با توجه به اهمیت حضور عدم قطعیت ها در طراحی سیستم های پیچیده مهندسی، در این پژوهش، روند طراحی بهینه چندموضوعی سیستم پیشرانش دومولفه ای در حضور عدم قطعیت ها ارائه می گردد که علاوه بر کمینه نمودن جرم سیستم از مقاومت مطلوبی نسبت به عدم قطعیت ها برخوردار باشد. براین اساس روندنمای طراحی چندموضوعی سیستم پیشرانش دومولفه ای در دو حالت طراحی بهینه و طراحی بهینه مقاوم نشان داده می شود. سپس با اعمال عدم قطعیت ها، نتایج جرمی، عملکردی و هندسی سیستم پیشرانش به تفکیک برای طراحی بهینه، طراحی مقاوم و طراحی بهینه مقاوم بیان می گردد. با توجه به نتایج نشان داده می شود که کمترین جرم در حالت طراحی بهینه اتفاق می افتد. اما با اعمال عدم قطعیت ها در این نقطه مشاهده می گردد که کمترین مقاومت و قابلیت اطمینان را دارا می باشد. همچنین سعی می شود تفاوت مفاهیم طراحی مقاوم و طراحی بهینه مقاوم به کمک نتایج تشریح شود.

نیاز به افزایش قابلیت اطمینان و الزامات ایمنی، باعث شده است روش طراحی مبتنی برقابلیت اطمینان به طور فزاینده ای مورد استفاده قرارگیرد. در این پژوهش، طراحی بهینه چندموضوعی مبتنی برقابلیت اطمینان برای سامانه پیشرانش دومولفه ای مورد بررسی قرار گرفته است. تابع هدف مسئله کمینه نمودن جرم سیستم و قیود طراحی، ضربه کل و دمای دیواره محفظه احتراق است. جهت اعمال عدم قطعیت ها و نشان دادن قابلیت اطمینان مسئله نسبت به آن ها از روش شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. در این مقاله بعد از طراحی سامانه پیشرانش دومولفه ای نتایج جرمی، عملکردی و هندسی به تفکیک برای طراحی بهینه، طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان و طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اطمینان بیان می گردد. در ادامه با توجه نتایج، مفاهیم و تعاریف روشهای طراحی مورد مقایسه و بحث قرار می گیرد و نشان داده می شود که روش طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اطمینان ضمن داشتن جرم مطلوب دارای قابلیت اطمینان لازم است.

بلوک های انتقال مداری وظیفه ی انتقال ماهواره ها از مدار پارکینگ به سایر مدارهای هدف را دارند، در این مقاله به طراحی چند موضوعی بهینه یکی از مهم ترین زیر سیستم های آن یعنی زیرسیستم پیشرانش و از نوع دومؤلفه ای مایع، به صورت چندهدفه مبتنی بر حداقل جرم و حداکثر ضربه مخصوص پرداخته شده و درنهایت به مقایسه هزینه ای آن نیز اشاره ای گردیده است. برای ترکیب های NTO (اکسید نیتروژن) به عنوان اکسیدانت و سوخت های UDMH ، MMH ، Hydrazine و RP-1 (کراسین-نوع1) و برای سازه های معمول مورد استفاده در این سیستم ها طراحی و بهینه سازی توسط الگوریتم ازدحام ذرات (PSO ) هیبریدی چند هدفه صورت گرفته است.

در این پژوهش سامانه پیشرانش دورگه الکتریکی- پیل سوختی جایگزین سامانه متداول احتراق داخلی در یک خودرو سمند گردیده است. سپس خودرو با در نظر گرفتن هر دو سامانه در نرم افزار ADVISOR الگوسازی شده است. برای الگوسازی خودرو ذکر شده الگوی بدنه و چرخ ها با در نظر گرفتن کلیه فراسنج های مربوط به آن ها به این نرم افزار اضافه شده است. در هر دو حالت نتایج بدست آمده از قبیل مصرف سوخت و بازده سامانه در چرخه های حرکت مختلف مورد بررسی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که خودرو دورگه الکتریکی- پیل- سوختی علاوه بر کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده و آلایندگی صفر از نظر فراسنج های عملکردی سرعت، شتاب و شیب پیمایی قابل رقابت با نمونه احتراق داخلی خود می باشد.

