استفاده از روش RBF-FD بدون مش بدون تجزیه متعامد (POD) برای شبیه سازی معادلات آب کم عمق

The use of proper orthogonal decomposition (POD) meshless RBF-FD technique to simulate the shallow water equations

چکیده
1- مقدمه
2- معادلات آب کم عمق 1بعدی و 2بعدی با جمله اصطکاک:
3- یک ویژگی پایستگی (ویژگی C)
4- روش تجزیه متعامد مناسب
5- آزمایشات عددی
6- نتیجه گیری
منابع

چکیده

هدف اصلی این مقاله ایجاد یک روش بدون مش بندی محلی موثر و سریع برای حل معادلات آب کم عمق در موارد یک و دوبعدی می باشد. معادلات یاد شده در دسته معادلات فرارفت طبقه بندی می شوند. جواب های معادلات فرارفت گیج کننده هستند، بنابراین، روش های عددی تجربی از جمله روش گالرین ناپیوسته و روش حجم محدود باید استفاده شوند. دراینجا، براساس روش تجزیه متعامد مناسب، می خواهیم یک روش بدون مش بندی سریع را بسازیم. برای این منظور، ما مدل های آب کم عمق را درنظر می گیریم و یک طرح گسسته زمانی مناسب را براساس تکنیک پیش بینی کننده-تصحیح کننده به دست می آوریم. بنابراین با استفاده از تکنیک تجزیه متعامد مناسب، یک مجموعه جدید از توابع پایه می توانند برای فضای جواب ایجاد شوند که در آن اندازه فضای جواب جدید کمتر از مساله اصلی می باشد. بنابراین، با استفاده از پایه های جدید، زمان CPU کاهش خواهد یافت. برخی مثال ها برای نشان دادن کارایی تکنیک عددی حاضر مطالعه شده اند.

2- معادلات آب کم عمق 1بعدی و 2بعدی با جمله اصطکاک:
طرح بسوی باد هیدروستاتیک مطالعه شده در ]9[ برای درنظر گرفتن شبیه سازی های 2بعدی انجام شده روی مش های نامنظم تعمیم داده می شود. نویسندگان ]10[ رفتار تقریبی زمان بینهایت جواب ها برای سیستم های هایپربولیک غیرخطی قوانین پیوستگی شامل جملات واهلش صلب را بررسی کردند. آن ها یک جداسازی حجم محدود جدید را ارائه کردند ]10[، که در تقریب های زمان بینهایت، منجر به بازیابی یک نسخه گسسته از همان سیستم تقریبی موثر می شود. هدف اصلی ]11[ ارائه یک طرح جدید برای محاسبه جملات منبع اصطکاک در مدل آب کم عمق می باشد. هدف اصلی ]12[ تحلیل برخی ابهامات آمده از دسته ای از مدل های انتقال رسوب است که در آن مدل های تحت ملاحظه بوسیله جفت شدگی بین معادلات آب کم عمق و معادلات اکسنر توصیف می-شوند. نویسندگان ]38[یک تقریب عددی حجم محدود از جواب های ضعیف معادلات آب کم عمق با توپوگرافی متغیر در مش های نامنظم را درنظر گرفتند.

3- مدل آب کم عمق 2بعدی با غلظت رسوب:
این مدل در ]50[ و ]77،125[ ارائه می شود. همچنین، نویسندگان ]77[ یک مدل تفاضل محدود تجزیه متعامد مناسب جدید با تخمین خطا را ارائه کردند.

1-2 مرور اجمالی تکنیک های RBF و RBF-FD
روش های بدون مش بندی براساس گره های پراکنده در دامنه مساله ساخته می شوند ]75،17[. روش گردآوری توابع پایه شعاعی بعنوان روش کانزا شناخته می شود ]61،62[. یک RBF مشهور تابع MQ است که توسط هاردی ارائه می شود ]54[.

روش گردآوری RBF-FD محلی یک تکنیک جدید برای حل بد-طرح می باشد. ایده RBF-FD در ]34،91،92،93،94،98،99،123[ توسعه یافته است. چندین کار پژوهشی در تکنیک RBF-FD وجود دارد، برای مثال فلایر و همکاران ]45[ کارایی و دقت محاسباتی روش RBF-FD را توسعه دادند، فورنبرگ و لتو ]46[ یک روش فیلتر را برای RBF-FD ایجاد کردند، فورنبرگ و همکارانش ]47[ الگوریتم RBF-GA را برای کار تا چند صد نقطه گره ای در 2بعد توسعه دادند، بولیگ و همکاران ]14[ برخی راهبردهای موازی سازی را برای روش RBF-FD ارائه کردند، جاوید و همکارانش ]59[ یک مفهوم جدید از پارامتر شکل انطباقی را برای تکنیک RBF-FD مطالعه کردند، گونزالز-رودریگز و همکاران ]51[ الگوریتمی را برای غلبه بر شرایط بد ذاتی در محاسبه وزن های RBF-FD ارائه کردند، سارا ]87[ یک روش گردآوری RBFهای محلی برای سیستمی از معادلات فرارفت-واکنش-پخش با شرایط مرزی نویمن در دامنه های نامنظم ارائه کرد و اسلام و همکارانش ]57،58[ یک روش گردآوری RBFهای جایگزیده (LRBFCM) تعمیم یافته ای را برای PDEهای هایپربولیک ارائه کردند.

شبیه سازی کارایی سلولهای خورشیدی پرووسکیت بدون سرب

Performance simulation of lead-free perovskite solar cells

چکیده

1. مقدمه

2. آزمایش

3. نتایج و بحث

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

از نرم افزار شبیه سازی سلول های خورشیدی SCAPS برای شبیه سازی سلول خورشیدی پروسکایت مبتنی بر Sn با ساختار طراحی زیرلایه شیشه ای/FTO/ZnO/CH3NH3Snh/Cu2O/Au استفاده شد. اثرات ضخامت لایه جاذب و تراکم نقص و همچنین غلظت پذیرنده بر عملکرد سلول خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج شبیه سازی، مشخص شده است که کاهش تراکم نقص لایه جاذب و بهبود پایداری Sn2+ از موضوعات کلیدی برای تحقیقات آینده هستند. هنگامی که ضخامت CH3NH3SnI3 500 nm باشد و حالت نقص 1×1014cm-3 باشد، عملکرد سلول بیشتر بهبود می یابد و ویِژگیهای بهینه خروجی سلول Voc = 0.917V ، Jsc = 33.148 mA-cm-2، FF = 80.02% و PCE = 23.93٪ می باشد.

آزمایش

     این مقاله مبتنی بر شبیه ساز ظرفیت سلول خورشیدی (SCAPS) (9)، یک نرم افزار شبیه سازی تک بعدی برای انواع سلول های خورشیدی است. این نرم افزار کاربرد گسترده ای در شبیه سازی پارامترهای دستگاه PSC و سایر ساختارهای سلول خورشیدی دارد. از معادله پواسون (معادله (1))، معادله پیوستگی الکترون (معادله (2))، و معادله پیوستگی حفره (معادله (3)) برای به دست آوردن سطح انرژی شبه فرمی حامل، ویژگی های سلول J-V و پاسخ طیفی استفاده شده است.

