ORIGINAL_ARTICLE
پیاده سازی نظریه ناپایداری هیدرودینامیکی خطی بر روی لایه سیال مخروطی توخالی خروجی از یک انژکتور جریان چرخشی
پدیده ناپایداری و تجزیه جتهای سیال به خاطر کاربرد فراوانی که این جتها در صنعت دارند، همواره مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. یکی از موضوعاتی که بسیار مورد توجه قرارگرفته است، بحث دینامیک تشکیل قطرات و عوامل تأثیرگذار بر آن است. در فرآیند اتمیزاسیون، اختلالهای کوچک در جت یا لایه مایع رشد میکنند و در نهایت موجب تجزیه آن به لیگامنتها و قطرات ریزتر میشوند. به فرآیند شکست ابتدایی جت سیال، شکست اولیه گفته میشود. مرحله شکست اولیه در فرآیند اتمیزاسیون با توجه به حرکت امواج روی سطح لایه سیال، به کمک تحلیلهای ناپایداری، معین و قابل تعیین است. نظریه ناپایداری تا کنون در تحقیقات پیشین به صورت خطی و غیرخطی ضعیف بر روی لایه استوانهای شکل سیال پیادهسازی شده است و اثر مخروطی بودن لایه در مدل لحاظ نشده است. بنابراین به منظور اصلاح این مدل، در این مقاله تلاش شد تا تئوری ناپایداری خطی بر روی لایه مایع مخروطی شکل پیادهسازی گردد و بدین ترتیب علاوه بر سرعتهای محوری و محیطی، سرعتهای شعاعی فاز مایع و گاز نیز به معادلات حاکم اضافه گردد. از نتایج این مدل اصلاح شده شامل مشخصه های ناپایدارترین موج سطح لایه سیال (عدد موج و نرخ رشد بیشینه)، برای تخمین قطر میانگین قطرات و همچنین طول شکست میتوان استفاده نمود. پیش بینی این مدل اصلاح شده، همخوانی خوبی با نتایج تجربی موجود دارد.
https://jsst.ias.ir/article_81876_0d5b13a53f88f22fa6298a91625fec98.pdf
2019-02-20
1
10
10.22034/jsst.2019.81876
شکست اولیه
ناپایداری خطی
عدد موج
نرخ رشد بیشینه موج
اتمیزاسیون
حدیثه
کریمایی
karimaei@ari.ac.ir
1
استادیار، گروه علوم فضایی، پژوهشکده سامانه های فضانوردی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
رامین
قربانی
ramin_ghorban@mecheng.ac.ir
2
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
AUTHOR
سید مصطفی
حسینعلی پور
alipour@iust.ac.ir
3
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
AUTHOR
[1] L. Bayvel, z. Orzechovski, liquid atomization, Second Edittion, Taylor & Francis, 1993.
1
[2] S. P. Lin, Breakup of Liquid Sheets and Jets, First Edittion, Cambridge University Press, 2003.
2
[3] W.A. Sirignano, C. Mehring, Review of Theory of Distortion and Disintegration of Liquid Streams, Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 26, No. 4,pp. 609-655, 2000.
3
[4] J.C. Lasheras, E. J. Hopfinger, Liquid jet instability and atomization in a coaxial gas stream, Annu. Rev. Fluid Mech., Vol. 3, No. 1, pp. 275–308, 2000.
4
[5] K.A. Sallam, Z. Dai and G.M. Faeth, liquid breakup at the surface of turbulent round liquid jets in still gases, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 28, No. 3, pp. 427-449, 2002.
5
[6] F. Chen, J.-Y. Tsaur, F. Durst, S. K. Das, On the Axisymmetry of Annular Jet Instabilities, J. Fluid Mech., vol. 488, No. 1, pp. 355-367, 2003.
6
[7] M. V. Panchagnula, P. E. Sojka, P. J. Santangelo, On the Three-Dimensional Instability of a Swirling, Annular, Inviscid Liquid Sheet Subject to Unequal Gas Velocities, Physics of Fluids, Vol. 8, No. 12, pp. 3000-3312, 1996.
7
[8] W.A. Sirignano, C. Mehring, Comments on Energy Conservation in Liquid-Stream Disintegration, Proceedings of ICLASS, USA, Pasadena, California, 2000.
8
[9] AA. Ibrahim, Comprehensive study of internal flow field and linear and nonlinear instability of an annular liquid sheet emanating from an atomizer, Ph. D. thesis, University of Cincinnati, 2006.
9
[10]F. Ommi, SA. Mahdavi, investigation of the effect of gas swirl on the atomization of an anuular spray, 8th international conference of aerospace, Malek Ashtar university, Iran, Isfahan, 2013. (in persian)
10
[11]A.A. Ibrahim, M. A. Jog, S. M. Jeng, Computational Simulation of Two-Phase Flow in Simplex Atomizers, ILASS-AMERICAS, US, Irvine, California, 2005.
11
[12] J. Cao, Theoretical and Experimental Study of Atomization from an Annular Liquid Sheet, J. Automobile Engineering, Vol. 217, No. 8, pp. 735-734, 2003.
