دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Design, construction, modeling and estimation of the second stage linear model of laboratory drone with cold gas thrusters based on genetic algorithm طراحی، ساخت، مدل‌سازی و تخمین پارامترهای مدل خطی مرتبه دوم یک پهپاد آزمایشگاهی با رانشگرهای گاز سرد براساس الگوریتم ژنتیک 1 12 8361 10.22075/jme.2023.29799.2403 FA سیدعلی سعادتدار آرانی دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر مهران نصرت‌الهی دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر علیرضا آهنگرانی فرهانی استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر میثم دلالت دکتری، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر Journal Article 2023 02 17 In this paper, the process of designing and construction of three-drive laboratory Drone system with cold gas thrusters as well as modeling and estimation of its model parameters are presented. These three thrusters are designed with an angle difference of 120 degrees to control the pitch and roll angles. According to the structure of the designed platform, a three-inputs-two-outputs linear model is considered for modeling the mentioned system, and all connections between inputs and outputs are second-order linear models. The parameters of the model have been extracted based on the collection of laboratory data and the use of genetic algorithm. The results obtained from the simulation based on the extracted model and the comparison with the results of the practical tests indicate that a suitable modeling and estimation of the system has been provided. The results show that there is 16% error for modeling and estimation around the roll axis and 19% around the vertical axis, so the estimation around the roll axis is better. در این مقاله فرآیند طراحی و ساخت یک سیستم پهپاد(پلتفرم) آزمایشگاهی نوین سه محرکه با رانشگرهای گاز سرد و همچنین مدل‌سازی و تخمین پارامترهای مدل آن ارائه شده ‌است. این پهپاد(پلتفرم) آزمایشگاهی برای پیاده‌سازی و انجام آزمون‌های الگوریتم‌های کنترل وضعیت یک طبقه فوقانی ماهواره‌بر طراحی و ساخته شده ‌است، به اینگونه که سه رانشگر با اختلاف زاویه 120 درجه و برای کنترل زوایای غلت و فراز در نظر گرفته شده‌اند. با توجه به ساختار پلتفرم طراحی شده، برای مدل‌سازی سیستم مذکور یک مدل خطی سه ورودی-دو خروجی در نظر گرفته شده که تمامی ارتباطات بین ورودی-خروجی‌ها مدل خطی مرتبه دوم است. پارامترهای مدل، براساس جمع‌آوری داده‌های آزمایشگاهی و استفاده از الگوریتم ژنتیک، استخراج شده‌اند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی مبتنی‌ بر مدل استخراج شده و مقایسه با نتایج تست‌های عملی بیانگر آن است که مدل‌سازی و تخمین مناسبی از سیستم ارائه شده ‌است. نتایج نشان می‌دهد که برای مدل‌سازی و تخمین حول محور غلت 16 درصد و حول محور فراز 19 درصد از مقدار واقعی خطا وجود دارد، بنابراین تخمین حول محور غلت بهتر بوده ‌است https://modelling.semnan.ac.ir/article_8361_62815c62be6f342d40dc113fe3c57b6e.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Simulation of the Behavior of Non-Newtonian Fluids Dissolved in Water Inside Non-Concentric Rotating Cylinders تحلیل و شبیه‌سازی رفتار سیالات غیرنیوتنی محلول در آب درون‌استوانه‌های دوار غیر هم‌مرکز 13 24 8367 10.22075/jme.2023.30507.2445 FA ابوالفضل حاجی زاده اقدم عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران محمدجواد ابراهیمی کارشناسی ، دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک احمد بیت اللهی توکلی دانشجوی دکتری ، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه کاشان امیرحسین رفاهی هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک Journal Article 2023 04 30 The study and investigation of the currents passing through non-concentric annular cylinders is of great importance due to its application in many fields such as oil and petrochemical industries. Oil well drilling is an example of this application. In the current research, non-Newtonian fluid is considered between two non-concentric cylinders rotating. The changes in the speed of the rotating cylinder and as a result the changes in the radial speed, axial speed, and tangential speed of the fluids were investigated along the selected planes. Turbulence kinetic energy and shear stress on the cylinder walls, which are effective factors in fluid flow, were also analyzed and investigated. Also, in this research, a study was conducted on several non-Newtonian fluids, such as bentonite, carboxyl methyl cellulose, and xanthan gum dissolved in water, in comparison with water. Two fluids, XG and CMC, had the most similarities with the rheological properties of water, while the XG fluid kept its rheological properties at high speeds. The simulations were compared with the experimental results available in the literature, and a good agreement was observed between the results.<br />. در تحقیق حاضر به مطالعه و بررسی جریان‌‌ سیال عبوری از بین‌استوانه‌های حلقوی غیرهم مرکز پرداخته ‌شد‌‌ه است. بدین منظور از چندین سیال غیرنیوتنی محلول در آب، در مقایسه با آب استفاده شده است. مدل سیالات غیرنیوتنی بر اساس مدل پاورلو و شبیه سازی جریان آشفته در محیط سه بعدی به روش k-ω انجام شده است. تغییرات سرعت ‌استوانه دوار داخلی و در نتیجه تغییرات سرعت شعاعی، سرعت محوری و سرعت مماسی سیالات در امتداد صفحات انتخاب شده بررسی گردید. همچنین انرژی جنبشی توربولانس و تنش برشی روی دیواره‌‌‌های ‌استوانه‌‌‌ها نیز که از عوامل موثر در جریان سیال می‌باشد مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتند. میزان کاهش و افزایش تنش و تغییرات رفتار رئولوژیکال برای سیالات مورد بررسی با یکدیگر مقایسه شدند که دو سیال XG، CMC بیشترین شباهت با خواص رئولوژیکال آب را دارا بودند. شبیه‌سازی‌‌‌های صورت گرفته با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن مقایسه گردید که تطابق خوبی با نتایج بدست آمده ملاحظه شد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8367_727def5a0b933eb46ba291e7d481e19a.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Thermal Behavior of TiO2 (85%) / MWCNT (15%) - (CH2OH) 2 (50%) / H2O (50%) Hybrid Nanofluid under the Influence of Temperature and Volume Fraction Factors with Laboratory and Response Surface Methods رفتار حرارتی نانوسیال هیبریدی TiO2(85%)/MWCNT(15%)-(CH2OH)2(50%)/H2O(50%) تحت تاثیر عوامل دما و کسرحجمی با رویکرد روش آزمایشگاهی و سطح پاسخ 25 36 8351 10.22075/jme.2023.26846.2253 FA محمد همت اسفه دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران Journal Article 2022 05 22 In this study, for the first time, the thermal behavior of TiO₂ (85%) / MWCNT (15%) - (CH2OH) ₂ (50%) / H₂O (50%) hybrid nanofluid thermal behavior is investigated. The thermal conductivity of the nanofluid is determined by KD2 PRO at fractional volumes of  φ =0.03% -0.6% and temperatures of T = 28 ° C-50 ° C. Nanoscale and nanoparticle structure validation are performed using transmission electron microscopy (TEM) and scanning (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis tools. Experimental results of laboratory analyzes have shown that with increasing temperature and volume fraction, relative thermal conductivity (RTC) is increasing and the amount of this increase is more severe for volume fraction than temperature. The statistical results of experimental analysis showed that the minimum and maximum increase in thermal conductivity of nanofluid compared to the base fluid are 1.6% and 17.9%, respectively. The modeling of the response surface for the relative thermal conductivity of nanofluid showed that the values of R2 and Adj R2 were equal to 0.9882 and 0.9860, respectively, and the MOD value was between -1 and +1. در این مطالعه برای نخستین ‌بار به بررسی تجربی و آماری رفتار حرارتی نانو سیال هیبریدیTiO₂(85%)/MWCNT(15%)-(CH₂OH)₂(50%)/H₂O(50%) پرداخته شد. هدایت حرارتی نانو سیال توسط دستگاه KD₂ PRO در کسر حجمی‌های و دماهای  اندازه‌گیری شد. تایید نانو مقیاس و ساختار نانو ذرات با استفاده از ابزارهای عکس‌برداری میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و روبشی (SEM) و آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) صورت گرفت. نتایج تجربی تحلیل‌های آزمایشگاهی ثابت کرده که با افزایش دما و کسر حجمی، هدایت حرارتی نسبی  افزایشی است و میزان این افزایش برای کسر حجمی نسبت به دما  شدیدتر است. نتایج آماری تحلیل تجربی نشان داده که کمینه و بیشینه افزایش هدایت حرارتی نانو سیال نسبت به سیال پایه به ترتیب برابر با %6/1 و %9/17 ثبت شده است. مدلسازی سطح پاسخ برای هدایت حرارتی نسبی نانو سیال نشان می‌دهد که مقادیر R² و Adj R² به ترتیب برابر با 9882/0 و 9860/0 و مقدار MOD بین 1- و 1+ است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8351_5d56960a6e626b04cbf41dd544a7fe47.