     که در اینجا ε گذردهی نسبی، NA+ و No+ غلظت پذیرنده و دهنده یونیزه، ψپتانسیل الکترواستاتیکی هستند، Pi و n1 به ترتیب نشاندهنده حفره های گرفته شده و الکترون های گرفته شده هستند، p و n به ترتیب نشان دهنده حفره های آزاد و الکترون های آزاد هستند، x مختصات موقعیت است، Jn و Jp به ترتیب چگالی جریان الکترون ها و حفره ها را نشان می دهند، Rn(x) و Rp(x) به ترتیب نرخ های پیچیده الکترون ها و حفره ها را نشان می دهند، G(x) نرخ تولید و q بار الکتریکی است.

     ساختار سلول خورشیدی پروسکایت بدون سرب که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته، در شکل 1 (a) نشان داده شده است. این ساختار از بالا به پایین شامل یک لایه انتقال حفره/Au الکترود پشتی، لایه جذب نور Cu2O/، لایه انتقال الکترون/ CH3NH3SnI3 ، ZnO/شیشه رسانای شفاف FTO است. در مقایسه با Ti2O، ZnO به عنوان یک لایه انتقال الکترون می تواند فیلم های بزرگتری را بدون تفجوشی در دمای بالا را تهیه کند، و از تحرک الکترونی بالاتری برخوردار است (10). Cu2O به عنوان یک لایه انتقال حفره در مقایسه با sprio-OMeTAD دارای مزایای غیر سمی بودن، هزینه کم و ساخت آسان است. شکل 1 (b) ساختار سطح انرژی و نمودار مهاجرت حامل را نشان می دهد. از شکل مشخص است که از ساختار سطح انرژی، موقعیت باند رسانای (CB) لایه جاذب نور CH3NH3SnI3 بالاتر از سطح نوار رسانایی ZnO است، و موقعیت باند ظرفیت (VB) بالاتر از سطح باند ظرفیت Cu2O است. وقتی نور لایه جذبی را تحریک می کند، حامل های جریان تولید شده نوری می توانند به طور موثری به باند هدایت ETM و باند ظرفیت HTM منتقل شوند. مشاهده می شود که ZnO، CH3NH3SnI3 و Cu2O می تواند به هماهنگی خوبی در سطح انرژی دست یابد که الزامات مهم طراحی ساختار سلول خورشیدی را برآورده می سازد.

شبیه سازی دینامیک مولکولی تصفیه آب با استفاده از نانوذرات زئولیت نوع MFI

Molecular dynamics simulation of water purification using zeolite MFI nanosheets

چکیده

1- مقدمه

2- جزئیات مربوط به محاسبات

3- نتایج و بحث

4- نتیجه گیری

چکیده

سم زدایی و تصفیه آب موضوع مهمی است و از محیط زیست و اکوسیستم محافظت می کند. در این مقاله، امکان استفاده از زئولیت نوع MFI برای زدودن مواد شیمیایی خطرناک از آب آلوده، مورد مطالعه قرار گرفته است. به-منظور مشاهده پتانسیل نانوورق متخلخل زئولیت در راستای جداسازی دو آلاینده اصلی خطرناک، یعنی کلراید جیوه (HgCl2) و کلراید مس (CuCl2) از آب، آنالیز دینامیک مولکولی غیرتعادلی انجام شد. سیستم اسمزی معکوس، شبیه سازی گردید و در فشارها القایی مختلف از بازه 10 تا 200 مگاپاسکال مورد سنجش قرار گرفت. جزئیات مربوط به زدودن یون ها، شار آب، تجمع مولکول های آب در موقعیت های مختلف، تعداد پیوندهای هیدروژنی، میانکنش های وان در والس، مسیر ردیابی یون ها، و تابع توزیع شعاعی بین مولکول های آب و یون ها، بررسی گردید. نتایج نشان می دهند که نانوغشای زئولیت نوع MFI، با وجود شار زیاد آب می تواند بطور مؤثر مانع نفوذ یون های جیوه، مس و کلرید از عرض غشا گردد. این رفتار زئولیت موجب می شود این ماده، کاندیدای رقابتی در صنعت تصفیه آب باشد و آن را از سایر غشاهای نانوساختار، مجزا می سازد.

1- مقدمه

ارتقاء وضعیت سلامتی و پایین آمدن اثر(ردّپا) کربن، دو دلیل برجسته ای هستند که تصفیه آب را در اولویت قرار می دهند. وجود مواد شیمیایی و سایر مواد سمی در ذخایر آبی می توانند طیف وسیعی از مشکلات سلامتی از قبیل خطر بالاتر ابتلا به سرطان و بروز نقایص هنگام تولد را موجب شوند. بنابراین، یافتن راهی برای جداسازی این ناخالصی ها از آب، بسیار مهم است. در بین مواد شیمیایی، کلراید مس (CuCl2) یکی از مواد خطرناکی است که در فهرست مواد زیان آور برای سلامتی (SHHS) قرار دارد و می تواند به کبد، کلیه و بینی آسیب برساند، موجب سوزش معده، گلو و ریه شود، پوست و چشم را بسوزاند و احتمالا موجب آسیب دیدگی چشم و بینایی گردد [1]. کلراید جیوه (HgCl2) یکی دیگر از مواد شیمیایی خطرناک است که از طریق استنشاق و احتمالا جذب پوستی می تواند بر سلامتی انسان تأثیر بگذارد. این ماده شیمیایی که در فهرست مواد خطرناک برای سلامتی نیز قرار دارد به عنوان ماده ای بسیار سمی با اثرات ماندگار برای حیات آبی شناخته می شود [2]. قرار گرفتن در معرض این ماده می تواند موجب خارش پوست و سوزش چشم گردد و ممکن است به توانایی تولیدمثلی فرد آسیب برساند. قرار گرفتن در معرض مکررکلرید جیوه می تواند باعث آسیب رساندن به اندام ها و سرطان زایی شود، و کشنده باشد.

4- نتیجه گیری

با کمک شبیه سازی های دینامیک مولکولی غیرتعادلی، نشان داده شد که چگونه غشای زئولیت نوع MFI می تواند بازدهی بالایی برای خالص سازی آب داشته باشد. دو ماده شیمیایی خطرناک (کلراید مس و کلراید جیوه) به آب درون جعبه شبیه سازی، افزوده شدند. برای بررسی روند تفکیک در سیستم اسمزمعکوس، فشارهای مختلفی از 10مگاپاسکال تا 200 مگاپاسکال به سیستم، اعمال گردید. در تمام فشارهای اعمال شده به این سیستم، غشای زئولیت 100درصد یون های مس و جیوه را از آب زدود؛ فرازنی بیش از 6/97درصد یون های کلر در فشار 100 مگاپاسکال، فرازنی 6/93درصد این یون ها در فشار 200مگاپاسکال، و فرازنی 100درصد یون های کلر در فشارهای پایین تر، توسط این غشا مقدور بود. وجود توأمان دو ویژگی: شار بالای آب و فرازنی یون، به عنوان دو عامل مهم در صنعت تولید غشاهای تصفیه، در زئولیت بکاررفته در این پژوهش مشاهده گردید. این رفتارهای زئولیت MFI، آن را به کاندیدی مناسب در عرصه رقابت برای تصفیه سریع و کارآمد آب، تبدیل می کند. علاوه براین، با پیشرفت فناوری ساخت محصولات صنعتی، این غشا می تواند برای کاربرد در دنیای واقعی، بطور مداوم، و به مقدارزیاد (برای تمام دنیا) تولید شود و ساخت آن، مقرون به صرفه باشد.

