مطالعه مقایسه ای DES تکامل گرداب برگشتی برای پروانه های کانالی و غیر کانالی

A comparative DES study of wake vortex evolution for ducted and non-ducted propellers

چکیده
1- مقدمه
2- پیش زمینه نظری
3- ستاپ عددی
4- نتایج
5- بحث
6- نتیجه گیری
منابع

چکیده
یک تحلیل عددی مقایسه ای در مورد تحول گرداب های بازگشتی تولیدشده توسط پروانه های کانالی و غیرکانالی در آزمایشات آب های آزاد انجام شد. شبیه سازی ها از روش شبیه سازی گردابه های گسسته (DES) با تمرکزی بر تحلیل دقیق ترکیب گرداب ها و مکانیزم تحول مکانی تحت شرایط بارگذاری مختلف استفاده کردند. در مقایسه با پروانه های غیرکانالی، تداخل بین کانال و پروانه مستقیما شکل گرداب ها و انقباض بازگشتی را تغییر داد، توزیع انرژی در میدان های جریان داخلی را عوض کرد و درنتیجه خودالقایی و القای متقابل را افزایش داد و فرآیندهای ادغام و گروه بندی اولیه را سرعت بخشید. نتایج نشان دادند که گرداب های لایه برشی آمده از کانال یک برهمکنش قوی با گرداب های نوک کج را در یک شیوه نامنظم نشان دادند و ساختارهای منسجم ثانویه را نشان دادند. گرداب های ثانویه متعدد درطول رژیم گذار تحول دینامیکی مشاهده شدند. بعد از اتلاف انرژی و ناپایداری-ها در گرداب های بازگشتی، ساختارهای گرداب بازگشتی به آرامی شکستند. طیف های تحلیل های انرژی جنبشی (KE) میدان بازگشتی بطور کمی تحول ساختارهای گردابی بازگشتی در دامنه زمانی را تایید کردند. پروانه های کانالی دارای یک فرکانس مشخصه بودند که متناظر با فرکانس شافت آن، فرکانس گذر پره (BPF) و هارمونیک-های آن ها بود.

3- ستاپ عددی
3-1 مورد آزمایش
هندسه پروانه کانالی مطالعه شده و همچنین استفاده شده در یک سیستم موقعیت یابی دینامیکی در شکل 1 نشان داده می شود. پروانه یک پروانه 4پره ای با شیب ثابت با یک قطر می باشد. مقطع های پره در هر شعاع برای تضمین بارهای عملیاتی روبه جلو و روبه عقب یکسان به صورت ایرفویل هستند. مشخصات اصلی مدل پروانه در جدول 1 فهرست می شود. کانال 19A واخنینگن با یک فاصله نوک 2mm استفاده می شود. مدل های عددی به صورت مدل پروانه کانالی (DPM) و مدل پروانه غیرکانالی (NPM) تعریف می شوند و هندسه های پروانه در هردو مورد یکسان است. اندازه دامنه محاسباتی، شرایط مرزی (شامل دیواره های کانال نیست)، توپولوژی شبکه، مدل آشفتگی، و شرایط کاری برای مدل DEM برای هردو مدل پروانه کانالی و پروانه غیرکانالی ثابت نگهداشته می شوند.

یک دستگاه مختصات کارتزین O-xyz با مبدا O واقع در مرکز هندسی پروانه در شبیه سازی ساخته می شود. جهت مثبت محور x به صورت جهت جریان ورودی یکنواخت تعریف می شود، درحالیکه جهت های مثبت محورهای y و z توسط قانون دست راست تعیین می شوند. دامنه محاسباتی یک استوانه با یک قطر 8D است، و به ترتیب از مبدا به اندازه 2D به بالا و 8D به پایین گسترش می یابد. ماهش و همکاران (2015) مشاهده کردند که تنظیم فاصله روبه بالا به صورت 2D می تواند از اثرات محصورشدگی جلوگیری کند، درحالیکه بر محاسبه تحول گرداب بازگشتی پروانه نیز تاثیر نمی گذارد. دامنه محاسباتی به زیردامنه های استاتیکی و دورانی تقسیم می شود. شرایط مرزی دامنه محاسباتی به صورت زیر تنظیم می شوند. مرز ورودی و خروجی استوانه هردو با سرعت ورودی تنظیم می شوند؛ خروجی با خروجی فشار تنظیم می شود. و سطوح پروانه و کانال با دیواره غیرلغزان تنظیم می شوند. سطوح تماسی بین زیردامنه های استاتیکی و دورانی به صورت سطح مشترک (شکل 2 را ببینید) برای تبادل و تکرار اطلاعات بین دو زیردامنه تنظیم می شود.

بررسی تکنیک های تحلیل زمان بندی برای وظایف وابسته به سرعت

A survey of schedulability analysis techniques for rate-dependent tasks

چکیده
1. مقدمه
2. مدل های وظیفه قبلی و اصطلاحات فنی
3. مدل‌هایی برای وظایف وابسته به سرعت
4. زمان‌بندی انحصاری اولویت ثابت
5. زمان‌بندی نخست اولین ضرب‌الاجل
6. چشم‌انداز و کار‌های آتی
منابع

چکیده
در سیستم‌های بلادرنگ تعبیه شده خودرویی، مانند واحد کنترل موتور، وظایفی وجود دارند که برای مثال هر بار زمانی فعال می‌شوند که میل لنگ به یک موقعیت زاویه‌ای خاص برسد. در نتیجه شاهد افزایش تکرار تغییرات فعال‌سازی با سرعت زاویه‌ای میل لنگ هستیم (یعنی RPM موتور). علاوه بر این، زمان اجرا و ضرب‌الاجل‌ها نیز ممکن است به سرعت و موقعیت زاویه‌ای بستگی داشته باشند. در این مقاله مطالعه اجمالی در مورد تکنیک‌های تحلیلی قابلیت زمان‌بندی برای وظایفی با این رفتار وابسته به سرعت ارائه شده است که روش‌های تجزیه و تحلیل و مدل‌های وظایف مختلفی برای هر دوی زمان‌بندی‌هایی با اولویت ثابت و نخست زودترین ضرب‌الاجل پوشش داده شده است. یک رده‌بندی‌شناسی از روش‌های تجزیه و تحلیل مختلف و طبقه‌بندی آنها با توجه به فرضیه‌های ساخته شده و دقت تجزیه و تحلیل آنها در پایان مقاله ارائه شده است.

