طراحی بهينه مقاوم مشارکتی با رويکرد چندهدفی برای حامل فضایی با احتساب عدم قطعيت

هر دانشجویی در مقطع تحصیلات تکمیلی، که شامل دوره های کارشناسی ارشد و دکتری است، مشغول به تحصیل باشد، بعد از اینکه تمام واحد های درسی تعیین شده را گذراند، موظف است برای تمام کردن دورۀ خود رساله و یا پایان نامه ای بنویسد و طی مراسمی رسمی که از قبل برنامه ریزی شده است، از آن دفاع کند و نمرۀ قبولی بگیرد. نوشتن پایان نامه برای دانشجوی کارشناسی ارشد تقریباً اولین تجربۀ علمی و پژوهشی جدی و روشمند است و دانشجو با نوشتن پایان نامه در واقع راه را برای پژوهش های بعدی اش هموار می کند. همان طور که می دانید پایان نامه یا رساله نوعی پژوهش دانشگاهی است و بنابراین باید از بیشتر قواعدی که در حوزۀ پژوهش ها و تحقیقات آکادمیک وجود دارد پیروی کند و بتواند پیام خود را به گونه ای که رسا، علمی، مستدل و منطقی باشد، به مخاطبانش برساند. برای کمک به دانشجو در رسیدن به این اهداف به معرفی موضوعات پایان نامه های ارشد از دانشگاه های برتر کشور پرداختیم . در ادامه پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی هوا فضا با عنوان طراحی بهينه مقاوم مشارکتی با رويکرد چندهدفی برای حامل فضایی با احتساب عدم قطعيت در 135 صفحه با فرمت WORD  همراه با نمودار و اشکال نگارش شده است. در ادامه قسمتهایی از این پایان نامه بعنوان نمونه آورده شده است:

چکیده پایان نامه طراحی بهينه مقاوم مشارکتی با رويکرد چندهدفی برای حامل فضایی با احتساب عدم قطعيت

حامل فضایی بازوهای بشر برای دست‌یابی به فضا هستند. طراحی این حامل­ها پیچیده است و طراحان باید با روش‌های متنوع طراحی آشنا بوده و متناسب با نوع مأموریت، بهترین روش طراحی را انتخاب کنند. در این پایان‌نامه سعی شده ضمن انتخاب روش طراحی بهینه چند موضوعی و به‌طور خاص استفاده از ساختار مشارکتی به‌عنوان ساختار اصلی، طراحی مقاوم نیز در نظر گرفته شود و با ترکیب این دو روش و دخالت دادن تأثیر عدم قطعیت‌ها حاملی باکیفیت و مقاوم طراحی گردد. به این منظور ابتدا پس از تشکیل ساختار مشارکتی، یک مثال ریاضی در این ساختار حل‌شده و پس از اطمینان از عملکرد ساختار، حاملی با پیشران مایع و با محوریت دو موضوع طراحی ‌شده است. موضوع اول شامل سه زیرسیستم طراحی موتور، طراحی هندسه و تخمین جرم بوده و موضوع دوم مجموع سه زیرسیستم طراحی زاویه فراز، محاسبات آیرودینامیکی و شبیه‌سازی مسیر می‌باشد. برای اطمینان از صحت جواب‌ها، به کمک روش امکان‌پذیری چند موضوعی برای مأموریت مشابه و پارامترهای طراحی یکسان، حامل دیگری طراحی ‌شده و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. سپس در ادامه تأثیر عدم قطعیت‌ها روی حامل طراحی شده بررسی شده است. درنهایت با ترکیب دو روش طراحی بهینه مشارکتی و طراحی مقاوم و اتخاذ رویکرد چند هدفی، از ابتدا عدم قطعیت‌ها در طراحی در نظر گرفته شده تا خروجی طرح یک حامل بهینه به لحاظ جرم اولیه و درعین‌حال مقاوم نسبت به حضور عدم قطعیت‌ها باشد.