Abstract

Water purification and detoxification is an important topic that protects the environment and ecosystems. The feasibility of using Zeolite MFI as a nanostructured membrane to remove hazardous chemicals from a contaminated water solution is studied in this paper. A non-equilibrium molecular dynamics analysis was performed to see the potentials of the zeolite porous nanosheet to separate the mercury chloride (HgCl2) and copper chloride (CuCl2) from water as two major hazardous contaminants. A reverse osmosis system was simulated and tested at different induced pressures from 10 to 200 MPa. Ion removal, water flux, water molecules accumulation at different locations, number of hydrogen bonds, Van der Waals interactions, ions tracking path and radial distribution function between water molecules and the ions, were investigated in detail. The results indicated that the zeolite MFI nanomembrane can effectively prevent mercury, copper and chlorine ions from permeation while keeping a large water flux through the membrane. This behavior of the zeolite introduces a competitive candidate for the water purification industry and sets it apart from other nanostructured membranes.

1- Introduction

Improving health and lowering carbon footprint are two leading reasons that make water purification a priority. The presence of chemicals and other toxic materials in water sources can cause a broad range of health issues including higher risk of cancer and birth defects. Therefore, it is very important to find a way to keep these impurities out from water. Among the chemicals, copper chloride (CuCl2) is one of the hazardous chemicals that is on the Special Health Hazardous Substances (SHHS) list and can damage the liver, kidneys, nose, irritating the stomach, throat and lung, burn the skin and eyes with possible eye damage [1]. Another hazardous chemical in water that affects human when inhaled and maybe absorbed through the skin is mercury chloride (HgCl2). This hazardous chemical, which is also on the SHHS list, is known as very toxic to aquatic life with long-lasting effects [2]. It can irritate the skin and eyes upon exposure and may cause reproductive damage. Repeated exposure can damage organs, cause cancer and can be fatal

4- Conclusions

By means of non-equilibrium MD simulations, it was shown that how zeolite MFI membrane can be highly efficient for water purification. The two hazardous chemicals, the copper chloride and mercury chloride, were added to water in the simulation box. Various pressures were applied to the system for investigating the separation process in a reverse osmosis system, from 10 MPa to 200 MPa. In all applied pressures to the system, the zeolite membrane rejected 100% of the copper and mercury ions from water with a high chlorine ions rejection of 97.6% at 100 MPa and 93.6% at 200 MPa and 100% at other lower applied pressures. Simultaneous high-water flux and ion rejection, as an important factor in membrane technology, was seen in the implemented zeolite. These behaviors of the zeolite MFI make it a competitive candidate for fast and efficient water purification. Furthermore, with improvement of industrial fabrication technology, it could be produced to be stable and large enough for realistic applications as an earth-abundant and cost-effective material.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی دینامیک مولکولی تصفیه آب با استفاده از نانوذرات زئولیت نوع MFI

Molecular dynamics simulation of water purification using zeolite MFI nanosheets

یک تغییر دهنده سطح ولتاژ زیر آستانه سطح کارآمد با استفاده از یک ویلسون اصلاح شده برای کاربرد هایی با توان پایین

An Area Efficient Sub-threshold Voltage Level Shifter using a Modified Wilson Current Mirror for Low Power Applications

چکیده

مقدمه

مطالعات قبلی

طرح LS پیشنهادی

تجزیه و تحلیل منطقی

ویژگی ها

نتایج شبیه سازی

تجزیه و تحلیل تاخیر

تجزیه و تحلیل انرژی در هر گذار

تجزیه و تحلیل قدرت

تجزیه و تحلیل قیاسی

نتیجه گیری

چکیده

در ارتباطات فعلی، یک تکنیک جدید برای پیاده سازی مدار تعویض کننده سطح ولتاژ آستانه کارآمد ناحیه کم توان (LS) معرفی شده است. مدار LS پیشنهادی تنها شامل نه ترانزیستور است و می تواند تا 100 مگاهرتز فرکانس ورودی با موفقیت عمل کند. LS پیشنهادی از ترانزیستور های ولتاژ تک آستانه ساخته شده است که نشان دهنده کم ترین پیچیدگی در ساخت و عملکرد بهتر از نظر تجزیه و تحلیل تاخیر و مصرف برق در مقایسه با سایر طرح های موجود می باشد. شبیه سازی مبتنی بر ابزار CAD در فناوری TSMC 180 نانومتر و مقایسه بین طرح پیشنهادی و سایر طرح های موجود نشان می دهد که طرح پیشنهادی برای طیف مشابهی از تبدیل ولتاژ با بیش ترین بهره وری ناحیه، بهتر از سایر طرح های جدید عمل می کند.

نتیجه گیری

در این مطالعه، محققان یک LS مبتنی بر نه ترانزیستور کم انرژی ارائه کرده اند که می تواند از ولتاژ زیر آستانه عمیق به ولتاژ تغذیه VDDH 1.8 ولت در فرکانس 10 مگاهرتز تبدیل شود. طرح پیشنهادی نشان دهنده تاخیر انتشار 19.9 ns در محدوده گسترده ای از ولتاژ های عامل است. محدوده ولتاژبالا برای فناوری CMOS 180 نانومتر، 1.8 ولت است. LS از ترانزیستور های آستانه متعدد اجتناب می کند، بنابراین، پیچیدگی های ساخت کاهش می یابند. LS پیشنهادی مبتنی بر آینه جریان ویلسون اصلاح شده، نشان دهنده پاسخ منطقی و کارکردی عالی در محدوده گسترده ای از فرکانس ها می باشد. مساحت طرح 92.3 μm2 در فناوری TSMC 180 نانومتر است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که LS پیشنهادی محققان نشان دهنده PDP بهتر و کارآمدی سطح در مقایسه با سایر طرح های موجود می باشد.

Abstract

In the present communication, a new technique has been introduced for implementing low-power area efficient sub-threshold voltage level shifter (LS) circuit. The proposed LS circuit consists of only nine transistors and can operate up to 100 MHz of input frequency successfully. The proposed LS is made of single threshold voltage transistors which show least complexity in fabrication and better performance in terms of delay analysis and power consumption compared to other available designs. CAD tool-based simulation at TSMC 180 nm technology and comparison between the proposed design and other available designs show that the proposed design performs better than other state-of-the-art designs for a similar range of voltage conversion with the most area efficiency.

6- CONCLUSION

In this paper, the authors have presented a low-power nine transistor-based LS which can up-convert from the deep sub-threshold voltage to the VDDH supply voltage of 1.8 V at a frequency of 10 MHz. The proposed design shows the propagation delay of 19.9 ns over a wide range of operating voltages. The high voltage range is 1.8 Volt for CMOS 180 nm technology. The LS avoids multiple threshold transistors, thereby reducing the fabrication complexities. The modified Wilson current mirrorbased proposed LS shows excellent logical and functional response over a wide range of frequencies. The layout area is 92.3 μm2 at TSMC 180 nm technology. Therefore it can be concluded that authors’ proposed LS shows better PDP and area efficiency compared to available other designs.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک تغییر دهنده سطح ولتاژ زیر آستانه سطح کارآمد با استفاده از یک ویلسون اصلاح شده برای کاربرد هایی با توان پایین

An Area Efficient Sub-threshold Voltage Level Shifter using a Modified Wilson Current Mirror for Low Power Applications

شبیه سازی پویا برای ولتاژ القایی از در روکش کابل های ولتاژ بالا: رویکرد حالت پایدار

Dynamic simulation of induced voltages in high voltage cable sheaths: Steady state approach