12
[13] X. Jeandel, C. Dumouchel, Influence of the Viscosity on the Linear Stability of an Annular Liquid Sheet, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 20, No. 5, pp. 499-506, 1999.
13
[14]Y. Liao, S. M. Jeng, M. A. Jog, M. A. Benjamin, Advanced Sub-Model for Airblast Atomizers, Journal of Propulsion and Power, Vol. 17, No. 2, pp. 411-417, 2001.
14
[15] Q. Du, X. Li, Effect of Gas Stream Swirls on the Instability of Viscous Annular Liquid Jets, Acta Mechanica, vol. 176, No. 1, pp. 61-81, 2005.
15
[16] Y. Liao, S. M. Jeng, M. A. Jog, M. A. Benjamin, Effect of Air Swirl Profile on the Instability of a Viscous Liquid Jet, J. Fluid Mech., Vol. 424, No. 1, pp. 1-20, 2000.
16
[17]Y. Liao, A. T. Sakman, S. M. Jeng, M. A. Jog, M. A. Benjamin, A comprehensive Model to Predict Simplex Atomizer Performance, J. of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 121, No. 1, pp. 285-294, 1999.
17
[18]E. A. Ibrahim, T. R. McKinney, Injection Characteristics of Non-swirling and Swirling Annular Liquid Sheets, Proc. IMechE Part C: J. Mechanical Engineering Science, Vol. 220, No. 2, pp. 203-214, 2006.
18
[19]J.M. Gordillo, MP. Saborid, Aerodynamic effects in the break-up of liquid jets: on the first wind-induced break-up regime, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 541, No.1, pp. 1–20, 2005.
19
[20]F. Ommi, s. Soheili, SA. Mahdavi, AR. Niazmand, non-linear instability analysis of primary breakup of jet exposed to swirl gas, 10th international conference of aerospace, Iran, Tehran, 2010. (in persian)
20
ORIGINAL_ARTICLE
مدل سازی و کنترل تلاطم سوخت و اثر آن روی وضعیت فضاپیما
سوخت موجود درمخزن فضاپیما در حین انجام مانور مداری دچار پدیده تلاطم میشود و این پدیده روی وضعیت فضاپیما اثر نامطلوبی میگذارد. بنابراین باید قبل از انجام مانورهای مداری تلاطم سوخت مدلسازی و روشی مناسب برای کنترل آن انتخاب شود. در این مقاله به مدلسازی دینامیک تلاطم با استفاده از مدل دو پاندولی در فضای دو بعدی پرداخته شده است. مانور فضاپیما و حرکت پاندولها در صفحه در نظر گرفته شده و بنابراین سیستم فضاپیما و پاندولها سیستمی پنج درجه آزادی خواهد شد. برای پایدار سازی معادلات دینامیکی سیستم معرفی شده هم از کنترلرهای خطی (کلاسیک و LQR) و هم از کنترلرهای غیرخطی (لیاپانوف و فازی) استفاده شده است، که البته برای استفاده از کنترلرهای خطی معادلات دینامیکی با استفاده از تقریب مناسب خطی شدهاند. نتایج شبیه سازی موفقیت آمیز بودن کنترلرهای طراحی شده بر روی وضعیت فضاپیما و پاندولها را نشان میدهد.
https://jsst.ias.ir/article_81881_b54b34591d4b6caa29d1edfd2fbb0751.pdf
2019-02-20
11
22
مدل سازی تلاطم
دینامیک ترکیب شده تلاطم و فضاپیما
کنترل وضعیت
کنترل تلاطم
کنترلر خطی
کنترلر غیرخطی
محمد
نوابی
sciences.edu@gmail.com
1
دانشیار، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
علی
داودی
davoodiali1369@gmail.com
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فناوری نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Deng, M., Baozeng, Y. and Jiarui, Y., “Position and Attitude Control of Spacecraft with Large Amplitude Propellant Slosh and Depletion,” Journal of Aerospace Engineering, Vol. 30, Issue 6, 2017, pp. 1-12.
1
[2] Pukdeboon, C. and Kumam, P., “Robust Optimal Sliding Mode Control for Spacecraft Position and Attitude Maneuvers,” Journal of Aerospace science and Technology, vol. 43, 2015, pp. 329-342.
2
[3] Meirovitch, L. and Kwak, M. K., “State Equation for a Spacecraft with Maneuvering Flexible Appendages in Terms of Quasi-Coordinates,” Applied Mechanics Reviews, Vol. 42, Issue 11, 1989, pp. 161-170.
3
[4] Peterson, L. D., Crawley, E. F. and Hansman, R. J., “Nonlinear Fluid Slosh Coupled to the Dynamics of Spacecraft,” AIAA Journal, Vol. 27, No. 9, 1989, pp. 1230-1240.
4
[5] Hung, R.J., Long, Y.T. and Chi, Y.M., “Slosh Dynamics Coupled with Spacecraft Attitude Dynamics Part1: Formulation and Theory,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 33, No. 4, 1996, pp. 575-581.
