نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1380 | دوره:12 | شماره:3 |تعداد مقالات:16

تفنگ ریلی وسیله ای است که می تواند پر تابه را تا سرعتهای خیلی زیاد شتاب داده پرتاب نماید. در تفنگ ریلی، معادلات حاکم بر کمیتهای الکترومغناطیسی و ترمودینامیکی کوپل شده هستند، زیرا که هدایت الکتریکی تابع دما بوده و گرمای اهمی توسط مقاومت الکتریکی تولید می شود. در این مقاله معادلات ترمودینامیک حاکم، در حالت سه بعدی بدست می آید. در بدست آوردن این معادلات هدایت گرمایی و گرمای ویژه، تابع دما در نظر گرفته شده، که خود تابع مکان است، بنابراین محیط غیرهمگن فرض خواهد شد. معادلات فوق از روش المانهای محدود حل شده است. توزیع دمای نقاط مختلف نتیجه این حل است که نقاط داغ یا احیانا ذوب شده تفنگ را مشخص می کند. ضریب هدایت الکتریکی و گرمایی را نیز می توان از آن بدست آورد که برای تحلیل الکترومغناطیسی و ترمودینامیکی در لحظه بعد بکار می رود. از خصوصیات مهم حل مساله تفنگ ریلی، سه بعدی بودن آن است که علاوه بر پیچیده کردن معادلات، حجم محاسبات و نیاز به حافظه را خیلی زیاد می کند. از طرف دیگر بعلت غیرهمگنی ویژگیهای گرمایی مواد آن، مساله متغیر با زمان می باشد. بنابراین علاوه بر گسسته سازی مکانی، باید زمان نیز گسسته گردد، که از روش اختلاف محدود در این مورد سود جسته ایم. همچنین برای بدست آوردن جوابهای دقیقتر از شبکه بندی غیریکنواخت استفاده کرده ایم. یعنی در نواحی حساستر المانهای ریزتر مورد استفاده قرار گرفته اند. این روش شبکه بندی با اینکه دقت جواب را بالا می برد، باعث بغرنج تر شدن آن می گردد. برای حل این مدل از یک کامپیوتر پنتیوم 400 با حافظه 128 مگا بایت استفاده شده که برای حل مدل در هر لحظه حدود 10 دقیقه وقت صرف می شود.

پدیده آیروالاستیسیته منشا اصلی وقوع انواع ناپایداریها در هواپیما بشمار می رود. به همین علت توجه به اثرات این پدیده در طراحی سازه هواپیما ضروری می نماید. از جمله این ناپایداریها که دارای اهمیت بیشتری است می توان از ارتعاشات خود تحریک بال یا ارتعاشات کوپل خمش- پیچش بال و کوپل خمش بال- دوران ایلرون که اصطلاحا فلاتر نامیده می شوند نام برد[1].هدف این تحقیق بررسی فلاتر کوپل خمش- پیچش بال بر مبنای استاندارد جار می باشد، برای رعایت این استاندارد باید نشان داده شود که مدهای ارتعاشی خمشی و پیچشی بال از همدیگر جدا می باشند[2]. برای رسیدن به هدف فوق در این مقاله از روش اجزا محدود به روش زیر استفاده گردیده است.بعد از ساختن مدل اجزا محدود بال، منحنی های همگرایی جوابها برای تایید کافی بودن تعداد و نوع المان در مدل ها بدست آمده اند. همچنین جهت اطمینان به نتایج مدلها جواب تحلیل تنش از دو روش حل دستی و حل عددی (نرم افزار نیسا) با هم مقایسه شده اند. پس از اثبات درستی مدل اجزا محدود پارامترهای سفتی خمشی، سفتی پیچشی و جرم در واحد طول بال برای ساخت مدل متمرکز محاسبه شده اند.در مرحله بعد فرکانس های پیچشی و خمشی بال، از طریق دو مدل عددی (مدل با جرم متمرکز و مدل با جرم پیوسته) با استفاده از نرم افزار نیسا محاسبه شده است.در نهایت بر مبنای استاندارد جار 23 و نتایج حاصله از تحلیل ارتعاشی بال نتیجه گرفته شده است که هواپیما عاری از فلاتر کوپل خمش- پیچش بال می باشد.