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Numerical Evaluation of Thermal Comfort and Indoor Air Quality in an Office Space Equipped with a Radiant Ceiling Cooling System and Hybrid Radiative-Convective Cooling System ارزیابی عددی آسایش حرارتی و کیفیت هوا در یک فضای اداری مجهز به سیستم سرمایش تابشی سقفی و سامانه تلفیقی تابشی و جابجایی 37 56 8371 10.22075/jme.2023.31022.2478 FA محمد امینی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی عسگر مینایی دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران نگین معلمی خیاوی دانش‌آموخته دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2023 06 22 In the present paper, the performance of radiant ceiling and hybrid radiative-convective cooling systems in terms of thermal comfort and indoor air quality in an office space have been numerically evaluated by ANSYS Airpack software. Due to the non-uniformity of the environment equipped with radiant ceiling cooling system, the main purpose of this research is to evaluate the standard thermal comfort indexes for individual bodey parts. According to the results, for the radiant ceiling cooling system, at ceiling temperatures of 18°C and 19°C, the overall thermal comfort indexes of PMV (Predicted Mean Vote) and PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) are in the acceptable range of -0.5<PMV<+0.5 and PPD<10%. However, these indexes increased as the ceiling temperature increased from 20°C to 26°C, resulting in a feeling of hotness. The overall thermal comfort indexes of the hybrid radiative-convective cooling system have been reduced in comparison with the radiant ceiling cooling system at all ceiling temperatures and under all air inlet conditions, so that the overall thermal comfort indexes according to ISO 7730 standard and ASHRAE/ANSI standard 55 are within the permissible range even at temperature of 20 ℃. The local thermal comfort indexes DR (Draught Rating) and PD (Percentage of Dissatisfied) of both systems were within permissible limits, thus local thermal discomfort cannot threaten the resident. Also, a hybrid radiative-convective cooling system leads to higher indoor air quality than a radiant ceiling cooling system. در این تحقیق عملکرد سیستم سرمایش تابشی سقفی و سامانه تلفیقی سرمایش تابشی و جابجایی در یک فضای اداری از نظر شرایط آسایش حرارتی و کیفیت هوای داخلی در نرم‌افزار انسیس ایرپک به صورت عددی ارزیابی شده است. با توجه به غیریکنواخت بودن محیط مجهز به سیستم تابش سقفی، هدف اصلی از این پژوهش، ارزیابی شاخص‌های استاندارد آسایش حرارتی برای بخش‌های مختلف بدن فرد می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که در سیستم سرمایش تابشی سقفی در دماهای سقف 18 و 19 درجه سلسیوس شاخص میانگین آرای پیش‌بینی شده PMV و درصد نارضایتی پیش‌بینی شده PPD در بازه قابل‌قبول 5/0+>PMV>5/0- و %10>PPD قرار گرفته‌اند، ولی در دماهای سقف 20 تا 26 درجه سلسیوس، با افزایش دمای سقف مقادیر این شاخص‌ها افزایش یافته و فرد احساس گرمی می‌کند. در سامانه تلفیقی سرمایش تابشی و جابجایی مقادیر شاخص‌های آسایش حرارتی کلی در مقایسه با سیستم سرمایش تابشی سقفی در تمامی دماهای سقف و تمامی حالت‌های مختلف دریچه ورودی هوا کاهش یافته به طوری که در دمای سقف 20 درجه سلسیوس نیز شاخص‌های آسایش حرارتی کلی فرد بر اساس معیار استاندارد ISO 7730 و استاندارد55   ASHRAE/ANSIدر بازه مجاز قرار گرفته‌اند. شاخص‌های آسایش حرارتی موضعی کوران حرارتی DR و درصد نارضایتی PD در هر دو سیستم در محدوده مجاز بوده، در نتیجه نارضایتی حرارتی موضعی نمی‌تواند فرد ساکن را تهدید کند. همچنین استفاده از یک سامانه تلفیقی سرمایش تابشی و جابجایی به جای یک سیستم سرمایش تابشی سقفی بهبود کیفیت هوا را به دنبال خواهد داشت. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8371_3780874d35b465d2c5c142c2528c7099.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Simulation of Fracture in First Mode Through Debonding of Composite Skin from Elastomeric Foam Core in Sandwich Beams مدل‌سازی مود اول شکست در جدایش رویه کامپوزیتی از هسته فوم الاستومری به‌کار ‌رفته در تیرهای ساندویچی 57 67 8379 10.22075/jme.2023.31639.2522 FA علیرضا نظری استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فنی‌و‌حرفه‌ای، تهران، ایران. امیرحسین کریمی استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فنی‌و‌حرفه‌ای، تهران، ایران. Journal Article 2023 08 30 Debonding of skin from core in sandwich beams has been concerned in many studies. In the present paper, the influence of first mode of fracture for debonding of composite skins from elastomeric foam core in sandwich beams was investigated through sufficient experiments and FE simulations. According to the results of experiments on DCB specimens, made by PE-EVA foam and composite E-glass skins, the critical value for strain energy release rate related to the first mode of fracture was measured.<br />The experimental specimens were simulated by FE models, considering hyperelastic response for elastomeric foam of the core, calibrated by compression, tension and shear tests on the foam and the load-displacement curves were compared for experiments and FE models using the FE models distribution of various components of stress along the foam core for the sandwich beams, with different responses of foam. The FE results related to assumption of shear response for foam were the most accurate numerical results compared to other models with tensile and compressive responses of the foam. Although the maximum value of the shear stress in the most accurate model was equal to 25% of the maximum normal stress to the beam longitudinal direction, simulation of debonding in sandwich beam based on shear response of foam core could achieve the most accurate results. جدایش رویه از هسته در تیرهای ساندویچی یکی از مودهای خرابی شایع بوده و تحقیقات زیادی برای بررسی تاثیر مودهای مختلف شکست در این نوع خرابی انجام شده است. در مقاله حاضر، جدایش رویه کامپوزیتی از هسته فوم الاستومری در تیرهای ساندویچی با انجام آزمایش و مدل‌سازی المان‌محدود بررسی شده است که در مورد این نوع هسته‌ها سابقه نداشته است. مطالعه آزمایشگاهی بر روی تیرهای DCB ساخته شده از یک نوع فوم الاستومری با جنس PE-EVA و رویه‌های کامپوزیتی با الیاف شیشه (E) انجام شده و مقدار بحرانی نرخ رهاسازی انرژی کرنشی در این نمونه‌ها اندازه­گیری شده است. در ادامه، مدل‌سازی المان‌محدود از نمونه‌های آزمایشگاهی انجام شده و با توجه به پیچیده بودن پاسخ فوم هسته در تیرهای DCB، سه رفتار مختلف هیپرالاستیک شامل رفتارهای فشاری، کششی و برشی برای فوم هسته در مدل‌ها تعریف و نتایج بار-جابجایی ملاحظه شده برای مدل‌های مختلف با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. از مزایای مدلسازی المان‌محدود، بدست آوردن نمودارهایی برای توزیع مولفه‌های مختلف تنش در هسته تیرهای DCB می­باشد. نتایج عددی، مدل‌های کالیبره شده با پاسخ برشی فوم را دارای دقت بیشتر نشان داده است و گرچه در مدل‌ها، اندازه مقدار ماکزیمم تنش برشی نسبت به تنش نرمال حدود 25% بوده است، اما شبیه‌سازی رفتار فوم هسته بر اساس پاسخ برشی فوم توانسته دقیق‌ترین نتایج را برآورد کند که نشانگر رفتار غالب در تیرهای DCB با هسته الاستومری بوده است https://modelling.semnan.ac.ir/article_8379_029970f40842a017ac122b354f098769.