5
[6] Vadali, S. R., “Variable-Structure Control of Spacecraft Large-Angle Maneuvers,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 9, No. 2, 1986, pp. 235-239.
6
[7] Shageer, H. and Tao, G., “Modeling and Adaptive Control of Spacecraft with Fuel Slosh: Overview and Case Studies,” AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit, AIAA 2007-6434, 2007, pp. 1-19.
7
[8] Sidi, M.J., Spacecraft Dynamics and Control, a Practical Engineering Approach, Cambridge University Press, 1997, pp. 291-316.
8
[9] Hill, D.E. and Baumgarten, J.R., “Control of Spin-Stabilized Spacecraft with Sloshing Fluid Stores,” Journal of Dynamics Systems, Measurement, and Control, Vol. 114, Issue 4, 1992, pp. 1-4.
9
[10] X. Yu, S. and R. Yun, Q., “Using Sliding Mode Control Method to Suppress Fuel Sloshing of a Liquid-Filled Spacecraft,” 27th Chinese Control and Decision Conference, 2015, pp. 1268-1273.
10
[11] Cho, S., McClamroch, N. H. and Reyhanoglu, M., “Feedback Control of a Space Vehicle with Unactuated Fuel Slosh Dynamics,” AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, 2000, AIAA 2000-4046, pp. 354-359.
11
[12] Bandyopadhyay, B., Gandhi, P.S. and Kurode, S., “Sliding Mode Observer Based Sliding Mode Controller for Slosh-Free Motion Through PID Scheme,” IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 9, 2009, pp. 3432-3442.
12
[13] Souza, A. G. and d. Souza, L. C. G., “Design of Satellite Attitude Control System Considering the Interaction Between Fuel Slosh and Flexible Dynamics,” 11th International Conference on Vibration problems, 2013, pp. 1-10.
13
[14] Ibrahim, R. A., Liquid Sloshing Dynamics, Theory and Applications, Cambridge University Press, 2005, pp. 296-334.
14
[15] Reyhanoglu, M., “Maneuvering Control Problem for a Spacecraft with Unactuated Fuel Slosh Dynamics,” IEEE Conference on Control Applications, 2003, pp. 695-699.
15
[16] Reyhanoglu, M. and R. Hervas, J., “Nonlinear Control of a Spacecraft with Multiple Fuel Slosh Modes,” Conference on Decision and Control and European Control Conference, 2011, pp. 6192-6197.
16
[17] R. Hervas, J., Reyhanoglu, M. and Tang, H., “Thrust-Vector Control of a Tree-Axis Stabilized Spacecraft with Fuel Slosh Dynamics,” International Conference on Control, Automation and Systems, 2013, pp. 761-766.
17
[18] R. Hervas, J. and Reyhanoglu, M., “Observer-Based Nonlinear Control of Space Vehicles with Multi-Mass Fuel Slosh Dynamics,” IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 2014, pp. 178-182.
18
[19] Cho, S., McClamroch, N. H. and Reyhanoglu, M., “Dynamics of Multibody Vehicles and Their Formulation as Nonlinear Control Systems,” American Control Conference, 2000, pp. 3908-3912.
19
[20] Reyhanoglu, M., Van der Schaft, A., Kolmanovski, I. and McClamroch, N. H., “Dynamics and Control of a Class of Underactuated Mechanical Systems,” IEEE Transaction on Automatic Control, Vol. 44, No. 9, 1999, pp. 1663-1671.
20
[21] Zhao, Z., Tomizuka, M. and Isaka, S., “Fuzzy Gain Scheduling of PID Controllers,” IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 23, Issue 5, 1993, pp. 1392-1398.
21
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی و محاسبه شار حرارتی ناشی از اعمال آلبدو و تابش مادون قرمز وارد شده به ماهواره بر حسب موقعیت جغرافیایی
در این مقاله، یک روش محاسباتی دقیق برای تعیین شار حرارتی آلبدو و مادون قرمز(IR) تابیده شده بر ماهواره ارایه شده است. برای محاسبهی شار آلبدو وارد شده به ماهواره، نقطهای از سطح زمین که نور خورشید از آن مکان بازتابیده شده است به صورت دقیق تعیین شده و مقدار شار حرارتی آلبدو وارده بر ماهواره به صورت تابعی از طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع ماهواره و با در نظر گرفتن مقدار جذب ناشی از محیط اتمسفر در تمامی بازه طیف فرکانسی مورد نظر بدست آورده میشود. همچنین شار حرارتی کل IR وارده به ماهواره، مجموع شارهای حرارتی میباشد که از نقاط مختلف سطح زمین به ماهواره وارد شده است. برای یک ماهواره در مدار دایروی مشخص، شار حرارتی IR و آلبدو در یک بازه زمانی محاسبه شده است. به منظور بدست آوردن تغییرات دمایی اجزای ماهواره در طول ماموریت، مقادیر شارهای حرارتی محاسبه شده در طراحی حرارتی ماهواره مورد استفاده قرار میگیرد. برای مدلسازی و محاسبهی پارامترهای اصلی اتمسفر از الگوریتم MODTRAN و نرم افزار PcModWin استفاده شده است.
