دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Numerical and experimental modeling of the effect of seam schemes on thermal performance of multilayer insulationsمدلسازی عددی و تجربی اثر الگو های دوخت بر عملکرد حرارتی عایقهای چندلایه72144826FAفاطمه باباییکارشناسی ارشد / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهاناحسان بنی اسدیعضو هیات علمی / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان0000-0001-7835-8094محمدرضا پاکمنشعضو هیات علمی / گروه مهندسی مواد، پژوهشکده مواد و انرژی، پژوهشگاه فضایی ایران، اصفهانحمید مس فروشکارشناسی ارشد / پژوهشکده مواد و انرژی، پژوهشگاه فضایی ایران، اصفهانJournal Article20200708One of the challenges in design and construction of satellites is the variation of heat fluxes over the body. Multilayer insulation is used to reduce the impact of environment on the satellite. The connection type of insulation blankets has a considerable effect on the thermal performance. In this paper, the effect of sewing patterns on the thermal performance of multilayer insulators is investigated. The main purpose of this study is to determine the conditions under which the minimum effective emittance coefficient and heat flux of multilayer insulations can be obtained. In this regard, several stitching joint patterns have been modeled and the layer-by-layer model is identified as the best bonding scheme for the insulation blankets. Moreover, the experimental data on no-seam and layer-by-layer patterns are used to validate the numerical models. Deviation of numerical results from experimental data is less than 9%. The effects of the number of layers, thickness and properties of the materials are analyzed. Moreover, due to the temperature cycle in the space, both hot and cold conditions are considered. The results indicate that the layer-by-layer joint pattern with 12 layers has the best thermal performance, i.e. in hot cycle the heat flux and emission coefficient are 2.0216 W / m<sup>2</sup> and 0.003653, and in cold cycle the heat flux and emission coefficient are 2.36 W / m<sup>2</sup> and 0.004784, respectively.یکی از چالشهای طراحی و ساخت ماهوارهها؛ تغییرات شارهای حرارتی وارد بر بدنه است. به منظور کاهش اثرپذیری ماهواره از محیط اطراف، از عایقهای چندلایه استفاده میشود. نحوه اتصال پتوهای عایق تأثیر قابل توجهی بر عملکرد حرارتی دارند. هدف اصلی این پژوهش تعیین شرایطی است که تحت آن کمترین مقدار ضریب نشر مؤثر و شار حرارتی در عایقهای چند لایه حاصل شود. به همین منظور چندین طرح اتصال دوخت مدلسازی شده است و طرح اتصال لایه به لایه به عنوان بهترین طرح اتصال بین پتوهای عایق تعیین شد. همچنین به منظور اعتبارسنجی، مدل بدون دوخت و طرح اتصال لایه به لایه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. انحراف نتایج مدل عددی از نتایج تجربی کمتر از 9 درصد است. به منظور ارزیابی عملکرد عایق چندلایه، اثر تعداد لایهها، اثر ضخامت لایهها و جنس مواد نیز تحلیل شده است. همچنین، به دلیل سیکل دمایی در محیط اطراف ماهواره دو حالت شرایط محیطی گرم و سرد لحاظ شده است. نتایج نشان میدهد طرح اتصال لایه به لایه با تعداد 12لایه که در حالت محیطی گرم شار حرارتی 2/0216 وات بر متر مربع و ضریب نشر 0/0037 و در حالت محیطی سرد شار حرارتی 2/360 وات بر متر مربع و ضریب نشر 0/0048 دارد، بهترین طرح اتصال میباشد.https://www.astjournal.ir/article_44826_a4350a58a2090c45f777d64222665b1e.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Star grain optimization and simulation using genetic algorithm based on high speed codesبهینه سازی و شبیه سازی گرین ستاره ای با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر مبنای کدهای سرعت بالا233946333FAمحمد رزمجوییدانشجوی دکتری / مهندسی هوافضا، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوریزهیر صبوحیاستادیار / مهندسی هوافضا، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوریمحمد شهبازیکارشناسی ارشد / مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اراکJournal Article20200910In this paper, the focus is on optimizing solid-fuel grain based on high-speed codes. One of the ways to design a high-performance solid fuel engine is to design the optimal grain for it, so that the highest burning area is provided, and on the other hand other requirements such as mechanical strength and build ability of the grain are provided. One of the most common types of grain is the star shape. To optimize a solid-fuel engine with a star grain, a model is needed to simulate the grain to provide the burning area at any given time. One of the methods of simulating the burning area is modeling it in CAD software and extracting the burning area using cloud points. This method has a high computational volume and its application in optimization algorithm, which is a recurring numerical method, is practically time consuming. To solve this problem, in this paper, a geometric parametric model has been used to calculate the burning area and the Zero-dimensional internal ballistic considering the erosive burning. The distinctive feature of this model is the high speed of its calculations, which is highly efficient in the coupling with optimization algorithms. The results show that this parametric geometric model, in addition to the much lower computational volume than the cloud point model, is also more accurate. The results of the stated method are very close to the specified goals for the design. For example, for a specific case, the standard deviation percentage is 0.355, so the desired grain can be achieved with the least error.تمرکز این مقاله بر بهینهسازی گرین سوخت جامد بر مبنای کدهای سرعت بالا است. یکی از راهکارهای طراحی موتور سوخت جامد با عملکرد بالا، طراحی گرین بهینه برای آن است، به طوریکه از طرفی بیشترین سطح سوزش فراهم شده و از طرف دیگر سایر الزامات مانند استحکام مکانیکی و ساختپذیری گرین نیز تأمین گردد. یکی از متداولترین انواع گرین، شکل ستارهای است. برای بهینهسازی موتور سوخت جامد با گرین ستارهای، یک مدل برای شبیهسازی گرین مورد نیاز است تا در هر لحظه، سطح سوزش سوخت را ارائه دهد. یکی از روشهای شبیهسازی سطح سوزش سوخت، مدلسازی آن در نرمافزارهای CAD و استخراج سطح سوزش با استفاده از ابر نقاط است. این روش حجم محاسباتی بالایی داشته و بکارگیری آن در الگوریتم بهینهسازی که خود یک روش عددی تکراری است، عملاً زمانبراست. برای رفع این مشکل، در این مقاله از یک مدل پارامتریک هندسی برای محاسبه سطح سوزش و جریان داخلی صفر بعدی با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی استفاده شده است. مشخصه بارز این مدل، سرعت بالای محاسبات آن است که در کوپل با الگوریتمهای بهینهسازی کارآیی بالایی خواهد داشت. نتایج بدست آمده نشان میدهد که این مدل هندسی پارامتریک، با وجود حجم محاسباتی بسیار پایینتر نسبت به مدل ابر نقاط، از دقت بالایی نیز برخوردار است. نتایج روش بیان شده بسیار نزدیک به اهداف مشخص شده برای طراحی میباشد به عنوان مثال برای یک مورد مشخص میزان درصد انحراف معیار 0.355 بدست آمده است، بنابراین با کمترین میزان خطا میتوان به گرین مورد نظر دست پیدا کرد.https://www.astjournal.ir/article_46333_210d7c695b666a43a666796541630408.