2 . مدل های وظیفه قبلی و اصطلاحات فنی
تجزیه و تحلیل قابلیت زمان‌بندی برای انواع مختلف مدل‌های کاری توسعه یافته است. نخستین مدل وظیفه دوره‌ای توسط لیو و لیلند [22] معرفی شده بود. در این مدل، فعال‌سازی وظایف به طور مرتب دوره‌ای بوده است. هر وظیفه ti دارای دوره‌ای به شکل Ti بوده است که بدترین زمان اجرای آن به شکل Ci بوده است و دارای ضرب‌الاجل Di بوده است که ضمنی است (برای مثال برابر با دوره خود بوده است). این مدل متعاقبا گسترش یافته است تا اجازه ورودهای پراکنده با کمینه زمان بین دو ورودی از Ti و محدودیت‌های مجوزی را می‌دهد یا ضرب‌ الاجل‌های خودسرانه را می‌دهد. تست‌های قابلیت زمان‌بندی دقیقی برای مدل کاری پراکنده برای برنامه‌ریزی اولویت ثابت بر اساس تحلیل زمان پاسخ [2] و برای برنامه ریزی EDF بر اساس معیار تقاضای پردازنده [5] توسعه داده شده است. فرمت‌های دیگر این مدل عبارتند از وظایف چند منظوره عمومی [4] که یک وظیفه می‌تواند انواع مختلف از وظایف را در دنباله‌ای ثابت دنبال کند که هر کدام از کارها با زمان اجرا، حداقل زمان بین دو ورودی و پارامترهای ضرب‌العجل خاص مربوط به نوع آن مشخص می‌شود. گسترش بیشتر به مدل وظیفه GMF غیر چرخه‌ای در [24] ارائه شده است که اجازه ترتیب غیرچرخه‌ای از انواع کارها را می‌دهد. عمومی‌ترین مدل، مدل وظیفه گراف جهت‌دار بلادرنگ (DRT) است که در آن هر وظیفه توسط یک گراف جهت‌دار توصیف شده است و هر راس نشان‌دهنده نوع کار (زمان اجرا و ضرب‌الاجل) است و هر یال نشان‌دهنده کمینه زمان بین دو ورود به یک کار بعدی از نوع مشخص شده توسط راس متصل است.

مدل‌های وظیفه GMF غیرچرخه‌ای و DRT را می‌توان تماما برای نمایش و تجزیه و تحلیل وظایف وابسته به سرعت استفاده کرد با این حال نیازهای تقریبی مورد نیاز با توجه به بدبینی در تجزیه و تحلیل وجود دارد. به عنوان مثال، با استفاده از یک مدل وظیفه پراکنده، یک کار وابسته به سرعت فرض می ‌شود که نیاز به حداکثر زمان اجرای آن را در کوتاه ترین مدت داشته باشید؛ با این حال، این موضوع منجر به بدبینی شدید می‌شود همانطور که در [15] نشان داده شده است. مدل وظیفه GMF غیرچرخه‌ای را می‌توان برای بازنمایی وظیفه وابسته به سرعت با تخصیص انواع کارهای مختلف به بخش‌هایی از محدوده سرعت مورد استفاده قرار داد. با این حال که مدل وظیفه‌ GMF غیر چرخه‌ای اجازه می‌دهد تا هر گونه سفارش از انواع شغل آن بدبینانه باشد. از آنجایی که گرافیک جهت‌دار قادر به ضبط انتقالات بین حالات کلری است، نمونه‌های ساده مدل وظیفه DRT برای مدل‌سازی وظایف وابسته به سرعت مناسب هستند [19]. با این حال، هنوز هم جا برای بهبود وجود دارد، زیرا محدودیت‌های فیزیکی توالی‌های احتمالی انواع کارها را محدود می‌کند. یک مشخصه دقیق از وظایف مستقل را می‌توان با استفاده از نمونه‌های پیچیده مدل وظیفه DRT بدست آورد [9]، با این حال، این رویکرد ممکن است از لحاظ تجزیه و تحلیل زمان اجرا خود سر باشد.

ما یادآوری می‌کنیم که مسئله تجزیه و تحلیل وظایف وابسته به سرعت دارای برخی از شباهت‌ها با تجزیه تغییر وضعیت حالت کلاسیک است، با این حال، تفاوت‌های قابل توجهی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، وظایف وابسته به سرعت متفاوت می‌توانند حالت‌های اجرای خود را با توجه به آستانه‌های مختلف تغییر دهند و می‌توان آنها را از منابع چرخشی مستقل متفاوتی اشتقاق کرد. تغییرات بیشتر در حالت اجرا ممکن است بیش از شغل های متوالی انجام شود. این موضوع از مفهوم سنتی تغییر حالت عملیاتی متفاوت است.

تحقیق درباره عملکرد مبدل های منبع هیبریدی نیمه امپدانس تغذیه شده با فتوولتائیک خورشیدی

Investigation on performance of solar photovoltaic fed hybrid semi impedance source converters

چکیده
1 مقدمه
2 سیستم های موجود
3 سیستم پیشنهاد شده
4 شبیه سازی و نتایج تجربی
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده
ولتاژ خروجی صفحه فتوولتاییک خورشیدی معمولاً خیلی پایین است؛ مقدار این ولتاژ تحت تأثیر محیط و شرایط جوی، تا حد زیادی متغیر است. دراین مقاله ترکیب هر سیستم قدرت و خروجی مبدل های dc-dc را توسط نوعی ولتاژ ورودی افزایش یافته، تنظیم می کنیم. ساختار مبدل dc-dc برای سیستم های قدرت فتوولتاییک نیز خیلی مهم است. تکنولوژی های مختلف افزایش ولتاژ – همچون مدار یکسو کننده – در حقیقت به طور کامل آزمایش شده اند و موفق شده اند که «اندوکتانس، ظرفیت تغییر، اندوکتانس جفت شده، تطبیق امپدانس، و تکنولوژی های افزایش افزایش مارپیچی» را تغییر دهند. البته این فرآیندها هم دقت ضعیف تر و هم هزینه بالاتری دارند. اثربخشی مبدل منبع نیمه امپدانس هیبرید، بالاتر است.

