ادامه فروسوی میدان پتانسیل نقش مهمی در تفسیر میدان های گرانی و مغناطیس دارد. بخاطر ناپایداری ذاتی ادامه فروسو، روش های زیادی جهت ادامه فروسو میدان های پتانسیل با پایداری و دقت بالا ارائه شده است. روش تنظیم تیخونوف یکی از این روش های قدرتمند می باشد. این روش بر پایه اقتباس فیلتر پایین گذر در حوضه طیفی فوریه بوسیله حل مسئله کمینه سازی می باشد. در این مقاله، ما یک عملگر تنظیم بهبود یافته برای ادامه فروسوی داده های میدان پتانسیل معرفی می نماییم. نخست، ما یک عدد موج ویژه به نام عدد موج قطع تعریف می نماییم تا طیف میدان پتانسیل را به دو بخش سیگنال و نوفه بر اساس طیف توان متوسط شعاعی داده های میدان پتانسیل، تقسیم نماید. سپس، از عملگر ادامه فروسوی مرسوم برای ادامه فروسوی سیگنال و از عملگر تنظیم تیخونوف برای تضعیف و حذف نوفه استفاده می شود. بعلاوه، پارامترهای عملگر تنظیم بهبود یافته که اهمیت فیزیکی واضحی در فرآیند ادامه فروسو دارند، بوسیله عدد موج قطع تعریف می شود. جهت تعیین مقدار پارامتر α که در عملگر تنظیم تیخونوف استفاده می شود، نیاز است تا نرم c میدان پتانسیل محاسبه گردد. عملگر بهبود یافته نه تنها می تواند اثر نوفه با عدد موج بالا را حذف نماید، در عین حال از تضعیف سیگنال نیز جلوگیری می کند. در این مقاله ادامه فروسوی دو میدان گرانی مصنوعی، با و بدون نوفه تصادفی اضافه شده، و همچنین ادامه فروسوی میدان گرانی واقعی مربوط به کوه نمک واقع در استان قم، با هر دو عملگر تنظیم تیخونوف و عملگر تنظیم بهبود یافته مورد تحلیل و مقایسه قرار می گیرند. نتایج نشان می دهند که دقت عملگر تنظیم بهبود یافته از عملگر تنظیم تیخونوف بالاتر می باشد.

یکی از روش های نوین در زمینه کنترل جریان فعال استفاده از عملگر پلاسمایی است که به وسیله تزریق مومنتوم به لایه مرزی سبب جلوگیری از جدایش جریان می شود. هدف از این تحقیق، بررسی عددی استال دینامیکی روی ایرفویل 0012NACA در حالت نوسان پیچشی و برخی عوامل موثر بر آن در حضور عملگر پلاسمایی و بدون آن است. این عوامل فرکانس نوسان، دامنه نوسان و عدد رینولدز می باشند. همچنین ساختار میدان جریان و گردابه های ایجاد شده نیز برای درک بهتر چگونگی رخداد این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی به صورت دو بعدی و مدل آشفتگی مورد استفاده k-ω,SST می باشد. از نتایج حاصله مشاهده می شود، زمانی که عملگر پلاسما حضور ندارد، با افزایش دامنه نوسان و فرکانس نوسان، واماندگی دینامیکی در زوایای حمله بالاتری اتفاق می افتد. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب لیفت ایرفویل کاهش یافته و حلقه هیسترزیس نمودار ضریب لیفت بر حسب زاویه حمله کوچکتر می شود. اما در حضور عملگر پلاسمایی، استال دینامیکی اتفاق نمی افتد و ضرایب آیرودینامیکی بهبود می یابد. با بررسی ساختار جریان مشاهده می شود که عامل اصلی پدیده واماندگی دینامیکی تشکیل یک سری گردابه های کم فشار در لبه حمله و فروریزش این گردابه ها به سمت انتهای ایرفویل و در نتیجه جدایش آنها از سطح ایرفویل می باشد. پس از گردابه اولیه، گردابه ثانویه ای تشکیل می شود که موجب افزایش ناگهانی ضریب لیفت می گردد. اما زمانی که عملگر پلاسما روشن می شود، جدایش جریان به تاخیر افتاده و قدرت و اندازه گردابه کاهش بسیاری یافته است.