کلمات کلیدی: حامل فضایی – ماهواره ­بر- طراحی مفهومی- طراحی بهینه چند موضوعی- طراحی مقاوم -طراحی چند هدفی- عدم قطعیت- طراحی بهینه مشارکتی

فهرست مطالب

هدف………. ………………….1

مقدمه…. …………2

فصل اول) حامل های فضایی.. 5

1-1- مقدمه. 6

1-2- مروری بر فعالیت‌های انجام‌گرفته. 6

1-3- تعريف موشک حامل.. 9

1-4- تقسیم‌بندی موشک‌های حامل.. 10

1-4-1- کلاس وزني موشک‌های حامل.. 10

1-4-2- محدوده کاربردي موشک‌های حامل.. 11

1-4-3- بار محموله موشک‌های حامل.. 11

1-4-4 تعداد دفعات مصرف.. 11

1-4-5- نحوه ترکيب ساختاري موشک‌های حامل.. 11

1-4-5-1- تعداد مراحل.. 11

1-4-5-2- نوع ترکيب موشک‌های حامل.. 13

1-5- صنايع توليد بخش‌هاي مختلف حامل فضايي.. 13

1-5-1- بخش طراحي و تحقيقات.. 14

1-5-2- صنايع موتور 14

1-5-3- صنايع سازه 14

1-5-4 صنايع پیشران.. 15

1-5-5- صنايع هدايت و كنترل.. 15

1-5-6- صنايع تجهيزات پرتاب.. 15

1-6- طراحي حامل‌های فضايي.. 15

1-7- جمع بندی.. 16

 فصل دوم) مبانی و مفاهیم.. 17

2-1- طراحی بهینه چند موضوعی.. 18

2-1-1- مقدمه. 18

2-1-2- لزوم استفاده از طراحی بهینه چند موضوعی.. 19

2-1-3- انواع روش های طراحی بهینه چند موضوعی.. 22

2-1-3-1- روش امکان پذیری چند موضوعی.. 23

2-1-3-2- روش امکانپذیری تک موضوعی.. 24

2-1-3-3- روش همه در یک مرتبه. 25

2-1-3-4- روش مشارکتی.. 26

2-1-3-5- روش بهینه‌سازی همزمان در زیرفضا 28

2-1-3-6- روش ترکیب سیستم جامع دو مرحله‌ای.. 30

2-2- روش‌های بهینه‌سازی.. 31

2-3- عدم قطعیت در طراحی.. 33

2-3-1- تعریف عدم قطعیت… 33

2-3-2- منابع و دسته بندی عدم قطعیت ها 36

2-3-3- تحلیل عدم قطعیت… 38

2-3-4- بررسی کلی روش‏های طراحی بر مبنای عدم قطعیت در دسترس… 38

2-3-4-2- طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان.. 40

2-3-4-3- طراحی مقاوم. 40

2-3-4-3-2- مقاومت هدف.. 43

2-3-4-3-3- مقاومت امکان‌پذیری.. 43

2-3-4-3-4- تخمین میانگین و واریانس تابع عملکرد. 44

2-3-4-3-5- بهینه سازي چند هدفی.. 44

2-4- جمع‌بندی.. 45

فصل سوم) مدل سازی زیرسیستم ها و شبیه سازی پرواز حامل فضایی.. 46

3-1- مقدمه. 47

3-2- زیرسیستم‌های طراحی.. 47

3-2-1- مأموریت… 47

3-2-1-1- نوع مدار 48

3-2-1-2- پایگاه پرتاب.. 49

3-2-2- احتراق.. 50

3-2-3- طراحی موتور 55

3-2-3-1- طراحی محفظه احتراق.. 56

3-2-3-2- طراحی نازل.. 58

3-2-4- طراحی هندسه. 59

3-2-5- تخمین جرم. 60

3-2-6- شبیه‌سازی پرواز حامل‌ها 62

