دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Experimental and numerical investigation on hydrodynamic of spiral atomizer and presenting of compatible solution parameters with spray characteristicsبررسی تجربی و عددی هیدرودینامیک انژکتور مارپیچی و ارائة پارامترهای حل سازگار با مشخصات اسپری72324587FAمازیار شفائی روشنیعضو هیات علمی / دانشکدة علوم و فنون نوین، دانشگاه تهرانسعید فضلی خانیدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکدة علوم و فنون نوین، دانشگاه تهرانJournal Article20160831The use of spiral atomizers is one of the common and appropriate methods to produce liquid sprays. In this paper, we have investigated the performance of these single-base atomizers experimentally. Then, the effects of two important geometrical parameters in these type of atomizers, orifice diameter and spiral angle as quantities that have dominant effects were studied. After this, the numerical simulation of spray was conducted using the open-source OpenFOAM code and helping of experimental results, parameters in numerical models compatible with these results are presented in the low pressure range. Experimental results show that decreasing spiral angle and output orifice diameter, increases Sauter mean diameter of droplets. In addition, the numerical simulation of spiral atomizer predicts velocity and size distribution of spray droplets with good accuracy that shows validity of the experimental parameters used in numerical models. In this paper using experimental results, numerical model parameters that are compatible with hollow cone spray of these atomizers have presented that with the presented parameters, Hereinafter simulation of hollow cone spray in pressure range of this paper could be done independent of the experimental results.استفاده از انژکتورهای مارپیچی از جمله روشهای متداول و مناسب در اسپری مایعات است. در این مقاله، نخست عملکرد این نوع انژکتورهای تکپایه بهروش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، اثر دو پارامتر هندسی مهم در این انژکتورها؛ یعنی قطر اوریفیس خروجی و زاویة مارپیچ، بهعنوان کمیتهایی که اثر غالب دارند، بررسی شده است. نتایج تجربی نشان میدهد که کاهش زاویة مارپیچ و افزایش قطر اوریفیس خروجی، قطر میانگین ساوتر قطرات را افزایش میدهند. در ادامه، شبیهسازی عددی اسپری انژکتور پیچشی با استفاده از نرمافزار متنباز اوپنفوم در دو تست مختلف انجام و پارامترهای ضریب شکست اولیه و پارامتر توزیع در مدل عددی بهصورتی سازگار با نتایج تجربی و در محدودة فشاری پایین ارائه شده است. نتایج عددی نشان میدهد که انتخاب مقادیر 5 و 3 برای ضریب شکست اولیه و همینطور مقادیر 3 و 2/3 برای پارامتر توزیع بهترتیب در تستهای اول و دوم، سرعت و توزیع اندازة قطرات حاصل از اسپری را با دقت خوبی پیشبینی میکند. با استفاده از ثابتهای بهدستآمده میتوان اسپری مخروطی توخالی انژکتورهای مارپیچی در محدودة فشاری پایین (پایینتر از 15 بار) را از این پس مستقل از نتایج تجربی مدلسازی کرد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Experimental determination of the suitable rang of injectors used in the vortex combustion chamber in liquid rocket engineتعیین محدودة مناسب عملکردی انژکتورهای مورد استفاده در محفظةاحتراق گردابهای موتور سوخت مایع بهروش تجربی253924588FAاسماعیل ولی زادهدانشجوی دکتری / دانشکدة هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیسید مجتبی موسوس نائینیانعضو هیات علمی / دانشکدة هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیJournal Article20160617Vortex combustion chamber which is a new generation of liquid fuel engine with different arrangements of injectors generated a vortex flow into the combustion chamber. This vortex contributed to increased cooling and mixing the components of the propellant in the combustion chamber and can be generated a complete combustion in a small volume chamber. In this chamber several type of injector used in various locations including, centrifugal, flow and vortex injectors. In this study, the