چکیده
1- مقدمه
2- توصیف خلاصه ی کابل های عایق دار و روش های دسته بندی آن ها
2-1 روش های اتصال
3- تخمین ها و مدل سازی مدار های کابل های عایق دار
3-1 تخمین ولتاژ القایی در کابل های عایق دار
3-2 مدل بخش های مختلف
3-3 مدل سازی اتصالات به زمین در روکش ها
3-4 مدل سازی اتصالات به زمین در روکش ها
4- ابزار شبیه سازی و اعتبار سنجی مدل
4-1 اعتبار سنجی با نتایج عددی
4-2 اعتبار سنجی با دیگر نتایج شبیه سازی
5- جمع بندی و کار های آتی

چکیده

این مقاله یک روش جدید برای مدل سازی کابل های ولتاژ بالای زیر زمینی را ارائه می کند. مهم ترین تاثیر این روش، ارزیابی تاثیر القایی می باشد. در واقع، این روش از تخمین ولتاژ و جریان های القایی در روکش های کابل در حالت پایدار استفاده می کند که این اثر القایی توسط کابل ها و روکش های مجاور ایجاد می شود و در این مدل انواع اتصالات روکش و پیکربندی های اتصال کوتاه تک فاز و سه فاز بررسی می شود. علاوه بر این با استفاده از این روش می توان چندین مدار را به صورت خودکار با یکدیگر به روشی ساده، تزویج کرد. در این مدل سازی، یک ابزار شبیه سازی ساده و کاربر پسند ارائه شده است که با استفاده از ان می توان چندین مدار تزویج را به صورت خودکار ایجاد کرده و تمام تاثیرات القایی ایجاد شده در اثر اتصال روکش ها و فاصله ی بین کابل ها را محاسبه کرد. ما با مقایسه ی داده های نظری مورد انتظار با دیگر شبیه سازی ها، نشان دادیم که نتایج به دست آمده با استفاده از این مدل قابل اطمینان و رضایت بخش می باشد.

5- جمع بندی و کار های آتی

مدل سازی انجام شده در این کار کاملا از نظر مدل سازی خط های زیر زمینی با تمام پارامتر هایی که نقش مهمی در محاسبه ی ولتاژ های القایی ایفا می کنند، سازگار می باشد. بر خلاف دیگر مدل های پیشنهادی [36] ، این روش از مدل سازی امکان توسعه ی سریع تر مدل ها را فراهم می کند زیرا روش پویایی بوده و خود مدل نیز در زبان SPICE تا مراحل نهایی نمودی پیدا نمی کند. در صورتی که یک المان بر اساس المان مدل سازی با استفاده از محیط گرافیکی اجرا می شود ( مانند سیمولینک و یا دیگر محیط های گرافیکی مانند Schematics SPICE) ، اگر ما یک واحد برای ایجاد مدار های دوگانه نداشته باشیم، نمی توان خطوط را به صورت موثر به یکدیگر متصل کرد. کاملا مشخص است که این موضوع برای مدار های سه تایی، چهار تایی و غیره نیز صدق می کند. با وجود این که بعضی از نسخه های جدید تر از شبیه ساز ها به ما این امکان را می دهد تا مدار های مختلف را با یکدیگر تزویج کنیم، تعریف آزمایشی این اتصالات به صورت دستی بسیار دشوار می باشد اما این کار توسط نرم افزار ما به صورت خودکار انجام می شود.

Abstract

This paper presents a novel approach to the modeling of high voltage underground cables. Its main contribution is that it considers induced effects. Indeed, it incorporates the estimate of induced voltages and currents in cable sheaths in steady state due to the nearby cables and sheaths, for different types of sheaths connections and for various single-phase short-circuit configurations and three-phase short-circuits. Furthermore, it allows multiple circuits to be coupled automatically in a simple way. An intuitive and friendly simulation tool has been implemented that allows the automatic generation of multiple coupling circuits and to calculate all these induced effects caused by the connection of the sheaths and the distance between cables. It has been validated by comparing it with the expected theoretical data and to other simulators with satisfactory results.

5- Conclusions and future work

The modeling carried out in this work is quite consistent with reality in terms of modeling the underground line with all the parameters that play an important role in calculating the induced voltages. Unlike other proposals [36], this way of modeling allows greater speed of development because it is dynamic and the model itself does not appear in SPICE language until the end. If an element by element modeling is performed using a graphical environment (like Simulink or other graphics-based environments such as Schematics SPICE) it is not possible to connect a line with another efficiently if you do not have a module for a dual circuit. Obviously, this applies to a triple circuit, quad circuit, etc. Although some newer versions of certain simulators allow the possibility of coupling multiple circuits, it is at the expense of laboriously defining each connection manually, a task performed automatically by our software.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی پویا برای ولتاژ القایی از در روکش کابل های ولتاژ بالا: رویکرد حالت پایدار

Dynamic simulation of induced voltages in high voltage cable sheaths: Steady state approach

Met4ITIL: مدیریت فرایند و روشی مبنی بر شبیه سازی برای اجرای کتابخانه زیرساخت فناوری اطلاعات

Met4ITIL: A Process Management and Simulation-based Method for Implementing ITIL

چکیده
1- پیشگفتار
2- پیاده‌سازی ITIL در سازمان‌ها: کارهای مربوطه
2-1- عناوین اصلی مربوط به پروژه‌های پیاده‌سازی ITIL
a- عوامل مهم موفقیت
b- روندهای مدیریت فرایند
c- روش‌های پیاده‌سازی ITIL
d- توالی اجرای فرایند
2-2- مدلبندی شبیه‌سازی در زمینه فرایندهای ITIL
2-3- یافته‌های مرور تحقیقات
3- متدلوژی تحقیق
4- فعالیت پژوهشی 1- طراحی روش
فعالیت 1- برنامه‌ریزی و سازماندهی پیاده‌سازی ITIL
فعالیت 2- طراحی فرایند
فعالیت 3- پیاده‌سازی فرایند
فعالیت 4- نظارت و ارزیابی فرایند
5- فعالیت پژوهشی 2- پیاده‌سازی روش
5-1- فعالیت 1- برنامه‌ریزی و سازماندهی پیاده‌سازی ITIL
5-2- فعالیت 2- طراحی فرایند مدیریت حوادث
5-3- فعالیت 3- پیاده‌سازی فرایند مدیریت حادثه
5-4- فعالیت 4- نظارت و ارزیابی فرایند مدیریت حادثه
6- فعالیت پژوهشی 3- ارزیابی روش
7- فعالیت پژوهشی 4- بهبود روش
8- نتیجه‌گیری‌ها و کارهای آینده
منابع

چکیده

یکی از نیازمندی‌های اصلی ارائه دهندگان خدمت، تعریف، مدیریت و ارائه خدمات فناوری اطلاعات (IT) برای پشتیبانی موثر از اهداف کسب و کار و نیازهای مشتری است. چند مدل مرجع فرایندی برای مدیریت خدمات IT (ITSM) ایجاد شده‌اند که کتابخانه زیرساخت فناوری اطلاعات (ITIL) و مدل مرجع پذیرفته شده به عنوان استاندارد واقعی برای ITSM از جمله آن‌ها هستند. این مقاله، روش جدیدی را برای پیاده‌سازی ITIL معرفی می‌کند که بر اساس چرخه عمر مدیریت فرایند کسب و کار و مدلبندی شبیه‌سازی است. همچنین یکی از کاربردهای این روش برای اجرای فرایند مدیریت حادثه در شرکتی اسپانیایی، ارائه می‌شود. این روش توسط کارشناسان ITIL بازبینی شده و از چشم‌انداز ذینفعان فرایند با استفاده از پرسشنامه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. پاسخ‌های ارائه شده به پرسشنامه‌ها کارایی این روش در پردازش عوامل مهم موفقیت و پشتیبانی از کاربرد روندهای مناسب مدیریت فرایند را نشان می‌دهند.