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121The effect of bowed rotor and nozzle on performance of an axial turbine of turbojet engine on design pointاثر انحنای تیغههای روتور و نازل بر روی عملکرد توربین محوری یک موتور توربوجت در نقطه طرح415144825FAمحمود عدمیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشترعلی زمانی قراقوشیکارشناس ارشد / مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتربهروز شهریاریعضو هیات علمی / جتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر0000-0001-6262-946XJournal Article20190729In this paper one stage of a specific turbine with two stages and two different changes in blades, have been studied. Blade change performed in stage, is somehow that at each state of blade rotor and nozzle, both are at a specified bowing with angle of plus 20 degrees or minus 20 degrees. Some parameters like, static pressure, total pressure stream lines, isentropic efficiency, mass flow, turbine power and some other parameters have been studied. Changing the blade shape, cause the change in distribution of the flow in the radial direction. Also making a pressure gradient in radial direction, would result in a force in the same direction. Stream lines showed that, in one cases the secondary flow in the end walls move to the mid span. The radial force has affected on the tip clearance vortexes and intensity and dispersion of them have changed in different cases. Both positive and negative stages had negative effect on the efficiency. The power and mass flow have decreased too. At the end, the effect of the turbine changes on the stability of compressor have studied. The compressor has been closer to the surge line. So should have more accuracy in choosing the blade change.در این تحقیق یک مرحله از توربین دو مرحلهای یک موتور توربوجت خاص با دو تغییر شکل مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. تغییر شکل اعمالی در مرحله، به این صورت است که به تیغههای روتور و استاتور، هر دو در یک جهت مشخص انحنایی با زاویه انحنای 20 درجه مثبت و 20 درجه منفی اعمال شده است. فشار استاتیک، فشار کل، خطوط جریان، راندمان آیزنتروپیک، دبی جرمی، توان و برخی پارامترهای دیگر، در مدلسازی بررسی شدهاند. تغییر شکلهای اعمالی، توزیع جرم را در راستای شعاعی تغییر میدهد و با ایجاد یک گردیان فشار در راستای شعاعی نیرویی در همین راستا ایجاد میشود. با بررسی خطوط جریان مشخص شد، در یکی از حالتها جریانهای ثانویه به سمت مرکز تیغه کشیده میشود. گردابه ناشی از لقی نوک نیز متاثر از نیروی شعاعی ایجاد شده بوده و شدت و گستردگی آن در حالتهای مختلف متفاوت است. در هر دو حالت کاهش راندمان اتفاق افتاده است و همچنین دبی جرمی و توان توربین نیز کاهش یافته است. سپس پایداری کمپرسور نیز به صورت کلی بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که عملکرد کمپرسور به خط سرج نزدیکتر شده است و لازم است در انتخاب نحوه تغییر شکل این مسئله نیز مد نظر باشد.https://www.astjournal.ir/article_44825_a52cf36e11cccf0fd21fd406be65ecb9.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Numerical solution of internal flow and determination of operating factors of open-end and converging-end tangential and swirl injectorsحل عددی جریان داخلی و تعیین عوامل عملکردی انژکتورهای پیچشی مماسی انتها-باز و انتها-همگرا5364242881FAجواد منصوری زادهدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجاییعلی میرمحمدیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی0000-0002-3665-5290Journal Article20201010Convergent-end and Open-end injectors are widely used in internal combustion engines. These types of pressurized swirl injectors include: tangential inputs, rotation chamber, converging section and output orifice. In this paper, simulation and comparison of fluid flow inside Open-end and Convergent-end injectors for spraying kerosene fuel under the same operating conditions has been performed using the fluid volume (VOF) method. The results of time-dependent (unsteady) simulations showed that the exit time of kerosene from the Open-end injector is 1.8 milliseconds and in the Convergent-end injector is 4 milliseconds. The results of time-independent (steady) simulations at different injection pressures showed that the Open-end injector is stable at 0.05 MPa injection pressure, while the convergent-end injector is stable at 0.3 MPa injection pressure. However, the exit rate of kerosene in the Open-end injector is far less than that of the convergence-end injector, which reduces the aerodynamic force applied to the fuel inlet layer of the injector and reduces the fuel atomization in the Open-end injector compared to the convergent-end injector.انژکتورهای پیچشی مماسی انتها-باز و انتها-همگرا به صورت گسترده در موتورهای درونسوز مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع از انژکتورهای پیچشی فشاری شامل: ورودیهای مماسی، محفظه چرخش، بخش همگرا و اوریفیس خروجی هستند. در این مقاله شبیهسازی و مقایسه جریان سیال در داخل انژکتور انتها-باز و انتها-همگرا برای پاشش سوخت کروسین در شرایط عملیاتی یکسان با استفاده از روش حجم سیال (VOF) انجام شده است. نتایج شبیهسازیهای وابسته به زمان (ناپایا) نشان دادند، زمان خروج کروسین از انژکتور انتها-باز 1/8 میلیثانیه و در انژکتور انتها-همگرا 4 میلیثانیه است. نتایج شبیهسازیهای مستقل از زمان (پایا) در فشارهای تزریق مختلف نشان دادند، انژکتور انتها-باز در فشار تزریق MPa 0/05 به حالت پایدار میرسد در حالی که انژکتور انتها-همگرا در فشار تزریق MPa 0/3 به حالت پایدار خود میرسد. اما سرعت خروج کروسین در انژکتور انتها-باز به مراتب از انژکتور انتها-همگرا کمتر است که این امر، موجب کاهش نیروی ایرودینامیکی وارد شده به لایه سوخت خروجی از انژکتور شده و باعث کاهش اتمیزاسیون سوخت در انژکتور انتها-باز در مقایسه با انژکتور انتها-همگرا میشود.https://www.astjournal.ir/article_242881_6d23063f7476e70077f851fb19550aed.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Numerical investigation on the effect of creating grooves inside the injector nozzle on the diesel and biodiesel engine fuels spray behaviorمطالعه عددی تاثیر ایجاد شیار درون نازل افشانه بر رفتار فواره سوخت های موتور دیزل و بیودیزل657644827FAامیرحمزه فرج الهیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه امام علی (ع)،0000-0001-9201-1871رضا فیروزیدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) قزوین0000-0002-1558-9351Journal Article20200514In this study, spray behavior of diesel and biodiesel fuel in a cylinderical fixed volume combustion chamber for a grooved nozzle hole has been investigated using CFD in order to improving the fuel spray characteristics and diesel engine performance. To this end, microscopic and macroscopic diesel and biodiesel fuel spray characteristics are modeled and investigated using AVL-Fire and Matlab software. Firstly, the liquid fuel flow inside the injector with cylindrical and converged conical nozzle holes have been modeled and then in the following diesel and biodiesel fuels have been used in the grooved nozzle hole. Numerical results show that in this case, biodiesel spray has smaller penetration length and bigger cone angle and SMD. Thus spray macroscopic and microscopic characteristics can be improved and controlled for different fuels by creating grooves inside the nozzle hole. Numerical results and experimental data was validated from previous researches.