2024-03-29T16:26:14Z
https://www.astjournal.ir/?_action=export&rf=summon&issue=5468
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
تخمین شکل و موقعیت پوستة پلاسما در سیستم شتابدهندةتراستر یونی الکترواستاتیکی
میلاد
یدالهی
سید آرش
سید شمس طالقانی
وحید
اصفهانیان
پوستة پلاسما بهعنوان مرز ورود یونها به درون سیستم شتابدهنده، اثر مستقیم بر خصوصیات پرتو یون، عملکرد و طول عمر تراستر یونی دارد. بهطور معمول در مدلسازی عددی سیستم شتابدهنده تراسترهای یونی الکترواستاتیکی، اثر الکترونها بر خواص پلاسمای بالادست سیستم شتابدهنده و شکل پوسته پلاسما، با در نظر گرفتن الکترونها بهصورت سیال (روش پواسون - بولتزمن) یا مدلکردن ذرات الکترون، شبیهسازی میشود. اما در مطالعة حاضر، با بهرهگیری از روش ذرة درون سلول و بدون انجام محاسبات مربوط به الکترونها، پوستة پلاسما تخمین زده شده است. شکل و موقعیت پوستة پلاسمای حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی دارد و در مقایسه با مدلهای عددی، که الکترونها را نیز شبیهسازی کرده بودند، از دقت بالاتری برخوردار است. نتیجة محاسبات نشان میدهد که عدم انطباق بین پوستة پلاسمای محاسبهشده توسط روش پواسون - بولتزمن و نتایج تجربی، در یک جریان پرتو مشخص، به واگرایی پرتو یون به میزان 3/2 یا 18/28 درصد در مقایسه با روش اعمال مستقیم اثر الکترون میانجامد.
تراستر یونی الکترواستاتیکی
سیستم شتابدهنده
شبیهسازی عددی
روش ذره درون سلول PIC
پوستة پلاسما
2019
03
21
7
16
https://www.astjournal.ir/article_33867_5fc3c747b7a9635e39e235b6e94e70e8.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
تحلیل عددی و تجربی فناشوندگی در نازلهای گرافیتی موتورهای سوخت جامد
عیسی
دانش فر
محمد مهدی
دوستدارر
محمد
امینی
حمید
فاضلی
سپرهای حرارتی نقش مهمی در موتورهای سوخت جامد ایفا میکنند. کاربرد زیاد سپرهای حرارتی در گلوگاه این موتورها، بهدلیل تأثیر خوردگی این ناحیه بر فشار محفظة احتراق و نهایتاً بازده حرارتی موتور، موجب اهمیت مطالعه سپرهای حرارتی شده است. پیشبینی صحیح مقدار پسروی سطح گلوگاه، منجر به طراحی بهینة موتور، بهویژه در موتورهایی با زمان سوزش بالا میشود. در این پژوهش، خوردگی نازل گرافیتی در موتورهای سوخت جامد برای یک سوخت مرکب با ترکیب خاص مورد بررسی قرار گرفته است. مدل عددی استفادهشده شامل حل معادلات ناویر استوکس جریان سیال، معادلات ترمودینامیکی داخل موتور، معادلات ترموشیمی و هدایت حرارتی سطح نازل است. جهت اعتبارسنجی نتایج مدل عددی، یک موتور سوخت جامد کامل از نوع کارتریجی با نازل گرافیتی و سوخت با پایه پلی استری آزمایش و توسط دستگاه اسکنر سهبعدی مقدار خوردگی سطح داخلی نازل اندازهگیری شده است. مقایسة نتایج بیانگر مطابقت خوب خروجی مدل عددی با دادههای تجربی (با اختلاف در حدود 4 درصد) در گلوگاه و حوالی آن است. نتایج تجربی نشان میدهد که مقدار فناشوندگی در ناحیة ورودی گلوگاه بیشترین مقدار را دارد و در ناحیة واگرایی نازل، تقریباً ثابت و برای موتور تستشده حدود 0/2 میلیمتر است. این نتایج بهدلیل تأثیر قابل توجه خوردگی و تغییر هندسة گلوگاه نازل بر بازده حرارتی موتور، حائز اهمیت است و میتواند در تحلیل و طراحی موتورهای سوخت جامد استفاده شود.
