش چشم گیری در انتشار گاز CO2 و کاهش سطح رفاه اجتماعی کارمندان، نسبت به حالت بهینه (در نظر گرفتن تمام ابعاد اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی) می گردد.

یکی از مهم ترین مسائل نگران کننده جوامع بشری در سال های اخیر مدیریت پسماند شهری بوده که از جمله ملزومات اصلی هر شهر می باشد و بی توجهی نسبت به آن می تواند برای هر شهر و حتی ساکنان روستاهای اطراف آن مشکل آفرین باشد. مناطق شهری بیشترین مقدار زباله را تولید کرده و در نتیجه به یک سیستم کارا جهت جمع آوری زباله و دفع آن نیازمند است که تعیین و تثبیت آن بسیار مشکل و هزینه بر است. در این راستا، این مقاله به بررسی مساله مسیریابی وسایل نقلیه با در نظر گرفتن سفرهای چندگانه و پنجره های زمانی مختص به جمع آوری زباله شهری با هدف کمینه سازی هزینه کل شامل هزینه های مسیریابی، هزینه های جریمه خروج از پنجره های زمانی سرویس و هزینه های بکارگیری وسایل نقلیه می پردازد. برای حل مساله در ابعاد کاربردی، الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری (GWO) توسعه می یابد و عملکرد آن در مقابل حل کننده CPLEX نرم افزار GAMS و الگوریتم شبیه سازی تبرید (SA) مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که الگوریتم GWO پیشنهادی دارای عملکرد قابل قبولی در تولید جواب های با کیفیت می باشد. در نهایت، برای مطالعه رفتار تابع هدف در مقابل تغییرات پارامتر تقاضا در دنیای واقعی، آنالیز حساسیت بر روی این پارامتر انجام شده و سیاست بهینه مدیریتی تحلیل می شود.

در مسئله مکان یابی رقابتی موضوع مکان یابی بهینه یک یا چند تسهیل جدید در شرایطی می باشد که رقبای دیگر نیز وجود دارند، در این مقاله نوعی از مسئله مکان یابی رقابتی بررسی می شود که یک امتیاز دهنده امکان بهره گیری از سرمایه گذاری دو سرمایه گذار با دریافت درصدی از درآمد آن ها به عنوان فرانشیز را در اختیار دارد و ضمنا خود نیز با توجه به بودجه در اختیار می تواند نسبت به ایجاد تسهیلات در مکان های بالقوه موجود اقدام نماید. درواقع سه تصمیم گیرنده وجود دارد که یکی به عنوان رهبر و دو تصمیم گیرنده به عنوان پیرو در رقابت همزمان با یکدیگر وارد بازی انتخاب مکان برای ایجاد تسهیلات خود می شوند. این بازی به صورت یک بازی دو سطحی استکلبرگ-نش است که در سطح اول امتیازدهنده با در نظر گرفتن بهترین پاسخ سرمایه گذاران بهترین تصمیم خود را اعلام می دارد و در سطح دوم دو سرمایه گذار با مشاهده استراتژی امتیازدهنده به صورت هم زمان و در رقابت با یکدیگر تصمیم گیری می کنند. در نهایت برای صحه گذاری نتایج مدل پیشنهادی یک مثال عددی ارائه شده است و به منظور دستیابی به سیاستهای بهینه مدیریتی تحلیل حساسیت جامعی صورت گرفته است.

تاکنون روش های متفاوتی برای مسائل بهینه سازی گسسته استفاده شده است. بکارگیری الگوریتم های فرا اکتشافی با توجه به عدم نیاز به مشتق گیری و خصوصیت جستجوی عمومی یکپارچه در مسائل پیچیده افزایش یافته است. در بعضی از این الگوریتم ها، تولید جمعیت اولیه به صورت تصادفی است که موجب تولید جمعیت های تکراری، وابستگی زیاد پاسخ نهایی به جمعیت اولیه، افزایش شمار تحلیل های تابع هدف و کاهش کارایی این الگوریتم ها می شود. در کار حاضر تلاش شده تا تولید و انتخاب جمعیت اولیه به صورت هوشمند صورت گیرد. در این مقاله، یک الگوریتم فرا اکتشافی جدید برای بهینه سازی مسائل گسسته معرفی شده که به سازه های خرپایی اعمال شده است. روش پیشنهادی الگوریتم SPR نامیده شده و بر مبنای تکنیک های حساسیت سنجی عضوهای خرپا، تقسیم بندی فضای جستجو و تجدید حیات ارائه شده است. نتایج بهینه سازی گسسته سازه های خرپایی نشان داده است که الگوریتم پیشنهادی SPR نسبت به تحقیقات قبلی، توانسته است با مقدار تحلیل های کمتر به پاسخ بهینه دست یابد و یا مقدار تابع هدف بهینه را بهبود بخشد.