محاسبه دبی و سطح تراوش در سدهای خاکی از مسایل مهم طراحی خصوصا در تعیین مقدار اتلاف آب، محاسبات پایداری سد و محاسبه ابعاد و مشخصات فیلترها و زهکشها است. برای محاسبه دبی و سطح تراوش در سدهای همگن با کف نفوذناپذیر، کاساگرانده (Casagrande, 1933) روشی را ارایه کرده است که دارای تقریب بوده و از دقت مناسبی در همه حالات برخوردار نیست. در حال حاضر، معادله ای که با دقت خوبی، ارتباط بین دبی و سطح تراوش را با خصوصیات هندسی و فیزیکی سد نمایش دهد وجود ندارد و استفاده از مدلهای آزمایشگاهی و علی الخصوص برنامه های کامپیوتری مرسوم است. در این تحقیق، برای تعیین چنین معادله ای، از روشهای آماری و رگرسیون چند متغیره استفاده شده است. داده های آماری مورد نیاز برای برازش معادله، از تعریف ورودیهای متفاوت به مدل MSEEP و استفاده از نتایج خروجی این مدل کسب شده است. در این تحقیق 260 سد با مشخصات مختلف بعنوان نمونه تصادفی شبیه سازی شده و به کمک مدل MSEEP پارامترهای تاثیرگذار در محاسبه دبی شناسایی و سپس به کمک یک نرم افزار آماری، بهترین معادله ممکن بین مقادیر دبی محاسبه شده و ابعاد فیزیکی و هندسی سد خاکی برازش یافته است.

با پیشرفت تکنولوژی تولید و بکارگیری مواد، نیاز به نتایج دستاوردهای پژوهشی درمورد سینتیک فرایندها، روزبروز گسترش بیشتری یافته و ضرورت سازماندهی اطلاعات سینتیکی به نحوی که بازیابی مجدد آنها ساده باشد، آشکارتر شده است. امروزه دسترسی به معادلات سرعت و مکانیزم واکنشها در طراحی و بهینه سازی عملکرد راکتورهای تولید فلز اهمیت بسزایی دارد. برای هدفدار کردن تحقیقات آزمایشگاهی، ارایه روشهای نو برای ذخیره و جستجوی دستاوردهای گرانقیمت علمی، کاملا ضروری است؛ علی الخصوص که این نوع اطلاعات معمولا به صورتی غیراستاندارد ارایه شده و در مراکز مطالعاتی و کتابخانه های تخصصی با بازدهی کم انباشته می شوند. برخلاف اطلاعات ترمودینامیکی که امروزه طبق روشهای جاافتاده و استاندارد ارایه میشوند، اطلاعات سینتیکی در خصوص مکانیزم و سرعت پیشرفت تحولات، معمولا از پراکندگی و پیچیدگی شیوه های عرضه رنج می برند. نتایج آخرین تحقیقات انجام شده برای تشکیل یک بانک اطلاعات جامع سینتیکی، در این مقاله ارایه شده و در خصوص شیوه های تنظیم، تدقیق، ارایه و انتقال یافته های تجربی و نحوه محک زدن آنها با نظریه ها و قوانین موجود و نحوه بکارگیری شبکه اینترنت برای انتقال این اطلاعات، بحث خواهد شد.