در این پژوهش به بررسی رفتار پاشش سوخت دیزل و بیودیزل در یک محفظه احتراق استوانهای حجم ثابت برای سوراخ نازل دارای شیار بهمنظور بهبود خواص فواره سوخت و عملکرد موتور دیزل با کمک دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. بدینمنظور خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک فواره سوخت دیزل و بیودیزل برای هندسه سوراخ نازل ایجاد شده بهصورت عددی و به کمک نرمافزارهای ای وی ال فایر و متلب مدلسازی و مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا جریان سوخت مایع درون افشانه دارای سوراخ نازل استوانهای و مخروطی همگرا مدلسازی شده و در ادامه از سوخت دیزل و بیودیزل در سوراخ نازل دارای شیار استفاده شده است. نتایج عددی حاصل نشان میدهند که در این حالت بیودیزل دارای طول نفوذ کمتر و قطر ذرات و زاویه مخروطی فواره بیشتری میباشد. بنابراین خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک فواره سوختهای مختلف با ایجاد شیار میتوانند بهبود یافته و کنترل شوند. نتایج عددی و دادههای تجربی در تحقیقات پیشین اعتبارسنجی شدهاند.https://www.astjournal.ir/article_44827_c95ac70ef1191a8b0ecc05ea72ae0702.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Simulation of transient two phase flow in the centrifugal pump during start up time and evaluation of effective parameters on the performance of the pumpشبیهسازی جریان گذرای دوفازی در یک پمپ گریز از مرکز در بازه زمانی راهاندازی و بررسی پارامترهای مؤثر بر عملکرد پمپ778744832FAمحمد شفیعی دهجعضو هیات علمی / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجانمحمد علی ملاییکارشناسی ارشد / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجانبهراد حقیقیعضو هیات علمی / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجانJournal Article20191222Centrifugal pumps in most industries are responsible for transporting fluids and significant role in the amount of energy consumed. One of the most important issues in explaining centrifugal pumps is the start-up stage. As this point, the pump performs at transient mode. The period when it is necessary for the pump to rotate at a constant speed is called the start-up time of the pump. All the start-up stage, hydraulic equipment may be damaged due to pressure fluctuations. Therefore, it seems necessary to study the performance of the pump at transient stage. In the present study, using the computational fluid dynamics tools, the performance of the pump during the start-up period has been studied. The result show that due to the increase in pump start-up time, the maximum pressure created in pump decreases. And by increasing the length of the pipe downstream, the amount of pressure created in the pump increases. Finally, by adding a certain amount of impurities to the water and performing a two-phase flow analysis, the power required by the pump increases.پمپهای گریز از مرکز در اکثر صنایع وظیفه جابهجایی سیالات را به عهده داشته و سهم قابلتوجهی در میزان انرژی مصرفی دارند. یکی از مسائل حائز اهمیت در تبیین پمپهای گریز از مرکز، مرحلهی راهاندازی آن است. در این مرحله پمپ بهصورت گذرا عمل میکند. بازهی زمانی که لازم است تا سرعت چرخشی پمپ به حالت دائمی برسد را بازه راه اندازی پمپ میگویند. در مرحلهی راهاندازی، ممکن است به علت ایجاد نوسانات فشار، تجهیزات هیدرولیکی دچار آسیب گردند. بنابراین مطالعهی عملکرد پمپ ها در بازهی زمانی گذرا امری ضروری بنظر میرسد. در پروژهی حاضر با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی به بررسی عملکرد پمپ طی بازه زمانی راهاندازی پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده این است که در اثر افزایش مدتزمان راه اندازی پمپ، بیشینهی فشار ایجاد شده در پمپ کاهش مییابد و با افزایش طول لوله در پایین دست جریان، مقدار فشار ایجاد شده در پمپ افزوده میشود و در نهایت با افزودن مقداری مشخص ناخالصی به آب و اجرای تحلیل جریان دو فازی، بیشنه توان مورد نیاز پمپ افزایش مییابد.https://www.astjournal.ir/article_44832_57e39a74062e79b6ddd26a7cec9a7b5b.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Numerical investigation of performance of a training airplane in developed spin conditionsبررسی عددی عملکرد یک هواپیمای آموزشی در شرایط اسپین توسعه یافته899944824FAمجتبی دهقان منشادیعضو هیات علمی / مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر0000-0002-2143-0670علی گلستانیدکتری / مهندسی هوافضا، شرکت هواپیما سازی ایران (هسا)محمد حسین زینلیکارشناس ارشد / مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20190425Spin is one of the most important phases of aircraft design. Therefore, one of the important tests for taking the pilot certification is entry and recovery from spin. Furthermore, skilled pilots with excellent performance of tails can perform spin flight tests. Here, the spin of PC-21 is investigated numerically and theoretically at the developed spin phase and is compared with results of flight test. The spin type of this airplane is counterclockwise and maximum rudder deflection is 25 degree. According to theoretical results, the spin of this aircraft should be happen at angle of attack 30 degree; however, the flight test results show that spin must be happen at angle of attacks between 40 to 65 degrees. In this research, numerical results show good agreement with flight test data, one can conclude that the numerical method is a strong technique for estimation of spin behaviors.طراحی هواپیما بر اساس ملاحظات مربوط به اسپین یکی از مهمترین بخش های طراحی میباشد. خروج از اسپین نیازمند مهارت خلبان و عملکرد خوب مجموعه دم در زوایای حمله بالا می باشد. یکی از تست های مهم در طراحی پرنده ها، بررسی فیزیک اسپین پرنده و توانایی در خروج از آن می باشد. در این پژوهش شرایط اسپین هواپیمای آموزشی PC-21 در فاز اسپین توسعه یافته مورد مطالعه عددی و تئوری قرار گرفته و یافته های مطالعاتی با نتایج تست پروازی مقایسه شده است. اسپین هواپیمای مذکور از نوع چپگرد بوده و بیشینه زاویه انحراف رادر 25 درجه می باشد. تئوری مسئله نشان می دهد که اسپین این پرنده در زاویه 30 درجه رخ میدهد. این در حالی است که داده های تست پروازی و آنالیزهای عددی این تحقیق محدوده رخداد اسپین را در زوایای40 تا 65 درجه نشان می دهد. در واقع این تحقیق توانایی روش های عددی در جریان سیال را در تخمین پدیده اسپین به خوبی نشان می دهد.https://www.astjournal.ir/article_44824_aace4a0ca6d385e4f2d565dd1101e180.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Numerical analysis of aerodynamic heating effects on temperature distribution inside the ultrasonic bird cabinبررسی عددی تأثیر گرمایش آیرودینامیکی بر روی توزیع دمای داخل کابین پرنده مافوق صوت10111344829FAمیراعلم مهدیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجاییمجید رحیمیدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجاییJournal Article20200301In this paper, the effect of aerodynamic heating on temperature distribution inside supersonic bird cabin in different insulation conditions, the existence of gravity force and different flight height has been investigate using a computational fluid dynamics method with the finite volume approach. The coupling boundary condition in the shell wall use to simultaneously to solve the equations in solid and fluid. The air assumed as an ideal gas and the Boussinesq approximation used to changes density with temperature. In-cabin temperature distribution changes in terms of the free Convection heat transfer is simulated transiently up to a flying time of 70 seconds. The results are presented as temperature contour in the middle section of the model, temperature-time and temperature-location diagrams for different times. In this research, experimental and numerical methods are validated the temperature distribution inside and outside the model, which shows good accuracy.