2- سیستم های موجود
در سیستم های موجود، اینورتر منبع امپدانس میتواند از یک حالت راه به در استفاده کند که از طریق اینورترهای منبع ولتاژ متعارف برای افزایش ولتاژ، مجاز نخواهد بود. به منظور دسترسی پیدا کردن، توان تبدیل ولتاژ باک نیز حفظ میشود. اینورتر منبع امپدانس به علت قابلیت مدوله سازی باک-بوست خود، بسرعت به یک موضوع تحقیقاتی داغ تبدیل شده است. با این حال توپولوژی پیشنهاد شده اولیه با مزایای بالا، همیشه معایبی نیز دارد که عبارتند از: توان فعال متناوب، ولتاژ نیروی بالا، و همچنین فاکتور بهره کوچک. در حقیقت نه امپدانس منبع و نه پل شارژر باتری دارای یک اتصال به زمین مشترک نیستند [8]. عملکردهای انتقال منبع تقویت جدید در بررسی های مختلفی معرفی شدند تا محدودیت های اینورتر منبع امپدانس اصلی را رفع نمایند. از بین این شبکه های بزرگ منبع امپدانس اصلاح شده، شبکه منبع نیمه امپدانس، یک راه حل ساده و آسان است.

2-1 معایب سیستم های موجود
ولتاژ بالا
فشار و فاکتور بوست حداقل
کارایی ضعیف
نمودار بلوکی برای سیستم موجود

3- سیستم پیشنهاد شده
سه ترکیب اضافی از مبدل های dc-dc منبع امپدانس نیز به شیوه ای توصیف شده اند که جدیدترین گونه مبدل منبع امپدانس نوظهور را نشان میدهند. در مبدل های dc-dc، ترکیب شبکه های منبع امپدانس افزایش یافت تا مزایای متعارف شبکه های منبع امپدانس ولتاژ بزرگتر محقق گردند [9,10].

3-1 نمودار مدار برای سیستم پیشنهاد شده
شکل ارائه شده ترکیب دو مبدل منبع شبه z را نشان میدهد. مبدل منبع شبه z اول توسط دیود D1، القاگرهای L1 و L2، و خازن های C1 و C2 تشکیل می گردد . مبدل منبع شبه z دوم توسط دیوید D3، القاگرهای L3 و L4، و خازن های C5 و C6 تشکیل میگردد.

اپلیکیشن پلت فرم منبع باز برای ساختمان های هوشمند و کنترل های شبکه هوشمند

Open source platform application for smart building and smart grid controls

چکیده
1- مقدمه
2- پژوهش‌های مرتبط و مقاله‌های کمکی
3- معماری نصب
4- یوزکیس ها
5- نتایج و بحث
6- نتیجه گیری و چشم انداز
تامین مالی
اعلام منافع رقابت
قابلیت دسترسی داده
قدردانی
منابع

چکیده
در این پژوهش، یک دستگاه عامل منبع باز بر اساس چارچوب نرم افزاری FIWARE و دیگر مولفه های منبع باز استفاده می شود تا کنترل آزمایشی ابری روی دو یوزکیس از دامنه‌های ساختمان هوشمند و شبکه هوشمند صورت گیرد. تمامی ارتباطات میان دستگاه عامل و لایه میدانی از طریق اینترنت عمومی برقرار می شود و بنابراین اقداماتی نظیر رمزنگاری، تأیید هویت و مجوزدهی نصب می‌شوند. در یوزکیس اول، دمای تأمین یک مدار حرارتی معمولی کنترل می شود زیرا وظیفه‌ای مرسوم در دستگاه های انرژی ساختمان می‌باشد. در یوزکیس دوم، توازن توان یک شبکه کوچک شبیه‌سازی شده توسط دستگاه های اندازه‌گیری فازور با بهره گیری از یک کنترلگر، مورد بررسی قرار می‌گیرد تا استحکام شبکه نیز حفظ شود. مناسبیت دستگاه عامل با بهره گیری از مقرراتی که از منابع ادبی بدست آمده، اعتبارسنجی می شود. این دستگاه عامل قابل استفاده در هر دو مورد ذکر شده است. اگرچه محدودیت ها و زمینه‌های بالقوه جهت بهبود اظهار شده است.

2- پژوهش‌های مرتبط و مقاله‌های کمکی
در این قسمت، مفهوم حقیقی FIWARE توصیف شده و سپس پژوهش‌های کنونی که از راه‌حل‌هایی بر مبنای FIWARE استفاده می‌کنند بیان می شود. نهایتا، طبق نواحی ضعف شناسایی شده، مقالات کمکی مرتبط با این زمینه بیان می شود.

2-1 FIWARE
FIWARE بعنوان یک روش منبع آزادی است که از طریق اتحادیه اروپا به جهت «سرعت بخشیدن برای بهبود راه‌حل‌های هوشمند» برای زمینه‌های مختلف، فراهم می شود [۱۹]. نرم افزار FIWARE، با بهره‌گیری از ساختار نرم افزاری پیمانهار انعطاف‌پذیری زیادی را داراست، به همین دلیل می‌توان آن را برای یوزکیس‌ها سفارشی‌سازی کرد. FIWARE از پروتکل‌های معاوضه اطلاعات NGSI v2 [۱۲] و NEGSI-LD [۱۷] بهره می‌گیرد و واسطه‌های استانداردی از قبیل REST API را برای معاوضه اطلاعات با دستگاه های هوشمند و مؤلفه‌های نرم افزار یوزکیس قرار می‌دهد. ترکیبات نرم افزاری پیشنهادی در این نرم افزار «توانمند‌کننده‌های عمومی» نامگذاری می شود و می‌توان آنها را در لایه‌های مختلفی از جمله «مدیریت بافت هسته»، «پردازش متن، موفضای خالیی و مصورسازی»، «تعامل با سیستم‌های اینترنت اشیاء، رباتیک و شبکه‌های شخص ثالث» و نهایتا «مدیریت اطلاعات/رابط برنامه نویسی» تقسیم‌بندی کرد. می‌توان یک یا چند مؤلفه را از توانمندکننده‌های عمومی ارائه شده انتخاب و آن‌ها را به اقسام شخص ثالث یا خود نوشته مرتبط ساخت. نمای کلی از توانمندکننده‌های عمومی موجود و کد منبع در گیت‌هاب [۱۸] قابل استفاده است.