design of these injectors and then experimental test to investigate the effect of geometrical parameters on their hydrodynamic characteristics is done using water flow. Spry forming process, flow measurement, pressure drop and injector spray angle including hydrodynamic characteristics that have been studied. The results show acceptable agreement of the predicted design with performance of injectors. Accordingly, centrifugal and flow injectors that injected the fuel and oxidizer into the chamber were selected and shown that increasing the number of tangential vortex injectors to 6, generated more uniformity in the rising vortex flow in the chamber but the entry angle to 5 degrees no significant effect on rising flow.محفظة احتراق گردابهای نسل جدید محفظة موتورهای سوخت مایع است که در آن با چیدمان متفاوت انژکتورها، یک جریان گردابهای درون محفظة احتراق ایجاد میکنند. این گردابه کمک زیادی به خنککاری و افزایش میزان اختلاط مولفههای پیشرانه در محفظة احتراق میکند و میتوان در یک محفظه با حجم کوچک، احتراقی کامل ایجاد نمود. در این نوع محفظهها چند نوع انژکتور در نقاط مختلف مورد استفاده قرار میگیرد که شامل انژکتورهای گریز از مرکز، جریانی و گردابهای (مماسی) میباشند. در پژوهش حاضر، طراحی و آزمون تجربی این انژکتورها جهتِ بررسی تأثیر پارامترهای هندسی آنها بر مشخصههای هیدرودینامیکی با استفاده از سیال عامل آب انجام شده است. نحوة تشکیل اسپری، اندازهگیری دبی، افت فشار و زاویة پاشش انژکتور از جمله مشخصههای هیدرودینامیکی است که بررسی شدهاند. نتایج حاکی از تطابق قابل قبول پیشبینیهای طراحی و عملکرد انژکتورهاست. بر این اساس، ضمن انتخاب انژکتورهای گریز از مرکز و جریانیِ پاشندة سوخت و اکسیدکننده به محفظه، نشان داده شده است که افزایش تعداد انژکتورهای مماسیِ گردابهای تا شش عدد، یکنواختی بیشتری در جریان بالارونده از محفظة گردابهای ایجاد میکند، اما زاویه ورودی آنها تا 5 درجه تأثیر چندانی بر بالاروندگی ندارد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522NOx Formation Reduction Using Primary Aeration in a Swirl Stabilizer Combustorکاهش تولید آلایندة اکسید نیتروژن در محفظة احتراق هواچرخشی با استفاده از هوادهی در مجرای سوخت415124589FAعلی ارشادیدانشجوی دکتری / دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنانمهران رجبی زرگرآبادیعضو هیات علمی / دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنانJournal Article20160630In this paper, the effects of swirling air and primary aeration on NOx production are numerically investigated. In this regard, a combustion chamber with two-dimensional axisymmetric geometry and non-premixed combustion is considered. The k–e Realizable model is adopted as a turbulence closure model. Also, the Presumed PDF and EDM models with Zeldovich mechanism are considered for combustion modeling. Comparisons of numerical results with available experimental data show that the PDF model is capable of predicting the combustion characteristics. Results show that for every swirl number a specific aeration exists that consequences the minimum NO emissions. As the result, the increase of swirl number in without aeration will lead first to an increase and then a slight decrease of combustion temperature and NO at the exit. The effect of aeration in constant stoichiometric ratio shows that, swirl number of 0.48 and 2.5% aeration, leads to the complete combustion and minimum NO emissions.در این مقاله تحلیل عددی اثر همزمان هوادهی در مجرای سوخت و سرعت چرخش هوا بر تولید و انتشار اکسید نیتروژن در یک محفظة احتراق استوانهای انجام شده است. در این راستا، مخلوط استوکیومتریک متان - هوا در یک محفظة هواچرخشی با احتراق آشفته و غیرپیشآمیخته در نظر گرفته شده است. تأثیر هوادهی در مجرای سوخت در نسبت همارزی ثابت و در اعداد چرخش صفر، 0/48، 0/68 و 1/08 بررسی شده است. برای مدلسازی آشفتگی جریان از مدل k−ε و جهت برهمکنش آشفتگی - احتراق دو مدل PDF و EDM اعمال شدهاند. مقایسة نتایج شبیهسازی عددی با مقادیر تجربی نشان میدهد که مدل PDF بههمراه مکانیزم زلدویچ برای پیشبینی پارامترهای