استفاده و کاربرد شبیه سازی مصنوعی در پیش بینی رفتار مصالح علی الخصوص هنگامی که نتایج واقعی داشته باشیم از نظر زمان و هزینه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بر این اساس در این پژوهش داده های آزمایش بدست آمده از آزمایش تک محوری روی نمونه های خاک تثبیت شده توسط آهک، پسماند و سیلیکات سدیم با شبکه عصبی (GRNN) و الگوریتم ژنتیک (برنامه ریزی بیان ژن (GEP)) مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین با توجه به نتایج مقاومت فشاری محدود نشده برای درصدهای محدودی که آزمایش انجام شده است شبیه سازی مصنوعی انجام و راستی آزمایی صورت گرفته است سپس با توسعه شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک برای حالت ها و درصدهای مختلف اختلاط در بهسازی خاک، درصد اختلاط بهینه تعیین شده است که با توجه به نتایج بدست آمده از مدل الگوریتم ژنتیک، طرح اختلاط بهینه برای این نوع خاک رس در 6 درصد آهک، 6 درصد پسماند صنعتی و 1. 5 درصد سیلیکات سدیم می باشد. نتایج شبکه عصبی دارای قدرت پیش بینی مناسب تری نسبت به الگوریتم ژنتیک می باشد به طوری که بهترین پیش بینی برای مدل 90 روزه شبکه عصبی با مقدار R^2 و RMSE به ترتیب برابر با 0. 998 و 0. 019 وکمترین پیش بینی برای مدل 7 روزه الگوریتم ژنتیک با مقدار R^2 و RMSE به ترتیب برابر با 0. 967 و 0. 059 می باشد.

امروزه سیستم های مدیریت فرآیندهای کسب وکار(BPMS) به سرعت در حال گسترش هستند. سازمان ها و شرکت های بزرگ برای افزایش بهره وری اقتصادی و توانایی رقابت در بازار جهانی ناگزیر به استفاده از BPMS در مدیریت فرآیندهای کسب وکار خود هستند. لذا توجه به معیارها و قابلیت های این سیستم ها موردتوجه محققان قرارگرفته است. ایجاد تعادل در بارکاری منابع در BPMS، یکی از چالش هایی است که از دیرباز مورد مطالعه و بررسی محققان قرار گرفته است، ایجاد تعادل در بارکاری منابع، هم باعث افزایش پایداری سیستم و هم باعث افزایش کارایی منابع و افزایش کیفیت محصولات می شود. در این تحقیق، اثر نامطلوب تاخیر تغییرات زمانی نرخ ورود در وظایف معرفی می شود. برای رفع این اثر نامطلوب، الگوی وابسته به زمان از بارکاری منابع را تعریف می کنیم و یک روش ابتکاری برای مدیریت و تنظیم هم روندی فرآیندها در BPMS معرفی می کنیم. برای بهینه سازی هم روندی فرآیندها از الگوریتم بهینه سازی PSO استفاده می کنیم، به طوری که، علاوه بر ایجاد تعادل در بارکاری منابع، بارکاری هر منبع در طول زمان (دوره کاری اش) یکنواخت می شود. ایجاد یکنواختی در بارکاری منابع باعث افزایش کارایی منابع و درنتیجه بهبود در کیفیت محصولات و خدمات می شود. آزمایش انجام شده نشان می دهد بهینه سازی همروندی فرآیندها باعث بهبود 8/29 درصدی در برقراری تعادل و یکنواختی در بارکاری منابع می شود.

