در این کار از مزایای استفاده همزمان از رویکرد بیوریفاینری و بهینه سازی برای دست یابی به کارایی فرآیند کل مطلوب استفاده شد. ابتدا از فرآیند تغییر pH قلیایی کمک شده با التراسونیک و بهینه سازی آن به منظور کمک به بیشینه کردن درصد بازدهی استخراج و شاخص سفیدی پروتئین های عضله فانوس ماهی گونه B. pterotum استفاده شد. استراتژی بهینه انتخاب شده با مشخصات بدین شرح؛ نسبت حلال به جامد ml g-1 6، pH انحلال 5/11، توان التراسونیک W 310 ؛ و pH ترسیب 8/5 و با مطلوبیت 84/0؛ بازدهی 53 درصد و شاخص سفیدی 81/76 را ارائه کرد. از این پروتئین در ترکیب با کلاژن هیدرولیز شده در تهیه ژل های حرارتی استفاده شد. نتایج نشان داد ژل حاصل از پروتئین ایزوله نیروی شکست و تغییر شکل را به ترتیب در حدود 123 g و 12/10 میلی متر ارائه کرد. افزودن کلاژن هیدرولیز شده سبب بهبود نیروی شکست (تا سطح 2% وزنی/وزنی) و مقدار تغییر شکل (تا سطح 10% وزنی/وزنی) شد. کلاژن هیدرولیز شده همچنین تا حدودی بر ویژگی های رنگ و شاخص سفیدی و همچنین بر ظرفیت نگهداری آب در ژل ها اثر مثبت داشت. بنابراین می توان عنوان کرد با اتخاذ یک تکنیک جدید استخراج مثل التراسونیک در کنار فرآیند تغییر pH و متعاقبا بهینه سازی آن و همچنین استفاده از رویکرد بیوریفانری به منظور استفاده همزمان از پروتئین های عضله و بافت پیوندی موجود در زیست توده ماهی؛ می توان گامی مهم در جهت حرکت به سمت scale-up (صنعتی کردن مقیاس تولید)کردن فرآیند برداشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این پژوهش، بهینه سازی چندموضوعی پیکربندی کپسول بازگشتی با درنظرگرفتن ملاحظات آیروترمودینامیک، مسیر، پایداری و هندسه ارایه شده است. روش اتخاذشده بر مبنای تجزیه مساله اصلی به روال های موضوعی است که تجزیه و تحلیل جداگانه ای را برای هر یک از موضوعات انجام می دهد. پژوهش حاضر به چهار بخش اصلی پارامتری کردن شکل کپسول بازگشتی، تجزیه و تحلیل آیروترمودینامیکی، تجزیه و تحلیل مسیر بازگشت به جو و بهینه سازی تقسیم می شود. پیکربندی کپسول بازگشتی مورد مطالعه در اینجا، متعلق به خانواده کپسول اورایون است و شکل آن از سه سطح تحلیلی تشکیل شده که شامل یک دماغه کروی، یک بخش حلقه ای و یک قسمت مخروطی ناقص در عقب کپسول بازگشتی است. اهداف بهینه سازی بیشینه سازی بازده حجمی، کمینه سازی مشتق پایداری طولی و کمینه سازی ضریب بالستیک هستند؛ همچنین در مساله حاضر، قیودی برای هندسه، بار حرارتی و شتاب منفی لحاظ شده اند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه مجموعه ای از جواب های بهینه پارتو نامغلوب به دست می آید، بنابراین روند بهینه سازی چندمنظوره چندهدفه اجازه می دهد تا یک جبهه پارتو از بهترین پیکربندی ها شناسایی شوند. پیکربندی های بهینه به دست آمده به طور واضح مصالحه های بین بازده حجمی، پایداری طولی و ضریب بالستیک را نشان می دهند. در نهایت نتایج مربوط به مشخصه های ابعادی و عملکردی کپسول بازگشتی ارایه شده است.