https://jsst.ias.ir/article_81883_08c359190a436cb5da29d543be93acf2.pdf
2019-02-20
23
30
ماهواره
اتمسفر
شار خورشیدی
آلبدو
تشعشع مادون قرمز
ضریب دید
ضریب عبور
الگوریتم MODTRAN
بهزاد
محصل افشاری
bmafshary@gmail.com
1
دکتری، پژوهشکده سامانه های ماهوراه، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
جواد
حق شناس
haghshenas_j@yahoo.com
2
دکتری، پژوهشکده سامانه های ماهواره،پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
AUTHOR
محسن
عابدی
mo.abedi@isrc.ac.ir
3
دکتری، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
AUTHOR
مسعود
خوش سیما
m.khoshsima@isrc.ac.ir
4
استادیار، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Wark, D.Q., Yamamoto, G. and Lienesch, J.H. “Methods of Estimating Infrared Flux and Surface Temperature from Meteorological Satellite,” Journal of the Atmospheric Scienes, 1962, Vol.19. pp. 369-384
1
[2] Ouzounov, D., Liu, D., Chunli, K. and Cervone, G., “Outgoing Long Wave Radiation Variability from IR Satellite Data Prior to Major Earthquakes,” Journal of techniphsysics, Vol. 431, 2007, pp. 211-220.
2
[3] Chen, X. and Huang, X., “Deriving Clear-Sky Long Wave Spectral Flux from Spaceborne Hyperspectral Radiance Measurement: A Case Study with AIRS Observations,” Journal of Atmospheric Measurement Techniques, Vol. 9 2016, pp. 6013-6023.
3
[4] Ryu, Y. H., Hodzic, A., Descombes, G., Hall, S., Minnis, P., Spangenberg, D., Ullmann, K. and Madronich, S., “Improved Modeling of Cloudy-Sky Actinic Flux Using Satellite Cloud Retrievals,” Geophysical Research Letters, V.44, 2017, pp. 1592-1600.
4
[5] Behrooz Khaniki H. and Hossein Karimian, S.M., Determining the Heat Flux Absorbed by Satellite Surfaces with Temperature Data, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 28, No. 6, 2014, pp. 2393-2398.
5
[6] C. Price, J., “Estimation of Regional Scale Evapotranspiration Through Analysis of Satellite Thermal-infrared Data,” Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 20, No. 3, July 1982.
6
[7] G. Gilmore. D., Spacecraft Thermal Control Handbook, Vol. I: Fundamental Technologies.
7
[8] H. Conover, J., “Cloud and Terrestrial Albedo Determination from TIROS Satellite Picture,” Journal of Applied meteorology, Vol. 4, Issue 3, 1965, pp. 378-386.
8
[9] Matthews, E. and B. Rossow, W., “Regional and Seasonal Variation of Surface Reflectance from Satellite Observation at 0.6 Micrometer,” Journal of Climate and Applied Meteorology, Vol. 26, 1986.
9
[10] He, T., Liang, Sh., Xia Song, D., “Analysis of Global Land Surface Albedo Climatology and Spatial-Temporal Variation During 1981-2010 from Multiple Satellite Products,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres, Vol. 119, No. 10, 2014, pp 291-298.
10
[11] H. Knap, W. and Oerleamans, J., “The Surface Albedo of the Greenland Ice Sheet: Satellite-Derived and In Situ Measurements in the Sondre Stromfjord Area During the 1991 Melt Season,” Journal of Glaciology, Vol. 42, No 141, 1996.
11
[12] Wang, T., Peng, S., Krinner. G., Ryder, J., Li, Y., Dantec-Nédélec, S. and et al., “Impacts of Satellite-Based Snow Albedo, Assimilation on Offline and Coupled Land Surface Model Simulations,” PLOS ONE Vol. 10, No. 9, 2015
12
[13] Chreston F. Martin and David P. Rubincam, “Effects of Earth Albedo on the LAGEOS I Satellite” Journal of Geophysical Research, Vol. 101, No. B2, 1996, pp. 3215-3226.
13
[14] Dedieu, G., Deshamps, P.Y., Keer, Y.H., “Satellite Estimation of Solar Irradiance at the surface of the Earth and of Surface Albedo Using a Physical Model Applied to Meteosat Data,” Journal of Climate and Applied Meteorology, Vol. 26, 1987. pp. 79-87.