امروزه استفاده از سیستم های هوشمند در تشخیص پزشکی به تدریج در حال افزایش است. این سیستم ها می توانند به کاهش خطایی که ممکن است توسط کارشناسان کم تجربه اتفاق بیافتد، کمک کند. بدین منظور استفاده از سیستم های هوشمند مصنوعی در پیش بینی و تشخیص سرطان سینه که یکی از رایج ترین سرطان ها در بین زنان است، مورد توجه می باشد. در این تحقیق فرآیند تشخیص بیماری سرطان سینه با یک رویکرد دو مرحله ای انجام می شود. در مرحله اول دو پارامتر ویژگی های موثر و تعداد نودهای لایه مخفی به منظور آموزش شبکه عصبی MLP به صورت همزمان توسط یک الگوریتم ژنتیک بهینه سازی می شوند. سپس با استفاده از ویژگی-های انتخاب شده و تعداد نودهای لایه مخفی، یک مدل طبقه بندی برمبنای شبکه عصبی MLP برای تشخیص بیماری سرطان سینه در مرحله دوم ایجاد می شود. در این مرحله از یک الگوریتم ژنتیک موازی FinGrain بر مبنای پارامترهای بهینه سازی شده، برای تنظیم وزن های شبکه عصبی MLP استفاده می شود. ارزیابی آزمایش ها نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش های GAANN و CAFS روی مجموعه داده WBCD به نتایج بهتری رسیده است و دقت 98. 72% را در حالت میانگین گزارش می کند.

زنجیربندی عملکرد سرویس یک معماری برای همنوایی سرویس های شبکه است که انتخاب را به شبکه محول می کند. این معماری اساسا یک ساختار سیاست دهی است که باید زنجیره مناسب از سرویس ها را تشکیل دهد. مدیریت این شبکه ها به دلیل ترکیبات متفاوت سرویس ها با پیکربندی اختصاصی مستعد خطا می باشند بر همین اساس راه حل هایی نیاز خواهد بود که ابهام زدایی مناسبی را برای چنین شرایطی فراهم کنند؛ بنابراین قبل از اجرا باید صحت زنجیرها کاملا کنترل شود که این نیازمند تعریف قواعد زنجیربندی است. ازجمله مسائلی که در این معماری مطرح است: بررسی صحت زنجیره ها و همچنین کاهش تعداد ترکیبات سرویس های زنجیره است که برای حل این مسائل در این مقاله از گرامر استفاده شده است. به این صورت که بر مبنای سناریوهای مطرح شده در نیروی کار مهندسی اینترنت ابتدا آتوماتان آن ها را ایجاد کرده و سپس با استفاده از عبارت منظم و آتوماتان متناهی، گرامر آن ها به دست می آید. به دنبال آن، با استفاده از الگوریتم (Cocke-Younger-Kasami) ارزیابی گرامر انجام شده و تعداد ترکیبات سرویس ها نیز نشان داده شده است. نتایج نشان می دهد که می توان با این گرامر صحت زنجیره سرویس ها را بررسی کرد و همچنین تعداد ترکیبات سرویس های زنجیره ها را نیز به میزان قابل توجهی کاهش داد.

سیکل توسعه نرم افزار شامل آنالیز، طراحی، پیاده سازی و تست و یکسری فازهای دیگر است. مرحله تست نرم افزار یکی از مراحل هزینه بر توسعه نرم افزار است، باید به طور موثری انجام شود تا نرم افزار بدون خطا دست کاربران برسد. یکی از فعالیت های موثر برای توسعه نرم افزار و افزایش قابلیت اطمینان آن، پیش بینی نقص نرم افزار قبل از رسیدن به مرحله تست است که کمک حائز اهمیتی برای صرفه جویی زمانی در فرآیند تولید، نگهداری و هزینه آن می کند. یکی از مدل های کارا برای پیش بینی نقص نرم افزار، استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا است. یکی از نقاط ضعف الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا احتمال به دام افتادن شبکه عصبی در نقاط مینیمم محلی است. با توجه به قابلیت الگوریتم های فراابتکاری در خروج از دام مینیمم های محلی و یافتن مینیمم سراسری، در این مقاله جهت برطرف کردن ضعف الگوریتم آموزشی شبکه عصبی و بهبود دقت آن در زمینه پیش بینی نقص نرم افزار، از ترکیب الگوریتم فراابتکاری ملخ با الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا استفاده شده است. جهت ارزیابی نتایج حاصل از مدل پیشنهادی، نه پایگاه داده واقعی بکار گرفته شده و روش ارزیابی متقاطع مبنای ارائه نتایج بوده است. عملکرد مدل پیشنهادی با شش مدل پیش بینی نقص نرم افزار مقایسه شده است. نتایج این مقایسه نشان می دهد که مدل پیشنهادی قادر است در تعداد زیادی از مجموعه داده، صحت و دقت بالاتری نسبت به سایر مدل ها ارائه دهد.