در این تحقیق سعی شده است تا با ارائة یک روش، مشکلات مربوط به بهینه سازی های چندهدفه مقید (پیاده ­سازی، زمان محاسبات و سادگی) تا حدودی برطرف شود. این روش که بر مبنای منطق فازی است یک مساله بهینه ­سازی چندهدفه مقید را به یک مساله بهینه سازی تک هدفه نامقید تبدیل می ­کند و به این شکل بسیاری از مشکلات ذکر شده برطرف می شود. جهت نشان دادن کارآیی روش، سه بهینه سازی طراحی یک هواپیمای بی­سرنشین انجام شده است. هدف بهینه ­سازی اول، مقایسة عملکرد این روش با دو روش معروف بهینه سازی چندهدفه است. هدف از بهینه سازی­ های دوم و سوم نیز نشان دادن این قابلیت از روش پیشنهادی است که برحسب ضرورت طراح می ­تواند به شکل آگاهانه درجه اهمیت را روی توابع هدف و یا قیود تغییر دهد. نتایج بهینه ­سازی­ ها نشان می­ دهند که زمان محاسبات با استفاده از روش پیشنهادی کاهش یافته و همچنین با تغییر درجة اهمیت، دو طرح کاملا متفاوت به دست آمده است.

از آنجائی که روش معینی برای طراحی میکروپرنده ها (برخلاف هواپیماهای با مقیاس بزرگ) وجود ندارد، لذا طراحی این وسایل بسیار پیچیده و مبهم است. به همین دلیل، طراحی میکروپرنده ها بسیار پرهزینه (زمان بر) است و نهایتاً طرح به دست آمده نمی تواند بهینه باشد. برای حل این چالش ها، این تحقیق یک چارچوب برای بهینه سازی طراحی چندموضوعی میکروپرنده های بال ثابت را توسعه داده است. هدف این چارچوب استفاده از مزایای روش بهینه سازی طراحی چندموضوعی (کاهش زمان و دستیابی به طرح بهینه) در فرآیند طراحی میکروپرنده ها است. لذا سعی شده است تا مهم ترین ماژول ها برای آنالیز در نظر گرفته و چارچوب بتواند همه فازهای پروازی در فرآیند بهینه سازی طراحی را لحاظ کند. هندسه، وزن، تخمین مرکز جرم، آیرودینامیک و تخمین توان ماژول های در نظر گرفته شده در این چارچوب می باشند. برای نشان دادن عملکرد این چارچوب، بهینه سازی طراحی یک میکروپرنده بال ثابت با در نظر گرفتن کاهش وزن برخاست و نیروی پسآ به عنوان توابع هدف، انجام شده است. قیود در نظر گرفته شده نیز از ماژول های پایداری و هندسه می باشند. شایان ذکر است که با توجه به فضای طراحی پیچیده میکروپرنده ها و قابلیت الگوریتم ژنتیک، این الگوریتم به عنوان الگوریتم بهینه سازی در نظر گرفته شده است.

در این مقاله به ارائه یک نرم افزار طراحی چندموضوعی به منظور طراحی هواپیمای هوانوردی عمومی پرداخته شده است. در نرم افزار تدوین شده موضوعات موتور، وزن و سایزبندی، آیرودینامیک، عملکرد و پایداری در قالب ساختار امکان پذیری طراحی چندموضوعی مدل سازی شده اند. در این نرم افزار در ابتدای فرایند طراحی، پیکره بندی اولیه ی هواپیما بر مبنای یک سری الزامات از پیش تعیین شده و مطالعات آماری تعیین می گردد. سپس حلقه امکان پذیری طراحی چندموضوعی بر اساس انجام یک تحلیل چندموضوعی طرح را در حضور قیود عملکردی و ماموریتی ارزیابی می نماید. قیود و الگوریتم های لحاظ شده در طراحی برمبنای روش طراحی گودمانسون پیاده سازی شده است. متغیرهای طراحی با دقت و برمبنای تحلیل حساسیت روی اهداف بهینه سازی (کاهش وزن کل و افزایش برد) انتخاب شده اند. قیود پایداری استاتیکی نیز به منظور دست یافتن به یک طرح امکان پذیر در طراحی لحاظ شده است. نهایتا با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی تکاملی چندهدفی (NSGA-II)، مجموعه پاسخ های ممکن در قالب جبهه پرتو ارائه می گردد. این نرم افزار با قابلیت افزودن انواع موتورها و ایرفویل ها، گستره ی جامعی از طرح های بهینه را پوشش خواهد داد. جبهه پرتوی حاصل از فرایند بهینه سازی، امکان پذیری و سودمندی این نرم افزار طراحی مفهومی را نشان می دهد.