۲-۲ تحقیقات و برنامه های کارآمد بر مبنای FIWARE
در سال‌های اخیر، ثابت شد که چنین برنامه هایی و برنامه های کارآمد بر اساس نرم افزار‌های FIWARE، چارچوب مناسبی برای زمینه‌های مختلف نظیر کاربردهای کنترل کشاورزی [۳۲]، راهبری کشتی [۶۰]، کنترل سیستم انرژی‌های تجدیدپذیر [۶۱]، کنترل بر ماشین [۱۳] و کنترل ساختمان هوشمند هستند [۲۰،۳۳،۵۷،۵۹]. پوزو و همکاران [۴۳] بر روی موضوعات کنترل دسترسی و تاثیرش بر کارکرد معماری طبق FIWARE که از روش فناوری کانتینرسازی داکر1 مشتق شده‌، کار کردند. نویسندگان، شاخص‌های کارکرد امنیت و محافظت داده‌ای نرم افزار FIWARE را مورد برآورد قرار داده‌اند. بعلاوه، آنها پهنای باند، میزان استفاده از CPU و حافظه و مدت زمان تاخیر آن‌ها را برای این شاخص‌ها مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان می‌دهد که لایه‌های امن با بهره گیری از فریم ورک احزار هویتOAuth 2.0، تاثیری بر کارکرد سیستم ندارد.

مهندسی مجدد ترمودینامیک محاسباتی و هدایت سینتیک فولاد ابزار با کارایی بالا

Computational thermodynamics and kinetics-guided re-engineering of a high-performance tool steel

چکیده
اعلام تعرض منافع
منابع مالی
منابع

چکیده

با هدف به دست آوردن پراکندگی ریز رسوبات در مقیاس نانو برای افزایش مشخصه های مکانیکی فولاد ابزار با کارایی بالا، بازمهندسی ترکیب آلیاژ و عملیات حرارتی توسط ترمودینامیک محاسباتی و سینتیک انجام شد. نمونه ی اولیه ی آلیاژ با استفاده از شیمی و عملیات حرارتی طراحی شده تهیه شد. بعد از آن، مشخصه های ریزساختاری پیشرفته و آزمایش مکانیکی، طراحی موفقیت آمیز را برای رسیدن به تراکم تعداد بالای رسوبات (V, Mo)C با قطر متوسط حدود 5 نانومتر در شرایط پیک سخت شده، پس از برگشت دادن مارتنزیت در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت تأیید کردند.

ایجاد فولاد ابزارهایی با عملکرد بالا برای تحمل شرایط سخت سرویس قطعات ماشین آلات حائز اهمیت است. فولاد ابزارهای متداول با مقدار کربن متوسط و زیاد و عناصر تشکیل دهنده ی کاربید از جمله Cr، Mo و V جهت تحریک رسوب کاربیدها و تضمین استحکام و سختی بالا مشخص می شوند. با این حال، محدودیت هایی برای این نوع آلیاژ وجود دارد: i) مقدار کربن بالا به طور قابل توجهی چقرمگی و جوش پذیری فولاد ابزارها را مختل می کند. ii)  کاربیدهای درشت شامل M3C، M6C، M23C6 و غیره در طی عملیات حرارتی نهایی شکل می گیرند [1،2] و مشارکت محدودی در استحکام و سختی دارند و حتی چقرمگی فولاد ابزار را بیشتر می کنند. iii) کاربیدهای تشکیل شده دارای سرعت درشت شدن بالا، با مقاومت نرم شدن حرارتی پایین هستند که باعث کاهش استحکام مواد و طول عمر قطعات ماشین در دماهای سرویس بالا می شود. هدف این مقاله بازمهندسی فولاد ابزار با کارایی بالا با استفاده از راهنمایی ترمودینامیک محاسباتی و سینتیک جهت کاهش مشکلاتی است که عملکرد فولاد ابزار را محدود می کند. انتظار می رود که آلیاژ جدید ترکیبی از مشخصه های مهم از جمله چقرمگی، پایداری حرارتی و جوش پذیری را با استفاده از یک مفهوم متالورژی ناب بهبود و تعادل ببخشد، اما همچنان استحکام و سختی قابل ملاجظه ای را به عنوان فولاد ابزار متداول حفظ می کند [1و2]. دستیابی به مشخصه های متعادل تر به بهینه سازی موفقیت آمیز رسوبات با پراکندگی های ریز کاربیدهای نانومقیاس بستگی خواهد داشت (به عنوان مثال، MC و M2C با M که عمدتاً V و Mo را نشان می دهد)، در حالی که شکل گیری جمعیت کاربید درشت تر را محدود می کند [3]. انتظار می رود که پراکندگی ریز کاربیدهای MC یا / و  M2C در مقیاس نانو دارای ماهیت های زیر باشند: i) مشارکت بیشتر در استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش در دمای محیطی و دمای بالا [4]؛ ii) پایداری بالای مواد در طول سرویس در دمای بالا بنابر رشد کمتر و سرعت درشت شدن رسوبات [5،6]. iii) جایگاه های پتانسیل به دام انداختن هیدروژن، افزایش مقاومت تردی هیدروژنی مواد [7]. برخی از قواعد راهنما برای آلیاژ جدید این است که ذرات کاربید درشت نباید در ریزساختار محصول نهایی وجود داشته باشند. به این معنی که نباید از نظر ترمودینامیکی پایدار باشند، و علاوه بر این، نسبت C/(V+Mo) باید به صورت تقریبا یکپارچه حفظ شود که نه تنها باعث تسهیل رسوب در مقیاس نانو (تقویت آلیاژ) می شود، بلکه مقدار C در محلول جامد در ریزساختار محصول نهایی (افزایش چقرمگی) را نیز کاهش دهد. بنابراین، ابتدا ترمودینامیک و سینتیک محاسباتی برای تعیین پارامترهای آلیاژی و عملیات حرارتی بازمهندسی، با هدف قرار دادن انواع رسوب ریز مطلوب MC یا / و  M2C انجام شد. سپس، نمونه اولیه مواد بر اساس فلسفه طراحی مواد فوق الذکر تهیه شد و مشخصه سازی با استفاده از ابزارهای آزمایشی پیشرفته برای اعتبارسنجی با تمرکز بر رسوب صورت گرفت.