14
[15] Available, [on line]: https://ldas.gsfc.nasa.gov/gldas/
15
ORIGINAL_ARTICLE
حل تحلیلی دینامیک نسبی تاثیر گرانشی فضاپیماها در ماموریت تغییر مسیر سیارک فضایی آپوفیس
در این مقاله، حل تحلیلی ماموریت تغییر مسیر جرم فضایی باالقوه خطرناکی که حیات بر روی کره زمین را با مخاطره روبه رو میسازد در مدارهایی با لحاظ اثر خروج از مرکز مورد بررسی قرار گرفته است. سیارک فضایی آپوفیس به عنوان نمونه بررسی در این تحقیق مورد مداقه قرار گرفته همچنین از تکنولوژی پرواز آرایشمند نیز به دلیل مزایای آن استفاده شده است. روش های متفاوتی برای ماموریت تغییر مسیر این اجرام آسمانی پیشنهاد گردیده است که در این میان استفاده از تکنولوژی کشنده گرانشی کاربرد گسترده تری پیدا کرده است. روش حل کاملا تحلیلی با به کارگیری سری فوریه برای حل مساله بازآرایی در دینامیک حرکت نسبی استفاده گردیده است و همچنین نیاز به کارگیری کنترل فعال برای دست یابی به دقت بالاتر نیز با نمودارهای مربوطه بیان گردیده است. روش به کارگرفته شده کاملا تحلیلی و عمومی بوده و هیچ محدودیتی برای استفاده ندارد و در تمامی مدارهای بیضوی با دقت بالا قابل به کار گیری میباشد.
https://jsst.ias.ir/article_81890_6f35242f0364b7da8cdaa8c31bd49e78.pdf
2019-02-20
31
42
سیارک آپوفیس
تغییر مسیر سیارک فضایی
کشنده گرانشی
معادلات دینامیکی حرکت نسبی
پرواز آرایشمند فضاپیماها
مدارهای فضایی بیضوی
جواد
شمس
luftwaffe.jg52@gmail.com
1
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
جعفر
روشنی یان
roshanian@kntu.ac.ir
2
استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
AUTHOR
[1] Wie, B., “Astrodynamic Fundamentals for Deflecting Hazardous Near-Earth Objects,” IAC conference, sout korea, 2009.
1
[2] Chen, D.H. and Ozaki, S., “Numerical Study of Axially Crushed Cylindrical Tubes With Corrugated Surface,” Thin-Walled Structure, Vol. 47, No. 11, 2009, pp. 1387-1396.
2
[3] “Near-Earth Objects Survey and Deflection Analysis of Alternatives,” NASA, Mar. 2007.
3
[4] Hill, G. W., “Researches in the Lunar Theory,” American Journal of Mathematics, Vol. 1, No. 1, 1878, pp. 5–26.
4
[5] Lawden, D. F., Optimal Trajectories for Space Navigation, Butterworths, London, 1963, pp. 77–86.
5
[6] Inalhan, G., Tillerson, M., and How, J. P., “Relative Dynamics and Controlof Spacecraft Formations in Eccentric Orbits,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 25, No. 1, 2002, pp. 48–59.
6
[7] Spencer, D., “The Effects of Eccentricity on the Evolution of an Orbiting Debris Cloud,” American Astronautical Society, AAS Paper 87-473, Aug. 1987. Formation Flying Design and Evolution” Journal of Spacecraft and Rockets, 2001.
7
[8] Vaddi, S.S., Vadali, S.R. and Alfriend, K.T., “Formation Flying: Accomodating Nonlinearity and Eccentricity Perturbation”, Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 26, No. 2, 2003, p. 224.
8
[9] Bae, J., Kim, Y., “Revisiting the General Periodic Relative Motionin Elliptic Reference Orbits”, Acta Astronautica, Vol. 85, 2013, pp. 100-112.
9
[10]Palmer, P., Optimal Relocation of Satellites Flying in Near-Circular-Orbit Formations, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 29, No. 3, 2006, pp. 519–526.
10
[11]Carter, T. E., and Humi, M., “Fuel-Optimal Rendezvous near a Pointin General Keplerian Orbit,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 10, No. 6, 1987, pp. 567–573.
11
[12]Carter, T.E., “New Form for the Optimal Rendezvous Equations neara Keplerian Orbit,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 13, No. 1, 1990, pp. 183–186.
12
[13]Cho, H.C. and Park, S.Y., “Analytic Solution for Fuel- Optimal Reconfiguration in Relative Motion,” J Optim Theory Appl, Vol. 141, 2009, pp. 495–512.
13
[14]Cho, H., Park, S.Y., Yoo, S. M. and Choi, K.H., “Analytical Solution to Optimal Relocation of Satellite Formation Flying in Arbitraryelliptic Orbits,” Journal of Aerospace Science and Technology, Vol. 25, Issue 1, 2013, pp. 161-176.
14
[15]Navvabi, M. and Hamrah, R., “Close Approach Analysis of Space Objects and Estimation of Satellite-Debris Collision Probability,” Journal of Aircraft Engineering and Aerospace Technology, Vol. 87, No. 5, 2015, pp. 483-492.
15
[16]Navvabi, M. and Hamrah, R., Modeling of Space Objects Propagation, Prediction of Closest Approaches Among Satellites, and Assessment of Maximum Collision Probability, Journal of Space Science and Technology (JSST), Vol. 6 , No. 1 (14), spring 2013 , pp. 57-67.