در یک خانه هوشمند، کلیه اجزای داخلی آن به واسطه سیستمی یکپارچه و ایجاد منطقی سازگار با محیط در تعامل با یکدیگرند. در چنین خانه ای، مدیریت انرژی (EMS) می تواند نقش زیادی در کاهش هزینه مصرف انرژی داشته باشد لذا در این مقاله با توجه به اهمیت فزاینده این بحث، عملکرد یک خانه هوشمند با حضور خودروهای الکتریکی دارای قابلیت تبادل دوطرفه توان با شبکه قدرت، سیستم ذخیره انرژی و نیز پنل های خورشیدی در چارچوب یک برنامه ریزی خطی آمیخته با عدد صحیح، مدل سازی و ارزیابی شده است. موارد مطالعاتی گوناگونی شامل فروش انرژی الکتریکی حاصل از پنل های خورشیدی به شبکه قدرت، بارهای با قابلیت جابجایی زمان مصرف مانند ماشین لباسشویی و همچنین استراتژی های مختلف پاسخگویی تقاضا بر پایه تغییرات قیمت انرژی در نظر گرفته شده تا اثرات اقتصادی و فنی خودروهای الکتریکی، باتری ذخیره ساز انرژی و پنل های خورشیدی ارزیابی گردد. در ارزیابی عملکرد پنل های خورشیدی، عدم قطعیت مربوط به پیش بینی توان خورشیدی در نظر گرفته شده و مدل خطی آمیخته با عدد صحیح با در نظر گرفتن معیار ارزش در خطر شرطی (CVAR) تحلیل شده است. مدل پیشنهادی در برنامه GAMS پیاده سازی شده و نتایج نشان می دهد که استفاده از سیستم های اضافی برای تامین انرژی بطور قابل توجهی موجب کاهش هزینه برق خانه هوشمند خواهد شد.

در این مقاله روشی جدیدی به منظور بهینه کردن استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید موازی ارائه شده است. با پیشنهاد یک تابع هدف جدید و به منظور مدیریت موثر تقسیم توان بین موتورهای احتراقی و الکتریکی، میزان مصرف سوخت بهینه شده و همچنین میزان آلایندگی ها نیز با در نظر گرفتن توابع جریمه به حداقل ممکن رسیده است. با استفاده از نرم افزار ADVISOR، به عنوان یکی از نرم افزارهای متداول در زمینه شبیه سازی خودروهای هیبریدی و همچنین معادلات غیرخطی حاکم بر این خودروها، یک خودروی هیبرید موازی در چرخه رانندگی شهری آمریکا را شبیه سازی نموده و جهت بهینه کردن استراتژی کنترل از یک الگوریتم توسعه یافته بر اساس روش بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) استفاده شده است. در الگوریتم PSO پیشنهادی از ضرایب انقباض و اعمال اثر آینه ای سرعت، جهت افزایش کارایی روش استفاده می گردد. با محدودیت های جدیدی که برای الگوریتم PSO پیشنهاد گردیده، نتایج حاصله بهبودیافته است. همچنین نتایج شبیه سازی با نتایج به دست آمده از الگوریتم های ارائه شده در مقالات اخیر مقایسه گردیده است. این مقایسه نیز کارایی و دقت الگوریتم پیشنهادی را در بهینه سازی پارامترهای کنترل که منجر به کاهش مصرف سوخت و آلاینده های خروجی از خودرو شده است، نشان می دهد.