8- نتیجه‌گیری‌ها و کارهای آینده

کار ارائه شده در این مقاله روی پیاده‌سازی ITIL تمرکز دارد. نتایج مطالعه تحقیقات پژوهشی انجام شده نشان می‌دهند که کارهای پژوهشی در این زمینه روی بررسی عوامل مهم موفقیت پیاده‌سازی ITIL یا ارائه موارد خاص مطالعه پیاده‌سازی ITIL در شرکت‌های جهان-واقعی تمرکز دارند. با این حال، علی رغم اهمیتِ داشتن روش‌هایی برای هدایت مدیران در پیاده‌سازی ITIL [30، 43] و مزایای استفاده از روندهای مدیریت فرایند در پروژه‌های ITIL [29]، این مباحث به ندرت همراه باهم در تحقیقات پژوهشی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در این مقاله، Met4ITIL را معرفی کرده‌ایم که روش جدیدی برای پیاده‌سازی ITIL است و به وسیله تطبیق چرخه عمر مدیریت فرایند کسب و کار [70] با ویژگی‌های خاص پروژه‌های پیاده‌سازی ITIL توسعه یافته است. این روش، استفاده از مدلبندی شبیه‌سازی را برای کمک به مدیران در طراحی فرایندها و تصمیم‌گیری‌های برای بهبود پیوسته فرایند پیشنهاد می‌دهد. برای توضیح کارایی و قابلیت اجرای Met4ITIL، موردی کاربردی برای کمک به شرکت در شروع پیاده‌سازی فرایند مدیریت حادثه شرح داده شده است.

Abstract

A key requirement for service providers is to define, manage and deliver Information Technology (IT) services to effectively support business goals and customer needs. Several process reference models for the IT service management (ITSM) have emerged, being Information Technology Infrastructure Library (ITIL) the reference model accepted as de facto standard for ITSM. This paper introduces a novel method for implementing ITIL which is based on business process management lifecycle and simulation modeling. An application of the method to implement the incident management process in a Spanish company is also presented. The method has been reviewed by ITIL experts and evaluated from the process stakeholders’ perspective using a questionnaire. The answers provided to the questionnaire show the usefulness of the method to address critical success factors and to support the application of adequate process management practices.

8- Conclusions and further works

The work presented in this paper focuses on ITIL implementation. The results of the conducted research literature study show that the research works in this field focus on either examining the critical factors for a successful ITIL implementation or present particular study cases of ITIL implementation in real-world companies. However, despite the importance of having methods to guide managers through the ITIL implementation [30][43] and the benefits of applying process management practices in ITIL projects [29], these topics have scarcely been studied together in the research literature. In this paper, we have introduced Met4ITIL, a novel method for implementing ITIL, it has been developed adapting the business process management lifecycle [70] to the particular characteristics of ITIL implementation projects. The method proposes the use of simulation modeling to help managers design the processes and make decisions for the continual process improvement. To illustrate the usefulness and applicability of Met4ITIL, an application case to help a company start the implementation of the incident management process has been described.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

Met4ITIL: مدیریت فرایند و روشی مبنی بر شبیه سازی برای اجرای کتابخانه زیرساخت فناوری اطلاعات

Met4ITIL: A Process Management and Simulation-based Method for Implementing ITIL

یک رویکرد بهینه سازی و شبیه سازی مجدد برای مشکل موقعیت یابی و اعزام

A Recursive Optimization-Simulation Approach For The Ambulance Location And Dispatching Problem

چکیده
1 مقدمه
2 مدل های شبیه سازی و بهینه سازی
2.1 فرمولاسیون ALDP
2.2 شبیه ساز
3 روش های مبتنی برROSA
3.1 BRM
3.2 PSSM وQTSSM
4 نتایج
4.1 BRM
4.2 PSSM و QTSSM
4.3 مقایسه
5 E-QTSSM
5.1 نتایج
6 نتیجه گیری ها
منابع

چکیده

مسئله موقعیت یابی و اعزام آمبولانس(ALDP)  به شناسایی موقعیت آمبولانس های موجود و بهترین سیاست اعزام برای حداقل رساندن زمان واکنش پاسخ دهی به تماس ها می پردازد. به هر حال، ماهیت تردید در تماس های اورژانس باعث می شود تا دانستن این موضوع که آیا آمبولانس شناسایی شده توسط سیاست اعزام، موجود است یا خیر کار دشواری شود. بنابراین، احتمال مشغول بودن یک خودرو در هنگام دریافت تماس ( بیان شده به صورت نسبت مشغول بودن) معمولا در ادبیات در نظر گرفته می شود. تیم احتمالاتی می توانند به صورت های مختلف ارزیابی شوند، اما به نظر می رسد شبیه سازی بهترین روش برای این هدف باشد. در این تحقیق، ما روش های بازگشتی بهینه سازی – شبیه سازی را برای ارزیابی نسبت مشغول بودن ALDP مطرح کردیم و از آنها برای بیان مثال های واقعی استفاده کردیم. نتایج عددی تایید می کند که پیچیده ترین و دشوار ترین روش ها عملکرد بهتری دارند.

1 مقدمه

خدمات پزشکی اورژانس (EMS) یک مفهوم مهم در سیستم های درمان و سلامت می باشد. این خدمات، مراقبت های پزشکی خارج از بیمارستان و انتقال به مرکز درمانی مناسب را برای افراد بیمار و مجروح فراهم می آورند. سازماندهی و مدیریت خدمات، یک مسئولیت بسیار چالش برانگیز است زیرا اورژ انس منابع مختلفی (مثل پرسنل درمانی، آمبولانس ها و مراکز تماس) را مدیریت می کند و با چالش های مختلف مرتبط با تردید تماس های اورژانس روبه رو می شود. به علاوه، تماس ها به صورت تصادفی از مناطق مختلف دریافت می شوند و باید به سرعت پاسخ داده شوند، هر ثانیه در موقعیت های تهدید کننده زندگی حائز اهمیت می باشد. در این شرایط، سازمان های EMS باید دو سوال مهم را پاسخ دهند: آمبولانس ها در کجا باید قرار بگیرند؟ کدام آمبولانس برای تماس دریافت شده باید اعزام شود؟

Abstract 

The Ambulance Location and Dispatching Problem (ALDP) identifies the location of the available ambulances and the best dispatching policy to minimize the response times to answer the calls. However, the uncertain nature of the emergency calls makes it impossible to know in advance if the ambulance identified by the dispatching policy is available or not upon a call arrival. Thus, the probability that a vehicle is busy when a call arises, denoted as busy fraction, is usually considered in the literature. Probabilities can be estimated in several manners, but simulation seems to be well suited for this purpose. In this work, we propose four Recursive Optimization-Simulation Approaches to estimate the ALDP busy fraction, and we apply them to a set of realistic instances. Numerical results confirm that the most sophisticated and computing demanding approaches offer a better performance.

1 INTRODUCTION

Emergency Medical Services (EMSs) are crucial in health care systems. They provide out-of-hospital acute medical care and transportation to the appropriate health center for injured and ill people. Organizing and managing the service is an extremely challenging task, as EMSs manage a large variety of resources (e.g., health care personnel, ambulances and call centers) and face difficult challenges related to the uncertainty of the emergency calls. Indeed, calls randomly arrive from different areas of the served territory and must be served quickly: every second is important in life threatening situations. In this context, EMS organizations must answer two important questions, i.e., where should the ambulances be located? and which ambulance should take care of the arriving call?