شکل 1. ترمودینامیک و سینتیک محاسباتی برای طراحی رسوب: a) نمودار فاز ایزوترمال در دمای 550 درجه سانتیگراد با تغییرات C و V در یک فولاد مرجع که سابقا مطالعه شده با ترکیب شیمیایی 0.32C–1.1Si–0.8Mn–1.4Cr–0.8Mo–0.14V–0.7Ni b) نمودار فاز همدما در دمای 650 درجه سانتیگراد با تغییرات C و V پس از کاهش مقدار Si از 1.1 درصد وزنی به 0.3 درصد وزنی فولاد مرجع. C) نمودار مشخصه های فولاد مرجع، d) نمودار مشخصه های فولاد جدید، e) مدل‌سازی سینتیک رسوب فولاد جدید در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، f) مدلسازی سینتیک رسوب فولاد جدید در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 1000 ساعت با مقیاس لگاریتمی محور y.

مدل سازی مبتنی بر توزیع گاوسی برای پیش بینی عمق برش پروفیل های کرف برای مواد انعطاف پذیر ماشین کاری شده توسط واترجت ساینده

Gaussian distribution-based modeling of cutting depth predictions of kerf profiles for ductile materials machined by abrasive waterjet

نکات مهم
چکیده تصویری
چکیده
1 مقدمه
2 رویکرد تحلیلی
3 راه اندازی به صورت تجربی
4 نتیجه و بحث
5 نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
این مطالعه برای پیش‌بینی عمق برش تحت پارامترهای مختلف فرآیندی، مدلی را برای برش واترجت ساینده (AWJ) برای پروفیل برشی سایشی ارائه می‌کند. این مدل که از توزیع گاوسی پیروی می‌کند، به لحاظ تجربی مورد تایید قرار گرفته‌است. علاوه‌براین، تاثیر ویژگی‌های ابعادی و پارامترهای فرآیندی در هندسه شیار برش مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که فشار آب، سرعت جریان ساینده و سرعت پیشروی لوله فوکوس، شیب جداره شیار برش را بدون هیچ گونه تغییری در عرض آن تغییر داده‌است. با این وجود، فاصله توقف (SOD) عرض شیار برش را تغییر می‌دهد، در صورتی که شیب جداره شیار برش تغییرات جزئی را در پی دارد. علاوه‌براین، رابطه بین انرژی جت (فوران آب)، عمق برش و عرض شیار برش، بر اساس مشتق‌گیری مرتبه اول پروفیل شیار برش به دست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاکی از آن است که: 1) بین عمق برش و کاهش توزیع انرژی جت یک رابطه خطی وجود دارد؛ 2) انرژی جت در قسمت لبه بالا و پایین شیار برش، از کمترین میزان توزیع برخوردار است. مدل پیش‌بینی‌کننده عمق برش و توزیع انرژی جت، متعاقباً امکان بهینه‌سازی پارامترهای فرآیندی در فرآیند AWJ را فراهم می‌آورد.

2- رویکرد تحلیلی
در ماشین‌کاری سایشی با واترجت(AWJ) ، شکل‌های مختلف شیار برش بیانگر ظرفیت ماشین‌کاری برای زدودن مواد مختلف تحت شرایط مختلفی هستند. از این رو، تقسیم عمق برش در ماشین‌کاری به بخش‌های مختلف و تحلیل و بررسی پروفیل فرسایش می‌تواند مفید باشد. با افزایش عمق برش، جت لق می‌شود و به راحتی به سمت پایین تغییر جهت می‌دهد. این فرآیند نمی‌تواند تضمین کند که نفوذ کاملی به قطعه کار صورت بگیرد و موجب آسیب فرسایشی ثانویه در قسمت پایین کانتور می‌شود. یک مدل مبتنی بر هندسه شیار برش فرسایش و پارامترهای فرآیندی نیز برای بهینه‌سازی عمق برش هنگام ماشین‌کاری قطعه کار با جت ارائه شد.

Hlaváč و همکاران (24) برای تعیین پروفیل و ساختار سرعت، از هیدرودینامیک‌ها و دیدگاه‌های غیرمعمول در مورد تشکیل جت مایع درون نازل استفاده کردند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده و با توجه به هندسه شیار برش در حین ضربه، فرض بر این است که پروفیل‌های شیار برش دارای توزیع گاوسی در فرایند ریز برش هستند.

که در اینجا h، H و dw به ترتیب نشاندهنده عمق برش، حد عمق برش، و عرض شیار برش هستند. df نیز به عرض شیار برش متناظر در نیمۀ عمق برش اشاره دارد، و نشاندهنده انحراف استاندارد است.تغییر در عرض شیار برش بر پایه توزیع گاوسی همانند خود شیار برش بود، در حالی که تغییر در پروفیل عمق برش با عرض توزیع گاوسی شباهت داشت. بدین ترتیب، رابطه بین عمق برش h و عرض شیار برش dw را می‌توان بصورت زیر نشان داد:

ترمودینامیک نیروگاه هسته ای مدولار GT-MHR-250 با راکتور هلیوم و توربین گاز بر اساس چرخه پیچیده برایتون

Thermodynamics of GT-MHR-250 modular nuclear plant with helium reactor and gas turbine based on the complex Brayton cycle

چکیده
1 مقدمه
2 نیروگاه هسته ایِ GT-MHR
3 نتایج و بحث
4 نتیجه گیری
عدم تضاد منافع
دسترسی به داده ها
تقدیر و تشکر
منابع