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Optimum Geometric Position of Detectors Around Thick Hydrocarbon Pipes for Deposition Pattern Detection and Scale Thickness Measurement مکان‌یابی بهینه هندسی آشکارسازها در اطراف لوله‌های قطور هیدروکربنی برای تشخیص الگوی انباشت و اندازه‌گیری ضخامت رسوب با استفاده از روش گامای عبوری 69 78 8369 10.22075/jme.2023.30736.2466 FA رسمیه زینوی میان آبی کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران عطاا... ربیعی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران محسن شریف زاده استادیار، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران Journal Article 2023 06 09 Ensuring flow with the increasing need to extract oil and gas from reservoirs is known as a big challenge, and in the meantime, scale deposition in pipelines is a major problem. Since scale deposition occurs in a short time, it is especially important to control and predict it in pipelines as soon as possible. There are several methods for predicting the deposition pattern and measuring its thickness. The gamma transmission method is a non-destructive method for this task. The application of this technique requires optimal placement of the detectors and radioactive source around the pipe so that the measurement can be made with maximum accuracy in a short time. The cost, the ability to deploy the instrument at various positions on the platform and underwater, and minimization of absorbed dose to the operator are other important goals that should be considered. In this study, using the geometric analysis and Monte Carlo simulation, it is shown that the fan-shaped arrangement of the detectors with certain spacing around the pipe can lead to an optimal measurement of the deposition regime and the scale thickness. تضمین جریان هم­زمان با نیاز روزافزون به برداشت نفت و گاز از مخازن، یکی از چالش­های بزرگ است و در این بین انباشت رسوب درون خطوط لوله به-عنوان مشکلی بزرگ وجود دارد. از آنجایی که تجمع این رسوبات در مدت زمانی کوتاه صورت می­گیرد نیاز به کنترل و پیش­بینی آن درون خطوط لوله در کمترین زمان ممکن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای پیش­بینی الگوی انباشت رسوب و اندازه گیری ضخامت آن از روش­های مختلفی استفاده می­شود که روش گامای عبوری یک روش غیرمخرب برای این کار است. رویکرد لازم در بکارگیری این روش، چینش بهینه آشکارساز و چشمه حول لوله است به­گونه­ای که در مدت زمانی کوتاه با بیشینه دقت ممکن بتوان فرایند اندازه گیری را انجام داد. ملاحظات هزینه ای، قابلیت بکارگیری سنجشگر در موقعیت­های مختلف روی سکو و زیر دریا، و کاهش دز جذبی اپراتور به زیر آستانه از دیگر پارامترهای مهم است که به­واسطه چینش بهینه چشمه-آشکارساز پیرامون لوله قابل دستیابی است. در این مطالعه با استفاده از ابزار تحلیل هندسی و شبیه­سازی مونت­کارلو نشان داده شد که بادبزنی از آشکارسازها با فاصله مشخص حول لوله می تواند منجر به اندازه گیری مطلوب رژیم انباشت و ضخامت رسوب گردد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8369_f518f9afd57914a4916dfa070fb7d9de.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Energy Absorption of Auxetic Metallic Yield Damper Made of Shape Memory Alloys بررسی المان محدود استهلاک انرژی میراگر جاری شونده آگزتیک ساخته شده از آلیاژهای حافظه‌دار شکلی 79 93 8357 10.22075/jme.2023.29100.2366 FA میلاد مسعودی دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران. احمد گنجعلی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران. حمیدرضا ایرانی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران. ابوذر میرزاخانی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران. Journal Article 2022 11 28 In the present study, we present a novel shape memory alloy metallic yielding dampers for energy dissipation and damage control in the steel structural members, composed of an auxetic main member and a negative Poisson member that absorbs energy by plastic deformation mechanism. Using the ABAQUS software, a set of quasi-static nonlinear analyses were performed on the metallic yielding damper with different geometric parameters in order to predict its energy absorption capacity under direct traction loading. The superelastic behavior of the shape memory alloys is defined by using the Brinson's structural relationships with the UMAT subroutine. It has been verified through a finite element analysis that the proposed element is both highly ductile and capable of dissipating high amounts of energy. In the optimal state, the specific absorbed energy and the ductility of the proposed asbestos damper made of memory alloy are 39.2 J/kg and 44, respectively, which are about 114% and 81% higher than the corresponding steel dampers. Thus, this new damper is capable of consuming quite a lot of input energy with its unique ductile behavior, while at the same time being able to replace quite a few existing metal dampers due to its simplicity and high performance.<br />. در پژوهش حاضر، یک میراگر فلزی جاری شونده جدید از جنس آلیاژهای حافظه‌دار شکلی به منظور استهلاک انرژی و کنترل خسارت در اعضاء اصلی سازه‌های فلزی ارائه شده است، که از یک قسمت اصلی با هندسه آگزتیک و ساختار ضریب پواسون منفی تشکیل شده است، که از طریق تغییرشکل پلاستیک انرژی را جذب می‌کند. به منظور بررسی قابلیت جذب انرژی میراگر ارائه شده، مجموعه‌ای از تحلیل‌های غیرخطی شبه استاتیکی تحت بارگذاری کشش مستقیم و به کمک نرم‌افزار ABAQUS بر روی میراگر با پارامترهای هندسی مختلف انجام پذیرفته است. رفتار سوپرالاستیک آلیاژهای حافظه‌دار شکلی با استفاده از روابط ساختاری برینسون و به کمک زیربرنامه UMAT تعریف شده است. نتایج بررسی‌های المان محدود، نشان دهنده میزان شکل‌پذیری قابل قبول المان پیشنهادی و قابلیت بالای استهلاک انرژی می‌باشد. همچنین، مشاهده می‌شود که در حالت بهینه انرژی جذب شده ویژه و شکل‌پذیری میراگر آگزتیک پیشنهادی از جنس آلیاژ حافظه‌دار شکلی به ترتیب برابر J/kg 39/2 و 44 به دست می‌آید که به ترتیب در حدود 114% و 81% بیشتر از میراگر فولادی متناظر می‌باشد. بنابراین، میراگر جدید ارائه شده می‌تواند با رفتار شکل‌پذیر خود مقدار زیادی از انرژی ورودی را مستهلک نماید و به علت سادگی و عملکرد بالا جایگزین بسیاری از میراگرهای فلزی موجود شود. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8357_d9d85c4fedc2a05ba7a12e4bf0d3951d.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Investigating the Shear Strength of New and Old Concrete Joints Under the Effect of Freezing and Thawing Cycles بررسی مقاومت برشی اتصال بتن جدید و قدیم تحت اثر چرخه‌های یخبندان و ذوب 95 106 8353 10.22075/jme.2023.27710.2301 FA میثم صدیقی دانشجوی ‌دکتری مهندسی عمران-سازه، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران محمد علی لطف الهی یقین استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران محمد نقوی دکتری ‌مهندسی‌عمران-سازه‌های‌هیدرولیکی،دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article 2022 07 05 In this article, in order to evaluate the shear strength at the junction of old and new concrete under successive cycles of freezing and thawing, for new concrete from three water-to-cement ratios of 0.4, 0.45 and 0.5 and bubble-making materials with values of 0, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 percent by weight of cement used, as well as three grades of cement 300, 350 and 400 kg/m3 have been used and 300 consecutive cycles of thawing and freezing were applied after 3, 7 and 28 days of processing. The periods of thawing and freezing include lowering the temperature of the samples from 4°C to -18°C and raising it from -18°C to 4°C, which is done alternately and in a period of 