در این مقاله تأثیر گرمایش آیرودینامیکی به توزیع دمای داخل کابین پرنده مافوق صوت در حالتهای مختلف عایقبندی، وجود نیروی گرانش و ارتفاع پروازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی با رویکرد حجم محدود پرداخته شده است. برای حل همزمان معادلات در جامد و سیال، از شرط مرزی کوپلینگ در دیوارهی پوسته استفاده شده است. هوا به صورت گاز ایدهآل فرض شده و رابطه بوزینسک برای تغییرات چگالی آن با دما بکارگرفته شده است. تغییرات توزیع دمای درون کابین با لحاظ انتقال حرارت جابجایی آزاد به صورت گذرا تا لحظه پروازی 70 ثانیه شبیهسازی شده است. نتایج به صورت توزیع دما در مقاطع میانی مدل و نمودارهای دما-زمان و دما-مکان در مقاطع میانی و زمانهای گوناگون ارائه شده است. بررسی نتایج نشان میدهد که استفاده از عایق موجب کاهش دمای یک نقطه مشخص از کابین به میزان 175 درجه در لحظه پرواز 20 ثانیه میشود. در این تحقیق از دو روش تجربی و عددی برای صحهگذاری روی توزیع دما در درون مدل و خارج مدل استفاده شده که دقت خوبی را در نتایج نشان میدهد.https://www.astjournal.ir/article_44829_fa6870d67d681538b8c703ea5fbc6cb9.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Introducing and simulation of two emerging stabilizer mechanisms for trajectory tracking of quadrotor UAVs under disturbance conditions: cross and pendulum stabilizing mechanismsمعرفی و شبیه سازی دو مکانیزم جدید در پایدارسازی کوادروتورها جهت تعقیب مسیر در شرایط اغتشاشی: پایدارساز صلیبی و پاندولی115124244140FAروح الله پوربافرانیکارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیعلی اکبر موسویانعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسیرامین رامیاردانشجوی دکتری / دانشگاه شهید بهشتیJournal Article20201204Nowadays, vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aerial vehicles (UAVs) are used in wide range of applications. Because of the high maneuverability, hovering at a stationary point and simple configuration, they are widely considered. This alongside with their extreme nonlinearities and under actuating control system raises the importance of the control of flight. In this paper, the effect of using stabilizing mechanisms in trajectory tracking of quad-rotor unmanned aerial vehicles under wind gust disturbance is studied. Two innovative mechanisms are introduced and simulated in this study. The first one is a spherical pendulum stabilizer and the second one is a cross stabilizer. Also appropriate controller is designed for each stabilizer mechanism. The performances of the systems are investigated in the presence of disturbing forces. The results show that instead of using complicated nonlinear control methods, the proposed stabilizer mechanisms yields a desired performance. Acceptable trajectory tracking shows the successful effectiveness of the presented stabilizers.امروزه پرندههای بدون سرنشین عمود پرواز بدلیل قابلیت بالا در مانوردهی و ساختار نسبتا ساده، در بسیاری از زمینهها مورد توجه قرار گرفتهاند. بدلیل رفتار شدیداً غیر خطی زیر سیستمها و همچنین تحت کمبود عملگر بودن سیستم کنترلی، کنترل این پرندهها بخصوص در شرایط اغتشاشی از اهمیت ویژهای برخوردار است. پژوهش پیش رو به بررسی امکان استفاده از مکانیزمهای پایدارساز مجزا با ساختار بسیار ساده، بجای استفاده از کنترلرهای پیچیده، در بهبود عملکرد پرندههای بدون سرنیشین، طی پرواز در مسیر مشخص و با وجود اغتشاشات محیطی میپردازد. سیستم مورد بررسی، یک کوادروتور بوده و دو مکانیزم پایدارساز مورد استفاده عبارتند از: 1-پایدارساز پاندولی کروی و 2-پایدارساز صلیبی با دو جرم متحرک. در پژوهشهای انجام شده در زمینه پرندههای بدون سرنشین، استفاده از مکانیزم در پایدارسازی کوادروتور بسیار محدود بوده و طراحی، مدلسازی، پیاده-سازی و کنترل مکانیزمهای پایدارساز، نوآوری اصلی صورت گرفته در این پژوهش میباشد. در مقاله حاضر با طراحی کنترلر مناسب برای هر یک از مکانیزمهای پایدارساز، عملکرد سیستم، تحت شرایط اغتشاش محیطی بررسی و مقایسه میگردد. نتایج بدست آمده در این پژوهش نشان میدهد که با استفاده از مکانیزمهای پایدارساز معرفیشده، مسیر پروازی مطلوب پرنده، بدون نیاز به روشهای کنترلی پیچیده به خوبی ردیابی میشود.https://www.astjournal.ir/article_244140_03833507f280d34791d070606a3aed0a.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121A state-based approach to modeling helicopter accidents using machine learningمدلسازی سوانح بالگرد با رویکرد مبتنی بر حالت با استفاده از یادگیری ماشینی125136244464FAحامد رحمانیدانشآموخته کارشناسی ارشد مدیریت صنعتی / دانشکده مدیریت و حسابداری، دانشگاه علامه طباطباییسید مجید میرحسینیکارشناسی ارشد سوانح هوایی / دانشکده پرواز، دانشگاه هوایی شهید ستاریمحسن دهقانی محمدآبادیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاریJournal Article20200910Several research efforts have been directed towards better understanding the causes of accidents. While some studies provide useful insights into accidents, they do not provide an accurate understanding of accidents if viewed from an event-based perspective. Air accidents in Iran, especially in the last two decades, do not show a significant decrease in the number of accidents or casualties; In this study, we deal with the most important causes of helicopter aviation accidents in Iran. To better understand the causes of aviation accidents, this study offers a state-based approach to examining existing logical gaps or neglected cases. For this purpose, first, using statistica software, situations and factors that are possibly related to fatal and non-fatal accidents are identified; In this software, accident states, signs and accident information codes are automatically detected in a database and the information is automatically classified. We apply the model to 6200 helicopter accidents that occurred between 1982 and 2020. To better understand the causes of accidents, a state-based approach is proposed to examine existing logical gaps or omissions and examines records that are potentially full of errors. Also, the method of air accident ontology and model-based modeling with machine learning tools, which is a new method in this field, has been used to achieve more desirable results.تاکنون تلاشهای تحقیقاتی بسیاری برای درک دلایل وقوع سوانح هوایی انجام شده است. درحالیکه در برخی از مطالعات، بینشهای مفیدی پیرامون سوانح ارائه شده است، اما اگر به آنها از دید مبتنی بر رویداد نگاه گردد این گزارشات درک صحیحی از سوانح را ارائه نمیدهند. سوانح هوایى در ایران بهویژه در دو دهه اخیر کاهش معنىدارى را در تعداد سوانح و یا تلفات ناشى از آنها نشان نمىدهد؛ از همینرو در این پژوهش به مهمترین دلایل عمدهى وقوع سوانح هوایى بالگرد در کشورمان، ایران، پرداخته شدهاست. به این منظور در ابتدا، با استفاده از نرمافزار استاتیستیکا، حالتها و عواملی که احتمالاً با سوانح مرگبار و غیرمرگبار مرتبط هستند شناسایی میشوند؛ در این نرمافزار بهطور خودکار حالتها، نشانهها و کدهای اطلاعات مربوط به سوانح در یک پایگاه داده شناسایی شده و اطلاعات به صورت خودکار طبقهبندی میشود. مدل تولید شده توسط این نرم افزار، برای 6200 سانحه بالگرد که در بین سالهای 1982 تا 2020 رخ داده است، اعمال شدهاست. برای درک بهتر دلایل وقوع سوانح، یک رویکرد مبتنی بر حالت برای بررسی شکافهای منطقی موجود یا موارد نادیده گرفته شده ارائه گردیده و سوابقی که بهطور بالقوه پر از اشتباهات است مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین روش هستیشناسی سوانح هوایی و مدلسازی مبتنی بر حالت با ابزار یادگیری ماشین که روشی نوین در این حوزه بوده برای دستیابی به نتایج مطلوبتر بکار گرفته شدهاست.https://www.astjournal.ir/article_244464_5903b123b3fd312e22a3f781b4c28283.