خوردگی
موتور سوخت جامد
گرافیت
سپر حرارتی
2019
03
21
17
28
https://www.astjournal.ir/article_33868_a2926a3f8bfd0343abe6ba1d4fb3fd8c.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
بررسی انتقال حرارت جابهجایی آزاد محفظة پرشده از نانوسیال با یک مانع با طول متغیر و تحت میدان مغناطیسی
علیرضا
عرب سلغار
محمد
شفیعی دهج
مهدی
داودیان
کاهش وزن، ابعاد و مصرف انرژی از جمله مسائل حائز اهمیت در صنایع هوافضا (فضاپیماها و ایستگاه فضایی) است. همین موارد سبب نیاز به یک سیستم خنککننده با قابلیت بالا و ابعاد کوچکتر میشود. نانوسیالات میتوانند در سیستمهای سردکننده نقشی حیاتی ایفا کنند. در این مقاله به بررسی عددی جریان آرام، لایهای با جابهجایی طبیعی نانوسیال، در یک محفظة مربعی تحت زوایای مختلف نسبت به افق با مانعی در وسط آن پرداخته شده است. در وسط محفظه، صفحهای عمودی با ضخامت ناچیز قرار دارد. معادلات حاکم به روش تفاضل محدود، مبتنی بر حجم کنترل جبری شده و بهکمک الگوریتم سیمپل بهصورت همزمان حل شدهاند. بر اساس نتایج حاصل از حل عددی، تأثیر پارامترهایی چون چرخش محفظه، عدد ریلی، نسبت حجمی نانوذرات و عدد هارتمن بر میدان جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که در چرخش محفظه، ماکزیمم انتقال حرارت وقتی صورت میپذیرد که صفحة گرم با افق دارای زاویة 45 درجه باشد. صفحة میانی و افزایش عدد هارتمن موجب کاهش انتقال حرارت میشوند، حال آنکه افزایش عدد ریلی موجب افزایش انتقال حرارت میشود. افزایش نسبت حجمی نانوذرات بسته به عدد ریلی ممکن است عملکرد حرارتی را تقویت یا تضعیف نماید.
جابهجایی آزاد
نانوسیال
محفظه
نرخ انتقال حرارت
2019
03
21
29
44
https://www.astjournal.ir/article_33869_ae6ef83219c2f0545aa23e4da9c2a26d.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
بررسی دقت روشهای غیردائم تحلیلی و شبهدائم در فرکانس کاسته مختلف و اثر تراکمپذیری و تصحیح آن بر این روشها
مهدی
هاشم آبادی
مصطفی
هادی دولابی
پاسخ غیردائم ائرودینامیکی مقاطع بال دوبعدی نوسانی کاربردهای فراوانی در حوزههای دانشی ائرودینامیک بالگرد و ائروالاستیسیته دارد. با توجه به زمانبر بودن انجام تحلیلهای عددی غیردائم، بهکارگیری پاسخهای تحلیلی غیردائم یا شبهدائم از نظر مهندسان مطلوبترند که البته بسته به نوع مسئله درصدی خطا دارد. در این پژوهش پاسخهای روش غیردائم تحلیلی و شبهدائم برای ایرفویل نوسانی دارای حرکت پلانج و تاب در فرکانس کاسته مختلف و دو ماخ تراکمناپذیر و تراکمپذیر بهدست آمده و تصحیح تراکمپذیری بر این روشها انجام شده است. یک کد عددی غیرلزج نیز برای حل مسائل غیردائم مرز متحرک مبتنی بر روش حجم محدود اختلاف مرکزی و استفاده از فرمولاسیون لاگرانژی - اویلری دلخواه توسعه داده شده است تا نتایج تحلیل غیردائم و شبهدائم با این روش مقایسه شود. انتگرالگیری زمانی تحلیل عددی با استفاده از یک روش ضمنی کارآمد دوزمانه انجام شده است. روش تحلیلی تئودرسن بهعنوان روش تحلیلی غیردائم در نظر گرفته شده است. نتایج نشان میدهد که روش عددی حجم محدود حل دقیقی ارائه میکند و در میان روشهای شبهدائم و تحلیلی غیردائم، روش تحلیلی غیردائم دقت مناسبی دارد و در جریانهای تراکمپذیر با اصلاح تراکمپذیری دقت روش تحلیلی غیردائم تا حدی بهبود مییابد.