چکیده
با اینکه اغلبِ نیروگاه های مدولارِ راکتورِ هلیوم با توربین گازی ، که مورد بررسی قرار گرفته اند، بر اساس چرخۀ (سیکل) رانکین کار می کنند، استفاده از سیکل برایتونِ ترکیبی  می تواند سودمند باشد. با این حال، مقالات علمیِ منتشر شده در سال های اخیر، این ترکیب را با دقّت، ارزیابی نکرده اند. پژوهش حاضر، یک تحلیل ترمودینامیکی از نیروگاه هسته ایِ مدولار با توانِ حرارتی MW 250، را ارائه می دهد که شامل راکتور هسته ایِ خنک- شونده با هلیوم، و واحد تبدیلِ انرژی می باشد و از توربینِ گازیِ عمودی که بر اساس سیکل برایتونِ ترکیبی، کار می کند، استفاده می نماید. دو مُدِ (مدل) اجرایی در نیروگاه هسته ای، به کار گرفته شدند: تولید الکتریسیته ، و تولید ترکیبیِ گرما و الکتریسیته . اجزاءِ واحد تبدیل انرژی، مانند بازده الکتریکی ، توان الکتریکی ، و توان حرارتیِ  رژنراتورهای (بازیابنده های) حرارتی  و مبدّل های حرارتی ، به دست آمده و تحلیل شدند. نتایج حاصل، تأیید نمودند که اگر بهترین پارامترهای اجزاءِ درون-نیروگاهی که در حال حاضر، در توربین گازیِ مدرن و صنایع مهندسی برق وجود دارند، در این طراحی استفاده شوند، می توان به کارایی زیادِ سیکل، در مُد تولید الکتریسیته دست یافت. یافته ها نشان دادند که ضریب حرارتیِ خنک سازی هلیوم، اثر بزرگی بر بازده الکتریکی و توانِ الکتریکی دارد. به منظور ارزیابیِ کاهشِ بازده GT-MHR-250 به دلیل خرابیِ اجزاء ِدرون-نیروگاهی (توربین، کمپرسور، مبدّل های حرارتی) در حین کار، تحلیلِ حساسیت ، انجام شد. در این مورد، بازده الکتریکی و توان الکتریکیِ نیروگاه در مُد (مدل) ترکیبی، قابل توجه تر از مُد تولید الکتریسیته بود. 

2- نیروگاه هسته ایِ GT-MHR
مفهوم GT-MHR
ابتدا، باید اشاره نمود که نمی توان از هر توربین گازیِ سریالی در طراحی نیروگاه استفاده نمود. چون توربینِ هلیومی، ویژگی های خاص بسیاری دارد که آن را از توربین گازیِ قدرتمندِ سریالی، متمایز می سازد. این ویژگی ها عبارتند از: وضعیت عمودی، یاتاقان های مغناطیسی، و بهترین پارامترهای نیروگاهی برای دستیابی به بالاترین عملکرد.

طرح پیشنهادی نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، شامل دو بلوکِ جداگانه (بلوک راَکتور هسته ایِ خنک شونده با هلیوم (MHR)، و بلوک تبدیل انرژی) (شکل 1)، بر اساس توربینِ سیکلِ برایتونِ ترکیبی، می باشد ]14-16[.

هیچ جزءِ فلزی، در طراحی هستۀ MHR با یک تعدیل کنندۀ گرافیتی (منطقۀ فعال ) وجود ندارد، که این امر، اجازۀ افزایش دمای هلیوم تا ◦C 950-850 در خروجیِ راکتور، را می دهد و اطمینان از بازده بالای تولیدِ الکتریسیته در سیکل برایتونِ ترکیبی، را حاصل می نماید. در این طرحِ راکتور هلیوم، استفادۀ کارآمدی از سوختِ هسته ای فراهم می شود، اجرای انواع چرخه های سوخت (اورانیوم، پلوتونیوم، توریوم) ممکن می گردد، اثر تشعتشعات بر محیط زیست، کاهش می یابد، و هسته، در حوادث شدید، ذوب نمی گردد. به دلیل عدم وجود خنک کننده های میانی با تغییر فاز (مایع-بخار)، و مبدّل های حرارتیِ توده ای ، طراحی یک نیروگاهِ هسته ای، بسیار ساده شده است. تحقیقات، نشان داده اند که می توان در نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، از «سوزاندن کاملِ» پلوتونیومِ گرِید تسلیحاتی استفاده نمود، و سپس، سوختِ مصرف شده را بدون بازپردازشِ اضافی، دور ریخت. هزینه های سرمایه ایِ کُل ، برای نیروگاه هسته ایِ GT-MHR، از 1000 تا 1600 دلارِ آمریکا، به ازای هر kWe 1 (از زمان ساخت نیروگاه، 4-3 سال می گذرد)، تخمین زده شده اند.

بهینه سازی سیستم های سودمند سایت برای یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر

Optimization of site utility systems for renewable energy integration

چکیده
1 مقدمه
2 مدل بندی و شبیه سازی سیستم های قدرت در زمینه یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر
3 بهینه سازی فرایند سیستم های قدرت سایت صنعتی
4 مطالعه موردی
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

همان طور که می دانیم در راستای خنثی سازی انتشار کربن توجه زیادی به تامین انرژی الکتریکی از طریق منابع انرژی تجدید پذیر، اختصاص داده شده است. ما در صورتی که بخواهیم استراتژی های عملیاتی بهینه برای یکپارچه سازی منابع انرژی الکتریکی در سیستم های قدرت متعارف را شناسایی و تاثیرات تکنولوژیکی-اقتصادی استفاده از انرژی تجدید پذیر بر روی مدیریت انرژی صنعتی را درک کنیم، به یک رویکرد سیستماتیک و یکپارچه نیاز خواهیم داشت. ما به دنبال مدل بندی سیستم های تاسیسات قدرت صنعتی هستیم که انرژی تجدیدپذیر در آنها یکپارچه سازی شده است. در ادامه این مدل بندی را به منظور بررسی بده بستان اقتصادی بین سرمایه گذاری ثابت، مصرف سوخت، تولید برق و مالیات انتشار کربن، بهینه سازی می کنیم. حساسیت پارامترهای کلیدی طراحی با کمک چارچوب بهینه سازی ارزیابی میشود که به ما اجازه می دهد درک مفهومی بهتری در مورد اثر اقتصادی مالیات کربن و قیمت انرژی تجدیرپذیر بر روی مدیریت توان و حرارت در سطح ناحیه صنعتی، به دست آوریم. در مقایسه با سیستم های قدرتی که صرفا بر اساس احتراق سوخت های فسیلی عمل می کنند، یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در مطالعه موردی نشان داد که از طریق تزریق استراتژیک 20 مگاوات توان الکتریکی تجدیدپذیر به سیستم قدرت متعارف می توانیم تقریبا 14 درصد در هزینه عملیاتی و 9 درصد در هزینه سرمایه، صرفه جویی داشته باشیم. مطالعات موردی ارائه شده به طور کامل اثرات اقتصادی مرتبط با پیاده سازی توان الکتریکی تجدیدپذیر در سیستم های قدرت صنعتی را نمایش میدهند و همچنین مزیت بهینه سازی فرایند ادغام شده برای یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در عمل را تایید میکنند.