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Three-dimensional tracking of aerial maneuvering target using a visual sensorردگیری و تعقیب سهبعدی هدف مانوری هوایی با استفاده سنسور تصویری13715246396FAمهران نصرت الهیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترمیثم دلالتدانشجوی دکتری / مهندسی هوافضا، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترجلال کریمیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترسید حسین ساداتیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترJournal Article20190826Since, monocular vision sensor cannot accurately measure relative range between the target and itself, it is difficult for UAVs equipped with this kind of sensors to track a target. This is exacerbated by the tracking a maneuvering aerial target in a three-dimensional space. To solve this problem, the accuracy of dynamic models is very important for predicting the movement and maneuvering of the target. This accuracy can be achieved by complicating and bringing the dynamic equations closer to the real dynamics of the vehicle, or by using appropriate models of the target acceleration. In this paper, we compare the performance three different dynamic models in tracking a mass-point maneuvering target. To do this, we used the UKF filter along with the monocular camera measurement model These models differ in terms of the coordinate system and the target acceleration model. The time spent and Root mean square error (RMSE) are considered as comparison criteria between these models.ردگیری هدف برای پهپادهایی که به سنسور تصویری مونوکولار (یا تکچشمی) مجهز هستند، دشوار است چرا که سنسور نمیتواند برد میان خود و هدف هوایی را با دقت مناسب اندازهگیری کند. این مساله در ردگیری اهداف مانوری در فضای سهبعدی تشدید میشود. برای رفع این مشکل، دقت مدلهای دینامیکی برای پیشبینی حرکت و مانور هدف از اهمیت بالایی برخوردار میشود. ما در این مقاله، با شبیهسازیهای عددی، عملکرد سه مدل دینامیکی مختلف را با مدل اندازهگیری یک دوربین مونوکولار در ردگیری یک هدف مانوری جرم-نقطهای بررسی و مقایسه کردهایم. این مدلها از لحاظ دستگاه مختصات و مدل در نظر گرفته شده برای مدلسازی شتاب هدف متفاوت هستند. زمان اجرا و مجذور میانگین مربعات خطا به عنوان معیارهای مقایسه بین این مدلها در نظر گرفته شدهاند.https://www.astjournal.ir/article_46396_4116e43b3d99b92abd37d13f5e88d78f.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Extraction of calibration navigation blocks using monte carlo analysisاستخراج بازه زمانی کالیبراسیون سامانههای ناوبری اینرسی با استفاده از آنالیز مونتکارلو15316344831FAایوب عبدلی حسین آبادیدانشجوی دکتری / دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیرمحمد باقر منهاجعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیرسید علی ظهیری پورعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کاشانJournal Article20200117Todays, determining the maximum time it takes to keep navigation blocks in stock before re-calibration is one of the major concerns in the aerospace industry, as increasing this time helps to save a large part of costs. Reduce the transportation of blocks from the warehouse to the calibration laboratory and return them. On the other hand, reducing the storage time of the block in the warehouse, as it results in fewer changes in the calibration coefficients, will result in increased navigation accuracy when the blocks need to be used on the system. Therefore, choosing the right time for a compromise between cost and error rate will be essential. In this paper, by selecting a sensitivity analysis, called Monte Carlo analysis and having information on monthly calibration coefficients of navigation sensors over a period of one to two years, the calibration interval of navigation and navigation blocks is extracted analytically. Be. To achieve this goal, it is first shown that the sensitivity of the navigation error to the changes of the calibration coefficients is independent of the uncertainty range of the calibration coefficients, and then Monte Carlo analysis for each of the bias and scale factors of the various sensor blocks and a sampled navigation block. Finally, the results of this analysis show the relationship between the storage time of the block in the warehouse and the maximum error uncertainty.مشخص کردن حداکثر زمان ممکن برای نگهداری سامانههای ناوبری اینرسی در انبار، پیش از کالیبراسیون مجدد، یکی از دغدغههای مهم در صنعت هوافضا محسوب میشود، زیرا افزایش این زمان کمک میکند تا بخش زیادی از هزینههای مربوط به حمل آنها از انبار به آزمایشگاه کالیبراسیون و برگرداندن دوباره آنها کاهش یابد. از طرفی کاهش زمان نگهداری آنها در انبار نیز به دلیل آنکه باعث تغییرات کمتر ضرایب کالیبراسیون میگردد، منجر به افزایش دقت ناوبری در هنگام نیاز به آنها برای استفاده روی وسیله پروازی مد نظر خواهد شد. بنابراین، انتخاب مناسب این زمان ماندگاری برای ایجاد یک مصالحه، بین هزینه و میزان خطا یک امر ضروری و مهم خواهد بود. در این مقاله با انتخاب یک آنالیز حساسیت، موسوم به آنالیز مونتکارلو و با در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به ضرایب کالیبراسیون ماهانه حسگرهای ناوبری در زمانی حدود یک الی دو سال، ضمن استخراج رابطه بین مدت زمان نگهداری سامانه ناوبری اینرسی در انبار و حداکثر عدم قطعیت خطا، بازه کالیبراسیون آنها به صورت تحلیلی استخراج میشود.https://www.astjournal.ir/article_44831_6d4bfc880bbfe2ac486b69dd9220aa33.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Design, control and implementation of a moving object target tracking using image processingطراحی، کنترل و پیادهسازی سامانه شبیهسازی تعقیب شی هدف متحرک با استفاده از پردازش تصویر165175244100FAمیرابوالفضل مختاریعضو هیات علمی / گروه خلبانی، دانشگاه افسری امام علی (ع)مهرداد طاهریکارشناسی ارشد / دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیرJournal Article20201228In this paper, a laboratory model is designed and built to track a moving target object using image processing. Nowadays, image processing is used as an engineering tool in digital tools and in computer networks to control other industrial tools such as flying robots, and mobile robots use image processing as feedback to detect and track objects. In this paper, using image processing, the distance error between the ground robot and the flying robot is calculated and given as feedback to the controlling robot controller. Dynamic modeling was done follower robot then, the performance of three controllers PID, PID-fuzzy and linear optimization is investigated by simulation. According to the simulation, the PID controller has a shorter response time than other controllers. Finally, the aerial robot tracking the target in real-time, and the target is not far from the sight of the aerial robot.در این مقاله مدل آزمایشگاهی جهت تعقیب شی هدف متحرک با استفاده از پردازش تصویر طراحی و ساخته شده است. امروزه پردازش تصویر به عنوان یک ابزار مهندسی در ابزارهای دیجیتال و در شبکه های کامپیوتری، برای کنترل ابزارهای صنعتی دیگر از قبیل کنترل رباتهای پرنده به کار می رود. موبایل رباتها با استفاده از پسخوراند پردازش تصویر میتوانند در زمینه تعقیب اهداف و شناسایی مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله با استفاده از پردازش تصویر خطای فاصله بین ربات زمینی و ربات پرنده محاسبه شده و به صورت پسخورد به کنترلکننده ربات تعقیب کننده داده شده است. مدلسازی دینامیکی ربات تعقیب کننده انجام شد و در ادامه با شبیهسازی به بررسی عملکرد سه کنترلکننده PID، PID-فازی و بهینه خطی پرداخته شده است. با توجه به شبیهسازی صورت گرفته عملکرد کنترلکننده PID دارای زمان پاسخ کمتری نسبت دیگر کنترلکنندهها است. در نهایت کنترلکننده PID بر روی ربات تعقیب کننده پیادهسازی شده است تا به صورت بلادرنگ شی هدف را تعقیب نماید و شی هدف از دید ربات تعقیب کننده خارج نمیشود.https://www.astjournal.ir/article_244100_058ebf2513f96f3b506ad6a0d93d7815.