3-2-6-1- شبیه‌سازی جاذبه. 67

3-2-6-2- شبیه‌سازی اتمسفر. 68

3-2-6-3- برنامه زاویه فراز[36] 70

3-2-6-3-1- پرواز عمودی.. 71

3-2-6-3-2- پرواز مرحله اول.. 71

3-2-6-3-3- جدايش مرحله اول.. 71

3-2-6-3-4- پرواز مراحل بعد. 72

3-2-6-3-5- جدايش مراحل بعد. 72

3-2-6-3-6- جمع بندي محدودیت‌ها و قيود برنامه فراز 72

3-3- جمع بندی.. 72

فصل چهارم) طراحی حامل و بررسی نتایج.. 74

4-1- مقدمه. 75

4-2- مثال ریاضی.. 76

4-3- طراحی حامل به روش مشارکتی.. 79

4-4- طراحی حامل به روش امکان‌پذیری چند موضوعی.. 88

4-5- بررسی اثر عدم قطعیت‌ها روی حامل طراحی‌شده 90

4-6- طراحی بهینه مقاوم مشارکتی یک حامل فضایی با رویکرد چند هدفی.. 93

5- پیشنهادات.. 111

6- مقالات.. 112

7- منابع. 113

فهرست اشکال

شکل1-1 شمای موشک حامل سفیر. 9

شکل1-2 تقسیم‌بندی موشک حامل[15] 10

شکل1-3 تأثیر پارامترها بر انتخاب تعداد مراحل حامل فضایی.. 12

شکل1-4 بلوک های حامل فضایی ساترن.. 12

شکل1-5 ساختار سری و ساختار خورجینی در موشک حامل.. 13

شکل1-6 روند طراحی حامل فضایی.. 16

شکل2-1 طراحی هواپیما از نگاه متخصصان زیرسیستم ها [16] 20

شکل2-2 تداخل موضوعات دخیل در طراحی [17] 21

شکل2-3 منطق تصمیم گیری برای انتخاب روش های بهینه سازی چند موضوعی [18] 22

شکل2-4 روش امکان پذیری چند موضوعی[13] 23

شکل2-5 روش تک موضوعی ممکن[13] 25

شکل2-6 روش همه در یک مرتبه[13] 25

شکل2-7 روش مشارکتی[13] 28

شکل2-8 بهینه‌سازی همزمان در زیرفضا[13] 29

شکل2-9 ترکیب سیستم جامع دو مرحله‌ای[13] 30

شکل2-10 روند کامل یک فرایند بهینه سازی تحت عدمقطعیت[23] 39

شکل2-11 حوزه کاربرد مسائل طراحی مقاوم و طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان[6] 42

شکل2-12 تفاوت نقطه بهینه در طراحی مقاوم و طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان[28] 43

شکل3-1 مدار بیضوی[29] 48

شکل3-2 تعدادی از پایگاه های پرتاب فضایی در دنیا[30] 49

شکل3-3 نمودار تغییرات ضربه خلأ بر حسب نسبت ترکیب اکسید کننده به سوخت برای پیشران های مختلف[31] 52

شکل3-4 اثر تغییرات فشار محفظه احتراق بر دمای ادیاباتیک شعله برای پیشران N₂O₄/UDMH.. 53

شکل3-5 اثر تغییرات نسبت اتمیسیته بر فشار محفظه احتراق برای پیشران N₂O₄/UDMH.. 53

شکل3-6 اثر تغییرات نسبت جرم مولکولی گاز ناشی از احتراق بر فشار محفظه احتراق برای پیشران N₂O₄/UDMH.. 54

شکل3-7 اثر تغییرات نسبت اکسید کننده به سوخت بر فشار محفظه احتراق برای پیشران N₂O₄/UDMH.. 54