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک رویکرد بهینه سازی و شبیه سازی مجدد برای مشکل موقعیت یابی و اعزام

A Recursive Optimization-Simulation Approach For The Ambulance Location And Dispatching Problem

توسعه محیط تست مبتنی بر شبیه سازی برای نرم افزارهای مهم از نظر ایمنی

Development of simulation-based testing environment for safety-critical software

چکیده

1. مقدمه

2. سیستم هدف

2-1 پیکربندی سیستم IDiPS-RPS

2-2 معماری POSAFE-Q

3. توسعه بستر تست

3-1 توسعه بستر تست نرم افزار

3-2 تایید بستر تست نرم افزار

4. مطالعه موردی

4-1 نرم افزار مورد نظر

4-2 تولید مورد تست نرم افزار هدف

4-3 روند تست و نتایج حاصل از نرم افزار هدف

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده

اخیراً برنامه ای نرم افزاری در نیروگاه های برق هسته ای  (NPP) به منظور دیجیتالی کردن بسیاری از سیستم های کنترل و ابزار دقیق مورد استفاده قرار گرفته است. برای اطمینان از ایمنی نیروگاه های برق هسته ای، قابلیت اطمینان نرم افزار مورد استفاده در سیستم های ابزار دقیق و کنترل می بایست توسط موارد تست و محیط تست مناسب بررسی و تایید شود. در این مطالعه یک روش تست نرم افزاری با استفاده از بستر تست نرم افزاری  مبتنی بر شبیه سازی پیشنهاد می شود. این بستر تست با شبیه سازی معماری ریز پردازنده مربوط بخ یک کنترل کننده منطقی قابلی برنامه ریزی  (PLC) مورد استفاده در کاربری های نیروگاه برق هسته ای و رصد رفتار آن در هر دستورالعمل ماشین توسعه داده می شود. اثربخشی این روش پیشنهادی از طریق یک مطالعه مورد نشان داده می شود. برای نمایش شرایط ممکن ورودی نرم افزار و متغیرهای داخلی که به تولید سیگنال ایمنی اختصاصی کمک می کنند، موارد تست نرم افزار با در نظر گرفتن مشخصات دیجیتالی سیستم هدف و شرایط دینامیکی نیروگاه توسعه داده می شوند. این روش یک راه عملیاتی برای اجرای تست نرم افزار ارائه می کند که می تواند بدون خطا بدون نرم افزار را اثبات کند و عدم اطمینان را در اندازه گیری قابلیت اطمینان نرم افزار به حداقل برساند. در مقایسه با روش های فعلی تست، روش پیشنهادی می تواند به طور موثر تست نرم فازار را با شبیه سازی رفتار کنترل کننده منطقی قابل برنامه نویسی در سطح ماشین کاهش دهد.

1. مقدمه

با تغییر فناوری به سیستم های دیجیتالی و از آنجایی که سیستم های آنالوگ در حال منسوخ شدن می باشند و با توجه به مزیت های عملکردی سیستم های دیجیتال، نیروگاه های برق هسته ای (NPP) موجود برای جایگزینی سیستم های آنالوگ فعلی ابزار دقیق و کنترل  (I&C) آغاز شده است، در حالی که طراحی جدید نیروگاه سیستم های دیجیتال را به طور کامل به کار می گیرند [1]. سیستم های دیجیتالی در مقایسه با سیستم های آنالوگ کنترل و ابزار دقیق عملکرد پیشرفته ای را از نظر دقت و قابلیت های محاسبه ای ارائه می کنند و توان بالقوه ای برای بهبود قابلیت های همانند تحمل خطا و تشخیص دارند [2]. با این حال، استفاده از سیستم های دیجیتالی مبتنی بر ریز پردازنده در سیستم های ایمنی کنترل و ابزار دقیق نیروگاه برق هسته ای چالش بزرگی را در به کارگیری مشخصات آن ها در مدل ارزیابی خطر احتمالی  (PRA) نیروگاه های برق هسته ای برای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم دیجیتالی و اثر خطر آن بر ایمنی NPP ایجاد کرده است.

5. نتیجه گیری

در این مطالعه یک روش تست نرم افزار با استفاده از یک بستر تست نرم افزار مبتنی بر شبیه سازی پیشنهاد داده شده است. این بستر تست نرم افزار با در نظر گرفتن مشخصات PLC و معماری CPU و نقشه حافظه ریز پردازنده PLC توسعه داده شده است. با توجه به این که ورودی های تست نرم افزار برای یک کاربرد حساس به ایمنی همانند RPS یک نیروگاه برق هسته ای ورودی هایی هستند که سبب فعال سازی اقدامات حفاظتی همانند تریپ راکتور می شوند، مورد تست نرم افزار با در نظر گرفتن ویژگی های پردازش سیگنال دیجیتال PLC و داده های ترمو- هیدرولیکی نیروگاه برای گذراهای نیروگاه یا رخدادها در یک نیروگاه برق هسته ای توسعه داده شده است. به عنوان کاربردی از روش پیشنهادی تست نرم افزار، موارد تست نرم افزار برای تریپ PZR_LO_PR منطق نرم افزار KNICS IDiPS-RPS BP توسعه داده شده است و با رصد حالت متغیرهای خروجی ذخیره شده در نقشه حافظه پس از انتهای برنامه منطق تریپ تست شده است.

Abstract

Recently, a software program has been used in nuclear power plants (NPPs) to digitalize many instrumentation and control systems. To guarantee NPP safety, the reliability of the software used in safety-critical instrumentation and control systems must be quantified and verified with proper test cases and test environment. In this study, a software testing method using a simulation-based software test bed is proposed. The test bed is developed by emulating the microprocessor architecture of the programmable logic controller used in NPP safety-critical applications and capturing its behavior at each machine instruction. The effectiveness of the proposed method is demonstrated via a case study. To represent the possible states of software input and the internal variables that contribute to generating a dedicated safety signal, the software test cases are developed in consideration of the digital characteristics of the target system and the plant dynamics. The method provides a practical way to conduct exhaustive software testing, which can prove the software to be error free and minimize the uncertainty in software reliability quantification. Compared with existing testing methods, it can effectively reduce the software testing effort by emulating the programmable logic controller behavior at the machine level.

1. Introduction

With a shift in technology to digital systems as analog systems are approaching obsolescence and because of functional advantages of digital systems, existing nuclear power plants (NPPs) have begun to replace analog instrumentation and control (I&C) systems, while new plant designs fully incorporate digital systems [1]. Compared with the analog I&C systems, the digital systems provide advanced performance in terms of accuracy and computational capabilities and have potential for improved capabilities such as fault tolerance and diagnostics [2]. However, the use of microprocessor-based digital systems in NPP safety I&C systems has triggered a big challenge in incorporating their characteristics into the probabilistic risk assessment (PRA) model of NPPs used to evaluate the digital system reliability and its risk effect on the NPP safety.