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Optimal design of monopropellant hydrogen peroxide propulsion control system for a satellite orbital transfer system under uncertaintyطراحی بهینه سامانه کنترل پیشرانش تک مؤلفهای آباکسیژنه برای یک سامانه انتقال مداری ماهواره تحت عدم قطعیت177192242644FAمحمد فاتحیدانشجوی دکتری / دانشکده فناوریهای نوین و مهندسی هوافضا، دانشگاه شهید بهشتیعلیرضا طلوعیعضو هیات علمی / دانشکده فناوریهای نوین و مهندسی هوافضا، دانشگاه شهید بهشتیبهروز کشته گرعضو هیات علمی / دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زابلJournal Article20201107Considering uncertainty is an Inseparable part of industrial design. Ignoring these uncertainties in design can reduce system performance and, even worse, lead to failing the mission entirely in some cases. In the present study, the worst-case optimization adopted is used to design of hydrogen peroxide propulsion system. The proposed method in this study includes two types of epistemic and aleatory uncertainty. This method searches for the optimal point using the genetic algorithm by separating design parameters and variables for all three types of sparse points, single-interval and multi-interval uncertainty representations. The designer is ineffective in choosing the type of distribution, and the type of distribution is determined depending on the available data. In other words, even uncertainty in the type of distribution and its parameters has been considered. Also, the method of maximum likelihood-based is used to estimate the distribution parameters.در نظر گرفتن عدم قطعیت یک بخش جداناپذیر در مسائل طراحی صنعتی و نزدیک به واقعیت است. در نظر نگرفتن این عدم قطعیتها در طراحی میتواند منجر به کاهش کارایی سامانه و حتی بدتر در برخی از مسائل موجب شکست مأموریت به طور کامل شود. در پژوهش حاضر به پیادهسازی یکی از روشهای طراحی تحت عدم قطعیت یعنی بهینهسازی بدترین حالت برای طراحی یک سامانه پیشرانش تک مؤلفهای آباکسیژنه پرداخته شده است. روش پیشنهادی در این پژوهش شامل دو نوع عدم قطعیت شناختی و غیر شناختی نیز میشود. این روش با جداسازی پارامترها و متغیرهای طراحی برای هر سه نوع بیان عدمقطعیت تنک،تک بازه و چند بازهای به جستجوی نقطه بهینه به کمک الگوریتم ژنتیک میپردازد. طراح در انتخاب نوع توزیع بیتأثیر بوده و نوع توزیع بسته به دادههای موجود تعیین میشود. بهعبارتدیگر حتی عدم قطعیت در نوع توزیع و پارامترهای آن نیز مدنظر قرار گرفته است. همچنین برای تخمین پارامترهای توزیع از روش مبتنی بر حداکثر درستنمایی استفاده میشود.https://www.astjournal.ir/article_242644_6d6e33201ae9f3064715319861be300c.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Transfer orbit design of LEO to moon using earth-moon system lagrangian points in the presence of disturbancesطراحی مدار انتقال LEOبه ماه با استفاده از نقاط لاگرانژی سیستم زمین- ماه در حضور اغتشاشات19320644839FAرضا زردشتیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترحسین کردجزیدانشجوی کارشناس ارشد / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترابراهیم صبوری دارابیدانشجوی کارشناس ارشد / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشترJournal Article20200301In this paper, an improved trajectory design to reach LEO orbit to an orbital near the moon called Lunar is investigated in the presence of disturbances using Lagrangian points of the Earth-Moon system. For this purpose, the Lagrangian L1 point in the system, due to its proper position, plays the role of the mediator for the desired transfer, so that, first, the equations of motion of three finite objects to reach the LEO orbit to the adjacency of L1 and then to go to the Lunar orbit L1 is solved, eventually the periodic orbits around L1 are used to connect two trajectories to achieve the desired trajectory. In the following, the disturbance model is also added to the equations of motion of the restricted 3-body problem in order to evaluate its effect on the results. The simulation results show that the required impulse is better than the Hohmann transfer method even in the presence of disturbances.در این مقاله با استفاده از دینامیک مسئله سه جسم و نقاط لاگرانژی سیستم زمین- ماه، به بررسی مسیرهای بهبودیافته در حضور اغتشاشات برای رسیدن از یک مدار LEO به مداری در نزدیکی ماه به نام لونار پرداخته شده است. برای این منظور، نقطه لاگرانژی L<sub>1</sub> در سیستم مزبور به دلیل موقعیت مناسب، نقش واسطه را برای انتقال مورد نظر ایفا می کند، بدین صورت که ابتدا معادلات حرکت سه جسم محدود برای رسیدن از مدار LEO به مجاورت L<sub>1</sub> و سپس برای رفتن از مدار لونار به L<sub>1</sub> حل می گردد، در نهایت از ویژگی مدارهای پریودیک حول L<sub>1</sub>، برای اتصال دو مسیر استفاده میشود تا مسیر یکپارچه مورد نظر حاصل شود. در ادامه و به منظور نزدیک شدن به شرایط واقعی مسئله، مدل اغتشاشات نیز به معادلات حرکت مسئله سه جسم محدود اضافه میگردند تا تأثیر آن در نتایج حاصله مورد بررسی قرار گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ایمپالس مورد نیاز جهت انتقال مورد نظر، حتی در حضور اغتشاشات نیز بهتر از روش هوهمان بدست میآید.https://www.astjournal.ir/article_44839_a4d20fbb7158f6296f4a9de948268f63.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Fabrication and characterization of metallic cellular lattice structures using indirect additive manufacturingساخت و مشخصهیابی ساختارهای مشبک فلزی به روش تولید افزودنی غیرمستقیم20722047891FAاحمدرضا کشاورز روبهقانیدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفتهمحمدرضا کارآموز راوریعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته0000-0002-1372-3326رضا دهقانیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفتهJournal Article20201031Despite of outstanding properties of cellular materials, their properties cannot be well controlled, and their applications are limited due to irregular pores. Although the use of cellular lattice structures repels this difficulty, complex geometry of these materials makes it impossible to produce metallic ones using conventional manufacturing methods. In addition, additively manufactured metallic samples are expensive. In this study, in order to fabricate and characterize inexpensive metallic cellular lattices, an indirect additive manufacturing process, including fused deposition modeling and gravity casting, is utilized and the effects of different parameters on the quality of the final part are assessed through experimental and numerical methods. Simulations’ results show that decreasing the melt load time, and increasing molten Al temperature, mold temperature, mesh height, and struts’ diameter increase the mold filling percentage. For the fabricated samples, the difference between the struts’ diameter of the sacrificial patterns and designed ones increases by decreasing the struts’ diameter, especially for horizontal struts. For metallic samples, the struts’ diameter’s difference is mainly related to the sacrificial patterns so that the error arisen from casting process is just about 2.2 percent. Also, using the utilized method, cellular lattices with struts’ diameter smaller than 3 mm cannot be fabricated. Microscopic images demonstrate that the samples’ defects are mainly of misrun type which are located on the top plate of BCC and BCCZ samples and on the horizontal struts of SC ones.