مجله دفاع هوافضایی

چکیده در این پژوهش، عملکرد یک سیستم ضدیخ حرارتی با استفاده از هوای گرم کمپرسور موتور، برای جلوگیری از تشکیل یخ بر روی لبه‌ی ورودی هوای موتور به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات برای شرایط بحرانی یخ‌زدگی شامل ارتفاع ۳۰۰۰ متر، ماخ پروازی 45/0 و دمای محیط ۳۰- درجه‌ سانتی‌گراد انجام شده است. با حل همزمان معادلات بقای انرژی در کانال گرمایش (با دمای ورودی ۲۰۰ درجه‌ سانتی‌گراد) و سطح خارجی لبه، توزیع دمای سطح و ضرایب انتقال حرارت جابجایی داخلی و خارجی در چهار موقعیت ساعتی مختلف (۱۲، ۹، ۶ و ۳) محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد که با طراحی مناسب کانال‌های گرمایش، دمای سطح در تمامی نقاط بالاتر از نقطه‌ی انجماد باقی می‌ماند. همچنین، افزایش تعداد کانال‌های گرمایشی و نسبت دبی هوای گرم مصرفی، تأثیر مستقیمی بر افزایش دمای سطح و بهبود عملکرد سیستم دارد. این مدل تحلیلی می‌تواند به عنوان یک ابزار سریع و کارآمد برای طراحی اولیه‌ی سیستم‌های ضدیخ مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده ساختمان‌های انرژی صفر یکی از موضوعات به‌روز در حوزه‌ی سیستم‌های انرژی هستند. این ساختمان‌ها از منظر تأمین توان مورد نیاز به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در این مقاله، یک ساختمان که قادر است انرژی خود را بدون اتصال به شبکه تأمین کند.با توجه به امر مهم پدافند غیر عامل برنامه ریزی و استفاده از ساختمان های انرژی صفر می تواند نقش بسزایی در رعایت اصول پدافند غیر عامل داشته باشد از این ساختمان ها می توان در سازمان ها و ارگان‌های مهم سیاسی کشور و در ستاد های فرماندهی نیروهای مسلح کشور در زمان بحران استفاده نمود. محاسبات به گونه‌ای انجام شده است که قابلیت تبادل توان با شبکه را نیز داشته باشد. به جهت تنوع بخشی و افزایش قابلیت اطمینان، از طیفی از انرژی‌های تجدیدپذیر و ناپذیر استفاده شده است. به جهت انجام یک برنامه‌ریزی دقیق در خصوص تأمین انرژی بارهای در نظر گرفته شده، عدم قطعیت در خصوص باد، بار و انرژی خورشیدی در نظر گرفته شده است. عدم قطعیت بار با استفاده از الگوریتم مونت کارلو، عدم قطعیت باد با استفاده از تابع ویبل و عدم قطعیت خورشید با استفاده از تابع بتا لحاظ شده است. در نهایت، با استفاده از روش قید اپسیلون تقویت شده، قیود و توابع هدف در نظر گرفته می‌شوند و جواب‌های جبهه‌ی پارتو ارائه خواهند شد. توابع هدف نیز شامل کمینه‌کردن هزینه‌ی تأمین انرژی و تولید آلاینده‌هاست. در نتایج شبیه‌سازی نیز چهار سناریو ارائه شده است که نشان می‌دهند که منابع قابلیت خوبی برای تأمین بار در شرایط مختلف دارند.