4 hours for each thawing-freezing cycle. The samples were frozen for 3 hours and placed in water for 1 hour for the thawing process. The results of this research show that for the condition with and without the thawing and freezing cycle, the shear stress increases and decreases with the increase in the weight percentage of the bubble-making material, so that the amount of shear strength after applying the temperature cycle for the ratio of water to cement and different grades of cement, in the concrete sample with a processing time of 28 days and the bubble rate of 0 and 0.4 decreases on average by 93% and 18%, respectively, and the highest and lowest percentage of reduction in shear strength in different amounts of bubble-making material occurs in water-cement ratio of 0.5 and 0.45, respectively. در این مقاله جهت ارزیابی مقاومت برشی در محل اتصال بتن قدیم و جدید تحت چرخه‌های متوالی انجماد و ذوب، برای بتن جدید از سه نسبت آب به سیمان 4/0، 45/0 و 5/0و مواد حباب‌ساز با مقادیر 0، 1/0، 2/0، 3/0 و 4/0 درصد وزنی سیمان مصرفی و همچنین سه عیار سیمان 300، 350 و 400 کیلوگرم‌برمترمکعب استفاده شد. برای بررسی اثر چرخه‌های یخبندان و ذوب، در این تحقیق از300 چرخه متوالی ذوب و انجماد پس از 3 ،7 و 28 روز عمل‌آوری استفاده گردید. دوره‌های ذوب و انجماد شامل پائین آوردن دمای نمونه‌ها از 4 به 18- درجه سانتیگراد و بالا بردن آن از 18- به 4 درجه سانتیگراد بود که این امر به طور متناوب و در مدت زمان 4 ساعت برای هر چرخه ذوب و انجماد صورت گرفت. نمونه‌ها به مدت 3 ساعت به حالت انجماد و 1ساعت در داخل آب جهت طی فرآیند ذوب قرار داده شد. نتایج نشان می‌دهد که برای حالت با و بدون چرخه ذوب و انجماد، تنش برشی با افزایش درصد وزنی مواد حباب ساز به ترتیب روند افزایشی و کاهشی دارد. میزان مقاومت برشی پس از اعمال چرخه دمایی برای نسبت آب به سیمان و عیارهای مختلف سیمان، در نمونه بتن با مدت زمان عمل‌آوری 28روزه و حباب مصرفی صفر و 4/0 به ترتیب به طور متوسط 93 و 18 درصد کاهش یافت. بیشترین وکمترین درصد کاهش مقاومت برشی در هر درصد وزنی مواد حباب ساز، به ترتیب مربوط به نسبت آب به سیمان 5/0 و 45/0 می‌باشد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8353_bdcae198f3adbed4273b6b5a364ba813.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Adjustment of Optimal Parameters to Control the Temperature in Different Conductors تنظیم پارامترهای کنترل‌کننده‌ی PID جهت کنترل دما در رساناهای مختلف 107 116 8354 10.22075/jme.2023.28427.2336 FA امیرحسین عودی دانشجوی دکتری، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران سمانه فرامرزی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران مریم حسینی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی‌، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران یگانه داودبیگی استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایران Journal Article 2022 09 16 PID controller is a closed-loop control algorithm and method using the concept of feedback that is used in many industrial processes to control the speed of DC motors, pressure control, temperature control, and so on. For this purpose, a horizontal object with different conductivities was chosen to control its temperature by changing the heat flux. Then, the studied system was written in the state space. In this method, partial differential equations were converted into ordinary differential equations with the help of finite difference, then a suitable controller was designed for temperature control. In this method, the differential equations expressing the process were written as simultaneous first order differential equations. The results show that for the stability of systems with poor thermal conductivity (small α value), should be  K_p/K_i =10. For systems with medium thermal conductivity should be K_p/K_i =0.1. For systems with strong thermal conductivity (large α value) should be K_p/K_i =1. According to the optimization done, Kd was a small value in all three cases, so the PI controller can be used in such systems. کنترل‌کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID)، یک الگوریتم و روش کنترل حلقه بسته با بهره­گیری از مفهوم بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای صنعتی برای کنترل سرعت موتورهای DC، کنترل فشار، کنترل دما و غیره به کار می­رود. در این مقاله به طراحی و تنظیم مقادیر بهینه پارامترهای کنترل­کننده PID پرداخته شده است. جهت این کار یک جسم افقی با رسانایی­های متفاوت انتخاب شد تا  به کنترل دمای آن با تغییر شار حرارتی پرداخته شود. سپس سیستم مورد مطالعه  در فضای حالت نوشته شد. که در این روش به کمک تفاضل محدود معادلات با مشتقات جزئی را به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل کرده سپس کنترل کننده مناسب جهت کنترل دما طراحی گردید. نتایج نشان می­دهد برای پایداری سیستم­هایی با رسانایی گرمایی ضعیف (مقدار α کوچک) باید   باشد. برای سیستم­هایی با رسانایی گرمایی متوسط باید1/0   باشد. برای سیستم­هایی با رسانایی گرمایی قوی (مقدار α بزرگ) باید   انتخاب کرد. با توجه به بهینه­سازی انجام شده K_d در هر سه حالت مقداری کوچک بود بنابراین می­توان از کنترل کننده PI در چنین سیستم­هایی استفاده کرد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8354_8471bbdd970289ac95e07e32b0d1c303.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Investigating the Effect of Deactivation Rate Constant of Polymer-Based Silver Catalyst on the Reduction of Pollutant 4-Nitrophenol to 4-Aminophenol بررسی تاثیر ثابت سرعت واکنش غیرفعال شدن کاتالیست نقره پایه پلیمری در تبدیل آلاینده‌ی 4-نیتروفنول به 4-آمینوفنول 117 127 8413 10.22075/jme.2024.31327.2500 FA نوید احدی جمایران دانشجوی دکتری، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل علی نعمت اله زاده استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل بهروز میرزایی استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل Journal Article 2023 07 22 The catalytic reduction of the organic pollutant, 4-nitrophenol to 4-aminophenol was simulated as a model reaction in contact with the polymer-based silver catalyst in a packed bed. The decrease in the catalyst activity as a result of the product residues on the catalyst and also the effect of the deactivation rate constant and conversion rate changes was investigated. Three different values for the deactivation rate constant were chosen as 4.8´10^-5, 2.4´10^-4, and 1.2´10^-3 m³mol^-1s^-1. The results showed that by increasing the catalyst deactivation rate constant, at the end of the studied time, the conversion decreases by 2, 10, and 70%, respectively, and the catalyst activity decreases by 25, 75, and 95%, respectively. Also, the activity of the catalyst throughout the catalytic bed exhibited a greater drop compared to the upper part of the bed due to the accumulation of the product in the lower part of the bed. Therefore, it is important to choose an appropriate catalyst with the minimum deactivation rate constant to achieve the highest conversion percentage and the highest catalyst activity value. تبدیل کاتالیستی آلاینده­ی آلی 4-نیتروفنول به 4-آمینوفنول به‌عنوان یک واکنش مدل در تماس با کاتالیست نقره بر پایه پلیمر در یک بستر پرشده شبیه­سازی شد. در این کار، افت فعالیت کاتالیست بر اثر باقیمانده‌های محصول بر روی کاتالیست و همچنین تاثیر ثابت سرعت واکنش غیرفعال شدن کاتالیست و تغییرات میزان تبدیل بررسی شد. سه مقدار مختلف برای ثابت سرعت واکنش غیرفعال شدن به‌صورت ، و  انتخاب شدند. نتایج نشان داد با افزایش مقدار ثابت سرعت غیرفعال شدن کاتالیست؛ درصد تبدیل در پایان زمان مورد مطالعه به ترتیب 2، 10 و 70 درصد و فعالیت کاتالیست به ترتیب 25، 75 و 95 درصد کاهش می‌یابد. همچنین فعالیت این کاتالیست در طول بستر کاتالیستی در طی زمان انجام واکنش، به‌علت تجمع محصول در قسمت­های پایین بستر، افت بیشتری نسبت به بالای بستر داشت. لذا انتخاب کاتالیست مناسب با حداقل ثابت سرعت واکنش غیرفعال شدن، برای رسیدن به بیشترین درصد تبدیل و بالاترین مقدار فعالیت کاتالیست، مهم است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8413_bc5b6e4b958112d46f3f14461ca2fcc2.