16
[17]Roshanian, J., Shams, J., shafieenejad, I. Motalebi, A.A., “Investigating Un-stability Phenomena in Deflection of Asteroid Apophis,” the 13th Iranian Aerospace Society Conference, march 2014
17
[18]Chesley, S., Potential Impact Detection for Near Earth Asteroids: The Case of 99942 Apophis (2004 MN4);'IAU Symposium No. 229: Asteroids, Comets, Meteors, Rio de Janeiro, Brazil, August 7-12, 2005.
18
[19]McInnes, C., “Near Earth Object Orbit Modification UsingGravitational Coupling,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 30, No. 3, 2007, pp. 870–873.
19
[20]Lu, E.T. and Love, S.G., “Gravitational Tractor for TowingAsteroids,” Nature, Vol. 438, Nov. 2005, pp. 177–178.
20
[21]M.Navvabi, M.Barati, “A Comparative Study of Dynamics Models and a Control Strategy for Satellite Formation Flying,” Journal of Advances in the Astronautical Sciences, Vol. 145, 2012, pp. 549-561.
21
[22]Navvabi, M., Barati, M. and Khamseh, H.B., “A Comparative Study of Dynamics Models for Satellite Formation Flying - Cartesian Ordinary Differential Equations Description,” Recent Advances in Space Technologies (RAST), 5th International Conference on, IEEE, 2011, pp.829-832.
22
[23]Navvabi, M., Barati, M. and Bonyan, H., “Algebraic Orbit Elements Difference Description of Dynamics Models for Satellite Formation Flying,” Recent Advances in Space Technologies (RAST), 6th International Conference on, IEEE, 2013, pp. 277-280.
23
[24] Bong Wie, “Dynamics and Control of Gravity Tractor Spacecraft for Asteroid Deflection,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 31, No. 5, September October 2008.
24
[25]Gong, Sh., Li, J. and BaoYin, H., “Formation Flying Solar- Sail Gravity Tractors in Displaced Orbit for towing Near- Earth Asteroids,” Journal Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, Vol. 105, Isuue 1-3, 2009, pp. 105-159.
25
[26] Navabi, M. and Barati, M., “A Comparative Study of Dynamics Model and a Control Strategy for Satellite Formation Flying,
26
[27] Navvabi, M. and Barati, M., “Dynamics Modeling of Spacecraft Formation Flying and Evaluating the Models Accuracy under the Effects of Relative Distance, Eccentricity and Earth Gravitational Perturbation,” Journal of Space Science and Technology (JSST), Vol. 5, No. 1, 2012, pp. 51-59.
27
ORIGINAL_ARTICLE
معرفی و پیادهسازی روش وابستگی تو در تو برای تخمین رفتار سازه کپسول زیستی فضایی
اصولا برای تحلیل سازههایی با پارامترهای مختلف، بسته به نوع سازه و پارامترهای آن زمان زیادی باید صرف کرد. همچنین با تغییر هر پارامتر باید کلیه روند تحلیل مجددا تکرار شود. بنابراین برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر رفتار سازه باید تحلیلهای زیادی که زمانبر نیز میباشند انجام پذیرد. نتایج بدست آمده نیز فقط برای همان پارامترها صادق است، و با تغییر پارامترها دیگر معتبر نیست. در این تحقیق روشی مبتنی بر وابستگی تو در تو تدوین گردیده است که میتوان بر اساس آن رفتار سازه را با دقتی مناسب با صرف زمانی کوتاه تعیین نمود. در این روش ابتدا برای پارامترهای مختلف سازه یک بازه در نظر گرفته میشود، سپس با روش تحلیل المان محدود و اعمال بارگذاری و شرایط مرزی مورد نظر رفتار سازه تعیین میشود. با تکرار این روند میتوان با استفاده از روش وابستگی تو در تو مدلی با دقت مناسب برای تخمین رفتار سازه در اثر ورودیهای مختلف ارائه نمود.
https://jsst.ias.ir/article_81885_0994a27f79e20e07ec274f3f2ef597b5.pdf
2019-02-20
43
50
وابستگی تو در تو
اجزای محدود
کپسول فضایی
تحلیل سازه
ضریب اطمینان
عرفان
بیگی
e.beygi@chmail.ir
1
کارشناس ارشد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
AUTHOR
امیرحسین
آدمی
aha.aerospace@aut.ac.ir
2
استادیار، مدیر مرکز ماهواره و فضاپیما، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
[1]Stevens, L., Design analysis fabrication and testing of a nanosatellite structure, MSc Thesis, The Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, 2002.
1
[2] Wallin, M., Ivarsson, N. and Tortorellib, D., “Stiffness Optimization of Non-linear Elastic Structures, Computer,” Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 330, 2018, pp. 292-307.
2
[3] Degertekin, S.O., Lamberti, L. and Ugur, I.B., “Sizing Layout and Topology Design Optimization of Truss Structures Using The Jaya Algorithm,” Applied Soft Computing, Vol. 70, 2017, pp. 903-928.
