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

رویکرد جدید در طراحی و توسعه پرتابگرها استفاده از فناوری های پیشرفته در کاهش هزینه های طراحی و توسعه تا حد ممکن است. در این مقاله رویکردی برای کاهش هزینه ها و افزایش قابلیت اطمینان پیشنهاد شده است که مبتنی بر استفاده از سیستم پیشرانش غیرتوربوپمپی (سیستم پیشرانش تحت فشار) به جای سیستم پیشرانش توربوپمپی است. بدین منظور طراحی بهینه مفهومی چند موضوعی یک ماهواره بر دو طبقه با سیستم پیشرانش تحت فشار با هدف قابلیت ارسال حداکثر بارمحموله با حداقل جرم ناخالص برخاست به مدار 500 کیلومتری زمین با لحاظ موضوعات سازه، آیرودینامیک، پیشرانش، مخازن تحت فشار، شبیه سازی حرکت و برنامه پیچ بهینه، انجام پذیرفته است. بدین ترتیب پرتابگر بهینه از منظر دستیابی به مدار 500 کیلومتری با فنّاوری سیستم پیشرانش بدون توربوپمپ استخراج می گردد. در ادامه آنالیز حساسیت بر روی پرتابگر بهینه صورت پذیرفته تا میزان کارایی پرتابگر در ارتفاع های مداری مختلف و قابلیت حمل بار مفید متناسب، مشخص گردد.

با توجه به اهمیت فرایند خنک کردن و گرم کردن یک جسم جامد، تولید انتروپی در جریان محدود در اطراف یک مانع مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی عددی جریان لایه ای آرام و انتقال حرارت نانو سیال ها با نانو ذرات Al2O3 یا نانو لوله های کربن (CNTs)با شکل های مختلف در نظر گرفته شده است. معادله های ناویر-استوکس و انرژی به صورت عددی در یک سیستم مختصات متناسب با هندسه جسم، با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. الگوهای جریان و میدان های دما برای مقادیر مختلف غلظت ذرات به طور دقیق بررسی شده اند. علاوه بر این، اثرات شکل و غلظت نانو ذرات بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نانو سیال ها بر افت فشار و توان پمپ مطالعه شد. از سوی دیگر، کمینه کردن تولید انتروپی به عنوان معیار بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد، نانو سیال ها انتقال حرارت و همچنین افت فشار را افزایش می دهند. همچنین، شکل نانو ذرات مکانیزم انتقال حرارت در نانو سیال ها مهم است. نانو سیال ها با نانو ذرات استوانه ای CNT نسبت به نانو سیال های که دارای نانو ذرات Al2O3 با شکل کروی هستند، انتقال حرارت را بیشتر افزایش می دهند. برای نانو سیال حاوی CNT با غلظت %5/0 انتقال حرارت خیلی بیشتر از توان پمپاژ افزایش یافته است که این نانو سیال را یک انتخاب اقتصادی می سازد.

بهینه سازی شبکه های آبیاری تحت فشار به منظور کاهش دادن هزینه ها تاکنون تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است. در این تحقیقات غالبا بهینه سازی با استفاده از کد های آماده و یا جعبه ابزار های متداول انجام شده است. کد توسعه داده شده در این تحقیق که مبتنی بر بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک می باشد به هر یک از قطر های موجود در بازار یک عدد صحیح اختصاص می دهد. سپس با انجام عملیات تقاطع، جهش و جایگزینی با رویکرد نخبه گرایی بر روی مجموعه کروموزوم ها قطر های بهینه انتخاب و به زیر برنامه محاسبه ضربه قوچ فرستاده می شود. پس از محاسبه فشار های مازاد مجددا به مدل بهینه سازی برمی گردیم. در این مرحله قیود حداکثر فشار کاری با قیود فشار ترکیدگی لوله جایگرین می شوند و مجددا قطرهای بهینه محاسبه و به مدل ضربه قوچ فرستاده می شوند. نتایج این تحقیق نشان داد در مقایسه با شرایط موجود طراحی بهینه هزینه اجرای خطوط لوله شبکه آبیاری تحت فشار اسماعیل آباد لرستان را از 825935.28 به 730958.37 دلار کاهش می دهدکه معادل 11.5درصد هزینه اجرای خطوط لوله شبکه می باشد. از طرفی محاسبات نشان داد تنها با تغییر قطر 3 خط لوله از 16 خط لوله موجود در سیستم می توان اضافه فشار ناشی از ضربه قوچ به علت بستن سریع همه شیرهای انتهایی خطوط لوله اصلی در مدت زمان کمتر از یک ثانیه را کنترل نمود. در این حالت هزینه اجرای خطوط لوله از730958.37 دلار به 775511.28 دلار یعنی حدود 6.1 درصد افزایش می یابد.

در برنامه های اول و دوم توسعه اقتصادی، دولت به افزایش بهره وری آب و بهبود راندمان آبیاری در کشاورزی توجه قابل ملاحظه ای کرده است. در این راستا افزایش راندمان آبیاری از طریق گسترش سیستم های آبیاری تحت فشار در اولویت سیاست های بخش کشاورزی قرار گرفته است. با این همه گسترش و توسعه سیستم های آبیاری تحت فشار با مسایل و ناشناخته های متعددی رو به رو است. شناسایی عوامل موثر بر توسعه این سیستم ها می تواند در رفع موانع و تنگناهای موجود موثر بوده و راهنمای مناسبی برای برنامه ریزان بخش کشاورزی باشد و آنها را در راهبردهای عملی یاری کند. از این رو در جهت بررسی تخصیص بهینه منابع آب در این سیستم ها در مطالعه جاری کاربرد سیستم های آبیاری بارانی از نظر بهینه سازی تخصیص منابع آب و بهره وری بازده آن با استفاده از مدل های برنامه ریزی خطی (LP) مورد بررسی قرار گرفته است. اطلاعات مورد نیاز این مطالعه با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی ساده از بهره برداران کشاورزی استان خراسان جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با مطالعات خارجی مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در صورت طراحی و استفاده مناسب از این سیستم ها با افزایش راندمان و کاهش تبخیر میزان تولید و درآمد بهره برداران و همچنین بهره وری منابع آب افزایش خواهد یافت و در شرایط به کارگیری این سیستم ها تخصیص بهینه منابع آب بهتر صورت خواهد گرفت و بهره برداران الگوی کشت مطلوبتری را خواهند داشت.