احتراق چرخشی مناسب است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که در هر عدد چرخش، یک درصد هوادهی مشخص وجود دارد که به ازای آن علاوه بر احتراق کامل میزان تولید آلایندة NO به حداقل میرسد. همچنین بدون هوادهی در مجرای سوخت، اعمال چرخش در هوای ورودی منجر به افزایش دمای خروجی و افزایش تولید اکسیدهای نیتروژن در محفظه میشود. نتایج تحلیل عددی نشان میدهد که در عدد چرخش 0/48، هوادهی در مجرای سوخت به میزان 2/5 درصد، منجر به احتراق کامل، افزایش دمای متوسط خروجی و همچنین کاهش تولید آلایندة NO خواهد شد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Structural optimization of missile vertical launch bed launching from the ground using finite element methodبهینهسازی سازة سکوی پرتاب قائم موشک پرتابشونده از روی زمین به روش المان محدود536524590FAمحمد هادی مرتضوی منشکارشناس ارشد / مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، اصفهاناصغر مهدیانعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، اصفهانبهروز شهریاریمحقق / مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، اصفهان0000-0001-6262-946XJournal Article20160309Missile’s vertical launchers are one of the ground equipment of tactical missiles used to hold them in launching position, vertical position and servicing them for launching. Tower launchers’ dimension and configuration depend on effective loads, dimension and weight of the missile. In the majority of tower launchers two bars connected to each other with crossbar connectors are considered as basic parts. Space frame element is used for designing and a finite element code has been written in MATLAB Software to calculate stress and deformities of the structure. A Genetic algorithm which is codified in MATLAB has been used for optimization. This code uses the finite element code to calculate the stress and deformation of the structure. All of the written codes have been compared to experimental data and results confirm the accuracy and exactness of the outcome. In this design weight of the tower launcher was the target equation, displacement and yield stress were constraints and geometrical specifications of the cross section were variables.سکوهای پرتاب عمودی از جمله تجهیزات زمینی موشکهای تاکتیکیاند باشند که از آنها برای استقرار و نگهداری موشکها در وضعیت پرتاب، عمودسازی و سرویس در زمان آمادهسازی و پرتاب استفاده میشود. شکل سازة گهواره و ابعاد آن، به بارهای مؤثر و اندازه و وزن موشک بستگی دارد. در اکثر سازة گهوارهها دو تیر، که توسط اتصالات عرضی بههم متصل شدهاند، بهعنوان عضوهای اصلی میباشند. المان قاب فضایی برای طراحی مورد استفاده قرار گرفته و کد المان محدود برای محاسبة تنش و تغییر شکل در سازه، در نرمافزار متلب نوشته شده است. همچنین برای بهینهسازی از روش الگوریتم ژنتیک استفاده و کد این الگوریتم نیز در نرمافزار متلب تدوین شده است که برای محاسبة تنش و تغییر شکل در سازه از کد المان محدود نوشتهشده بهره میگیرد. هر یک از کدهای نوشتهشده با مثالهای حلشده صحتسنجی شده که نتایج مطلوبی را نشان میدهد. تابع هدف وزن سازة گهواره بوده و جابهجایی و تنش تسلیم بهعنوان قیود و مشخصات هندسی سطح مقطع، متغیرهای طراحی میباشد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Numerical and experimental investigations of axial and oblique crushing of bitubular conical tubes under clamped boundary conditionتحلیل تجربی و عددی رفتار فروریزش محوری و مایل لولههای دوجدارة مخروطی تحت شرایط مرزی دوسرگیردار677924591FAسجاد آذرخشمربی / باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراکعباس رهیعضو هیات علمی / دانشکدة مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی0000-0002-7123-1741سامان دریکوندیمربی / دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندجعلی قمریانمربی / باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزJournal Article20160628Thin-walled tubes have been widely used as energy absorbing devices for decades in trains, passenger cars, ships and other high-volume industrial products since they are relatively cheap