5. Conclusion

In this study, a software test method using a simulation-based software test bed was proposed. The software test bed was developed considering the characteristics of the safety-critical PLC and the CPU architecture and memory map of the PLC microprocessor. Because the software test inputs for a safety-critical application, such as the RPS of an NPP, are inputs that cause activation of protective action, such as reactor trip, the software test case was developed in consideration of the digital signal processing features of the PLC and plant thermo-hydraulics data for plant transients or accidents in an NPP. As an application of the proposed software test method, software test cases were developed for a PZR_LO_PR trip of KNICS IDiPS-RPS BP software logic and were tested by capturing the state of output variables stored in the memory map after the end of the trip logic program.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

توسعه محیط تست مبتنی بر شبیه سازی برای نرم افزارهای مهم از نظر ایمنی

Development of simulation-based testing environment for safety-critical software

شبیه سازی مبدل های حرارتی و شبکه های مبدل حرارتی با جنبه اقتصادی

Simulation of heat exchangers and heat exchanger networks with an economic aspect

چکیده

1) مقدمه

فهرست علائم و اختصارات

2) مواد اولیه و روش کار

3) مشتق‌گیری ضریب اثربخشی نسبت به پارامترهای اقتصادی

۳-۱ مبدل‌های حرارتی با جریان موازی

۳-۲ مبدل‌های حرارتی با جریان مخالف

۳-۳ مبدل‌های حرارتی با جریان متقاطع

۳-۴ همه مبدل‌های حرارتی

4) مدل شبیه‌سازی اقتصادی

5) مطالعات موردی

۵-۱ محاسبات اقتصادی مبدل‌های حرارتی با جریان موازی، مخالف و متقاطع و همه مبدل‌های حرارتی

۵-۲ شبیه‌سازی اقتصادی شبکه مبدل حرارتی نمونه

6) نتیجه‌گیری

چکیده

در این مطالعه، روابط بین ضرایب اثربخشی (ε) و هزینه (ζ) بدست آمدند و برای نخستین بار، یک مدل شبیه‌سازی اقتصادی جهت شبیه‌سازی مبدل‌های حرارتی (HE) و شبکه‌های مبدل حرارتی (HEN) برای همه جریان‌ها ارائه شد. مقادیر ε مبدل‌های حرارتی با جریان موازی، جریان مخالف، جریان متقاطع و کلیه مبدل‌های حرارتی تحت شرایط Cr=0 برحسب پارامتر ζ، NTU (تعداد واحد انتقال) و حداقل ظرفیت‌های گرمایی (Cmin) بدست آمدند. مقادیر ε حاصل از محاسبات اقتصادی برای مدل شبیه‌سازی اقتصادی مبدل‌های حرارتی استفاده شدند. بردارها، از جمله دماهای خروجی و ورودی جریان‌ها، از شبیه‌سازی استاتیکی بدست آمدند تا در مدل شبیه‌سازی اقتصادی استفاده شوند. سپس، مطالعات موردی برای مبدل حرارتی با جریان مخالف انجام شد و مقادیر ε بطور تصادفی در شبکه مبدل حرارتی نمونه مشخص شدند. در آخر، پارامترهای مصرف (N)، هزینه (P) و صرفه‌جویی (E) همه مبدل‌های حرارتیِ درون شبکه به‌سادگی از طریق دستگاه معادلات خطی بدون هیچ فرآیند پیچیده‌، چرخه، نرم‌افزار یا سخت‌افزار خاصی براساس خواص جریان‌های سرد و گرم با بکارگیری مدل شبیه‌سازی اقتصادی محاسبه شدند.

6-  نتیجه‌گیری
در این مطالعه، روابط بین ضرایب اثربخشی و هزینه بدست آمد، و سپس برای شبیه‌سازی مبدل‌های حرارتی در همه جریان‌ها و پایش کمیت‌های صرفه‌جویی تأسیسات، مدل شبیه‌سازی اقتصادی تعریف شد. مقادیر E برای مبدل‌های با جریان موازی، مخالف و متقاطع و همه مبدل‌های حرارتی در شرایط Cr=0 برحسب پارامترهای ζ، NTU و Cmin بدست آمد. منحنی تغییرات e و ε در مقابل اختلاف دما در اشکال ۲ و ۳ آمده است. از مقدار ε حاصل از محاسبات اقتصادی برای شبیه‌سازی‌های اقتصادی مبدل‌های نمونه استفاده شد. در مبدل‌های با جریان متقاطع، زمانی که دمای خروجی‌شان معلوم بود، یعنی مقدار ε در محاسبات حرارت بدست آمده بود، معادله جواب ممکن داشت. ولی، در غیر این صورت، جواب تنها از تکرار بدست می‌آمد. با توجه به نتایجی که در اشکال ۲ و ۳ آمده، منحنی اختلاف e در مقابل اختلاف دما تقریباً با منحنی اختلاف ε در مقابل اختلاف دما یکی است. افزون بر این، e همواره با افزایش ε در نتیجه کاهش AR موردنیاز روندی صعودی دارد. بنابراین، پس از مشتق‌گیری کلیه روابط جریان‌ها، که برای اولین بار در معادلات (۳۵) و (۳۶) آمد، مدل شبیه‌سازی اقتصادی برای مبدل‌های متعارف ارائه شد. این مدل برای سه نوع جریان استفاده شد و خلاصه نتایج در جدول ۴ آمد.

Abstract

Relations between effectiveness (ε) and expense coefficients (ζ) were derived, and an economic simulation model was developed to simulate heat exchangers (HE) and HE networks (HEN) in all flow types for the first time. ε values of parallel flow, counter flow, cross flow and all HEs under the condition of Cr = 0 were derived in terms of ζ, NTU (Number of Transfer Unit) and minimum heat capacities (Cmin). ε values obtained from economic calculations were used for developing economic simulation model of HEs. Vectors including outlet temperatures and inlet temperatures of flows were obtained from static simulation to utilize in economic simulation model. Then, case studies were performed with counter flow HE and ε values randomly determined in a sample HEN. Use (N), expense (P) and savings (E) of all HEs in a HEN were calculated easily by the way of linear equation systems without any complex processes, iterations, software and special hardware, in terms of both cold and hot flows properties by using economic simulation model.

6- Conclusion

Relations between effectiveness and expense coefficients were derived, and then an economic simulation model was prepared to simulate the HEs in all flow types and monitor the savings in a facility. Ε value of parallel flow, counter flow, cross flow and all heat exchangers in the condition of Cr=0 were derived in terms of f, NTU and Cmin. Variation of e and e versus temperature difference were given in way of curves in Figs. 2 and 3. e obtained from economic calculations were used in economic simulations of sample HEs. In cross flow heat exchangers, when the outlet temperature of the HE is known, namely the e is calculated respect to the thermal calculations, solution is possible, otherwise solution is possible only with iterations. Considering the results in Figs. 2 and 3, difference of e versus temperature difference was almost identical with difference of e versus temperature. In addition, e is always in an increase with increase of e because of the decrease in required AR. Thus, a common heat exchanger economic simulation model was developed after the derivation of all relations of all flow types as given in Eq. (35) and Eq. (36) for the first time. For the three flow types, economic simulation model was run, and results were summarized in Table 4.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی مبدل های حرارتی و شبکه های مبدل حرارتی با جنبه اقتصادی

Simulation of heat exchangers and heat exchanger networks with an economic aspect

ارزیابی راهکارهای متفاوت برای مدیریت مشکلات منابع آب در کشاورزی آبیاری

Assessment of different strategies for managing the water resources problems of irrigated agriculture

چکیده
1- مقدمه
2- سیستم تحقیق و اطلاعات
2-1 موقعیت و شرایط آبی
2-2 سیستم خاک و برداشت محصول
2-3 گرداوری اطلاعات
3- توصیف مدل
3-1 اصول
3-2 درجه بندی و اعتبار سنجی
3-3 تحلیل حساسیت
3-4 ارزیابی آماری
3-5 شبیه سازی راهکارهای مدیریت آب
4- نتایج و بحث
4-1 درجه بندی و اعتبار سنجی
4-2 تحلیل حساسیت
4-3 ارزیابی سناریوهای شبیه سازی شده
5- نتیجه گیری