چکیده فیلترهای رزوناتور حلقه باز مایکرواستریپ یکی از مهمترین ساختارهای مورد استفاده در طراحی فیلترهای ماکروویو و RF هستند. این رزوناتورها، که در واقع حلقه‌های مستطیلی یا مربع و با یک شکاف(Gap) هستند که به دلیل ویژگی مطلوب آن‌ها به طور گسترده ای در سیستم های مخابراتی مانند سیستم های سلولی، ماهواره ایی و راداری مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله مزایای این فیلترها می توان به کوچک سازی، تلفات کم،انعطاف پذیری در طراحی ، ساخت آسان و هزینه کم اشاره نمود. در این مقاله یک فیلتر حلقه باز مایکرواستریپ درجه ۵ با معماری چبی چف و در فرکانس مرکزی ۱۳۰۰ مگاهرتز و با پهنای باند ۲۰۰ مگا هرتز که فواصل بین رزوناتورها با الگوریتم کلونی مورچگان() بهینه سازی شده ارائه می گردد. در این پژوهش یک فیلتر مایکرواستریپ حلقه باز با ابعاد یک دوم طول موج توسط الگوریتم کلونی مورچگان طراحی و باعث بهبود پارامتر S11 حداقل به مقدار 5dB در باند عبور شد.

چکیده در این پژوهش تأثیر عواملی مانند سرعت و دمای جریان خنک‌کننده، شار حرارتی و زاویه قرارگیری پره بر میزان انتقال حرارت بررسی شده است. برای این منظور از پره‌ی سهموی مقعر با زوایای ۰، ۴۵ و ۹۰ درجه نسبت به جریان خنک کننده (هوا)، سرعت جریان (بین 1 تا 5/2 متر بر ثانیه) و شار حرارتی 5/18 و 6/4 کیلووات بر متر مربع استفاده شده است. به دلیل رسانایی حرارتی بالا، جنس پره از فلز آلومینیوم انتخاب گردیده است. نتایج نشان داد که نوک تیز و انحنای پره سهموی علاوه بر کاهش وزن و حجم پره سهموی نسبت به پره مثلثی، موجب بهبود یکنواختی جریان و افزایش سطح تماس حرارتی و در نتیجه کاهش افت فشار و تنش‌های حرارتی و افزایش طول عمر پره می‌گردد. انتهای بسیار تیز پره سهموی باعث کاهش پدیده‌های گردابی و تغییرات ضریب انتقال حرارت شده و با افزایش سرعت جریان، میانگین ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. همچنین تغییر زاویه بین جریان سیال و امتداد پره تأثیر چندانی بر کارایی پره‌ها نداشته و افت فشار تنها به سرعت جریان وابسته است؛ به‌طوری‌که کمترین افت فشار در زاویه برخورد صفر درجه مشاهده شد. افزایش سرعت جریان به‌طور قابل‌توجهی منجر به افزایش افت فشار می‌شود، در حالی که تغییر زاویه پره و شار حرارتی تأثیرات کمتری بر افت فشار دارند. در زاویه برخورد صفر درجه، به دلیل کاهش مقاومت سطح مقطع پره در برابر جریان، کمترین میزان افت فشار مشاهده شد.

چکیده خنک‌کاری لایه‌ای یکی از مهمترین و تأثیرگذارترین بخش‌های پره‌های توربین‌های گاز و موتورجت به شمار می‌آید. در این مقاله، خنک‌کاری لایه‌ای پره‌های توربین گاز، روی صفحه‌ی تخت به صورت سه‌بعدی، با روش حجم محدود و با استفاده از مدل اغتشاشی k-ε واقعی شده که بهبود یافته‌ی مدل استاندارد می‌باشد، بررسی شده‌ است. در این بررسی برای یافتن بهترین حالت خنک‌کاری، تأثیرات نسبت دمش، نسبت دانسیته با تزریق دو سیال هوا و دی‌اکسیدکربن به عنوان سیال سرد (DR)، اثر تغییر زاویه‌ی تزریق سیال خنک‌کننده (زاویه‌ی مرکب) و تأثیر تغییر درصد اغتشاشات جریان اصلی روی راندمان خنک‌کاری مورد بررسی قرار گرفته ‌است. برای اعتبارسنجی داده‌ها، راندمان خنک‌کاری لایه‌ای داده‌های عددی با داده‌های تجربی مقایسه شد که نتایج نمایانگر انطباق بسیار خوب روش عددی بکار رفته بود. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش نسبت دمش و درصد اغتشاشات جریان اصلی، راندمان خنک‌کاری کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش زاویه‌ی تزریق سیال خنک‌کننده، راندمان خنک‌کاری لایه‌ای افزایش می‌یابد. در نتیجه با افزایش زاویه‌ی تزریق سیال خنک‌کننده در نسبت دمش‌های کم و درصد اغتشاشات کم، می‌توان راندمان خنک‌کاری را به اندازه‌ی قابل ملاحظه‌ای افزایش داد.