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 A Multi-Period Mathematical Model to Optimize Smart Home Energy Management with Scheduling of Appliances and Solar Cell Cost Calculation مدل ریاضی چند دوره‌ای جهت بهینه سازی مصرف انرژی خانگی با ارائه زمان‌بندی تجهیزات خانه هوشمند و محاسبه هزینه سلول خورشیدی جهت نصب در خانه هوشمند 129 156 8368 10.22075/jme.2023.30664.2456 FA مرتضی جعفری نیک پی کارشناس ارشد، دانشکده فناوری های صنعتی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران فرید ممیزی استادیار، دانشکده فناوری های صنعتی ، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article 2023 05 16 The smart home is equipped with programmable home appliances designed to be used during off-peak hours when energy prices are lower. Research in smart home energy management has focused on developing mathematical models for planning and scheduling programmable appliances for the next day. While many countries announce daily energy prices for the following day, some countries, like Iran, have fixed energy prices for longer durations. Previous research has primarily focused on selling energy back to the grid when considering smart homes connected to renewable energy sources. Meeting the home's energy needs with renewable energy is a secondary priority. This study presents two mathematical models for multi-period planning daily, weekly, monthly, and yearly of a smart home. The first model does not consider the integration of solar cells, while the second model is connected to solar cells to maximize the use of renewable energy. The proposed mathematical models are solved using the CPLEX solver embedded in the GAMS software.<br />By comparing the prices obtained from the two models, the cost of solar cells with the desired production capacity is calculated. The results demonstrate a significant reduction in energy consumption costs. These models provide optimized schedules for operating appliances in a smart home, taking into account fluctuating energy prices. The integration of solar cells enables homeowners to leverage renewable energy sources and reduce reliance on the grid. <strong>خانه هوشمند </strong>مجهز به مجموعه‌ای از لوازم خانگی قابل برنامه‌ریزی برای استفاده در ساعاتی از شبانه‌روز است که قیمت انرژی پایین‌تر دارد. در اکثر تحقیقات انجام شده در زمینه مدیریت انرژی خانه هوشمند، سعی در ارائه یک مدل ریاضی جهت برنامه‌ریزی و زمان‌بندی لوازم خانگی قابل برنامه‌ریز برای روز آینده است زیرا در اغلب کشورهای جهان، شرکت‌های توزیع انرژی، قیمت‌های انرژی را بصورت روزانه برای روز آینده اعلام می‌کنند در حالیکه در برخی از کشورها نظیر ایران قیمت انرژی در طول یک هفته، یک ماه یا حتی یک سال ثابت است. در بسیاری از تحقیقات پیشین در صورتیکه خانه هوشمند متصل به انرژی تجدیدپذیر در نظر گرفته شده باشد بیشتر تمرکز بر روی فروش انرژی به شبکه است و تامین انرژی مورد نیاز خانه توسط انرژی تجدیدپذیر در الویت بعدی است. در این تحقیق دو مدل ریاضی عدد صحیح چند دوره‌ای ارائه شده است که می‌توان برای برنامه‌ریزی روزانه، هفتگی، ماهانه و حتی سالانه خانه هوشمند در نظر گرفت. مدل ریاضی اول بدون اتصال به انرژی تجدیدپذیر از نوع سلول خورشیدی توسعه داده شده است و مدل ریاضی دوم متصل به سلول خورشیدی است که برای رفع نیاز انرژی مورد نیاز خانه هوشمند تا حد امکان تعبیه شده است. مدل‌های ریاضی پیشنهادی با استفاده از سالور CPLEX در نرم افزار GAMS حل شده است و در نهایت با مقایسه قیمت بدست آمده توسط دو مدل پیشنهادی، قیمت سلول خورشیدی با توان تولیدی مورد نظر محاسبه شده است.  نتایج بدست آمده حاکی از کاهش قابل توجه هزینه‌های مصرف انرژی است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8368_5e74baeac1336cfc4a5fc54b75dfdd13.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Proposing and Modeling an Ultrahigh Step-Up DC-DC Converter Including Two Stages Boost Converter, Switched Capacitor and Coupled Inductor پیشنهاد و مدل‌سازی یک مبدل DC-DC فوق افزاینده شامل مبدل بوست دو مرحله‌ای، تکنیک خازن سوییچ شونده و سلف تزویج 157 173 8352 10.22075/jme.2023.26892.2257 FA وحید عباسی دانشیار، دانشکده مهندسی برق ، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران میلاد رضایی کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی برق ، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Journal Article 2022 04 17 In this paper, a new ultrahigh step-up converter composed of two stages boost converter, a switched capacitor unit and coupled inductor is proposed. Secondary winding of the coupled inductor has been merged with the switched capacitor and leakage energy of the coupled inductor recycles through the output side. The structure contains two power switches which operate synchronously. The converter is compared from different points of view with the others presented in references. According to the results of the comparison, the converter boosts voltage with higher gain in comparison to the references. In addition, the converter requires smaller inductor in its input side and voltage stress on its semiconductors is low. This paper presents analysis of operation states, design of the inductors and main equations of the converter performance. To validate the analysis, results of simulation in SIMULINK MATLAB and experiments are utilized as the last section of the paper. The prototype is designed for 150W output power to boost input voltage with gain equal to 16.      در این مقاله یک مبدل  DC/DCفوق افزاینده جدید با بهره ولتاژ بالا مبتنی بر افزایش ولتاژ بوسیله مبدل بوست دو مرحله­ای به همراه تکنیک­های خازن سوییچ شونده و سلف تزویج پیشنهاد شده است. در ساختار ارائه شده از دو سوئیچ استفاده شده که به صورت همزمان عمل می کنند. طرف ثانویه سلف تزویج با خازن سوییچ شونده به صورت یکپارچه درآمده و به علاوه انرژی نشتی سلف تزویج با تخلیه در سمت خروجی، بازیابی می­گردد. مبدل پیشنهادی با چند مبدل در مراجع دیگر از دیدگاه پارامترهای اصلی مقایسه شده است. با توجه به مقایسه­ها می­توان گفت که بهره ولتاژ مبدل پیشنهادی نسبت به چند ساختار پیشنهادی جدید بالاتر بوده و از طرفی استرس ولتاژ روی سوئیچ­ها و دیودهای آن پایین می­باشد و به سلف ورودی کوچکتری نیاز خواهد داشت. حالت­های عملکردی مبدل پیشنهادی به علاوه معادلات اصلی مبدل و طراحی المان­های ذخیره انرژی بطور کامل ارائه شده است. در آخر برای تایید معادلات نظری یک نمونه اولیه 150 واتی از مبدل پیشنهادی در نرم افزار متلب/سیمولینک شبیه­سازی گردیده و نمونه­ای از آن نیز ساخته شده است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8352_ee801ac3120c1fb6c46b1c42e934f4d3.