سیستم مدیریت انرژی هوشمند به عنوان ابزاری قدرتمند برای مدیریت انرژی در سمت تقاضا و واحد های تولید بکار برده می شود. مدیریت بهینه انرژی در ریزشبکه ها معمولا به عنوان یک مساله بهینه سازی غیرخطی فرمول بندی می شود. بعلت ماهیت غیرخطی و گسسته مساله، حل آن به شیوه متمرکز نیازمند حجم بالای محاسبات در کنترل کننده مرکزی ریزشبکه دارد. در این مقاله، استراتژی مدیریت انرژی توزیع شده در ریزشبکه با دو روش ADMM و PCM پیشنهاد شده است بطوریکه کنترل کننده مرکزی و کنترل کننده های محلی بطور مشترک، برنامه واحدی را بهینه می کنند. الگوریتم های توزیع شده پیشنهادی بر روی ریزشبکه نمونه، مورد بررسی قرار گرفته است و عملکرد الگوریتم ها از طریق مطالعه موردی، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که روش های توزیع شده پیشنهادی، هزینه بهره برداری را کاهش می دهد. نتایج شبیه سازی کارآیی بهتر و همگرایی سریع تر روش های توزیع شده نسبت به روش متمرکز را نشان داده است. همچنین روش ADMM با تعداد تکرار کمتر و با هزینه بهره برداری کمتری نسبت به روش PCPM مساله اصلی را بهینه نموده است.

پلیمرهای خودترمیم دسته ای از مواد هوشمند می باشند که بدلیل توانایی منحصر بفرد خود مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته اند. این مواد دارای قابلیت ترمیم بخشی از آسیب وارد شده به آن ها بدون نیاز به شناسایی محل آسیب می باشند. جهت مطالعه رفتار این پلیمرها حین اعمال بارگذاری، یک مدل سازگار ترمودینامیکی برای پیش بینی پاسخ مکانیکی آن ها در نظر گرفته شده است. بدین منظور مدل ساختاری استفاده شده را به صورت ضمنی گسسته ‍ سازی زمانی کرده تا در قالب زیربرنامه UMAT در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS مورد تحلیل قرار گیرد. دراین گسسته سازی از روش نیوتون-رافسون برای بروز کردن متفیرهای داخلی مانند مولفه های کرنش ویسکوپلاستیک استفاده شده است. همچنین با توجه به واسنجی پارامترهای مادی مدل توسط نتایج آزمایشگاهی نمونه آسفالتی، به شبیه سازی حرکت وسیله نقلیه بر روی بستر مورد نظر پرداخته شده است. در این پژوهش ضمن ارائه توضیح نحوه تحلیل اجزاء محدود رفتار مکانیکی بستر آسفالت با استفاده از مدل ساختاری و گسسته سازی ضمنی آن، اعتبارسنجی آن با نتایج تجربی موجود نیز انجام گرفته است که این روش، خود راهکاری مناسب جهت اعمال بارگذاری های مختلف در قالب تحلیل اجزاء محدود و همچنین پیش بینی عمر بسترهای آسفالت خودترمیم می باشد. لذا در این پژوهش مقایسه ای میان شبیه سازی بدون اثرگذاری ترمیم و همچنین با اعمال ترمیم جهت مقایسه میزان آسیب و تغییرشکل های دائمی در بستر انجام گرفته است. از نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود انجام گرفته می توان به نقش بسزای ترمیم در عمر بستر اشاره کرد که با اثرگذاری آن می توان تا 20% بازیابی آسیب را افزایش داد.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تکنیکی نوین محسوب می شود که در فرایندهای اتصال حالت جامد دسته بندی می گردد، در چنین فرایندهایی در ماده قطعه کار و در ابزار ذوب صورت نمی پذیرد و دمای فرایند همواره در سطحی پایین تر از دمای ذوب مواد می باشد. از این تکنیک به منظور اتصال آلیاژهای آلومینیوم استفاده می گردد و محدودیت های استفاده از جوش گداخت را درپی نخواهد داشت. در پژوهش حاضر به بررسی تجربی تاثیر موقعیت قرار گیری فلز با استحکام بالا تر در سمت پیش رو و سمت پس رو بر استحکام نهایی در کشش و ریز سختی نمونه ها حاصل از نمونه های اتصال یافته به واسطه تکنیک جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. از دو آلیاژ آلومینیومی 6061 و 5054 استفاده شد و هرکدام از این آلیاژها در دو حالت آزمایشگاهی در دو سمت پیش رو و پس رو قرار گرفته و مورد بررسی قرار گرفتند. با بررسی نمودارهای تست کشش حاصل از دو حالت آزمایشگاهی مشخص گردید که نمونه هایی که در آن ها فلز با استحکام بالاتر در سمت پیش رو قرار داشت استحکام نهایی بالاتری در نمونه جوشکاری شده حاصل گشت. هنگام قرارگیری فلز با استحکام بالاتر در سمت پس رو میزان استحکام نهایی نمونه های اتصال یافته از هر دو آلیاژ پایه مقداری پایین تر بدست آمد و نرمی و کرنش شکست در نمونه ها از میزان نرمی فلزات پایه بیشتر گردید. ریز سختی هر دو حالت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت و الگویی Wشکل برای هر دو حالت تجربی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی حاصل شد.