چکیده در این مقاله روند تغییر یک موتور توربوفن به موتوری جهت استفاده در حمل و نقل دریایی مورد بررسی قرار می‌گیرد. از توان تولیدی موتور تغییر یافته می‌توان نیروی پیشران و توان مورد نیاز قایق ها و کشتی‌ها را تامین کرد. در مرحله اول موتور توربوفن شبیه‌سازی شده و بعد از صحت سنجی با مدل اصلی، فن از موتور توربوفن حذف می‌شود. تغییرات ایجاد شده در اثر حذف فن، بر روی اجزای موتور مطالعه شده و سپس با اعمال شرایط جدید، توان تولیدی موتور مشتق شده از موتور هوایی محاسبه می‌شود. در ادامه با نصب پره راهنمای جریان شرایط جدیدی بر اجزای پایین دست موتور حاکم می‌شود. در این حالت نیز با اعمال شرایط جدید توان تولیدی موتور مشتق شده از موتور هوایی به همراه سایر کمیت‌ها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. طبق نتایج به دست آمده بعد از حذف فن از موتور توربوفن، بازده کمپرسور افت می‌کند ولی با نصب پره راهنمای جریان این افت جبران شده و توان تولیدی موتور افزایش می‌یابد. همچنین در ادامه اثر افزایش دمای ورودی به موتور در دو حالت بدون پره راهنمای جریان و پس از نصب آن مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بر اساس نتایج به دست آمده در این قسمت پره راهنمای جریان باعث افزایش توان تولیدی و کاهش مصرف ویژه سوخت در حالت‌ها مختلف می‌شود.

چکیده طراحان موتور هواگردها از دیرباز درصدد کاهش وزن و افزایش کارایی موتور بوده‌اند. یکی از روش‌‎های غیر فعال در جلوگیری از جدایش جریان، کنترل لایه مرزی، افزایش نسبت فشار و کاهش وزن توربین و کمپرسور، استفاده از تاندم می‌باشد. تاندم با افزایش زاویه چرخش جریان و افزایش نسبت فشار کمپرسور باعث بهبود عملکرد آن می‌گردد. در این مطالعه هندسه کمپرسور تاندم از مدل طراحی شده در مرکز تحقیقات لویس ناسا استخراج و شبکه‌ای با کیفیت بالا بر آن اعمال گردید. در مطالعه حاضر هم روتور و هم استاتور دارای تاندم می‌باشد. نرم‌افزار بکار رفته در این مطالعه CFX 2021 بوده که با مدل توربولانس κ-ω SST مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در مطالعه حاضر تفاوت میان کمپرسور عادی و تاندم بررسی شده و در نهایت مشاهده گردید که بازده طبقه و روتور کمپرسور عادی بهتر از کمپرسور تاندم می‌باشد. همچنین مشاهده شده که طبقه کمپرسور در دور نامی تاندم باعث افزایش 3% نسبت فشار شده است و این مقدار در روتور مقدار 5/1% می‌باشد. در ادامه این نتیجه بدست آمد که در طبقه کمپرسور، تاندم باعث افزایش 3% نسبت فشار شده است. سپس این نتیجه حاصل شد که پارامتر زاویه حمله پره تاندم بیشتر از پره عادی می‌باشد. نتایج حاصله نشان داد که تاندم باعث افزایش 7/7% پارامتر زاویه حمله می‌گردد. علاوه بر این مشاهده شد که تاندم میزان فاکتور پخش را در روتور 5% و در استاتور 8% افزایش می‌دهد.