علیرغم خواص منحصر به فرد مواد سلولی، وجود حفرههای نامنظم، کنترل خواص این مواد را دشوار و کاربرد آنها را محدود ساختهاست. هرچند که استفاده از مواد مشبک، این محدودیت را برطرف ساخته، ولی به دلیل هندسه پیچیده، تولید نمونههای فلزی از این مواد با روشهای سنتی امکانپذیر نبوده و استفاده از روشهای تولید افزودنی مستقیم نیز بسیار هزینهبر است. در این پژوهش به منظور تولید و مشخصهیابی ساختارهای مشبک فلزی ارزان از فرآیند تولید افزودنی غیرمستقیم، متشکل از دو روش تولید افزودنی رسوب مذاب و ریختهگری ثقلی، استفاده شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر کیفیت نمونه نهایی، از طریق آزمایشات تجربی و شبیهسازی عددی، بررسی میگردد. نتایج حاصل از شبیهسازی مبین آن است که با کاهش زمان بارریزی و افزایش دمای مذاب، دمای قالب، ارتفاع سیستم راهگاه و قطر پیوندها، درصد پر شدن قالب افزایش مییابد. در نمونههای ساخته شده، با کاهش قطر پیوند اختلاف بین قطر در الگوهای فداشونده و قطر طراحی، به خصوص برای پیوندهای افقی، به شدت افزایش مییابد. در خصوص نمونههای فلزی، اختلاف قطر پیوند با قطر طراحی بیشتر ناشی از فرآیند تولید افزودنی بکار رفته بوده و خطای ایجاد شده بواسطه فرآیند ریختهگری تنها 2/2 درصد میباشد. همچنین با استفاده از این فرآیند تولید ساختارهای مشبک فلزی با قطر کمتر از 3 میلیمتر ممکن نیست. تصاویر میکروسکوپی تهیه شده حاکی از آنست که عیوب ایجاد شده در نمونهها عمدتا از نوع عیب نیامد بوده که برای ساختارهای BCC و BCCZ در صفحه فوقانی و برای ساختار SC در پیوندهای افقی اتفاق میافتد.https://www.astjournal.ir/article_47891_c0dc23d2f3c608d6fb8b60d53ea26777.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Study of bending behavior of delamination in circular composite plate using third order shear deformation theoryمطالعه رفتار خمشی تورق در صفحه کامپوزیتی دایروی با استفاده از تئوری تغییرشکل برشی مرتبه سوم221231241740FAاحمد حقانیعضو هیات علمی / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران.0000-0002-7987-5058مهدی مندعلیعضو هیات علمی / دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهرانJournal Article20201121The composite structures have many applications in military, aerospace, marine, transportation, and sporting goods industries where the strength to weight performance of the structure is especially important. The quality and strength of composite plates are always decreased due to defects arisen during construction and service. One of the important and most common defects in composite plates is delamination and its propagation. In the present research the delamination propagation of a composite circular plate is investigated. The geometry of delamination is also assumed to be circular and the plate is subjected to a bending load. The nonlinear governing equations are first obtained using third order shear deformation theory. Then, these equations are coded and solved using spectral homotopy analysis method (SHAM). Moreover, the effects of radius and depth of the delamination on energy release rate are studied. It can be seen that the radius of delamination increases, the strain energy release rate increases to a critical radius 0.7 and then decreases. Also, with increasing delamination depth from 0.14 to 0.48, the the strain energy release rate increases. The results of the present research are in good agreement with the FE results and also the available analytical results.سازههای کامپوزیتی به دلیل ویژگیهای عالی نظیر انعطاف پذیری و نسبت استحکام به وزن بالا و همچنین اهمیتی که در صنایع دارند، همواره مورد توجه قرار گرفتهاند. کیفیت کامپوزیتها در اثر عیوبی که در آنها حین تولید یا بارگذاری بوجود میآید، کاهش مییابد. عیب تورق که یکی از مهمترین و متداولترین عیوب موجود در کامپوزیتها میباشد، ممکن است تحت بارگذاری نظیر بارگذاری خمشی با رشد نیز همراه باشد که این خود باعث ایجاد شکست در کامپوزیتها میشود. در این تحقیق رشد تورق یک صفحهی کامپوزیتی دایرهای مورد بررسی قرار گرفت. هندسهی تورق دایرهای شکل و بارگذاری از نوع خمشی فرض شد. معادلات غیرخطی حاکم ابتدا با در نظر گرفتن تئوری تغییرشکل برشی مرتبه سوم بدست آمدند و سپس با استفاده از روش هموتوپی طیفی حل شدند. علاوه براین، اثرات شعاع و عمق تورق روی نرخ رهایش انرژی بررسی گردید و مشاهده شد که با افزایش شعاع تورق، نرخ رهایش انرژی تا شعاع تورق بحرانی 0/7 افزایش یافته و سپس کاهش مییابد. همچنین با افزایش عمق تورق از 0/14 به 0/48 نرخ رهایش انرژی افزایش مییابد. نتایج این تحقیق مطابقت خوبی را با نتایج اجزای محدود و نتایج تحلیلی دیگر نشان داد.https://www.astjournal.ir/article_241740_ccc332749bae905ca776a21c4cab38ad.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Kinematic modeling of a continuum tendon robot for space applicationsمدل سازی سینماتیکی ربات پیوسته تاندونی درکاربردهای فضایی233242243315FAمحمد جباریدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریزمنیژه ذاکریعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریزJournal Article20201125The application of continuum robots with flexible mechanical structures is becoming more widespread in the aerospace. These types of robots have recently used to inspect aircraft fuel tanks and space probes. In this paper, the kinematic behavior and working space of a one-segment continuum robot with a tendon mechanism is studied. The theory for kinematic analysis is the fixed curvature method which is the most effective for analyzing continuum robots especially in the case of weightlessness. Also, the amount of tension and bending of the secondary backbones of the continuum robot in the one-dimensional and three-dimensional were investigated as a time dependent functions. Results showed the rate of change of link lengths is about 39.1% increase of back link, and 17.8%, and 21.2% decrease in others with an initial length of 40 mm. Based on results, it is possible to estimate the amount of tension and bending over a certain period for different types of materials. Additionally, the error of reaching to target point in the obtained optimal values of bending and rotation angles, equal to 67.35 and -40.89, was almost zero which shows the very high accuracy of model. Also, the results of the working space cover the surface of the sphere of the working space with an accuracy of 1 mm. The obtained results increase accuracy of robot moving in environments with complex structures and limited spaces. The proposed model can be used as a base model for continuum multi-part robots.