در این پژوهش، امکان استفاده از عملگر پلاسما به عنوان ابزاری برای کنترل جریان روی پره ی روتور توربین باد محور افقی مگاواتی و افزایش توان خروجی آن بررسی شده-است. برای این کار، روتور توربین باد 5 مگاواتی مرجع ان.آر.ای.ال. انتخاب و عملگر پلاسمای دی .بی .دی. خطی در چند حالت مختلف، در نزدیکی ریشه و نوک پره، قرارداده شده است. توربین باد موردنظر، از روش کنترل گام پره در سرعت های باد بالاتر از سرعت نامی توربین برای ثابت نگه داشتن توان خروجی استفاده می کند و در سرعت های باد پایین تر، این سامانه غیرفعال است. در این پژوهش شرایط عملکردی بررسی شده برای توربین در سرعتی کمتر از سرعت نامی است که سامانه کنترل گام پره غیرفعال است. عملگر پلاسمای دی .بی .دی از دو الکترود و ماده دی الکتریک مابین آنها تشکیل شده که با اعمال ولتاژی به اندازه کافی بزرگ به الکترودها، میدان الکتریکی در اطراف عملگر شکل می گیرد و با یونیزه کردن هوای اطراف، جت جریانی در نزدیک دیواره در اثر میدان الکتریکی القا می کند. اعتبارسنجی برای شبیه سازی اثر عملگر پلاسما و جریان روی پره روتور انجام شده و با نتایج مراجع مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد در تمامی حالت های مختلف قراردادن عملگر پلاسما روی پره، الگوی جریان در قسمت کنترل شده بهبود یافته که منجربه بهبود توزیع فشار و درنتیجه افزایش گشتاور آیرودینامیکی و توان خروجی توربین شده است. بیشترین میزان افزایش توان خروجی در حالتی رخ داده است که عملگر در راستای دهانه پره در نزدیکی ریشه و در راستای وتر پره قبل از ناحیه کم سرعت روی سطح بالایی مقطع پره نصب شده است.

یکی از روش های نوین در زمینه کنترل جریان فعال استفاده از عملگر پلاسمایی است که به وسیله تزریق مومنتوم به لایه مرزی سبب جلوگیری از جدایش جریان می شود. هدف از این تحقیق، بررسی عددی استال دینامیکی روی ایرفویل 0012NACA در حالت نوسان پیچشی و برخی عوامل مؤثر بر آن در حضور عملگر پلاسمایی و بدون آن است. این عوامل فرکانس نوسان، دامنه نوسان و عدد رینولدز می باشند. همچنین ساختار میدان جریان و گردابه های ایجاد شده نیز برای درک بهتر چگونگی رخداد این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی به صورت دو بعدی و مدل آشفتگی مورد استفاده k-ω SST می باشد. از نتایج حاصله مشاهده می شود، زمانی که عملگر پلاسما حضور ندارد، با افزایش دامنه نوسان و فرکانس نوسان، واماندگی دینامیکی در زوایای حمله بالاتری اتفاق می افتد. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب لیفت ایرفویل کاهش یافته و حلقه هیسترزیس نمودار ضریب لیفت بر حسب زاویه حمله کوچکتر می شود. اما در حضور عملگر پلاسمایی، استال دینامیکی اتفاق نمی افتد و ضرایب آیرودینامیکی بهبود می یابد. با بررسی ساختار جریان مشاهده می شود که عامل اصلی پدیده واماندگی دینامیکی تشکیل یک سری گردابه های کم فشار در لبه حمله و فروریزش این گردابه ها به سمت انتهای ایرفویل و در نتیجه جدایش آنها از سطح ایرفویل می باشد. پس از گردابه اولیه، گردابه ثانویه ای تشکیل می شود که موجب افزایش ناگهانی ضریب لیفت می گردد. اما زمانی که عملگر پلاسما روشن می شود، جدایش جریان به تاخیر افتاده و قدرت و اندازه گردابه کاهش بسیاری یافته است.