چکیده در این تحقیق، رشد یخ روی بال پهپاد بدون بالک و با بالک راکتی و تأثیرات آنها بر روی ضرایب آئرودینامیکی در اعداد رینولدز پایین توسط یک روش عددی بررسی شده است. پیکربندی بال به صورت مستطیلی بوده و از سطح مقطع ناکا 0020 استفاده و شبیه‌سازی‌ها با روش عددی مبتنی بر روش حجم محدود، الگوریتم فشار مبنا و اسکیم بالادستی مرتبه دو برای محاسبه شار همرفتی انجام شده‌اند. در روش عددی مذکور جریان به صورت آشفته در نظر گرفته و از مدل آشفتگی اسپلارت آلماراس استفاده شده است. برای مدل‌سازی یخ از نرم افزار تجاری فنس‌اپ که سیستم شبیه‌سازی یخ به روش مدولار است، استفاده شده ‌است. شبیه‌سازی تجمیع یخ، فرآیندی دارای تکرار است که شامل محاسبات متوالی جریان هوا، مسیر قطرات آب، بازده جمع‌آوری و تعادل انتقال حرارت برای تعیین شکل یخ تجمع یافته است. محاسبات در عدد رینولدرز 5^10 ×34/2 در زاویه حمله 10 صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که پروفیل یخ تولید شده روی لبه حمله بالواره به دلیل فرورفتگی‌های بالا و پایین توده یخ، باعث ایجاد یک جریان چرخشی در این ناحیه شده که باعث افزایش ضریب پسای فشاری و کاهش ضریب برآ نسبت به بال بدون یخ می شود. قرار دادن بالک راکتی روی بال با تغییر جریان هوا و کاهش مقاومت هوا از طریق کنترل گردابه‌های القایی که از نوک بال تولید می‌شوند، نیروی برآ را افزایش و نیروی پسا را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش سرعت جریان شده و در نهایت به کاهش میزان یخ زدگی بال کمک می‌کنند.

چکیده در این پژوهش به بررسی عددی انتقال حرارت پره‌ی موتورهای احتراق داخلی مورد استفاده در پهپادها، خودروها و موتورسیکلت‌ها در هندسه‌، پیکربندی‌ و رژیم جریان‌های خنک‌کننده مختلف پرداخته و اولویت استفاده از هر هندسه مورد تحلیل قرار گرفت. جهت تعیین هندسه، شرایط مرزی و شبکه‌بندی از نرم‌افزار گمبیت و جهت تحلیل‌های مربوطه از نرم‌افزار فلوئنت استفاده شد. همچنین برای حل جریان آشفته، از مدل k-ω استاندارد استفاده شد. نتایج نشان داد انتقال حرارت پره‌ها در حالت تکی به حرکت جریان روی سطح و در حالت گروهی، به نفوذ جریان بستگی دارد؛ همچنین در مجاورت جریان آرام و متلاطم، میانگین ضریب انتقال حرارت پره سهمی مقعر نسبت به پره مستطیلی، به‌ترتیب 336 و 24/45 درصد و نسبت به پره مثلثی 8/82 و 4/9 درصد بیشتر بوده و حجم آن نسبت به پره مستطیلی و مثلثی، به‌ترتیب 77/88 و 55/77 درصد کم‌تر می‌باشد. بنابراین، استفاده از پره سهمی محدب در خنک‌کاری تجهیزات سبک وزن، می‌تواند به صورت ویژه‌ای مورد توجه قرار گیرد. بعلاوه، بررسی جنس پره سهمی نشان داد با افزایش طول پره، تاثیر ضریب هدایت حرارتی بر انتقال حرارت افزایش می‌یابد.