and weight efficient. This paper investigates the energy absorption responses of bitubular conical tubes under quasi-static axial and oblique loading. In experimental approach, aluminum bitubular conical tubes were made by the process of spinning. The bitubular conical tubes were fixed at both ends. These samples are compressed between two rigid platens under quasi-static loading conditions and axial and oblique load was realized by applying a load at the upper end of specimens and the collapse mechanism, the variations of crushing load and absorbed energy are determined. A numerical model is presented based on finite element analysis to simulate the collapse process considering the non-linear responses due to material behavior, contact and large deformation. The comparison of numerical and experimental results showed that the present model provides an appropriate procedure to determine the collapse mechanism, crushing load and the amount of energy absorption. The validated finite element model was then used for the parametric studies, in order to determine the effect of bitubular conical tube loading parameters i.e. effect of boundary condition and crush angle. The results of this paper highlight the advantages of using bitubular conical tubes as energy absorber.لولههای جدارنازک بهدلیل ارزانی و وزن اندک طی سالیان متمادی بهعنوان جاذب انرژی وسائل نقلیه همچون قطار، خودرو، کشتی و جز اینها مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این مقاله پاسخ انرژی جذبشده لولههای مخروطی دوجداره تحت بارگذاری محوری و مایل بررسی شده است. در مطالعة آزمایشگاهی لولههای دوجدارة مخروطی آلومینیمی بهروش چرخکاری ساخته شدهاند. لولههای دوجداره از هر دو انتها ثابت شده و بین دو صفحة صلب تحت اثر بارگذاری شبهاستاتیک قرار گرفتهاند و بار محوری و مایل با اعمال نیرو به انتهای بخش فوقانی نمونهها اعمال میشود. سپس نحوة فروریزش نمونه، تغییرات نیرو و مقدار انرژی لازم تعیین میشود. مدلی برای شبیهسازی فرایند فروریزش با استفاده از تحلیل اجزای محدود ارائه و اثر رفتار غیرخطی مواد، تماس و تغییر شکل بزرگ در این شبیهسازی در نظر گرفته شده است. مقایسة نتایج آزمایشگاهی و شبیهسازی نشان میدهد که مدل ارائهشده برای تعیین پاسخ فروریزش و تعیین نمودار نیرو - جابهجایی و میزان انرژی جذبشده مناسب است. از مدل صحهگذاری شده برای بررسی پارامتری چون شرایط تکیهگاهی و زاویة بارگذاری استفاده شده است. نتایج این مطالعه بهوضوح مزیت استفاده از لولههای مخروطی دوجداره را بهعنوان جاذب نشان میدهد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Transverse vibration of single-layer graphene sheet under 2D magnetic field action by differential quadrature methodارتعاش جانبی صفحة گرافنی تکلایه تحت تأثیر میدان مغناطیسی دو بعدی با روش مربعات دیفرانسیلی819224592FAآرزو اسماعیلیدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریزحسن بیگلریعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریزJournal Article20160528In this paper, governing equations of transverse vibration of single-layer graphene sheet with different boundary conditions under 2D in-plane magnetic field action, considering its consequent forces and moments, are investigated for the first time using differential quadrature method (DQM). Governing equations of motion are obtained using non-local theory and considering Lorentz's force. The partial differential equations of system are changed to the ordinary differential equations using separation of variables method. Using differential quadrature method, the obtained governing equations are solved for different boundary conditions. The effects of elastic foundation stiffness, non-local parameter, plate aspect ratio and 2D magnetic field effects on the natural frequency of graphene sheet are evaluated. The results show that increase of foundation stiffness, non-local parameter and aspect ratio result in increase of fundamental frequency, in all boundary conditions. But, action of in-plane magnetic field results in decrease of fundamental frequency, because of decreasing flexural stiffness and increasing in-plane pressure loading.