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Maintenance Scheduling of Wind Units from the Power Plant Owner’s Perspective with the Objective of Minimizing Economic Loss برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری واحد‌های بادی از نگاه مالک نیروگاه با هدف کمینه‌سازی ضرر اقتصادی 175 188 8374 10.22075/jme.2023.31337.2498 FA امیر علامه دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه سمنان اصغر اکبری فرود استاد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه سمنان Journal Article 2023 07 22 The maintenance scheduling of wind units can be analyzed through the lens of an Independent System Operator (ISO) with goals that encompass cost minimization, enhanced system reliability, or improved social welfare. Nevertheless, the maintenance scheduling of wind units ought to be distinct as a result of factors including the relatively low operating costs associated with wind units and the endeavor to optimize the utilization of wind energy. Simultaneous execution of thermal unit scheduling is not feasible. This calls for the development of a novel method for the maintenance scheduling of wind turbines. In a restructured power system, there is a clear delineation between equipment ownership and operation, leading equipment owners to pursue increased profitability. This article presents a methodology for the maintenance scheduling of wind units, focusing on the perspective of power plant owners. The primary objective is to minimize the financial losses incurred during the outage period of these units. The Price-Based Unit Commitment (PBUC) model is employed for this purpose. The estimation of wind speed in the prediction region is conducted by utilizing wind speed data from the study period and employing the Weibull probability density function. Subsequently, the estimated power generation of wind turbines is calculated by referencing the power curve specific to these turbines. In order to address the concept of reality, uncertainty in power estimation is represented through the utilization of a normal distribution and considered within the framework of the unit commitment problem. Following that, numerical computations are performed for an IEEE-RTS (Reliability Test System). The proposal to the ISO involves determining the outage period of units, with a focus on prioritizing the minimization of the least profit loss or minimum loss. Subsequently, the ISO exercises its authority to determine the acceptance or rejection of proposals by employing reliability criteria. برنامه­ ریزی تعمیر و نگهداری واحد­های بادی می­تواند از نگاه بهره­ بردار مستقل سیستم (ISO) و با اهدافی چون کاهش هزینه، افزایش قابلیت اطمینان سیستم و یا افزایش رفاه اجتماعی صورت گیرد. اما، برنامه­ ریزی تعمیر و نگهداری واحدهای بادی به دلایلی همچون هزینه­ ی بهره­ برداری پایین واحدهای بادی و تلاش برای استفاده­ی حداکثری از انرژی باد، باید متفاوت باشد و نمی­تواند توأم با برنامه­ ریزی واحدهای حرارتی انجام پذیرد. این امر سبب نگاهی متفاوت و جدید به مسأله­ی برنامه­ ریزی تعمیر و نگهداری واحد­های بادی می­گردد. در سیستم قدرت تجدید ساختار یافته، مالکیت تجهیزات و بهره­برداری آن­ها از هم تفکیک شده و مالک تجهیزات به دنبال کسب سود بالاتر است. در این مقاله، روشی برای برنامه ­ریزی تعمیر و نگهداری واحدهای بادی از نگاه مالک نیروگاه، با هدف کمینه کردن سود از دست رفته ­ی واحد­ها در بازه­ی خروج ارائه می­گردد. برای این منظور از مدل مسأله­ ی برنامه ­ریزی مشارکت واحدها بر پایه­ ی قیمت (PBUC) استفاده می­شود. با استفاده از داده­ های سرعت باد در بازه ­ی مورد مطالعه و تابع چگالی احتمال ویبول، سرعت باد در منطقه پیش­ بینی می­ گردد و با توجه به منحنی توان توربین ­های بادی، توان تولیدی توربین­ ها تخمین زده می­ شود. برای نزدیکی به واقعیت، عدم قطعیت در برآورد توان تولیدی با استفاده از توزیع نرمال مدل­سازی شده و در مسأله­ ی برنامه­ ریزی واحدها لحاظ می­گردد. در ادامه، نتایج عددی برای یک IEEE-RTS محاسبه می­شود. بازه­ ی خروج واحدها با اولویت از دست دادن کمترین سود (کمترین ضرر) به ISO پیشنهاد می­ گردد. سپس،  ISO بر اساس معیارهای قابلیت اطمینان، در خصوص پذیرش یا رد پیشنهادها تصمیم ­گیری می­ نماید https://modelling.semnan.ac.ir/article_8374_e027f245af2688eed06c130213ef1608.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Optimum Design of Corona Ring of Composite Insulators Considering the Effect of Mutual Phases by Monte Carlo and Coordinate Search Intelligente Algorithms طراحی بهینه حلقه کرونا مقره کامپوزیتی با در نظر گرفتن اثر متقابل فازها توسط الگوریتم-های هوشمند مونت کارلو و جستجوی مختصات 189 206 8380 10.22075/jme.2023.32057.2543 FA مصطفی خواجوی دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، اراک، ایران سجاد باقری استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، اراک، ایران اسعد شمشادی استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران Journal Article 2023 10 15 Today, composite insulators are used in high-voltage power transmission lines, especially in polluted and humid areas. One of the parameters affecting the aging of composite insulators is the control of the Electric Field Intensity (EFI) distribution on the creepage distance of the insulator. Designing corona ring is considered as one of the important factors in reducing EFI. In this paper, the changes in the EFI on the creepage distance of the 230 kV composite insulator have been investigated and calculated with and without considering the effects of the corona ring, tower structure, conductor, hardware, and mutual phases using the Finite Element Method (FEM) and in three dimensions in software COMSOL. Then, the appropriate objective function was defined to minimize the maximum EFI on the creepage distance of the composite insulator. Finally, Monte Carlo and coordinate search algorithms were used for the optimum design of the corona ring parameters of the composite insulator, including the diameter, thickness, and Installation position of the corona ring in the high voltage potential part, and compared with other non-gradient-based methods. The simulation results showed that the design and calculation of the optimal parameters of the corona ring using Monte Carlo and coordinate search algorithms reduced the maximum EFI on the creepage distance of the composite insulator by 78% compared to the case without the corona ring, which is the innovation of this paper to other published works.<br />. امروزه در خطوط انتقال برق فشار قوی به­خصوص در مناطق آلوده و مرطوب از مقره­های کامپوزیتی استفاده می­گردد. یکی از پارامترهای بسیار تأثیرگذار بر طول عمر مقره­های کامپوزیتی، کنترل توزیع شدت میدان الکتریکی روی فاصله خزشی مقره می­باشد. طراحی مناسب حلقه‌کرونا یکی از عوامل مهم در کاهش شدت میدان الکتریکی محسوب می­شود. در این مقاله، ابتدا تغییرات شدت میدان الکتریکی روی فاصله خزشی مقره کامپوزیتی 230 کیلوولت، با و بدون در نظر گرفتن اثرات حلقه‌کرونا، سازه برج، هادی، یراق­آلات و فازهای متقابل با استفاده از روش المان محدود و به بصورت سه بعدی در نرم افزار کامسول بررسی و محاسبه شده است. سپس، تابع هدف مناسب به منظور مینیموم کردن حداکثر شدت میدان الکتریکی روی فاصله خزشی مقره کامپوزیتی لحاظ می­گردد. در نهایت، از دو الگوریتم­ هوشمند مونت کارلو و جستجوی مختصات به منظور طراحی بهینه پارامتراهای حلقه‌کرونا مقره کامپوزیتی شامل قطر، ضخامت و موقعیت نصب حلقه‌کرونا از قسمت پتانسیل فشار قوی استفاده و با سایر روش­های غیرمبتنی بر گرادیان مقایسه می­شود. نتایج بدست آمده نشان داد که طراحی و محاسبه پارامترهای بهینه حلقه‌کرونا با استفاده از روش­های مونت کارلو و جستجوی مختصات باعث کاهش حداکثر شدت میدان الکتریکی روی فاصله خزشی مقره کامپوزیتی تا 78% نسبت به حالت بدون حلقه‌کرونا می­شود که از نوآوری اصلی این مقاله با سایر تحقیقات منتشر شده می­باشد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8380_d89449987c33c4871fd130809546fa56.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 A Low Power CMOS UWB LNA with Sub-1V Supply Voltage and Noise Cancellation Technique تقویت‌کننده کم‌نویز فراپهن‌باند CMOS با توان مصرفی کم و ولتاژ تغذیه زیر یک ولت با استفاده از روش حذف نویز 207 220 8356 10.22075/jme.2023.28966.2361 FA مهدی علی نژاد دانش آموخته کارشناسی ارشد الکترونیک، گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران. عماد ابراهیمی استادیار گروه مهندسی برق و الکترونیک، آزمایشگاه تحقیقاتی مدارهای مجتمع، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران. Journal Article 2022 11 12 Low noise amplifiers (LNA) in RF receivers are usually the first block after the antenna that amplify the signal received from the antenna with negligible noise and distortion. The most important desirable characteristics of an LNA are relatively high gain, low power consumption, appropriate matching of input and output impedance, and low noise figure. Using the noise cancelation method, the design and simulation of a new wideband LNA has been discussed in this paper, in which the power consumption has been significantly reduced by using positive feedback as well as sub-1 volt supply voltage. First, the proposed circuit was analyzed in this article. Then, the proposed amplifier has been implemented in TSMC 0.18µm RF-CMOS technology and simulated using Cadence-IC software. The simulations show that the noise figure of this structure has improved by about 2dB compared to the conventional structure, and its noise figure has reached 3.6dB to 4.5dB in the frequency range of 2GHz to 12GHz. The maximum gain of the LNA is 17.25dB, and its S11 and S22 parameters are less than -9.24dB and -9.74dB, respectively. S12 is also less than -28.5dB. The linearity of this amplifier in term of IIP3 is -3.42dBm. The total power consumption of the circuit is 4.89mW with a supply voltage of 0.8V that results in 70% power consumption reduction. According to the physical layout the circuit occupies only 0.89 mm2 of active area.