هدف از این مطالعه عددی بررسی تاثیر هندسه و نوع سیال داخل جداره بر افزایش عملکرد حرارتی-هیدرولیکی یک کانال موجی شکل در جریان مغشوش است. کانال شامل دو ناحیه است. ناحیه اول سیال عبوری از کانال و ناحیه دوم سیال ساکن در بین جداره های کانال است. برای سیال ناحیه اول و دوم، هوا و نانو سیال دی اکسید تیتانیوم-آب انتخاب شده است. نانوسیال بصورت همگن، تک فاز و غلظت حجمی یک درصد در نظر گرفته شده است. صفحات بالا و پایین کانال تحت شار حرارتی ثابت 616 وات بر مترمربع است. عدد رینولدز جریان سیال داخل کانال بین 3700 تا 40000 است. جریان سیال مغشوش در ناحیه اول به کمک مدل k-ε استاندارد شبیه سازی شده است. اثر استفاده از نوع سیال داخل جداره کانال، زاویه و ارتفاع موج بررسی شده است. نتایج نشان می دهد اگر نانوسیال دی اکسید تیتانیوم-آب در ناحیه دوم و هوا در ناحیه اول باشد کانال بهترین عملکرد را خواهد داشت. زاویه 35 درجه به عنوان زاویه بهینه موج با بیشترین ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی در رینولدز های 12000 تا 40000 حاصل شد. با افزایش ارتفاع موج از 4 به 6 میلی متر ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی حدودا 65 تا 110 درصد افزایش می یابد. اثر ارتفاع موج بر افزایش ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی نسبت به تغییر زاویه موج بیشتر قابل توجه است.

بررسی جریان خون مغزی اهمیت زیادی در شناخت چگونگی ایجاد و شرایط خطر آفرین بیماری های عروق مغزی دارد. از این رو در این مطالعه با دیدگاه نوآورانه اهمیت بخشی به انعطاف پذیری دیواره، جریان خون در حلقه ی ویلیس و همچنین تنش برشی روی دیواره آن عروق بررسی شده است. در این پژوهش، برای طراحی هندسه و مدل قابل استفاده برای حل جریان خون، تصویر سی تی آنژیوگرافی مورد استفاده قرار گرفت است. از روش اجزای محدود جهت حل محاسباتی مساله بهره گیری شد. حلقه ی ویلیس به عنوان مجاری انعطاف پذیر معرفی شده است. خواص مکانیکی دیواره ی رگ هایپرالاستیک فرض شد. بنابراین حل جریان به روش برهمکنش سیال و سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. شرایط مرزی خون با احتساب چندشاخگی و همچنین خودتنظیمی، در ورودی و خروجی شریان ها بررسی شد. مقدار حداکثر تنش برشی برابر 9/3 پاسکال به دست آمد. فشارخون در رگ های بالایی حلقه ی ویلیس نسبت به فشارخون خروجی از قلب، کاهش چشم گیری داشته است. بررسی نتایج کانتور تنش برشی در زمان دیاستول نشان داد که مقدار بیشینه ی تنش برشی در رگ PCA اتفاق می افتد و مقدار تنش برشی بر روی ابتدای رگ های ACA کمینه است. رویکرد در پیش گرفته شده در این پژوهش در استفاده از تصاویر رادیولوژی هر شخص خاص، می تواند در فهم شرایط ایجاد و توسعه بیماری های عروقی ارزشمند باشد و نیز در شرایط حاد این نوع بیماری ها، با پیش بینی خطرهایی مانند پارگی رگ ها بر اساس تغییرات تنش برشی روی دیواره، پزشکان را در اتخاذ اقدامات لازم برای جلوگیری از هرگونه خطر احتمالی یاری رساند.