هدف از این تحقیق استفاده از عملگر جت مصنوعی برای کنترل لایه مرزی با رویکرد بهبود عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل فوق بحرانی NASA GAW-(2) در ناحیه پسا-واماندگی است. در تحقیق حاضر، حل معادلات ناویر-استوکس ناپایا در شرایط جریان آشفته و تراکم ناپذیر با استفاده از نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. در این پژوهش، عامل فرکانس تحریک به عنوان پارامتر اثرگذار بر کنترل جریان توسط عملگر جت مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج برای سه فرکانس بی بعد 1، 3 و 5 ارائه شده است. نتایج نشان داد که تحت تاثیر فرکانس بی بعد 5 بیشترین افزایش در ضریب برآ مربوط به زاویه حمله 18 درجه حاصل می شود که 10% نسبت به بیشینه برآی حالت غیرکنترلی افزایش یافته است. بیشترین کاهش در ضریب پسا نیز مربوط به فرکانس بی بعد 5 و زاویه حمله 20 درجه است که در این فرکانس، ضریب پسا 37% نسبت به حالت غیرکنترلی کاهش نموده است. در بهترین حالت کنترلی نقطه جدایش به اندازه 8/25 % طول وتر به تعویق افتاده است.

هدف از این تحقیق شبیه سازی سه بعدی جریان حول توربین باد عمود محور در ابعاد واقعی تحت تأثیر نیروهای حجمی حاصل از عملگر پلاسمایی می باشد. بدین منظور، ابتدا عملگر پلاسمایی بر روی یک صفحه تخت که در شرایط هوای ساکن قرار دارد، شبیه سازی شده و نتایج با مدلِ مرجع اعتبارسنجی گردید. سپس به منظور کاربرد عملگر بر روی توربین باد و به دلیل حساسیت جریان و تاثیر نامطلوب حضور عملگر بر روی سطح پره ها، ایده ی  اعمال آن درونِ سطحِ پره های توربین اولین بار در این پژوهش به کار گرفته شد. بدین منظور ابتدا توربین باد ابعادِ واقعی G 530 بصورت دو بعدی و سه بعدی شبیه سازی و با نتایج تجربی اعتبارسنجی گردید. در آخر، عملگر پلاسما درونِ سطح پره های توربین عمود محور و بر روی تمام سطح آن ها بصورت متوالی و همزمان اعمال شد. نتایج نشان داد اعمال عملگر با این شرایط خاص، سبب تغییر الگوی جریان بر روی پره ی توربین بادِ واقعی شده و در نتیجه توان خروجی به میزان 3 درصد افزایش می یابد. نکته حائز اهمیت این است که توان در یک توربین بادی محور عمودی مقیاس واقعی با استفاده از تکنولوژی عملگر پلاسما می تواند افزایش یابد. همچنین اعمال عملگر درونِ سطح پره ها تاثیر در کارایی عملگر نخواهد داشت.

در این مقاله، با در نظر گرفتن دینامیک عملگر به طراحی قانون هدایت در یک مسئلة هدایت دو بعدی پرداخته شده است. برای دستیابی به این هدف، با استفاده از رویکرد گام به عقب، روش هدایت تناسبی به گونه ای تغییر داده شده تا پایداری سیستم حلقة بسته با وجود دینامیک عملگر تضمین شود. از این رو، سعی بر آن است که عملکرد حلقة هدایت (برای مثال مشخصات پاسخ گذرا و فاصله از دست دهی) با الگوریتم هدایت پیشنهادی در مقایسه با قانون هدایت تناسبی تا حد امکان بهبود داده شود. برای این منظور، با به کارگیری ایدة گام به عقب و نظریة پایداری لیاپانف، قانون هدایت کلاسیک به گونه ای اصلاح خواهد شد تا حلقة هدایت در حضور دینامیک عملگر پایدار مجانبی شود. الگوریتم هدایت پیشنهادی در یک مسئله هدایت نوعی شبیه سازی می شود. نتایج به دست آمده کارآیی الگوریتم هدایت اصلاح شده را در مقایسه با قانون هدایت تناسبی نشان می دهد.