در این مقاله یک روش جدید بر اساس الگوریتم ژنتیک- فازی جهت بهینه سازی همزمان چند تابع هدف ارایه شده است. از الگوریتم ارایه شده در طراحی و تنظیم بهینه ضرایب بهره کنترل کننده های کلاسیک PI در روش کنترل برداری موتور القایی استفاده شده است. برای تعیین و تنظیم ضرایب کنترل کننده، پاسخ سیستم به ورودی پله در نظر گرفته شده و زمان خیز (Tr)، ماکزیمم جهش (Mp)، زمان تثبیت (Ts) و خطای حالت ماندگار (Ess) به عنوان چهارتابع هدف بهینه می گردند. نتایج حاصله از روش جدید ارایه شده در این مقاله با نتایج حاصل از بکارگیری روش سعی و خطا در تنظیم ضرایب کنترل کننده ها مقایسه شده است. از امتیازات برجسته الگوریتم بهینه سازی ارایه شده این است که می توان درجه اهمیت توابع هدف را از قبل مشخص کرده و یا به صورت فازی با توجه به بهبود تابع هدف در روند بهینه سازی تعیین نمود. نتایج بدست آمده نشان دهنده عملکرد مناسب روش ارایه شده است.

ماهواره ها از جمله سیستمهای فیزیکی هستند که دینامیک آنها غیرخطی و دارای عدم قطعیت می باشد. گشتاورهای اختلالی پارامترهایی هستند که باری ماهواره شناخته شده نمی باشند. نظر به اینکه دینامیک ماهواره غیرخطی است، استفاده از قانون کنترل خطی سازی با فیدبک در سیستم کنترل وضعیت آنها می تواند مورد نظر باشد. اما از آنجا که شرط بکارگیری این روش شناخت کامل دینامیک سیستم است، این قانون کنترل برای ماهواره ها نتوانسته کاربرد عمده داشته باشد. در این مقاله یک قانون کنترل جدید توسط تلفیق روش چهارتایی مرتب با قانون کنترل خطی سازی با فیدبک ارایه شده و عملکرد بسیار مناسب آن اثبات می گردد.

در این تحقیق ترمودینامیک تشکیل مایسل ماده سطح فعال کاتیونی هگزادسیل پیریدنیوم برماید (HDPB) در حضور و عدم حضور دی سیکلوهگزیل -18-کراون-6 (DCH18-C-6) در محلولهای آبی به روش پتانسیومتری مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا یک الکترود انتخابی حساس به HDPB ساخته شد و با طراحی یک سیستم سه الکترودی، از تغییرات نیروی الکتروموتوری سل (EMF) پارامترهای شیمی فیزیکی تشکیل مایسل نظیر ناحیه بحرانی تشکیل مایسل (CMC)، درجه تفکیک مایسل (α) و پارامترهای ترمودینامیکی تشکیل مایسل (H°m, ∆S°m, ∆G°m∆) به کمک مدل جدایی فاز محاسبه شد. در قسمت دوم تحقیق، برهمکنش HDPB با لیگند (DCH18-C-6) در غلظتهای مختلف 0.00 و 0.005 و 0.01 و 0.02 و 0.03 مولار در دماهای 49-28 درجه سانتیگراد مورد مطالعه قرار گرفت و با ارایه یک مدل جدید، ثابتهای برهمکنش و مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که استوکیومتری تشکیل کمپلکس HDPB با DCH18-C-6 بصورت 1:1 می باشد و یک اثر جبرانی بین آنتالپی و آنتروپی تشکیل مایسل در حضور کراون اتر وجود دارد. با افزایش غلظت لیگند، CMC کاهش می یابد که حاکی از وجود اثر سینرژیسم در سیستم می باشد. درجه تفکیک مایسل نیز با افزایش دما و غلظت کراون اتر افزایش می یابد.

دراین مقاله ابتدا یک مساله بهینه سازی نامقید را به یک مساله، در نظریه کنترل تبدیل می کنیم، سپس با استفاده از قضیه نمایش ریس و زوجهای قابل قبول، مساله را به فضای اندازه انتقال می دهیم که با این انتقال، مساله به یک مساله برنامه ریزی خطی با بعد نامتناهی تبدیل می شود. مساله برنامه ریزی خطی با بعد نامتناهی را با یک مساله برنامه ریزی خطی با بعد متناهی تقریب می زنیم و در ادامه پس از حل مساله برنامه ریزی خطی تابع کنترل بهینه قطعه ای ثابت به دست می آید و مسیر بهینه تقریبی متناظر با کنترل مفروض را به دست می آوریم. نقطه انتهایی مسیر بهینه به دست آمده، جواب تقریبی برای مساله بهینه سازی نامقید به دست می آید. نهایتا مساله بهینه سازی مقید نیز مورد بررسی قرار می گیرد و مقایسه جواب تقریبی این روش با بعضی روشهای حل موجود انجام شده است. برای بیان کارایی این روش مثالهایی آورده شده است.