در این مقاله، معادلة حاکم بر ارتعاش جانبی صفحة گرافنی تکلایه تحت تأثیر میدان مغناطیسی دوبعدی درونصفحهای، با احتساب نیرو و ممان خمشی ناشی از آن، برای شرایط تکیهگاهی مختلف برای نخستینبار توسط روش مربعات دیفرانسیلی بررسی شده است. برای تعیین معادلة حاکم بر ارتعاش صفحه از تئوری غیرمحلی با در نظر گرفتن نیروی مغناطیسی لورنتز بهره گرفته شده است. پس از استخراج معادله دیفرانسیل حاکم، معادلة حاصل بیبعد شده و فرکانس ارتعاش به ازای شرایط تکیهگاهی مختلف بهدست میآید. اثر سفتی بستر الاستیک، پارامتر غیرمحلی، نسبت منظر ورق و اثر میدان مغناطیسی دوبعدی بر فرکانس پایه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج این بررسی نشان میدهد که افزایش سفتی بستر الاستیک، پارامتر غیرمحلی و نسبت منظر سبب افزایش فرکانس پایه میشود. اما اعمال میدان مغناطیسی دوبعدی داخل صفحهای باعث کاهش سفتی خمشی، افزایش نیروی فشاری داخل صفحهای و در نتیجه کاهش فرکانس پایه میگردد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Design of nonlinear optimal guidance law for high maneuver targets based on state dependent Riccati equationطراحی قانون هدایت بهینة غیرخطی برای اهداف با مانور بالا براساس روش معادلات ریکاتی وابسته به حالت9310724596FAعلی رضا بابائیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، اصفهانسید محمد رضا ستایندهدانشجوی دکتری / مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، اصفهانJournal Article20151031In this study, a new guidance law for high maneuver targets is designed by using state dependent Riccati equation. The reason of using this equation is: no need to linearization of equations and simplification of implementation. The aim of this research is presenting a guidance law that compensate the depletion of classic guidance laws for high maneuver targets and in the second, the comparison among proportional navigation law, pure pursuit law and new guidance law. It is worth noting that the criterions of analyzing are: total of incoming acceleration and required time for hitting the target. So these laws have been compared for fixed target, moving target with constant speed and moving target with variable speed and for different initial conditions. Finally a sensitivity analysis has been done for investigation of laws behavior.در این مقاله با استفاده از روش کنترل بهینه معادلات ریکاتی وابسته به حالت، یک قانون هدایت جدید برای موشک بر علیه اهداف با قابلیت مانور بالا طراحی شده است. دلیل استفاده از روش معادلات ریکاتی وابسته به حالت، عدم نیاز این روش به خطیسازی معادلات حاکم بر دینامیک مسئله و سادهبودن آن در پیادهسازی است. هدف از انجام این تحقیق ارائة قانون هدایتی است که بتواند نقصان قوانین هدایتی کلاسیک را برای اهداف با مانور بالا جبران کند و همچنین مقایسهای بین قوانین هدایتی کلاسیک ناوبری تناسبی و تعقیب محض با قانون هدایتی ارائهشده صورت گیرد. گفتنی است معیار بررسی سه قانون مطرحشده، مجموع شتاب وارده بر موشک و زمان نهایی مورد نیاز برای اصابت به هدف در نظر گرفته شده است. لذا در سه حالت هدف ثابت، هدف متغیر با سرعت ثابت و هدف متغیر با شتاب (سرعت متغیر) و به ازای شرایط اولیة مختلف این قوانین با هم مقایسه و محدودة کاربردی هر یک مشخص شده است. در پایان با هدف بررسی رفتار قوانین و تعیین وابستگی هر کدام به پارامترهای مختلف، آنالیز حساسیتی به ازای تغییر در پارامترهای اساسی صورت انجام شده است.