2 مدل بندی و شبیه سازی سیستم های قدرت در زمینه یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر
با توجه به آنکه ما به دنبال بهبود عملکرد زیست محیطی سیستم های قدرت مبتنی بر سوخت فسیلی هستیم، در این مطالعه تلاش می کنیم سعی می کنیم تاثیرات تکنولوژیکی-اقتصادی مالیات انتشار کربن و یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در سیستم های قدرت متعارف مبتنی بر سوخت فسیلی را درک کنیم.بر این اساس می توان راهنمای عملی برای طراحی و عملیات سیستم های قدرت در آینده ارائه کرد.مطالعه انجام شده در این مقاله از رویه توصیف شده در شکل 1 پیروی می کند.

2 پایه طراحی برای مدل بندی فرایند
سیستم قدرت در نظر گرفته شده در این مطالعه مبتنی بر کار آقای واربانوف (Varbanov) و همکاران او است که در آن زغال سنگ، نفت کوره و گاز طبیعی برای تولید بخار و توان الکتریکی سوزانده می شوند [7].دلیل انتخاب مطالعه موردی واربانوف این بود که در سیستم قدرت آنها سه نوع سوخت فسیلی با ضرایب انتشار کربن متفاوت، مصرف می شوند.این سیستم گزینش شده به ما اجازه می دهد که به طور موثر یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر برای سیستم های قدرت صنعتی را ارزیابی کنیم.

سیستم قدرت شامل دو دیگ بخار و یک توربین گازی ادغام شده با یک مولد بخار بازیافت حرارت (HRSC) است که برای تولید کردن بخار فشار بسیار بالا (VHP) و تامین 68 مگاوات توان الکتریکی مورد نیاز در سایت صنعتی، مورد استفاده قرار می گیرند.چهار هدر بخار در دسترس هستند.بخار فشار بسیار بالا (VHP) با سطح فشار 101 بار (Bar) از سیستم آب تغذیه دیگ بخار (BFW) تولید شده است که در داخل آن یک دیگ زغال سنگی و همچنین یک دیگ نفت کوره وجود دارد. این سیستم در شکل 2 به نمایش گذاشته شده است.فرض می شود که فشار بخار پایین (LP) بعد از منبسط شدن در داخل توربین در فشار 0.5 بار (Bar) منقبض خواهد شد و در نهایت میعانات بخار به داخل سیستم BFW بازگردانده می شود.مدل بندی فرایندی سیستم های قدرت در محیط یونی سیم (UNISIM@) اجرا شده اند.

بهبود راندمان کمپرسور سانتریفیوژ و اثرات زیست محیطی آن در تصفیه فاضلاب

Centrifugal compressor efficiency improvement and its environmental impact in waste water treatment

چکیده

1- معرفی

2- سناریوهای مطالعه شده ی بهسازی بازده ی کمپرسورهای سانتریفیوژ

3- وظایف مطالعه شده ی کمپرسور و میزان استفاده از انرژی حاصله برای سناریوهای بهسازی

4- ارزیابی چرخه ی عمر برای سناریوهای مختلف دیفیوژر

5- نتیجه گیری

منابع

چکیده

     هزینه های انرژی معمولاً بر هزینه های چرخه ی عمر کمپرسورهای سانتریفیوژ که در فرآیندهای صنعتی و شهری مختلف کاربرد دارند، سایه انداخته و کمپرسور را به هدفی جذاب برای بهسازی کارآیی تبدیل می سازند. مطالعه ی حاضر، صرفه جویی قابل حصول در انرژی با استفاده از سه نوع دیفیوژر  مختلف در کمپرسور سانتریفیوژ را برای پشتیبانی از فرآیند کاربر نهایی در کارخانه تصفیه فاضلاب مدنظر قرار داده است. و تأثیر بهبود بازده انرژی بر استفاده ی سالانه  از انرژی و تأثیر محیطی آن را با بهره گیری از محاسبات انرژی و ارزیابی چرخه ی عمر و با در نظر گرفتن کار کمپرسور انتخاب شده در هوادهی فاضلاب نشان می دهد. در کنار مزایای صرفه جویی قابل حصول در انرژی در فرآیند هوادهی فاضلاب، مطالعه ی حاضر تأثیر مواد اضافی موردنیاز در تولید دیفیوژر بر مجموع انتشار گازهای گلخانه ای در چرخه ی عمر کمپرسور را نیز آشکار می سازد.  بر اساس محاسبات و نتایج بررسی، انواع دیفیوزر مطالعه شده تأثیر قابل توجهی بر میزان استفاده ی کمپرسور از انرژی و تأثیرات محیطی آن هنگام عملیات کمپرسور در فرآیند هوادهی دارد. صرفه جویی قابل توجه در انرژی سالانه در این مورد در مقایسه با سناریوی مبنا بین %9-4 – 5/2 بود. همچنین تأثیر مواد اضافی و استفاده از انرژی بر تولید دیفیوژر در مقایسه با پتانسیل پرهیز از کاهش گاز گلخانه ای، بی معنا بود.

سناریوهای مطالعه شده ی بهسازی بازده ی کمپرسورهای سانتریفیوژ

     همانطور که اشاره شد، سه نوع اصلیِ دیفیوژر می تواند بر عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ تأثیر بگذارد: دیفیوژر بدون پره، دیفیوژر پره دار با استحکام پایین و دیفیوژر پره دار. افزون بر این، دیفیوژر بدون پره  را می توان به منظور بهبود عملکرد با استفاده از گیره اصلاح کرد که به معنای محدود شدن ارتفاع دیفیوژر در مقایسه با ارتفاع تیغه ی ایمپلر است. نمای شماتیک طراحی های مختلف دیفیوژر در شکل 2 به تصویر کشیده شده است.