شکل3-8 تاثیر تغییرات فشار محفظه احتراق و نسبت گرمایی ویژه بر ضربه ویژه 57

شکل3-9 تاثیر تغییرات فشار محفظه احتراق و فشار خروجی از نازل بر ضربه ویژه 58

شکل3-10 نحوه چینش باک های پیشران[33] 59

شکل3-11 قسمت های مختلف تشکیل دهنده در طول یک حامل فضایی[32] 60

شکل3-12 نیروهای وارد بر موشک حامل.. 64

شکل3-13 اثر دوران زمین بر آزیموت پرتاب.. 66

شکل3-14 نمودار تغییرات شتاب جاذبه بر حسب تغییرات ارتفاع. 68

شکل3-15 نمودار تغییرات چگالی بر حسب تغییرات ارتفاع. 70

شکل4-1 روندنمای طراحی در این پایان‌نامه. 75

شکل4-2 فضای سه بعدی تابع هدف و قیود. 76

شکل4-3 اثر قیود بر فضای طراحی.. 77

شکل4-4 ساختار روش مشارکتی برای حل مثال ریاضی.. 78

شکل4-5 متغیرهای طراحی برنامه زاویه فراز 81

شکل4-6 روندنمای کلی طراحی بهینه مشارکتی حامل فضایی.. 83

شکل4-7 تغییرات ارتفاع برحسب زمان حامل طراحی‌شده 86

شکل4-8 تغییرات سرعت برحسب زمان حامل طراحی‌شده در دستگاه سرعتی و اینرسی.. 86

شکل4-9 تغییرات زوایای حمله، فراز و مسیر برحسب زمان حامل طراحی‌شده 87

شکل4-10 نمودار تغییرات دینامیکی نسبت به زمان.. 88

شکل4-11 نمودار تغییرات جرم برحسب زمان.. 88

شکل4-12 ساختار طراحی امکان‌پذیری چند موضوعی حامل فضایی.. 89

شکل4-13 روندنمای اعمال عدم قطعیت‌ها روی حامل طراحی‌شده 91

شکل4-14 نمودار تغییرات ارتفاع برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها 92

شکل4-15 نمودار تغییرات زاویه حمله برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها 92

شکل4-16 نمودار تغییرات سرعت برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها در دستگاه سرعتی.. 93

شکل4-17 روندنمای طراحی بهینه مقاوم مشارکتی حامل فضایی با رویکرد چند هدفی.. 96

شکل4-18 نمودار تغییرات ارتفاع برحسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 98

شکل4-19 نمودار تغییرات سرعت بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 98

شکل4-20 نمودار تغییرات زوایای حمله، مسیر و فراز بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی   99

شکل4-21 نمودار تغییرات جرم بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 99

شکل4-22 نمودار تغییرات هد دینامیکی بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 100

شکل4-23 نمودار مقایسه ای تغییرات ارتفاع بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 102

شکل4-24 نمودار مقایسه ای تغییرات سرعت بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 103

شکل4-25 نمودار مقایسه ای تغییرات زوایای حمله، فراز و مسیر بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 103

شکل4-26 نمودار مقایسه ای تغییرات هد دینامیکی بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 104

شکل4-27 نمودار مقایسه ای تغییرات جرم بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی   105

فهرست جداول

جدول الف پرتاب‌کننده‌های حامل فضایی از ابتدا تاکنون…….. …………….2

جدول3-1 مزایا و معایب انواع موتور در حامل های فضایی[15] 55

جدول4-1 مشخصات بهینه سازها برای حل مثال.. 78

جدول4-2 نتایج به دست آمده پس از حل مسئله. 79

جدول4-3 متغیرهای طراحی بهینه‌ساز 83

جدول4-4 پارامترهای طراحی.. 84

جدول4-5 مشخصات حامل طراحی‌شده به روش طراحی بهینه مشارکتی.. 85

جدول4-6 مقایسه نتایج طراحی به روش امکان‌پذیری چند موضوعی و مشارکتی.. 90

جدول4-7 نحوه اعمال عدم قطعیت‌ها 91

جدول4-8 مشخصات حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی.. 97

جدول4-9 جدول مقایسه‌ای مشخصات حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی   101

 جدول پ1- موشک های حامل فعال یا درحال توسعه دنیا…….. …………..110

جدول پ2- حامل های فضایی جمهوری اسلامی ایران…… ………………..113

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.