سیستم های فیزیکی اکثرا شامل قیود و محدودیت هایی هستند و اشباع سرعت عملگر یکی از این محدودیت ها است که تاثیرات نامطلوبی در سیستم کنترل پرواز دارد و باعث افزایش پاسخ نوسانی و در نتیجه ناپایداری سیستم می شود. اشباع سرعت عملگر از دلایل اصلی نوسانات القایی خلبان می باشد. در این مقاله با پیشنهاد یک الگوریتم کنترل پیش بین با ساختار دو درجه آزادی از وقوع اثرات مخرب اشباع سرعت عملگر جلوگیری شده است. همچنین با بدست آوردن موقعیت نقطه شروع حلقه باز شدن سیستم پرواز و فرکانسی که محدودیت سرعت عملگر برای اولین بار فعال می شود به خوبی اثرات اشباع سرعت عملگر پیش بینی شده است. سپس با معرفی یک روش تحلیلی شبیه به یکی از روش های مرسوم کنترل مقاوم معروف به روش شکل دهی حلقه به تنظیم پارامترهای کنترل کننده پیش بین تعمیم یافته پرداخته و پایداری و قوام سیستم حلقه بسته در برابر عدم قطعیت پارامترهای کنترل کننده بررسی شده است. در این روش با بدست آوردن الگوهای مقاوم سعی بر شکل دهی آن به گونه ای شده است که اغتشاشات و نویز در یک بازه فرکانسی تضعیف شوند. همچنین با استفاده از یک سوییچ نحوه عملکرد کنترل کننده و خلبان نشان داده شده است. در نهایت کنترل کننده طراحی شده با کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) که در صنعت مرسوم است مقایسه شده و برتری های آن نشان داده شده است.

در این مقاله، از روش بهینه سازی مقاوم برای کاهش اثر نویز حسگر بر عملکرد سیستم کنترل وضعیت ماهواره با عملگر چرخ عکس العملی استفاده شده است. در این راستا میانگین مطلق خطای نشانه روی وضعیت ماهواره به عنوان معیار عملکرد اصلی کنترلی انتخاب شده است. الگوریتم بهینه ساز مبتنی بر الگوریتم ژنتیک و روش تکرارهای متوالی مونت کارلو برای لحاظ کردن اثر نویز و بدست آوردن ضرایب کنترلی استفاده شده است. از دینامیک مرتبه اول برای مدل سازی چرخ عکس العملی به عنوان عملگر اصلی کنترلی با لحاظ کردن محدودیت عملی حداکثر گشتاور تولیدی استفاده شده است. همچنین از یک کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی (PI-D) اصلاح شده با روش مشاهده گر برای کنترل ماهواره استفاده شده است. سیگنال نویز سفید گوسی پس از عبور از یک فیلتر مرتبه اول به سیگنال های مسیر بازخورد زاویه و سرعت زاویه ای اضافه می شود. به منظور مقایسه منصفانه نتایج، ضرایب کنترلی به ازای شرایط شبیه سازی یکسان، برای دو رویکرد بهینه سازی مقاوم و بهینه سازی قطعی بدست آمده است. معیار عملکرد بر حسب تابع چگالی طیفی توان نویز به ازای دو رویکرد بهینه سازی بررسی شده است. نتایج مقایسه ای نشان می دهد، سیستم کنترلی که با روش بهینه سازی مقاوم تنظیم شده، معیار عملکرد آن در مواجهه با نویز مقاوم تر بوده و تغییرات کمتری دارد در حالی که معیار عملکرد روش بهنیه سازی قطعی، تغییرات بیشتری در مواجهه با نویز دارد. نتایج نشانگر ارجحیت استفاده از رویکرد بهینه سازی مقاوم برای سیستم کنترل در معرض نویز است.