یکی از مهمترین بحثها در ارتباط با سیستم حمل و نقل، کاهش تاثیرات نامطلوب آن می باشد. در مدیریت و برنامه ریزی امور حمل و نقل، هدف بالابردن بازدهی سیستم درکنار کنترل و کاهش اثرات منفی آن است. اثرات زیست محیطی به طور عام و آلودگی هوا بطور خاص به عنوان یکی از اصلی ترین پیامدهای منفی یک سیستم حمل و نقل شهری مطرح هستند. سهم قابل ملاحظه ای که وسایل نقلیه موتوری در ایجاد آلودگی هوا در شهرها دارند، سبب می شود با هر تغییری در اجزای مختلف سیستم حمل و نقل، تاثیرات محسوسی بر میزان این آلودگی مشاهده شود.گزینه های مختلفی که بعنوان راهکارهای کنترل آلودگی هوا ناشی از سیستم حمل و نقل مطرح است، با توجه به خصوصیات سیستم حمل و نقل مورد نظر، نتایج متفاوتی را ارایه می دهد. برای بهره گیری بهینه از این راه حلهای کنترل آلودگی هوا می بایست ضمن شناخت دقیق پارامترهای گوناگون آن سیستم حمل و نقل، روش واحدی را جهت ارزیابی راهکارهای مختلف بکار بست، که در این صورت به وضوح می توان تاثیر هر یک از گزینه ها را با هم مقایسه نموده، بهترین و موثرترین راه حل را انتخاب نمود.در این مقاله ابتدا تمامی پارامترهای موثر و مهم در آلایندگی هوا توسط یک سیستم حمل و نقل شهری مطرح و بدلیل فشردگی مطالب همزمان روشی جهت تعیین این آلودگی ارایه شده است. خصوصیات سیستم حمل و نقل در این تحقیق بر اساس اطلاعات سیستم حمل و نقل شهر تهران توسعه یافته، که در این خصوص گزینه های مختلفی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. همانطوری که اشاره شد هدف دراین تحقیق ارایه روشی واحد جهت مقایسه گزینه های مختلف کنترل آلودگی هوا ناشی از سیستم حمل و نقل شهری می باشد بطوریکه بتوان نتایج راهکارهای مختلف را تحت یک وزن و با اطمینان بیشتری مقایسه نمود. گزینه های مطرح شده در این مقاله تنها جنبه نمونه داشته و روش ارایه شده در این تحقیق قابلیت ارزیابی سایر گزینه ها و مقایسه آنها با وضعیت موجود را دارا می باشد.

سیستم های خبره بعنوان شاخه ای از هوش مصنوعی ابزاری مناسب برای حل مسایلی است که اغلب توسط افراد خبره حل می شود. فرآیند حل مسایل توسط افراد خبره شامل بکارگیری یکسری از قواعد و هیرویستیکهاست که بدنبال هم می آیند. لذا سیستم های خبره مبتنی بر قاعده تلاش می کنند رفتار فرد خبره را تقلید نمایند. این مقاله سیستم خبره ای را معرفی می نماید که هدفش راهنمایی دانشجو بهنگام اخذ واحد است. این سیستم خبره که با زبان CLIPS نوشته شده است با دریافت اطلاعات لازم در مورد موقعیت درسی دانشجو و واحدهای گذرانده، او را برای انتخاب یک برنامه درسی مناسب، بمثابه یک استاد خبره راهنمایی می کند. پایگاه این سیستم خبره بر اساس تجربیات اساتید مبرز و مقررات دانشگاه نوشته شده است. سیستم خبره مورد نظر بعد از تولید تعدادی برنامه درسی جایگزین، آنها را بر اساس معیار سختی اولویت بندی می کند. این کار با استفاده از تئوری فازی انجام می شود. در پایان با درنظر گرفتن سایر معیارهای مورد نظر دانشجو و با استفاده از یک مدل تصمیم گیری چند معیار (MADM) بهترین برنامه درسی ارایه می شود.

