10584

10584

تحليل تاثير پديده تلاطم بر پايداري واژگونش تانكر جهت بهينه سازي سطح مقطع آن

كارشناسي ارشد

خودرو - سيستم تعليق، ترمز و فرمان

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

پروفسور محمد حسن شجاعي فرد - دكتر روح اله طالبي توتي

تلاطم سيال در تانكرها، پديده¬ي نوسان سيال ناشي از حركت تانكر مي¬باشد. حركت سيال در داخل يك تانكر تا حد زيادي به هندسه¬ي تانكر، ارتفاع پر شدن سيال وابسته است. در اين پايان¬نامه در ابتدا مباحث كلي و تئوري¬هاي حاكم بر پديده¬ي تلاطم عرضي در تانكرهاي با مقطع بيضوي مورد بررسي قرار گرفته و دو مدل مكانيكي بر مبناي پاندول ترامل و مدل چرخش¬صفحه جهت شبيه¬سازي پديده¬ي تلاطم توسعه داده مي¬شود. مدل مكانيكي پاندول ترامل جهت شبيه-سازي تلاطم سيال معرفي و سپس گشتاور واژگونش ناشي از اين مدل مكانيكي با نتايج بدست آمده از تحليل عددي در پرشدگي¬هاي 60%، 70%، 80% و %90 مقايسه شده و روابط پاندول ترامل تصحيح و ضرايب آن بهينه مي¬شود. سپس الگوريتمي جهت بهينه¬سازي سطح مقطع تانكر بيضوي بر مبناي كمينه كردن همزمان دو تابع گشتاور واژگونش و ارتفاع مركز جرم سيال پيشنهاد مي¬شود به¬گونه¬اي كه آستانه واژگونش تانكر بهبود پيدا كند. عملگرهاي مؤثر در دقت و سرعت همگرايي الگوريتم ژنتيك مانند نرخ جهش تعداد افراد جمعيت بررسي شده و نرخ جهش 4 تا 6 درصد و حداقل جمعيت 60 نفر به عنوان مناسب¬ترين مقادير اين عملگرها انتخاب مي¬شوند. اين فرايند در مدل چرخش¬صفحه تكرار مي¬گردد. بهينه¬سازي بر روي اين مقاطع جهت بدست آوردن تانكري با واژگونش كمتر تحت شتاب عرضي در پرشدگي¬هاي گوناگون انجام و صحت نتايج آن مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد. در ادامه روشي بر مبناي الگوريتم ژنتيك جهت بهينه¬سازي سطح مقطع تانكر با استفاده از تابع بي¬اسپيلاين پيشنهاد شده كه بر مبناي كمينه كردن همزمان دو تابع گشتاور واژگونش و ارتفاع مركز جرم مي¬باشد و پايداري تانكر در تلاطم را بهبود مي¬بخشد. اين الگوريتم با دريافت مشخصات ظرفيتي تانكر به عنوان ورودي، تابع بي-اسپيلاين درجه چهار، با 10 نقطه كنترلي را پيشنهاد مي¬دهد كه پايداري بيشتري نسبت به تانكرهاي استوانه¬اي دارد. سپس اين تابع با استفاده از الگوريتم ژنتيك در پرشدگي¬هاي گوناگون بهينه مي¬شود. اين الگوريتم در ابتدا بر مبناي تابع بي¬اسپيلاين درجه 3 با 8 نقطه كنترلي بنا نهاده مي¬گردد و سپس با بهينه¬سازي و ميانگين¬گيري، بازه انتخاب نقاط كنترلي اصلاح شده و تعداد درجه و نقاط كنترلي تابع بي¬اسپيلاين افزايش مي¬يابد. پارامترهاي مؤثر در بهينه¬سازي اين تابع با استفاده از الگوريتم ژنتيك مانند نرخ جهش و تعداد جمعيت ارزيابي شده و عملگر¬هاي مناسب معرفي مي¬گردد. الگوريتم ارائه شده در اين پايان¬نامه، روشي سريع و دقيق براي بهينه-سازي تانكرهاي متفاوت در عين حفظ سادگي كاربري در صنعت مي¬باشد كه پايداري تانكر را به ميزان 10 درصد بهبود مي¬بخشد. واژه‌هاي كليدي: تلاطم عرضي، بهينه¬سازي، الگوريتم ژنتيك، تانكرهاي بيضوي، تابع بي-اسپيلاين