چکیده

افزایش کشاورزی آبیاری برای دست یابی به امنیت جنگل لازم است. به هر حال ، این عامل می تواند منجر به افزایش مشکلات مرتبط با منابع آب از جمله کمبود و شوری آب شود. برای ارزیابی راهکارهای مختلف مدیریت در حل این مشکلات ، تحقیق حاضر از مدل شبیه سازی SaltMod در منطقه شمال غرب هند استفاده کرده است که این منطقه با مشکل شوری و آبگرفتگی مواجه است . بعد از انجام آزمایشات و محاسبه و اعتبار سنجی ، از این مدل برای بررسی گزینه های مختلف مدیریت آب در منطقه بیان شده استفاده شد. تحلیل سناریوهای مختلف نشان می دهد که سطح آب های زیر زمینی در منطقه در شرایط طبیعی بالا می رود. بنابراین ، گزینه های درست مدیریتی – برای مثال ، افزایش کاربری آب های زمینی – کاهش مناطق کشت برنج و کاهش استفاده از آب های کانال پیشنهاد می شوند. سناریوی ایده آل نشان می دهد که تغییرجزئی 6-3% در مقدار ورودی می تواند مشکل مسئله را شامل شود.

1- مقدمه

منابع آب و خاک محدود هستند و با کاهش تدریجی رو برو هستند ( چیت ساز و آذری وند 2007- سینگ 2018و2016). به علاوه ، تولیدات کشاورزی نیز با توجه به افزایش جمعیت و با استفاده از این منایع باید افزایش یابند( زی و همکاران 2018- لومبا و همکاران 2017- لی و ژانگ 2015 – سینگ 2018و2014 – لیو و همکاران 2016 – داویجان و همکاران 2016 ). افزایش کشاورزی آبی برای تشخیص امنیت غذا ( داس و همکاران 2015 – سینگ و همکاران 2016) در منطقه خشک داده شده با مقدار بارش نامناسب لازم می باشد ( هرمن و همکاران 2016 – آدهیکاری و همکاران 2017 – پوستل 1999). یه هر حال ، این افزایش می تواند منجر به ایجاد مشکلات منابع آب یا افزایش سطح آب زمینی و شوری ثانویه شود ( تیلمن و همکاران 2002 – هوک و همکاران 2006 – سینگ 2012-2017 ) . عباس و همکارانش در سال 2013 بیان کردند که شوری خاک در سطح جهانی در حال افزایش است و میانگین سالانه بیش از 2 میلیون هکتار است. در سال های اخیر ، سازمان غذا و کشاورزی FAO گزارش کرد که بیش از 19 درصد از تمام مناطق آبیاری شده از شوری رنج می برند (FAO 2016). 

5- نتیجه گیری

با توجه به نتایج ارزیابی بدیهی است که SaltMod می تواند مدل مفیدی برای شبیه سازی عمق آب های زیر زمینی و شوری در مناطق کشاورزی باشد. این مدل می تواند تعادل آب خروجی و نمک را از طریق اقدامات مختلف را فراهم آورد. سطح آب در منطقه تحقیق می تواند در سال های پیش رو در شرایط کنونی افزایش داشته باشد. بنابراین ، اطمینان از برداشت محصول در منطقه تحقیق باتوجه به الگوهای موجود برداشت محصول ، خروج / ورود و شرایط آب شناسی/کشاورزی نمی تواند مستمر باشد. در شرایط بهینه ، کاهش در محیط کاشت برنج در برابر سایر محصولات غیر برنجی پیشنهاد می شود ، زیرا این کار می تواند کاهش قابل توجه در رشد منظم را سبب شود. علاوه بر کاهش محیط کشت برنج ، کاهش استفاده گسترده از آب های زیر زمینی و اب های کانال پیشنهاد می شود. کاهش آب های زیر زمینی می تواند با افزودن آب های چاه در مناطق جدید و تشویق کشاورزان / سهامداران به استفاده از آب های کم کیفیت و آب های کم کیفیت کانال برای اهداف آبیاری اتفاق بیفتد. سناریوی بهینه نشان می دهد که تغغیرات جزئی 3 تا 6 % در مقادیر ورودی می تواند مشکلات آب شناسی در منطقه تحقیق را سبب شود. گزینه های مدیریتی بحث شده در صورت اجرا می توانند کمک قابل توجهی به کاهش افزایش سطح آب های زیرزمینی و کاهش شوری در اراضی کشاوری کنند.

Abstract

The intensification of irrigated agriculture is required for attaining food security. It could result, however, in water resources problems of waterlogging and secondary salinization. To assess different management strategies in solving the problems, the current study used a simulation model SaltMod in a command area of north-west India which faced the problems of salinization and waterlogging. Following the thriving testing in the course of calibration and validation, it was used for studying various water management alternatives for the command area. The analysis of different scenarios shows that watertables in the command would persist to go up under the normal conditions. Thus, right management alternatives, for example, increased groundwater use, rice area reduction, and reduced canal water use are recommended. The ideal scenario revealed that small changes of 3–6% in input values would contain the problems of the study region.

1- Introduction

The water and soil resources are limited and they experience gradual degradation (Chitsaz and Azarnivand, 2017; Singh, 2018a, 2016a). Besides, farm production requires to be increased using these limited resources for feeding the burgeoning global population (Xie et al., 2018; Lomba et al., 2017; Li and Zhang, 2015; Singh, 2018b, 2014; Liu et al., 2016; Davijani et al., 2016). The intensification of irrigated agriculture is required for realizing food security (Das et al., 2015; Singh et al., 2016) in dry regions given that normal rainfall in these areas is highly unreliable (Herrmann et al., 2016; Adhikari et al., 2017; Postel, 1999). This intensification, however, could result in water resources problems of rising watertables and secondary salinization (Tilman et al., 2002; Houk et al., 2006; Singh, 2012, 2017a,b). Abbas et al. (2013) stated that soil salinization is growing globally at an average annual rate of over 2 million ha. In recent times, the Food and Agriculture Organization FAO reported that more than 19 percent of the total irrigated territory is suffered by salinization (FAO, 2016).

5- Conclusions

It is clear from evaluating the results that SaltMod appears to be a helpful model for the simulation of watertable depths and salinities in agricultural areas. It is capable of appraising the upcoming water and salt balances through a range of interventions. The watertables in the command area would persist to go up in the coming years in the existing conditions. Therefore, assured crop cultivation in the study region could not be continued under the present cropping pattern, discharge/recharge, and agro-hydro-meteorological settings. Under the optimal conditions, a decreased rice area against non-rice crops is recommended, since it could trim down percolation significantly. Apart from rice area reduction, enlarged use of groundwater and reduced canal water use are also recommended. Groundwater withdrawals can be augmented by putting in additional tubewells at fresh sites and encouraging stakeholders/farmers to utilize poor quality groundwater in conjunction with limited higher-quality canal water for irrigation purposes. The optimal scenario revealed that small changes of 3–6% in input values would contain the hydrological problems of the study region. The discussed management alternatives, if put into practice, will help significantly to lessen the groundwater table rise and secondary salinization of agricultural lands.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی راهکارهای متفاوت برای مدیریت مشکلات منابع آب در کشاورزی آبیاری

Assessment of different strategies for managing the water resources problems of irrigated agriculture