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Enhanced backstepping controller design as adaptive and robust for quadrotorsطراحی کنترلر برگشت به عقب تقویتشدة تطبیقی و مقاوم برای رباتهای پرندة چهارملخه10912024595FAمحمد محمدی قناتغستانیدانشجوی کارشناسی ارشد / گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفتة کرمانرضا دهقانیعضو هیات علمی / گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفتة کرمانJournal Article20160918In this paper, a new enhanced backstepping controller is presented for control of quadrotors. Dynamic equations of the robot are nonlinear. Therefore, a convenience controller is required to stabilize the robot on desired motion. Here, backstepping method is used for control of the robot. In the conventional backstepping method, nonlinear terms of dynamic equations appear in the control law. Therefore, control law depends on accuracy of the nonlinear terms in the dynamic equations. In this research, nonlinear terms in the backstepping controller are estimated by function approximate method and adaptive laws based on projection operator. Therefore, in the proposed controller, the nonlinear terms of the dynamic model is not required to know accurately. This is the main novelty of the paper. The stability analysis is performed by Lyapanov theory. In order to validation of the proposed approach, several numerical simulation results are presented. Simulation results show the proposed controller can force the quadrotors in neighborhood of the desired motion in presence of dynamic model uncertainties and external disturbances.در این مقاله کنترل حرکت ربات چهارملخه با یک روش جدید برگشت به عقب تقویتشده ارائه شده است. با توجه به غیرخطی بودن معادلات دینامیکی، طراحی یک کنترلر مناسب جهت پایدارسازی وضعیت روی مسیر حرکت دلخواه ضروری است. برای کنترل ربات، از روش برگشت به عقب استفاده شده است. در روش برگشت به عقب مرسوم، عبارتهای غیرخطی سیستم در قانون کنترلی ظاهر میشوند. بنابراین قانون کنترلی به اطلاعات دقیق عبارتهای غیرخطی مدل دینامیکی وابسته است. در این پژوهش عبارتهای غیرخطی ظاهرشده در کنترلر برگشت به عقب توسط روش تقریب تابعی، بهصورت ترکیبی از توابع پایه وزندار، تقریب و وزن توابع توسط قوانین تطبیقی مبتنی بر عملگر تصویر تخمین زده شدهاند. بنابراین عدم نیاز کنترلر پیشنهادی به اطلاعات عبارتهای غیرخطی مدل دینامیکی، از مزیتهای اصلی آن است. تحلیل پایداری سیستم توسط تئوری لیاپانوف انجام شده است و برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، نتایج چندین شبیهسازی حرکت ربات چهارملخه ارائه شده است. با توجه به نتایج شبیهسازی، روش کنترلی پیشنهادی بهخوبی ربات را در نزدیکی مسیر مطلوب، با وجود حضور نامعینی مدل دینامیکی و اغتشاشات خارجی، قرار داده است.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Differential sensitivity analysis of a 3-DOF vibratory rate micro gyroscopeتحلیل حساسیت دیفرانسیلی میکروژیروسکوپ ارتعاشی سه درجه آزادی12113024594FAمنیژه ذاکریعضو هیات علمی / دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه تبریزعلی علیزادهدانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکدة مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه تبریزوحید عظیمی رادعضو هیات علمی / دانشکدة مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه تبریزJournal Article20160814In this paper, a capacitive 3-DOF vibratory rate micro gyroscope with 2-DOF oscillator in the sense mode and 1-DOF in the drive mode was studied. A complete model of the micro gyroscope, including mechanical and electrical parts was utilized. Based on the graphical and differential sensitivity analyses methods, variations of the system parameters were analyzed. In the first step, governing equations of the micro gyroscope were derived. In order to simulate the sensor operation, working frequency has been determined and then, output voltage of the sensor versus changes in mechanical and electrical elements is studied. According to the sensitivity analysis results, secondary mass (<em>m<sub>2</sub></em>), permittivity, length and width of the electrostatic capacitors, also DC and AC components of the actuation voltage have been clustered as the most sensitive parameters. Initial gap of the electrostatic capacitors and stiffness are fairly sensitive. Primary mass (<em>m<sub>1</sub></em>), mass of the decoupling frame (<em>m<sub>f</sub></em>), and young module are considered as non-sensitive parameters. Variations of the output voltage based on secondary mass (<em>m<sub>2</sub></em>), stiffness and initial gap are completely non-linear and in some areas have severe slopes. Wise choices in selecting appropriate values for these parameters will lead to the better performance and more output voltage of the sensor.