در این مقاله با بسط یک مدل، با استفاده از مدل تابع انتقال، مقدار شار ورودی به سطح سفره در اثر فرآیند نفوذ تخمین زده می شود. در مدل، توزیع زمانی پیشرفت گرادیان هیدرولیکی رو به پایین (نفوذ موثر) بوسیله یک تابع توزیع گامای اصلاح شده بیان می گردد. نفوذ موثر بیانگر مقدار فرونشت عمقی آب پس از یک بارندگی است که با کسر اجزا مختلف بیلان آبی در ناحیه غیراشباع خاک، مانند تبخیر و تعرق، تلفات، رواناب و ... از مقدار ناخالص بارندگی بدست می آید. با بهره گیری از اصل بر هم نهی، شار تغذیه در اثر تعدادی بارندگی های پی در پی محاسبه می شود. تاخیر زمانی ورود شار تغذیه به سطح آب سفره نسبت به زمان وقوع بارش بعنوان معیاری برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک بکار رفته است. پارامترهای موجود در مدل با استفاده از داده های تجربی، ایستگاه هواشناسی و مزرعه آزمایشی زهکشی واقع در Truro و Nova Scatia کشور کانادا و روش بهینه سازی تعیین شده اند. تطابق خوبی میان نتایج مدل و نتایج تجربی حاصل از مزرعه زهکشی وجود دارد.

هدف این مقاله طراحی فیلتر اکتیو قدرت (APF) برای حذف هارمونیکهای تولیدی توسط یک کوره قوس الکتریکی (EAF) میباشد. روش بکار رفته برای کنترل APF روش کنترل پیش بینی مبتنی بر برنامه ریزی دینامیکی است و از مدل باکس- جنکینز برای EAF استفاده شده است. سه نوع مختلف APF برای جبران هارمونیکی یک کوره سه فاز مورد بررسی قرار گرفته است که عبارتند از: استفاه از سه APF تکفاز، APF سه فاز سه سیمه و APF سه فاز چهار سیمه. مسایل مختلف در انتخاب عناصر انواع APF بخصوص کلیدهای آن مورد توجه قرار گرفته و کلیدهای موجود از سازنده های مختلف که نیازهای مشخص شده از شبیه سازی را برآورده می نمایند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. یکی از قسمتهای مهم مورد بحث کار موازی APF هاست که علاوه بر اینکه توان قابل دسترسی برای مجموعه کنترل کننده را افزایش میدهد، باعث میشود که محدودیت چندانی از نظر فرکانس کلیدزنی برای یک APF وجود نداشته باشد. در هر قسمت شبیه سازی هایی بکمک نرم افزار EMTP انجام گرفته که نتایج حاصله آورده شده و در بسیاری موارد این نتایج با یکدیگر مقایسه شده است.