<br />. تقویت‌کننده‌های کم‌نویز در گیرنده‌های رادیویی معمولا اولین بلوک بعد از آنتن هستند و وظیفه آن‌ها تقویت سیگنال دریافتی از آنتن بدون افزودن هرگونه نویز و اعوجاج است. از مهم‌ترین مشخصه‌های مطلوب در یک تقویت‌کننده کم‌نویز می‌توان به بهره نسبتا بالا، توان مصرفی پایین، تطبیق مناسب امپدانس ورودی و خروجی، و عدد نویز کم در آن‌ها اشاره کرد. در این مقاله یک تقویت‌کننده کم‌نویز فراپهن‌باند با استفاده از روش حذف نویز ارائه شده است که در آن با استفاده از فیدبک مثبت در مسیر حذف نویز و ارائه یک ساختار زیرِ یک ولت، توان مصرفی به طرز چشمگیری کاهش داده شده است. مدار پشنهادی در این مقاله مورد تحلیل و شبیه سازی قرار گرفته و پایداری مطلق آن نیز اثبات گردیده است. جانمایی این تقویت‌کننده در فناوری TSMC 0.18µm RF-CMOS  با استفاده از نرم‌افزار Cadence-IC رسم و مورد شبیه سازی قرار می­گیرد. شبیه­سازی­ها نشان می­دهد عدد نویز این ساختار نسبت به ساختار متداولی که آن را توسعه داده­ایم حدود dB2 بهبود داشته به طوریکه عدد نویز آن در بازه فرکانسی GHz2 تا GHz12 به محدوده dB6/3 تا dB5/4رسیده است و در کلِ بازه فرکانسی تغییرات بسیار کمی دارد. بهره بیشینه این تقویت‌کننده  dB25/17 است و پارامترهای  S₁₁و  S₂₂آن به ترتیب کمتر از dB24/9- و از dB74/9- است و S₁₂ نیز کمتر از  dB5/28- است. هم‌چنین خطسانی این تقویت کننده (IIP3) برابر dBm4/3- است که نسبت به ساختار متداول بهبود مناسبی داشته است. کل توان مصرفی این ساختار با ولتاژ تغذیه 8/0 ولتی برابر  mW89/4 است که نسبت به ساختار متداول 70 درصد کاهش داده شده است. براساس جانمایی انجام شده مساحت اشغالی این مدار برروی تراشه mm² 89/0است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8356_8366e22b088a3d4568d58ad86d9ec045.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 A Fair Group Recommendation System Based on Members and Leader Influences ارائه سیستم جدید توصیه عادلانه گروهی مبتنی بر تأثیر اعضا و رهبر 221 243 8376 10.22075/jme.2023.31390.2507 FA مصطفی سبزه کار استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران بنت الهدی موذنی کارشناس ارشد، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بیرجند، بیرجند، ایران Journal Article 2023 08 01 In a group recommender system, the effort is made to provide recommendations to a group of individuals rather than a single person. In these systems, the opinions of all group members are influential in decision-making, aiming to provide the best choice despite different personal preferences. This article attempts to present a group recommender system capable of identifying the relationship among users and eventually determining the influence of each user on the group, subsequently offering the best recommendations based on these connections. Moreover, a new criterion for determining leadership in the group is introduced, which identifies the leader of the group based on the level of trust, similarity, belongingness, and dependence of users on the group. Additionally, a novel criterion for delivering fair recommendations to the group is proposed, suggesting items to users with the most positive feedback among all group members. The proposed algorithm is compared with similar algorithms in this domain in two sections. In the evaluation section of assigned rankings, the accuracy of the proposed method was close to 100% in all cases, reporting an average improvement of 5% compared to the compared methods. In the recommendation evaluation section, well-known criteria such as nDCG, group satisfaction, and fairness were used, where the proposed method showed an average improvement of 41%, 35%, and 38%, respectively, considering the number of diverse recommendations in each of the mentioned criteria on average. در یک سیستم توصیه­گر گروهی تلاش می­شود ارائه توصیه به گروهی از افراد به‌جای یک فرد صورت پذیرد. در این سیستم­ها نظرات تمام اعضای گروه در تصمیم‏گیری مؤثر بوده و سعی می­شود تا باوجود متفاوت بودن ترجیحات شخصی، بهترین انتخاب فراهم آید. این مقاله، سعی در ارائه یک سیستم توصیه­گر گروهی دارد که بتواند ارتباط بین کاربران و درنهایت تأثیر هر کاربر بر گروه را مشخص کرده و سپس با توجه به این ارتباطات، بهترین توصیه را به پیشنهاد دهد. همچنین، معیاری جدید برای تعیین رهبر در گروه تعیین می‌شود که با توجه به میزان اعتماد، شباهت و تعلق و وابستگی کاربران به گروه، رهبر آن گروه را مشخص نماید. بعلاوه، معیار جدیدی برای ارائه توصیه عادلانه به گروه ارائه‌شده که با استفاده از آن آیتم­هایی به کاربران توصیه شود که بیشترین نظر مثبت در بین همه اعضا گروه داشته باشد. الگوریتم پیشنهادی در دو بخش با الگوریتم­های مشابه در این زمینه، مقایسه شده است. در بخش ارزیابی رتبه‌های تعیین شده، دقت روش پیشنهادی در همه حالات نزدیک به 100% به دست آمد که به نسبت روش‌های مورد مقایسه به طور متوسط بهبود 5 درصدی را گزارش نمود. در بخش ارزیابی توصیه‌ها نیز از معیارهای شناخته شده  nDCG، رضایت گروهی و عدالت استفاده شد که روش پیشنهادی با در نظر گرفتن تعداد توصیه‌های مختلف به طور متوسط در هریک از معیارهای ذکر شده در حالت میانگین به ترتیب 41%، 35% و 38% بهبود یافته است. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8376_9c26313da750548490e9bd5d9a52c039.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Planning of Fast Charging Station for Electric Vehicles Equipped With Renewable Energy Sources and Energy Storage System Considering Economic and Environmental Objectives برنامه‌ریزی ایستگاه شارژ سریع خودروهای برقی مجهز به منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم ذخیره‌ساز انرژی با اهداف اقتصادی و زیست محیطی 245 259 8364 10.22075/jme.2023.30309.2430 FA حنانه بقایی دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران میثم جعفری نوکندی دانشیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران محمد علیزاده استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران Journal Article 2023 04 04 The development of electric vehicles in the transportation sector requires the establishment of charging infrastructures such as fast charging stations. Besides, in order to reduce the pollutants caused by fossil fuel power plants, renewable energy sources (RESs) and energy storage systems should be integrated with fast charging stations. In this article, a mixed-integer linear programming model is presented to determine the capacity of RESs and battery energy storage system in a charging station, considering two objective functions including the minimization of economic costs and emissions. The proposed model considers the possibility of using wind and solar resources and four types of battery technology including lead-acid, nickel-cadmium, lithium-ion, and sodium-sulfur. Regarding the two contradictory objectives in the proposed model, the epsilon constraint method has been employed to obtain the Pareto front for optimal solutions. Then, the fuzzy satisfying method has been used to determine the final solution. The results of the proposed model have been examined in four different planning horizons. The results show that with the increase in the importance of the objective function of reducing emissions, the installed capacity of renewable resources increases.