3
[4] Yixian, D., Hanzhao, L., Zhen, L. and Qihua, T. “Topological Design Optimization of Lattice Structures to Maximize Shear Stiffness,” Advances in Engineering Software, Vol. 112, 2017, pp. 211-221.
4
[5] Assimi, H., Jamali, A. and Narimanzadeh, N., “Sizing and Topology Optimization of Truss Structures Using Genetic Programming,” Swarm and Evolutionary Computation, Vol. 37, 2017, pp. 90-103.
5
[6] Khatibinia, M. and Yazdani, H., “Accelerated Multi- Gravitational Search Algorithmfor Size Optimization of Truss Structures,” Swarm and Evolutionary Computation, Vol. 38, 2018, pp. 109-119.
6
[7] Nosratolahi, M., Hoseini, M. and Adami, A., “Multidisciplinary Design Optimization of a Controllable Reentry Capsule for minimum Landing Velocity,” 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 18th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 12th, 2010.
7
[8] Nosratollahi, M., Mortazavi, M., Adami, A. and Hosseini, M., “Multidisciplinary Design Optimization of a Reentry Vehicle Using Genetic Algorithm,” Aircraft Engineering and Aerospace Technology, Vol. 82, No. 3, 2010, pp. 194-203.
8
[9] Mirjalili, S. and Lewis, A., “The Whale Optimization Algorithm,” Advances in Engineering Software, Vol. 95, 2016, pp. 51-67.
9
[10]Mirjalili, S., “Moth-flame optimization algorithm: A novel nature-inspired heuristic paradigm,” Knowledgebased Systems, Volume 89, 2015, pp. 229-249.
10
[11]Advanced Reentry Demonstrator, Accessed on 9 January 2018; Available: [on line], http://www.nelsonair.com.
11
[12]Atmospheric Reentry Demonstrator, Accessed on 9 January 2018; Available: [on line], http://www.esa.int /About_Us/ESA_Publications.
12
[13]Advanced Reentry Demonstrator, Accessed on 9 January, Available: [on line], 2018; http://space. skyrocket. de /doc_sdat/ard.htm.
13
[14]Fujimoto, K. and Fujii, K., “Computational Aerodynamic Analysis of Capsule Configurations Toward the Development of Reusable Rockets,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 43, No. 1, 2018, pp. 77-83.
14
ORIGINAL_ARTICLE
ابعاد حقوقی بهره برداری از اجرام سماوی و چالش های فرا روی آن
اجرام سماوی از جمله ماه از منابع با ارزش اقتصادی زیادی برخوردارند وامکان ارسال فضاپیمای کوچک با فناوریهای جدیدبرای معدن کاوی اجرام سماوی و استفاده از منابع معدنی آنها ایجاد شده است و دیگر نیازی به ارسال فضا پیماهای بزرگ و انسان نیست. شرکتهای خصوصی با توجه به سودآوری بالقوه در این حوزه بطور جد تمایل خود را برای بهره برداری نشان دادهاند و شروع به سرمایه گذاری در این حوزه کردهاند. با ورود شرکت های خصوصی برای فعالیت و استفاده از منابع طبیعی در اجرام سماوی، و حمایت دولت ها ازسرمایه گذاری آنها، موضوع مالکیت و تخصیص این منابع در سطح بین الملل بوجود آمده است. اسناد بینالمللی حقوقی حاکم بر فعالیتهای فضایی به طور خاص به بهره برداری اجرام سماوی توسط بخش خصوصی توجه نکرده است و متمرکز بر فعالیت دولتها و تعیین حقوق و وظایف آنها در عرصه حقوق بین الملل است. از آنجا که فقدان مقررات بینالمللی در این خصوص منجر به محیطی غیر قابل کنترل برای بهره برداری از منابع اجرام سماوی توسط بخش خصوصی می شود، برخی کشورها نظیر آمریکا و لوکزامبورگ برای حمایت از بخش خصوصی و نظامند کردن و اعمال نظارت خود بر این فعالیت ها، اقدام به تصویب قانون ملی خاص نموده اند و این قانونگذاری را بر این اعتقاد بنا داشته اند که تخصیص آنچه توسط بخش خصوصی از منابع طبیعی از اجرام سماوی بدست می آید متعارض مقررات بین المللی نیست. در حالی که دیدگاه غالب بر این باور است که تصویب قوانین ملی در بهره برداری از اجرام سماوی و همچنین منابع آنها بر خلاف ظاهر مقررات بین المللی در معاهده فضای ماورای جو و بالاخص موافقت نامه ماه و اجرام سماوی در خصوص ممنوعیت مالکیت و تخصیص ماه و اجرام سماوی و اصل میراث مشترک بشریت است. این تحقیق با تجزیه وتحلیل اسناد حقوقی بینالمللی فضایی کنونی نظیر معاهده فضای ماورای جو 1967 و موافقت نامه ماه 1979، در صدد است دو دیدگاه را به هم نزدیک کرده و پیشنهاد ایجاد یک رژیم بینالمللی حاکم بر فعالیت فضایی بخش خصوصی را ارائه می دهد.
https://jsst.ias.ir/article_81888_ed59138ac84cb18e23ab9dab8fde295d.pdf
2019-02-20
51
64
معدن کاوی
فعالیت های فضایی
مقررات بین المللی
قانون ملی
حمید
کاظمی
h.kazemi@ari.ac.ir
1
استادیار، گروه پژوهشی حقوق، پژوهشکده مدیریت، حقوق و استانداردهای هوافضایی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Bryan, V. and Sheahan, M., “Europe Makes Space History as Philae Probe Lands on Comet,” Reuters 12 November 2014, Available: [on line], http://www.reuters.com/article/2014/11/12/spacecometidUSL6N0T232S20141112.