هدف از این مطالعه افزایش عملکرد حرارتی کلکتور خورشیدی صفحه تخت با قرار دادن نوار پیچشی در داخل لوله آن و استفاده از نانوسیال آب آلومینیوم-اکسید است. استفاده از نوار پیچشی سطح برخورد سیال با دیواره را افزایش می دهد و باعث ایجاد جریان چرخشی می شود. در این بررسی عددی حاضر، نوار پیچشی با ابعاد مختلف، به همراه نانو سیال آب آلومینیوم-اکسید، تحت تاثیر یک شار حرارتی ثابت و در بازه عدد رینولدز 4000 تا 20000 مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. برای حل عددی این مقاله از نرم افزار تجاری فلوئنت که در آن از مدل توربولانسی k-ε تحقق پذیر استفاده شده است. با توجه به تست های انجام شده نتایج عددی به این گونه است که قرار دادن نوار پیچشی در کلکتور خورشیدی صفحه تخت باعث ایجاد جریان چرخشی شده و اختلاط سیال را بهبود می بخشد. در نتیجه افزایش نسبت قطر و نسبت پیچش نوار، نرخ انتقال حرارت را بیشتر می کند و از طرفی دیگر افت فشار و به تبع آن ضریب اصطکاک را نیز افزایش می دهد. ضریب عملکرد حرارتی در اعداد رینولدز پایین تر، مقدار بیشتری دارد به طوری که بیشترین مقدار ضریب عملکرد 08/1 در نسبت قطر 014/0، نسبت پیچش 7 و کمترین عدد رینولدز یعنی 4000 است.

مدل ماده جانسون-کوک با در نظر گرفتن اثر سخت شدگی کرنشی و نرخ کرنشی ماده و اثر نرم شدگی ماده، به عنوان پرکاربردترین مدل ماده جهت تعیین رفتار پلاستیک ماده حین شبیه سازی فرآیند ماشینکاری مورد استفاده محقیقن قرار می گیرد. تعیین تجربی ثوابت این معادله امری هزینه بر و زمان بر می باشد. در این راستا در تحقیق حاضر روش جدیدی ارائه شد که بدون نیاز به صرف زمان و استفاده از تجهیزات گران قیمت مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکاملی و استفاده از تعدادی نتایج تجربی تنش سیلان، ثوابت معادله جانسون-کوک جهت شبیه سازی فرآیند براده برداری سوپر آلیاژ اینکونل 718 بدست آمد. نتایج بدست آمده بوسیله این روش با نتایج مدل های ماده سایر محقیقن که با آزمایشات تجربی و تحلیلی بدست آمده بود، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. بر این اساس با پیاده سازی زیر برنامه نویسی در نرم افزار اجزاء محدود، به ازای هر مدل ماده شبیه سازی فرآیند ماشینکاری متعامد سوپر آلیاژ اینکونل 718 در شرایط مختلف ماشینکاری صورت پذیرفت و نتایج شبیه سازی نیروهای ماشینکاری (دو مولفه)، هندسه براده (سه مولفه) و حداکثر دما با مقادیر تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. در نهایت میانگین کل خطای شبیه سازی 7/13% گزارش گردید که در مقایسه با سایر مدل های ماده از دقت مناسب و مطلوبی برخوردار می باشد و می توان ابراز امیدواری نمود که روش ارائه شده بخوبی در سایر تحقیقات نیز مورد استفاده قرار گیرد.