کاربرد رباتهای پیوسته دارای ساختار مکانیکی انعطافپذیر در صنایع هوافضا روز به روز گستردهتر میشود و اخیراً در بازرسی مخازن سوخت هواپیماها و کاوشگرهای فضایی مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مقاله رفتار سینماتیکی و فضایکاری ربات پیوستهی تکبخشی مکانیزم تاندونی مطالعه شده است. جهت تحلیل سینماتیکی از روش انحناء ثابت که یکی از روشهای موثر و دقیق برای تحلیل رباتهای پیوسته به خصوص در حالت بیوزنی میباشد، استفاده شده است. همچنین میزان کشش و خمش لینکهای فرعی ربات پیوسته در حالت تکبعدی و سهبعدی بصورت تابعی از زمان بررسی شده است. طبق نتایج شبیهسازی ها، میزان تغییر طول لینکها با طول اولیهی 40 میلیمتر به ترتیب افزایش 39/1 درصدی و کاهش به میزان 17/8 و 21/2 درصد داشته است. بر این اساس و طبق روش انحناء ثابت تخمین میزان کشش و خمش در طی بازهی زمانی مشخص برای انواع مواد مختلف امکانپذیر میگردد. بعلاوه، خطای دسترسی به نقطهی هدف برای مقدار بهینه زوایای خمش و چرخش که معادل 67/35 , 40/89- و بدست آمده اند، تقریبا صفر شده است که نشان دهندهی دقت بسیار بالای مدلسازی ربات پیوسته بر مبنای روش انحناء ثابت است. همچنین، حرکت انتهای ربات سطح فضایکاری کروی را با دقت 1 میلیمتر پوشش میدهد که میزان کنترل پذیری بسیار بالایی را برای کاربردهای فضایی فراهم میآورد. بر اساس نتایج بدست آمده، دقت حرکت ربات پیوسته در محیطهایی با ساختار پیچیده و فضاهای محدود افزایش مییابد و مدل ارائه شده میتواند به عنوان مدل پایه برای رباتهای پیوسته چندبخشی نیز مورد استفاده قرار گیرد.https://www.astjournal.ir/article_243315_12977c955771c541c42192e073077f90.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Three-dimensional elasticity solution for vibro-acoustic behavior of cylinder in the presence of subsonic flowحل سه بعدی ارتعاشات آکوستیکی یک پوسته استوانهای در مجاورت یک جریان فروصوت243254243325FAعلی ترکاشونددانشجوی دکتری / مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0002-7464-5501محمد بوالحسنیدانشجوی کارشناسی ارشد / مهندسی فناوری ماهواره، دانشگاه علم و صنعت ایرانکامران دانشجوعضو هیات علمی / مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانروح اله طالبی توتیعضو هیات علمی / مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20210105In this paper, the Three-dimensional (3-D) theory of elasticity has been used for sound transmission loss (TL) of a thin-walled cylindrical shell with infinite length. This structure is excited by an obliquely plane wave. Governing equations of the thin shell have been derived in radial, axial, and circumferential directions. Then, Helmholtz decomposition is applied to solve the equations. Therefore, the displacement field is considered in terms of Lame potential functions This method describes the vibrational behavior of the shells more accurately than other theories, including the classical theory and the first and third order of shear, due to the consideration of the effects of rotation and shear. A comparison of the present method results with those obtained from classical shell theory (CST) indicates an excellent agreement. However, at the high frequencies the classical encounter insufficient accuracies as a result of increasing the rotational terms as well as shear wave effects. The results show that with increasing shell thickness, due to increased flexural stiffness of the shell, the sound transmission loss has increased. By increasing the Mach number, due to the negative stiffness, reduces the sound transmission loss in the stiffness-controlled region and conversely increases the sound transmission loss in the mass-controlled region due to damping in the structure. Finally, it is shown that the critical and coincidence frequencies increase with the growing up Mach number.در این مقاله افت انتقال صوت از یک پوسته استوانهای جدار نازک با طول بینهایت با استفاده از تئوری سه بعدی الاستیسیته مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. پوسته بوسیله یک موج صوتی صفحهای تحریک میشود درحالیکه در مجاورت یک جریان خارجی قرار دارد. درگام نخست معادلات حرکت استوانه در سه راستا بدست آمده است. با استفاده از تجزیه هلمهوتز، معادله حرکت را به دو معادله موج مجزا تجزیه کرده و با حل جداگانه هرکدام از این معادلات میتوان میدان جابجایی و تنش را بدست آورد. این روش رفتار ارتعاشی پوسته ها را نسبت به دیگر تئوریها از جمله تئوری کلاسیک و مرتبه اول و سوم برشی، به دلیل در نظر گرفتن از اثرات چرخش و برش، دقیق تر توصیف می کند. به منظور صحت سنجی، نتایج مطالعه حاضر با نتایج تئوری کلاسیک مقایسه شده است. قابل مشاهده است که نتایج این تحقیق و تئوری کلاسیک با یکدیگر همخوانی خوبی دارند. همچنین تئوری کلاسیک به علت چشم پوشی از اثرات چرخش و برش در فرکانسهای بالا از دقت خوبی برخوردار نیست. نتایج نشان میدهد که با افزایش ضخامت پوسته، به دلیل افزایش سفتی خمشی پوسته افت انتقال صوت افزایش یافته است. عدد ماخ به علت ایجاد سفتی منفی باعث کاهش افت انتقال صوت در ناحیه سفتی کنترل میشود و بالعکس بهعلت ایجاد دمپینگ در سازه باعث افزایش افت انتقال صوت در ناحیه جرم کنترل می شود . علاوه براین افزایش عدد ماخ منجر به افزایش فرکانسهای بحرانی و انطباقی میگردد. https://www.astjournal.ir/article_243325_35db5b93a8da8383a86af5679b99c102.pdfدانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10709220201121Shape optimization of a unimorph piezoelectric energy harvesting beamبهینهسازی شکل یک تیر تک لایه پیزوالکتریک برداشت کننده انرژی255266243954FAمجید عارواندانشجوی کارشناسی ارشد / سازههای هوایی، دانشگاه صنعتی خواجهنصیرالدین طوسیمجتبی فرخعضو هیات علمی / دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی0000-0003-2811-8310سعید ایرانیعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیJournal Article20210103With the growth of technology and population, the human need for energy is constantly increasing. Renewable energy sources are the best option to supply this. In this regard, the use of piezoelectric materials to convert environmental vibrations into electrical energy as an energy source for electrically powered electronic components is one of the available options. In the present paper, the shape of a unimorph piezoelectric actuator has been optimized. It is assumed that this beam is triggered by a harmonic base. In this paper, the energy harvesting system, along with its electrical circuit, is simulated in Comsol software. In this software, frequency responses of the voltage, current, and electrical power of the system are obtained and power sensitivity analysis has been performed in regard to the shape parameters of the beam. The goal of this paper is to obtain a more optimal state for the beam shape in order to gain more power. This is usually done through optimization methods. In this research, the adopted optimization techniques are all zero-order, which use only the value of the objective function.با رشد روزافزون تکنولوژی و جمعیت، نیاز بشر به منابع انرژی مدام در حال افزایش است. منابع انرژی تجدیدپذیر بهترین گزینه برای تامین این نیازها هستند. استفاده از مواد پیزوالکتریک برای تبدیل ارتعاشات محیط به انرژی الکتریکی یکی از راه کارهای موجود است. در مقاله حاضر، بهینهسازی از نوع شکل برای تیر یکسر گیردار بایمورف صورت پذیرفته است. فرض شده است که این تیر تحت تحریک پایه هارمونیک قرار دارد. در این مقاله سیستم برداشت انرژی به همراه مدار الکتریکی در نرمافزار کامسول شبیهسازی شده است. در این نرمافزار شتابی به صورت هارمونیک و با فرکانسهای مختلف به تکیهگاه تیر وارد میشود و در هر فرکانس تحریک، ولتاژ و جریان و توان الکتریکی سیستم بدست میآید و سپس سعی بر این بوده است که با تغییرات طول، عرض و نسبت ضخامت توان بیشتری حاصل شود. هدف این مقاله، به دست آوردن حالت بهینهتر برای ساختمان تیر جهت به دست آوردن توان بیشتر است. این امر معمولا از طریق روشهای بهینهسازی صورت میگیرد. از بین چهار روش بهینهسازی که مورد مطالعه قرار گرفته روش بهینهسازی محدود توسط تقریب درجه دوم بهینهتر و هزینه محاسباتی کمتری ارائه مینماید. در این تحقیق روشهای مختلف بهینهسازی همگی مرتبه صفر میباشند که فقط از مقدار تابع هدف استفاده میکنند.https://www.astjournal.ir/article_243954_4b8035958d3a7bc6a26da669bc633066.pdf