<br />. توسعه استفاده از خودروهای برقی در بخش حمل و نقل، مستلزم تاسیس زیرساخت‌های شارژ این خودروها مانند ایستگاه­های شارژ سریع است. ضمن آنکه برای کاهش آلاینده­های ناشی از فعالیت نیروگاه­های سوخت فسیلی، باید از منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم­های ذخیره­ساز انرژی در ایستگاه­های شارژ سریع استفاده کرد. در این مقاله، یک مدل خطی آمیخته با عدد صحیح به منظور تعیین ظرفیت منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم ذخیره انرژی باتری در یک ایستگاه شارژ با دو تابع هدف حداقل­کردن هزینه­های اقتصادی و حداقل­کردن انتشار آلاینده­ها ارائه شده است. در مدل پیشنهادی، امکان استفاده از منابع تولیدی انرژی تجدیدپذیر بادی و خورشیدی و چهار نوع فناوری باتری شامل اسید سرب، نیکل کادمیوم، لیتیوم یون و سولفور سدیم لحاظ شده است. با توجه به دو تابع هدف متناقض در مدل پیشنهادی، از روش محدودیت اپسیلون برای تعیین پاسخ‌های بهینه پارتو و از روش استنتاج فازی جهت تعیین پاسخ نهایی استفاده شده است. نتایج مدل پیشنهادی در چهار افق برنامه­ریزی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش اهمیت تابع هدف کاهش آلاینده‌ها، ظرفیت نصب شده منابع تجدیدپذیر افزایش می‌یابد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8364_05727a544ea412396317ba24455748a2.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 An Applicable Control-Relevant Method for Nonlinearity Assessment using Gap Metric معرفی روشی کاربردی مبتنی بر کنترل برای سنجش شدت رفتار غیرخطی سیستم با استفاده از Gap Metric 261 271 8370 10.22075/jme.2023.30975.2473 FA مهدی احمدی استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین Journal Article 2023 06 17 In this paper, an applicable control-relevant nonlinearity assessment method is proposed for nonlinear dynamic systems. In this method, nonlinear system is decomposed to a bank of linear systems using gap metric, a smart tool for measuring the distance between two linear systems. Then, the ability of each local linear model is investigated to stabilize all linear models. A criterion is proposed to measure the nonlinearity of nonlinear system based on gap metric and maximum stability margin values which bounded between 0 and 1. Unlike most of the current nonlinearity measurement, the proposed method could be used for both integrating and unstable nonlinear systems. Besides, the presented method supplies to distinguish that a single linear controller is adequate to control the nonlinear system or it is necessary to employ the multi-model based controllers design methods. Therefore, the redundancy problem could be avoided by employing the proposed method. A nonlinear Continues Stirred Reactor Tank (CSTR) process is studied that the results confirm the capability of presented nonlinearity assessment method.<br />. در این مقاله‏‌ یک روش کاربردی برای سنجش رفتار غیرخطی سیستم‌های دارای دینامیک غیرخطی ارائه می‌شود. در این روش، سیستم غیرخطی در فضای کاری خود و با استفاده از ابزار هوشمند gap metric به یک بانک از مدل‌های خطی تقسیم شده و با محاسبه آستانه پایداری بیشینه، توانمندی هر یک از کنترل‌کننده‌های محلی در پایدارسازی مجموعه مدل‌های خطی مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس معیاری برای سنجش شدت رفتار غیرخطی سیستم تحت مطالعه ارائه می‌گردد که دارای مقادیری بین صفر تا یک است. برخلاف بسیاری از روش‌های سنجش شدت رفتار غیرخطی، روش ارائه شده در این پژوهش برای سیستم‌های انتگرالی و ناپایدار نیز قابل استفاده است. علاوه بر این، روش ارائه شده کفایت استفاده از تنها یک کنترل‌کننده خطی و یا لزوم استفاده از روش مدل‌های چندگانه جهت نیل به اهداف حلقه بسته را پاسخ می‌دهد و از افزونگی کنترل‌کننده‌های محلی جلوگیری می‌نماید. برای ارزیابی روش ارائه شده، یک سیستم غیرخطی CSTR  شبیه‌سازی شده است که نتایج به‌دست‌ آمده نشان می‌دهند معیار معرفی شده برای سنجش شدت رفتار غیرخطی عملکرد مناسبی دارد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8370_4b6e395c45c9b4cd7dc3c079d3852a03.pdf

دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 22 77 2024 08 22 Online Vulnerability Assessment in Cascading Failure Analysis Using an Intelligence Monitoring Model بهبود طرح حفاظت ویژه حذف بار تحت افت ولتاژ بلند مدت به منظور کاهش خاموشی-تلفات در سیستم قدرت 273 291 8431 10.22075/jme.2024.31740.2530 FA صابر ارمغانی پژوهشگر پسا دکترا، دانشکده برق و کامپیوتر-گروه قدرت، دانشگاه سمنان زهرا مروج استاد، دانشکده برق و کامپیوتر-گروه قدرت، دانشگاه سمنان Journal Article 2023 09 12 Today, the Special Protection Scheme usage has been proposed as an effective and efficient strategy to reduce the impact of disturbance and avoid the occurrence of blackouts of the transmission network, which has different tasks. One of the tasks of the Special Protection Scheme is to develop a corrective control action to prevent the occurrence of long-term voltage instability. In this paper, a new model is proposed in the Special Protection Scheme for long-term under-voltage load shedding, which is based on minimizing the shedding cost and power losses in power systems, modeling voltage-dependent loads, load response model, and considering feeders. The economic and technical considerations in the proposed model play an essential role in the characteristics of the Special Protection Scheme for under voltage load shedding. Thus, in this paper, Demand Response modeling will be based on determining the cost of electric energy consumption in the emergency of the network in such a way as to cause a shift of consumption to improve the performance of the network. Since load feeders and load response are considered in this paper, the mentioned problem is defined in the form of discrete-continuous optimization to determine the location and amount of necessary load removal as well as the amount of load transfer between the load buses to establish long-term voltage stability in the transmission network using discrete and continuous particle swarm algorithm. The proposed model has been simulated in the standard IEEE 57-bus test system to determine and prove the effectiveness of the proposed Special Protection Scheme for load shedding. امروزه استفاده از طرح حفاظت ویژه به عنوان راهکاری موثر و کارا در کاهش اثرات نامطلوب اغتشاش و اجتناب از وقوع خاموشی سراسری شبکه انتقال مطرح شده است؛ که دارای وظایف مختلفی است. یکی از وظایف طرح حفاظت ویژه تدوین راهکار کنترل اصلاحی شبکه به منظور جلوگیری از وقوع ناپایداری بلند مدت ولتاژ است. در این مقاله، مدل جدید در طرح حفاظت ویژه حذف بار تحت افت ولتاژ بلند مدت پیشنهاد شده است که مبتنی بر کاهش هزینه خاموشی و کاهش تلفات در سیستم‌های قدرت، مدل‌سازی بارهای وابسته به ولتاژ، مدل پاسخ‌گویی بار، و در نظر گرفتن فیدرهای تغذیه کننده بار است. ملاحظات در نظر گرفته شده در مدل‌سازی، نقش مهم در مشخصه فنی و اقتصادی طرح حفاظت ویژه حذف بار تحت افت ولتاژ دارند. به طوریکه در این مقاله، مدل‌سازی پاسخ‌گویی بار بر اساس تعیین هزینه مصرف انرژی الکتریکی در وضعیت اظطراری شبکه به نحوی خواهد بود که باعث جابجایی مصرف در جهت بهبود عملکرد شبکه شود. از آنجایی که فیدرهای تغذیه کننده بار و پاسخ‌گویی بار در این مقاله در نظر گرفته شده است، مسئله مذکور در قالب بهینه‌سازی گسسته-پیوسته تعریف می‌شود؛ تا مکان و مقدار حذف بار لازم و همچنین مقدار جابجایی بار بین شین‌های شبکه برای برقراری پایداری ولتاژ بلند مدت در شبکه انتقال با استفاده از الگوریتم دسته‌ذرات گسسته و پیوسته تعیین شود. مدل پیشنهادی در شبکه نمونه استاندارد 57 شین شبیه‌سازی شده است تا کارایی طرح حفاظت ویژه حذف بار پیشنهادی مشخص و اثبات شود. https://modelling.semnan.ac.ir/article_8431_04ba703ade292a69981783a95994bbbf.pdf