هدف از این مقاله، ارائه مدل تخمین هزینه ی سامانه های پیشرانش فضایی سرمازا/نیمه سرمازا می باشد. در این راستا، انتخاب سامانه پیشرانش بهینه (از منظر نوع سوخت و اکسیدکننده) با هدف افزایش کارآیی و کاهش هزینه صورت پذیرفته است. سپس، نمونه های زوج سوخت و اکسیدکننده سامانه پیشرانش بر مبنای مشخصات جرمی – انرژتیک (وزن موتور – ضربه ویژه) سامانه ی پیشرانش و همچنین نوع سیکل کاری موتور با نگاه به امکان پذیری ماموریت، تعیین می شود. برای این منظور، روندنمایی برای اجرا و استفاده از مدل تخمین هزینه ی پیشنهادی تدوین شده است. در این روندنما، از روابط ریاضی موجود مدل تخمین هزینه استخراج می شود و با استفاده از مدل های موجود مورد صحه گذاری قرار می گیرد. در نهایت خروجی این روندنما، نمودار هزینه- کارآیی (ضربه ویژه) برای هفت زوج سوخت و اکسیدکننده، انتخاب موتور براساس بیشینه ضربه ویژه، ایجاد فضای جستجوی طراحی برای بهینه سازی هزینه-زمان در پروژه های فضایی می باشد.

هدف اصلی در این پژوهش، بررسی عددی تأثیر برهمکنش میان سامانه پیشرانش با بخش های اصلی یک شناور اثر سطحی می باشد. بنابراین، تأثیر پارامترهایی نظیر زاویه حمله شناور، جهت چرخش سامانه پیشرانش و تغییر مکان افقی و عمودی سامانه پیشرانش بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله و در نهایت پایداری طولی شناور مطالعه شده است. با استفاده از نرم افزار ANSYS-CFX، الگوریتم سیمپل برای در نظر گرفتن کوپل میدان سرعت و فشار و همچنین با توجه به وجود جدایش جریان به منظور پیش بینی رفتار آشفتگی، مدل آشفتگی k-ω SST به کار گرفته شده است. اعتبارسنجی روش عددی مورد استفاده در این پژوهش توسط مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های تجربی برای یک ملخ سه پره صورت پذیرفته است، که این مقایسه بیانگر دقت بالای روش عددی مورد استفاده است. نتایج نشان می دهد که جهت چرخش ملخ تأثیر چندانی بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله نداشته و در زاویه حمله 3 درجه بالاترین کیفیت آیرودینامیکی به دست آمده است. همچنین در هنگام نزدیک شدن ملخ به خط مرکزی شناور، نیروی پسای دم افقی افزایش و نیروی برآ کاهش و در نهایت سبب ناپایداری طولی شناور شده و بالعکس در تغییر مکان عمودی ملخ به سمت پایین، نیروی پسای دم افقی کاهش و نیروی برآ افزایش یافته و پایداری طولی شناور نیز افزایش پیدا کرده است.

در مسائل طراحی واقعی و صنعتی متغیرها همیشه به صورت معین نمیباشند زیرا عدم قطعیتها در بسیاری از بخشهای مختلف طراحی خودنمایی میکنند که میتوانند منجر به شکست و یا ناکارآمدی طراحی گردند. با پیشرفت فنّاوری در دهه های گذشته، روش های مختلفی برای مقابله با اثرات عدم قطعیت ورودی در مسائل بهینه سازی طراحی، ارائه شده است. یکی از این روشها روش بهینهسازی بدترین حالت است. در پژوهش حاضر به طراحی یک سیستم کنترل عکس العملی هیدرازینی با سه نوع مختلف این روش، مبتنی بر حداکثر درست نمایی برای بیان عدم قطعیتها بدون هیچ فرض خاصی بر روی نوع توزیع و حتی عدم قطعیت در پارامترهای توزیع توسط مجموعه خانواده جانسون پرداخته شده است. همچنین یک فرمول بندی جداسازی شده برای متغیرها و پارامترهای طراحی پیشنهاد شده که سازگار با هر دو نوع عدم قطعیت شناختی و غیرشناختی با هر سه نوع داده تنک، چند بازهای و تک بازهای است.

در نظر گرفتن عدم قطعیت یک بخش جداناپذیر در مسایل طراحی صنعتی و نزدیک به واقعیت است. در نظر نگرفتن این عدم قطعیت ها در طراحی می تواند منجر به کاهش کارایی سامانه و حتی بدتر در برخی از مسایل موجب شکست ماموریت به طور کامل شود. در پژوهش حاضر به پیاده سازی یکی از روش های طراحی تحت عدم قطعیت یعنی بهینه سازی بدترین حالت برای طراحی یک سامانه پیشرانش تک مولفه ای آب اکسیژنه پرداخته شده است. روش پیشنهادی در این پژوهش شامل دو نوع عدم قطعیت شناختی و غیر شناختی نیز می شود. این روش با جداسازی پارامترها و متغیرهای طراحی برای هر سه نوع بیان عدم قطعیت تنک، تک بازه و چند بازه ای به جستجوی نقطه بهینه به کمک الگوریتم ژنتیک می پردازد. طراح در انتخاب نوع توزیع بی تاثیر بوده و نوع توزیع بسته به داده ها ی موجود تعیین می شود. به عبارت دیگر حتی عدم قطعیت در نوع توزیع و پارامترهای آن نیز مدنظر قرار گرفته است. همچنین برای تخمین پارامترهای توزیع از روش مبتنی بر حداکثر درست نمایی استفاده می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.