     طراحی های مطرح شده برای دیفیوژر را می توان از نظر بهسازی کارآیی و الزامات منابع مواد  مطالعه نمود. در این مطالعه، مواد فرض شده برای هر سناریوی دیفیوژر آلومینیوم (AlMg3) است. سناریوهای دیفیوژر به ترتیب زیر طبقه بندی شده اند: دیفیوژر گیره دار  (PND، سناریوی 1)، دیفیوژر دارای استحکام پایین (سناریوی 2)، و دیفیوژر پره دار (سناریوی 3). این سه سناریوی برای دیفیوژر با طراحی مبنا که دیفیوژر بدون پره (سناریوی 0) است مقایسه می شوند.

    سناریوی 1 استفاده از گیره ی متوسط در دیفیوژر را نشان می دهد و در آن ارتفاع عبور دیفیوژر محدودتر از ارتفاع اسمی است. دیفیوژر گیره دار (PND) باعث بهبود کارآیی کمپرسور سانتریفیوژ می شود و در عین حال تقریباً دارای همان پهنای نقشه ی عملیاتیِ دیفیوژر بدون پره است [25]. سناریوی 2 در رابطه با دیفیوژرِ دارای استحکام پایین (LSD) است و در آن به دلیل تعداد کم پره های کوچک هیچ گلوگاه هندسی میان دو پره تعبیه نشده است. LSD کارآیی بالاتری نسبت به دیفیوژر بدون پره دارد و معمولاً پهنای نقشه ی عملیاتی خود به خوبی حفظ می کند [16]. هرچند دیفیوژر پره دار (VND) در سناریوی 3 معمولاً دارای بالاترین سطح بهسازی عملکرد در میان طرح های مختلف دیفیوژر است اما پهنای نقشه ی عملیاتی آن به وضوح محدودتر از دو طراحی قبلی است. دامنه ی عملیاتی محدودتر عمدتاً به دو دلیل است: پره های دیفیوژر به وقوعِ  (بروز) متغیر حساس هستند و یک گلوگاه آئرودینامیکی را تشکیل می دهند که ماکزیمم دبی جرمی  را محدود می کند.  وقوع، پره های LSD را نیز تحت تأثیر قرار می دهد؛ با این حال به جای عامل پراکنده کردن  جریان، عمدتاً هدایت کننده ی آن در نظر گرفته می شوند و بنابراین نسبت به آن حساس نیستند. افزون بر این، پره ها در دیفیوژر دارای استحکام پایین یک گلوگاه آئرودینامیکی را تشکیل نمی دهند؛ از این رو، همانند دیفیوژر بدون پره، ماکزیمم دبی جرمی توسط ایمپلر تعیین می گردد.

تحقیق تاثیر جریان جوشکاری بر خصوصیات مکانیکی اتصالات فولادی نرم زمان استفاده از جوش قوس الکتریکی

An Investigation of the Effect of Welding Current on the Mechanical Properties of Mild Steel Joints When Using Arc Welding

چکیده
جوشکاری نوعی فرایند ساخت است که در آن دو یا چند قطعه با استفاده از گرما یا حرارت، فشار یا هر دوی آن¬ها بهم ذوب شده و پس از سرد شدن قطعات به یکدیگر متصل می شوند. این مقاله در نظر دارد تا اثرات جریان را هنگام استفاده از جوشکاری قوسی، بر خواص مکانیکی و ریز ساختارهای اتصالات فولاد نرم بررسی کند. آزمایش جوشکاری قوسی در جریان¬های مختلفی(100 A, 150 A and 200 A) انجام شد. آزمایش¬های سختی و ضربه مطابق با استانداردهای ASTM E384 و ASTM E23-12C پیش برده شدند. نتایج نشان دادند که در طول فرایند جوشکاری قوسی، جریان بالای جوشکاری سبب ایجاد دمای سطحی بالایی می شود. افزایش در دمای سطحی بر خواص مکانیکی ناحیه جوشکاری اثر منفی دارد. بیشترین سختی و سفتی در جریان کم جوشکاری حاصل شده و مقادیر آن به ترتیب 269HV و 205.71J گزارش شد.

II. مواد
در این مطالعه از نمونه صفحات فولاد نرم S355JR با ضخامتی برابر 10 میلی متر، به عنوان فلز مرجع استفاده شد. از یک سیم جوشکاری 0.9 میلی متری (ER70S-6) به همراه گاز خاکی به عنوان ماده اتصال دهنده طی فرایند جوشکاری قوسی MIG، در جریان های مختلف استفاده شد.

III. روش
A. آزمایش جوشکاری قوسی
از دستگاه برش نواری Beka Mak BMSY 320 به همراه خنک کننده امولسیفایر، برای برش شش نمونه مشخصه به صورت مستطیلی، در ابعاد 30×30×10 میلی متر استفاده شد. همانطور که در شکل 1(a) نشان داده شده است، هر نمونه آزمایش با استفاده از یک سنگ فرز با توان 900 وات، بر روی یک سطح شیبدار با زاویه 20 درجه بریده شد. صفحات بریده شده قبل از جوش دادن به یکدیگر، با استفاده از یک برس سیمی چرخان تمیز می شوند. یک دستگاه جوشکاری PRO-MIG 350 که در شکل 1 نشان داده شده است به منظور ایجاد جوش لب به لب بین نمونه¬ها در جریان های 100 ، 150 و 200 آمپر همانطور که در شکل 2 (b) نشان داده شده است، استفاده شد. به منظور ایجاد اتصال از سیم ER70S-6 (0.9 میلی متر) در سرعت 360 میلی متر در دقیقه و گاز خاکی که دارای ترکیب، 90 درصد آرگون، 5 درصد اکسیژن و 5 درصد دی اکسید کربن است، به عنوان گاز محافظ نیز استفاده شد. سرباره(slug) ایجاد شده از نمونه¬های جوش داده شده جدا شد و اجازه داده شد تا نمونه ها به طور طبیعی خنک شوند.