حل غیردائم عددی
روش شبهدائم
روش تحلیلی
معادلات اویلر
نوسان پلانج
نوسان تاب
2019
03
21
45
61
https://www.astjournal.ir/article_33893_0ceca18074fb0a7d5fca0b4df02fda14.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
مطالعة تجربی تضعیف موج ضربهای درعدد ماخ 2/45 با آیرو - اسپایک پلاسما و مغناطیس
مهدی
رحیمی
اکرم
خدایاری
فرزاد
ویسی
در این پژوهش، تضعیف امواج ضربهای بهوسیلة مشاهدات کیفی تخلیة پلاسما در ماخ 2/45 و آزمایشهای محیطی ارزیابی شده است. پلاسما روی مدل آیرو - اسپایک با تخلیة الکتریکی 50 هرتز، 50 میلیآمپر و 30 کیلوولت تولید شده و از تکنیک شادوگراف با 300 فریم بر ثانیه و دوربین ویدئویی با 1000 فریم بر ثانیه برای ثبت نتایج کیفی استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که افزایش میدان مغناطیسی علاوه بر پایداری بیشتر در تخلیة تابان، افزایش فرکانس، تغییر مسیر ذرات باردار از دایرهای به سیکلوترونی و همپوشانی بهتر پلاسما، سبب ضخیمتر شدن ضخامت لایة شوک هم میشود. تصاویر شادوگراف در ماخ 2/45 نشان میدهد که ترکیب مغناطیس و پلاسما سبب افزایش 7/5 درجه در زاویة موج و در نتیجه ضعیفتر شدن موج ضربهای شده و در پائین اسپایک باعث ناپدیدشدن موج منحنی شده است. لذا این روش منجر به حذف امواج ضربهای در عدد ماخ 2/45 و کاهش پسای موجی شده است.
امواج ضربهای
کاهش پسا
مافوق صوت
آیرو - اسپایک پلاسمایی
میدان مغناطیسی
2019
03
21
63
72
https://www.astjournal.ir/article_33894_3ec229075f8ce5ba06bd61e7d23a46e6.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
بررسی حساسیت نانومادة مرکب نانولولة کربنی - اپوکسی در کرنشسنجی با استفاده از تغییرات مقاومت الکتریکی
امید
سام دلیری
آزاده
وطنی
علی
بزرگمهر
نانولولههای کربنی چندجداره، که در مواد پلیمری بهکار میروند، با هدف ایجاد حسگر پیزو مقاومتی در پایش سلامت سازههای مهندسی استفاده میشوند. در این مقاله، حساسیت به تغییرات کرنش در نانومادة مرکب حاوی نانولوله کربنی - اپوکسی با استفاده از تغییرات الکتریکی بررسی شد. حسگر نانومادة مرکب روی یک تیر آلومنیمی یکسر گیردار چسبانده شده است تا اعمال کرنش روی آن ممکن باشد. ابتدا نانولولههای کربنی چندجداره با درصدهای مختلف وزنی از 0/01 تا 1/5، درون زمینة اپوکسی بهصورت نسبتاً یکنواخت توزیع شدند. این فرایند توسط یک همزن مکانیکی انجام شد. بدینترتیب مادهای هوشمند و مناسب برای سنجش کرنش ایجاد گردید. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی ریزساختار این حسگر بررسی شد تا نحوة توزیع نانولولههای کربنی درون زمینة اپوکسی و تشکیل شبکة رسانا مشخص شود. اثر فرایند آمادهسازی نانومادة مرکب بر تغییرات الکتریکی و کرنش، طی بارگذاری مکانیکی بررسی شد. نتایج نشان داد که اختلاط اولیة اپوکسی و سختکننده منجر به حساسیت بیشتر حسگر نسبت به تغییرات الکتریکی شده است. همچنین آمادهسازی نمونهها با دو دمای پخت 80 و 100 درجة سانتیگراد نشان داد که نمونههای ساختهشده با دمای پخت پایینتر، حساسیت بیشتری نسبت به کرنش اعمال شده دارند.