در این مقاله، طراحی بهینه چندموضوعی پیکربندی یک کپسول زیستی بازگشتی انجام می شود. در این فرآیند، کلیه موضوعات طراحی مرتبط با پیکربندی و اهداف سازه ای نظیر کمینه سازی تغییرشکل سازه، بیشینه سازی فرکانس طبیعی اول سازه و بیشینه سازی ضریب بار کمانشی سازه، مدنظر گرفته می شوند؛ بنابراین، موضوعات طراحی شامل هندسه، آیرودینامیک، مسیر، گرمایش و سازه انتخاب می شوند. در این راستا، با توجه به فضای طراحی تعریف شده توسط حدود مجاز متغیرهای هندسی کپسول زیستی، مدل های جایگزین با استفاده از روش ترکیبی کریگینگ-سطح پاسخ (RSM) استخراج می شود. پس از مدل سازی موضوعات طراحی و تهیه مدل های جایگزین، نقطه طراحی بهینه به کمک الگوریتم ژنتیک (GA) شناسایی می شود. برای حل این مسئله از چارچوب چندموضوعی همه در یک مرحله (AAO) استفاده می شود. رویکردهای بهینه سازی مسئله شامل کمینه سازی جرم، بیشینه سازی پارامتر پسای فاز برگشت (CDA)، بیشینه سازی راندمان حجمی، کمینه سازی ضریب بالستیک، بیشینه سازی پایداری استاتیک طولی، کمینه سازی تغییرشکل سازه ای، بیشینه سازی حجم داخلی، بیشینه سازی فرکانس طبیعی اول سازه و بیشینه سازی ضریب بار کمانشی سازه می باشند. نتایج نشان داد که استفاده از روش مدل جایگزین ترکیبی، دقت مدل های جایگزین در فرآیند بهینه سازی را به میزان قابل توجهی (دقت به بیش از 90 درصد می رسد) بهبود می بخشد. در پایان، نتایج پیکربندی های مختلف حاصل از روش حاضر با نتایج تست پروازی پیکربندی کپسول زیستی بومی مقایسه شد که مطابقت مطلوبی در کلیت پارامترهای مسیر پروازی کپسول ها را نشان داد.

محاسبه وزن مواد بار کوره های ذوب، اغلب از راه موازنه جرم ساده عناصر آلیاژی در مواد ورودی و مذاب خروجی انجام می شود. اما در فرایندهای ذوب، پیچیدگی ها و پدیده های گوناگونی هست که اغلب در محاسبات موازنه جرم نادیده گرفته می شود و سبب عدم اطمینان در محاسبه بار کوره می گردد. خطای محاسبه، باعث اصلاح چندباره ذوب، تأخیر در تخلیه، افزایش هزینه و کاهش کیفیت مذاب می شود. در پژوهش حاضر تلاش بر این بوده که پیچیدگی ها و جنبه های مهم مساله ذوب، که اغلب نادیده گرفته شده، در کوره شناسایی و در یک مدل ریاضی مناسب درنظر گرفته شود. هدف پژوهش حاضر توسعه مدلی است، که نه تنها وزن مواد اولیه برای ترکیب شیمیایی ذوب هدف را بهینه سازی کند، بلکه هدررفت ناهمگن عناصر آلیاژی، ناخالصی های غیرفلزی مواد بار، و اصلاح ذوب اولیه در کوره را نیز درنظر بگیرد. این مقاله، یک مدل بهینه سازی استاندارد و یک الگوریتم حلقه ی تکرار برای موازنه جرم غیرخطی مساله ذوب ارایه می کند. یک مساله ذوب آلیاژ برنج با 7 عنصر آلیاژی و 8 نوع مواد بار در مقیاس صنعتی طرح و بررسی گردید، تا کارکرد مدل را مورد آزمایش قرار دهد. نتایج عددی مدل کسر وزنی مواد اولیه، و وزن و ترکیب شیمیایی ذوب اصلاح شده را با کمترین هزینه مواد نشان می دهد. تحلیل بهینه بودن جواب، تایید کرد که کمترین مقدار هزینه به دست آمده است. مدل استاندارد غیرخطی، ابزاری قابل اعتماد و سریع برای بهینه سازی هزینه و محاسبه بار کوره است که پتانسیل های قابل توجهی برای کاهش هزینه و تسهیل اتوماسیون صنعتی فرایند ذوب ایجاد می کند.