در این مقاله رفتار میکروژیروسکوپ ارتعاشی سه درجه آزادی، که دو درجه آزادی در راستای حسگر و یک درجه آزادی در راستای تحریک دارد، پس از بررسی مدل کامل سیستم شامل بخشهای مکانیکی و الکتریکی، با استفاده از روش تحلیل حساسیت گرافیکی و دیفرانسیلی مطالعه و تحلیل شده است. برای این منظور نخست معادلات حاکم بر عملکرد میکروژیروسکوپ استخراج شده است. در شبیهسازیها، بازة فرکانسی عملکرد حسگر بررسی و تغییرات ولتاژ خروجی حسگر نسبت به تغییر پارامترهای بخشهای مکانیکی و الکتریکی سیستم تحلیل حساسیت شده است. طبق دستهبندی نتایج تحلیل حساسیت، پارامترهای حساس شامل جرم ثانویه ، ضریب گذردهی، طول و عرض ساختار، و مؤلفههای ولتاژ مستقیم و متناوب ولتاژ تحریک اعمالی میباشد. سیستم دارای حساسیت نسبتاً کمتر نسبت به پارامترهای فاصلة اولیه صفحات خازن و ضریب سختی بوده و نسبت به تغییرات جرم اولیه ، جرم ساختار دکوپلهکنندة و مدول یانگ غیرحساس است. نمودار تغییرات ولتاژ خروجی نسبت به پارامترهای جرم ، ضریب سختی و فاصلة اولیه بین الکترودهای خازنی کاملاً غیرخطی است و در برخی نواحی شیب بسیار تندی دارد که میتوان با طراحی این متغیرها در ناحیة مناسب، تغییرات خروجی را بهنحو مطلوبی کنترل کرد.دانشگاه صنعتی مالک اشتر با همکاری انجمن هوافضای ایراندانش و فناوری هوافضا2322-10706120170522Conceptual design & optimization of high altitude airship by genetic algorithmطراحی مفهومی و بهینهسازی کشتی هوایی ارتفاع بالا بهوسیلة الگوریتم ژنتیک13114924593FAمحمود هاشم پورکارشناس ارشد / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهرانمهران نصرت الهیعضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهرانJournal Article20160112This paper presents a methodology for conceptual design of long endurance stratospheric airships and establishes a baseline of specifications for a conventional configuration stratosphere airship, according to given performance and operational requirements. The methodology is validated by other design concepts, which previously developed for similar missions. The shape optimization of airship was introduced into the design process, and several optimum objectives can be selected including minimum drag, minimum surface area and minimum weight. Also, a multi-objective function was used to take account of various factors which influence airship subsystems- e.g. aerodynamics, structures, energy and weight- to determine the optimal shape of airship. An algorithm for generating the shape is developed and appropriate mathematical models for subsystems are constructed. Simulation results show the optimized shape gives an improvement in the multi-objective function compared with a reference shape. The baseline specifications of stratospheric airships designed for various shapes by this methodology are presented.در این مقاله روشی جهت طراحی مفهومی کشتیهای هوایی ارتفاع بالا ارائه شده است. با در نظر گرفتن یک بار محموله و بهکمک روش ارائهشده، طراحی برای یک نمونة خاص انجام شد و پس از اعتبارسنجی طراحی انجامشده، بهینهسازی شکل بدنة کشتی هوایی بهکمک الگوریتم ژنتیک و براساس تابعی ترکیبی شامل مساحت سطح، درگ محیطی و تنش حلقهای وارد بر پوسته صورت گرفت. ابعاد هندسی، ضریب درگ حجمی، حداقل تنش حلقهای وارد بر پوسته و وزن اجزای مختلف از جمله پارامترهای خروجی این روش طراحی میباشد. از نتایج بهدست آمده مشاهده میشود که طراحی انجامشده بهوسیلة متدولوژی حاضر مطابقت خوبی با یک نمونة عملی انجامشده دارد. همچنین بهکمک این روش، طراحی جهت کمترین پسای آیرودینامیکی، کمترین وزن و کمترین مساحت سطح پوسته بهصورت جداگانه و بهوسیلة الگوریتم ژنتیک حاصل شد. در ادامه برخی تحلیلهای حساسیت انجام شد و میزان حساسیت طول کشتی هوایی بهعنوان مهمترین پارامتر هندسی کشتی هوایی نسبت به پارامترهای متفاوت طراحی بهدست آمد. در پایان براساس مقادیر بهدست آمده در یکی از بهینهسازیهای انجامشده چیدمانی کلی برای زیرسیستمهای متفاوت پیشنهاد شد.