نانولولههای کربنی
نانومادة مرکب
تغییرات مقاومت الکتریکی
حسگر
2019
03
21
73
81
https://www.astjournal.ir/article_33895_707be7cfeba44a57298f677d27e34908.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
تعیین پاسخ خستگی تیر مدور کامپوزیتی با بهکارگیری یک مدل نوین آسیب کوپلی پیشرو
محمود
ذبیح پور
محاسبات مربوطبه پاسخ خستگی ساختارهای کامپوزیتی، از طرفی با چالش وجود مدلهای نهچندان کارآمد و از طرف دیگر با هزینههای گزاف در اجرای آزمایشات متعدد با پیچیدگیهای عملی و نیاز به تجهیزات پیشرفته و دقیق مواجه است. از این منظر، توسعه و تکامل هرچه بیشتر مدلها در تعیین پاسخ خستگی المانها و سازهها بسیار ارزشمند است. در این مقاله، ضمن ارائة مدل کوپلی نوین آسیب از ارزیابی خستگی، پاسخ خستگی تیر مدور کامپوزیتی مشخصهسازی شده است. با تعریف یک متغیر آسیب سیکلی تابع مکان، رابطة پاسخ مکانیکی با متغیر آسیب از طریق مدل مکانیک آسیب پیوسته تعیین شده است. در ادامه از طریق کوپلنمودن متغیر آسیب با یک مدل آسیب موضعی و تئوری اصلاحشدة تیر مدور با ترمهای غیرخطی، محاسبة پیشرفت موضعی آسیب با هر سیکل بارگذاری هر نقطه از تیر میسر شده است. مقادیر ثابت معرفیشده در روابط مدل، از طریق انجام تعداد بسیار معدودی آزمایش تحت بارگذاریهای نوسانی دامنة ثابت تا تعداد محدودی سیکل بهدست آمده است. نتایج نهایی حاصل از طریق محاسبات مدل، تطابق رضایتبخشی با نتایج تجربی نشان میدهد. در نتیجه کارآمدی فرایند ارائهشده، کاهش قابل ملاحظة تعداد آزمایشات مورد نیاز و در نهایت کاهش هزینه و زمان لازم میسر شده است.
خستگی
تیر مدور کامپوزیتی
مکانیک آسیب پیوسته
مدل آسیب موضعی
آسیب کوپلی پیشرو
2019
03
21
83
94
https://www.astjournal.ir/article_34290_51f219736fed11ed9cb469125053d504.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
مدلسازی منطقی کامپیوتر پرواز برای تشخیص عملکرد ناصحیح عملگرهای برقی – مکانیکی پرندههای بدون سرنشین با استفاده از شبکههای پتری
علیرضا
آهنگرانی فراهانی
عباس
دیدبان
در این مقاله با استفاده از ابزار شبکههای پتری روشی برای مدلسازی عملیات منطقی، کشف خطا، طراحی کنترلکنندة نظارتی و در نتیجه افزایش قابلیت اطمینان برای زیرسیستم عملگر برقی - مکانیکی پرندههای بدون سرنشین ارائه شده است. در پرندههای بدون سرنشین عملگرها برای کنترل سطوح کنترلی استفاده میشود، لذا ایجاد روشی که بتواند رفتار منطقی و خطاهای زیرسیستمها را مدل کند و رفتار مناسبی در مقابل خطاهای احتمالی سیستم داشته باشد، بسیار مفید خواهد بود. در روش ارائهشده در این مقاله، جهت طراحی کنترلکنندة نظارتی برمبنای شبکههای پتری سه گام اصلی برداشته شده است: در اولین گام، ضوابط و خصوصیات اصلی بخشهای مختلف با استفاده از شبکة پتری بهصورت جداگانه مدل شده است، در گام دوم سنکرونسازی بین مدلها انجام شده و در گام آخر با استفاده از کنترل نظارتی، کل رویة کنترل جهت حصول اطمینان از بروز وضعیت ناامن در سیستم ضمانت میگردد. در این پژوهش جهت جلوگیری از ورود در شرایط ناامن و همچنین کنترل فرایند از روش افزونگی تحلیلی استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که با استفاده از این روش احتمال خرابی کاهش و قابلیت اطمینان سیستم افزایش خواهد یافت.