یکی از روش های موثر و کارآمدی که امروزه در فرآیند خشک کردن ذرات مورد استفاده قرار می گیرد، پدیده شناور سازی ذرات در جریانی از هوای گرم می باشد. در این روش بدلیل شناور شدن ذرات، سطح تماس آنها با هوای گرم به مقدار قابل توجهی افزایش یافته، و در نتیجه نرخ خشک شدن ذرات بسیار چشم گیرتر از سایر روش های متداول می باشد. مدل ریاضی ارایه شده برای تحلیل این روش بر اساس مدل دو سیالی می باشد. در این مدل معادلات بقا جرم، ممنتوم و انرژی برای هر دو فاز گاز و ذرات جامد جداگانه نوشته می شوند. این معادلات بدلیل تبادلات جرم بین دو فاز بهمدیگر مرتبط می باشند. با استفاده از این مدل کمیتهایی مثل مولفه های سرعت گاز و جامد و میزان پراکندگی ذرات در بستر و همچنین رطوبت گاز و ذرات جامد و نیز دمای گاز و ذرات داخل بستر بدست آمده، و اثر پارامترهای همچون سرعت و دمای گاز ورودی و قطر ذرات بر روی فرآیند خشک شدن مورد بررسی قرار گرفته است. مدل ارایه شده با استفاده از روش حجم محدود و میدان جریان با استفاده از الگوریتم سیمپلر و در حالت یک بعدی حل شده است. بمنظور بررسی تجربی این فرآیند دستگاه آزمایشگاهی خشک کن بستر شناور طراحی و ساخته شده است، تا با استفاده از آن بتوان این فرآیند را از نظر تجربی مورد مطالعه و بررسی قرار داد. نتایج حاصل از این مدل ریاضی هماهنگی خوبی را با نتایج تجربی بدست آمده از آزمایشات نشان می دهد.

مساله تعیین توالی مجموعه ای از کارها با معیار کمینه سازی بیشینه های زودکرد و دیرکرد مورد بررسی قرار گرفته است. این معیار به دلیل سعی در حداقل کردن و به صفر رساندن مقادیر زودکرد و دیرکرد دار، منطبق بر سیستم های تولیدی مختلفی از جمله JIT می باشد. این معیار در مسایل m ماشین و n کار در حالت Flow Shop،(n/m/P/Etmax) ، مورد بررسی گرفته است.در مسایل Flow Shop چندین روش توسعه داده شده است. دو روش ابتکاری سریع به نامهای H1 و H2 با هدف یافتن جواب مناسب در مدت زمان کوتاه ارایه گردیده است. روش بهینه شاخه و کرانه نیز برای مسایل n/m/P/Etmax به کار گرفته شده است. ارایه حدود بالا و پایین مناسب، دلیل به دست آمدن جواب بهینه در بسیاری از مسایل می باشد. برای مسایل n/m/P/Etmax، 400 مساله در اندازه های کوچک، متوسط و بزرگ به صورت تصادفی تولید شده است. جواب بهینه %83 مسایل به وسیله روش شاخه و کرانه به دست آمده است. محدوده این مسایل از 4 ماشین تا 100 ماشین و 4 کار تا 50 کار می باشد.

در این مقاله کنترل مرزی یک معادله سهمی گون غیرخطی با یک انتگرال معیار و یک حالت نهایی ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. به وسیله یک فرآیند نشاندن (بکار برده شده توسط روبیو و دیگران) برای دستگاههای با بعد متناهی، این مساله با مساله جدیدی که دارای ساختار خطی می باشد جایگزین شده و روی یک مجموعه از زوج اندازه های رادن مثبت که در محدودیتهای خطی صدق می کنند کمینه می شود. در روش حل عددی هر یک از اندازه های موجود در زوج اندازه های بهینه به وسیله یک ترکیب متناهی از اندازه های اتمی تقریب زده می شوند و به این ترتیب مساله جدید به یک مساله برنامه ریزی خطی با بعد متناهی تبدیل می شود. جواب این مساله در ساختن کنترل بهینه بصورت یک تابع قطعه ای ثابت مورد استفاده قرار می گیرد. یک مثال عددی برای توضیح این روش بیان شده است.مزایای این تبدیل عبارتند از:1- زوج اندازه های بهینه و متناظر با آن کنترل بهینه به صورت ذاتی وجود خواهد داشت. (البته در صورت کنترل پذیر بودن سیستم مورد نظر)2- مساله جدید خطی است. در نتیجه می توان از تمام مزایای مربوط به آنالیز خطی برای چنین مساله ای استفاده کرد. اگر چه مساله اصلی غیرخطی بوده است.3- کمینه پیداشده در این روش، یک کمینه کلی است.