چکیده در این مقاله، انتقال حرارت نقش عمده­ای در طراحی و نحوه­ی عملکرد موشک­ها و وسایل نقلیه­ای که دارای راکت جلوبرنده می­باشند، دارد. اهمیت اصلی این بحث مربوط به محدوده­ی ایمنی مواد سازنده موشک و بخصوص در قسمت­هایی مثل محفظه­ی احتراق و نازل می­باشد که تحت حرارت بحرانی قرار دارند. تنها یک نقص کافی است تا در کارکرد موشک اختلال ایجاد کند. همچنین ممکن است در اثر حرارت زیاد در گلوگاه نازل، قسمتی از فلز به‌صورت منطقه­ای خورده شود که در آن صورت جریان گازهای خروجی به‌صورت نامتقارن درمی­آید که منجر به ایجاد بردار ضربه­ای با جهت نامناسب می­گردد. این امر باعث خطا در هدایت موشک به سمت هدف موردنظر می­شود و در فضاپیماها سوخت زیادی را برای تصحیح مسیر به‏وسیله سیستم جلوبرنده ثانویه به مصرف می­رساند. در مقاله­ی حاضر، میزان حرارت منتقل‌شده به جداره به ازای مقاطع مختلف در موتور طی شبیه‏سازی در نرم‌افزار محاسبه شده است، همچنین شرایط مایع خنک‌کننده و دماها به‌گونه‌ای محاسبه شده است که متناسب با حرارت موجود در هر مقطع عمل خنک کاری انجام شود. برای این منظور موتور به چهار بخش محفظه‏ی احتراق، قسمت همگرای نازل، گلوگاه نازل، قسمت واگرای نازل تقسیم شده است که نرخ حرارت منتقل‌شده از گازها به جداره (با توجه به شرایط گاز در مقاطع مختلف) و نیز دمای جداره در مجاورت مایع خنک‌کننده و همچنین دمای مایع خنک‌کننده به ازای مقاطع مختلف مربوط به هر بخش محاسبه شود. قابل‌ذکر است، در پروژه حاضر بسته نرم­افزاری ANSYS به­منظور ایجاد هندسه، مش و شبیه‏سازی مورداستفاده قرار گرفته است.

چکیده استفاده از سیستم‌های مخابراتی با بهره‌وری انرژی و نرخ داده‌ی بالا همراه باکیفیت خدمات مطلوب، زیرساخت یک سامانه‌ی فرماندهی و کنترل (C4I) است که در شرایط بحران باید با بهترین کیفیت مخابره، مورداستفاده قرار گیرد. به‌کارگیری چنین ساختاری در سامانه‌های پدافندی نوین جایگاه ویژه‌ای دارند. لذا، طراحی این‌گونه سیستم‌ها، به چالش اصلی و زمینه‌ی تحقیقاتی بسیار مهم در زمینه‌ی مخابرات تبدیل‌شده است. رشد روزافزون مخابرات بی‌سیم و سرعت‌بالای ترافیک داده‌ی چندرسانه‌ای و حضور چند کاربر، با مصرف انرژی همراه است که بهره‌وری انرژی و استفاده‌ی بهینه از انرژی و توان را در مخابرات موردتوجه قرار داده است. به‌گونه‌ای که بهره‌وری انرژی به دلیل مسائل زیست‌محیطی و اقتصادی به‌عنوان یکی از اهداف عمده‌ی طراحی سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم به شمار می‌رود. سیستم‌های چند ورودی چند خروجی چندکاربره یکی از شیوه‌های نوین مخابرات بوده در این سیستم‌ها استفاده از صدها آنتن در ایستگاه پایه باعث بهبود بهره‌وری انرژی می‌شود. افزایش تعداد آنتن‌های سیستم باعث افزایش نرخ تبادل اطلاعات، مصرف انرژی و سخت‌افزار می‌گردد. ارائه‌ی مدل انتخاب توان در سیستم‌های چند ورودی چند خروجی بزرگ چندکاربره باعث بهره‌وری انرژی می‌شود. از عوامل مهم تأثیرگذار بر بهره‌وری انرژی، توان ارسال واقعی و توان مصرفی در مدارهای فرستنده و گیرنده، تعداد آنتن‌ها، تعداد کاربران و همبستگی فضایی بین آنتن‌ها است. در این مقاله الگوریتم انتخاب دورترین آنتن، پیشنهادشده است (عدم همبستگی آنتن‌ها)، که منجر به بهبود بهره‌وری انرژی به میزان قابل معناداری نسبت به حالت متداول می‌شود.