شبکههای پتری
کنترل نظارتی
هواپیمای بدون سرنشین
عملگرهای برقی - مکانیکی
تشخیص خطا
2019
03
21
95
107
https://www.astjournal.ir/article_34291_a65b1160bc543928f063170fa238124a.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
بهبود زمان تکمیل فرایند طراحی بالگرد ترابری با استفاده از روش مبتنی بر ماتریس تبدیل کار
محمد
حاجی جعفری
امیررضا
کوثری
مهدی
فکور
توسعة محصولات هوافضایی در کوتاهترین زمان ممکن، از مهمترین پارامترهای رقابتی در بازار بهشمار میآید. این در حالی است که پیچیدگی ذاتی این محصولات سبب ایجاد چرخههای گستردة اطلاعاتی میشود که زمان تکمیل فرایند طراحی را بهشکل چشمگیری افزایش میدهد. این واقعیت کاستن از زمان تکمیل در کنار حفظ کیفیت را به ضرورتی انکارناپذیر مبدل میکند. در این مقاله از طرح اجرایی با ریسک کمینه برای بهسازی فرایند مفهومی طراحی بالگرد ترابری ای. اچ. 101، به عنوان مورد مطالعاتی، استفاده شده که برای مدیریت تکرارها و کاهش زمان تکمیل بر چارچوب ماتریس تبدیل کار استوار است. این طرح یک سیاست کاری را مطرح میکند که در آن وظایف طراحی با بیشترین سطح همگیری در گامهای نخست طراحی مورد توجه قرار گرفته و با پیشرفت طراحی، دیگر وظایف بهصورت تدریجی مورد توجه قرار میگیرند. جانمایة این طرح، چیدمان مؤثر وظایف طراحی در کنار کاستن از ریسک دوبارهکاری است. نتایج شبیهسازیهای زمانگسسته نشانگر برتری نسبی طرح پیشنهادی نسبت به مدلهای رایج از منظر زمان تکمیل است. این در حالی است که در این روش در عمل ریسک بازخورد در پایینترین سطح ممکن قرار میگیرد.
ماتریس ساختار طراحی
ماتریس تبدیل کار
بهبود فرایند طراحی
ریسک کمینه
سیاست کاری
2019
03
21
109
123
https://www.astjournal.ir/article_34292_565dd03aad154d248763e215707808dd.pdf
دانش و فناوری هوافضا
2322-1070
2322-1070
1398
8
1
معرفی مبدل چند خروجی SIMO و طراحی کنترلکنندة چندمتغیره بهمنظور بهکارگیری در واحد ناوبری اینرسی
مجید
عباسی
احمد
عفیفی
محمد رضا
علیزاده پهلوانی
منبع تغذیهای که بتواند با داشتن ابعادی کوچک چندین ولتاژ DC ایجاد کند، گزینهای مناسب جهت تأمین توان در یک واحد ناوبری اینرسی است. یک نمونة مناسب برای این دسته از مبدلها، مبدل تک القاگر چند خروجی میباشد. مبدلهای SIMO توان لازم برای بهرهبرداری در مواردی که نیاز به چند سطح ولتاژی خروجی قابل کنترل است فراهم میآورند. در این مقاله، کنترل چندمتغیرة یک مبدل از خانوادة SIMO مبتنی بر مدل فلوگرف سیگنال بررسی شده است. این مقاله به بررسی ساختار باک / باک یک مبدل سوئیچینگ SIMO پرداخته تا با طراحی کنترلکنندة مناسب مشکل رایج تنظیم متقابل خروجیهای آن را حل کند. مدلکردن این نوع از مبدلها جهت طراحی کنترلکننده بهدلیل نحوة عملکرد و تعداد زیاد المانها و خروجیها از پیچیدگی خاصی برخوردار است. از طرفی طراحی کنترلکنندهای که بتواند خروجیها را بهصورت مستقل کنترل کند، مستلزم داشتن مدل دقیق از رفتار این نوع از مبدلهاست. در این مقاله ساختار باک / باک با استفاده از روش فلوگراف سیگنال مدل شده و مقایسهای مابین روش ارائهشده با روش میانگین فضای حالت ارئه شده است. سپس با استفاده از کنترل سیستمهای چندمتغیره، کنترلکنندة مناسب جهت حذف مشکل تنظیم متقابل طراحی شده و نتایج شبیهسازی آن ارائه شده است.
سیستم توان فضاپیما
مبدل SIMO
کنترل چندمتغیره
سیکل کاری
مدل سیگنال کوچک
2019
03
21
125
139
https://www.astjournal.ir/article_34293_f45a301898499231d493f99749765963.pdf