1
[2] Greenstein, G., Understanding the Universe: An Inquiry Approach to Astronomy and the Nature of Scientific Research, Cambridge New York, Cambridge University Press, 2013, p 289.
2
[3] Elvis, M., Prospecting Asteroids Resources, in V. Badescu (ed.), Asteroids: Prospective Energy and Material Resources, Berlin New York, Springer, 2013, pp. 81-86.
3
[4] Cutright, B., “The Near-Earth Asteroids on the Pathway to Earth’s Future in Space,” in W. Ambrose, J. Reilly and D. Peters (eds.), Energy Resources for Human Settlement in the Solar System and Earth’s Future in Space, Tusla, American Association of Geologists, 2013, 75 (83).
4
[5]Virginie Blanchette-S ´Eguin, Reaching for the Moon: Mining in Outer Space, J. International Law and Politics, Vol. 49, 2017, P.959
5
[6] Troncheti, F., Fundamentals of Space Law and Policy, New York, Springer, 2013, p7.
6
[7] Tronchetti, F., The Exploitation of Natural Resources of the Moon and Other Celestial Bodies, Leiden, Martinus Nijhoff Publishers, 2009, p. 23.
7
[8] Tan, D., “Towards a New Regime for the Protection of Outer Space as the Province of All Mankind,” Yale J. Int'l L. Vol.25, No. 1, 2000, p. 163.
8
[9] Lee, R., Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space, Dordrecht New York, Springer, 2012, p154.
9
[10] Baslar, K., The Concept of the Common Heritage of Mankind in International Law, The Hague, Kluwer Law International, 1998, p. 40 and J. Crawford, Brownlie’s Principles of Public International Law, Oxford University Press, 2012, p. 203.
10
[11] Lee, R., “Article II of the Outer Space Treaty: Prohibition of State Sovereignty, Private Property Rights, or Both?,” Australian journal of International law, 2004, p.130.
11
[12] Gorove, S., “Interpreting Article II of the Outer Space Treaty,” Fordham Law Review, Vol. 37, No. 3, 1969, p. 351.
12
[13] Goedhuis, D., “Some Recent Trends in the Interpretation and the Implementation of the Rules of International Space Law,” Colum. J. Transnat'l L., Vol. 19, 1981, p. 219.
13
[14] Von Der Dunk, F. “International space law,” in F. Von Der Dunk, and F. Tronchetti (eds.), Handbook of Space Law, Cheltenham, Edward Elgar Publishing, 2015, (29) 71.
14
[15] Available, [on line]: http://www.unoosa.org/oosa/
15
[16] SpaceLaw/moon.html
16
[17] Available, [on line]: http://www.unoosa. org/pdf/ limited/c2/AC105_C2_2014_CRP07E.pdf.
17
[18] Cook, K., “The Discovery of Lunar Water: An Opportunity to Develop a Workable Moon Treaty,” Geo. Int’l Envtl. L. Rev 1999, p 666.
18
[19] Marko, D., “A Kinder, Gentler Moon Treaty: A Critical Review of the Current Moon Treaty and a Proposed Alternative,” J. Nat. Resources & Envtl. L,. Vol. 8-12, 1992-93, p. 313.
19
[20] Cooper, S., “The 1979 Agreement Governing The Activities on The Moon and Other Celestial Bides: Does It Create A Moratorium on The Commercial Exploitation of The Moon’s Natural Resources?,” J. L.& Tech., 1990, p77.
20
[21] Blaser, A., “The Common Heritage in its Infinite Variety: Space Law and the Moon in the 1990’s,” J.L. & Tech., 1990, p 85.
21
[22] Griffin, N., “Americans and The Moon Treaty,” Journal of Air Law and Commerce, Vol. 46. N0. 3, 1981, p. 755.
22
[23] Viikari, L., “Natural Resources on the Moon and Legal Regulation,” in V. Badescy (ed.), Moon: Prospective Energy and Material Resources, Berlin New York, Springer, 2012, pp. 519-543.
23
[24] David, L., Is Asteroid Mining Possible? Study Says Yes, for $2.6 Billion, Available, [on line]: https://www. space.com/15405-asteroid- mining-feasibility-study.html
24
[25] Shaer, M., Available, [on line]: http:// foreignpolicy. com/2016/04/28/the-asteroid-miners-guide-to-thegalaxy- space-race- mining-asteroids-planetary-researchdeep- space-industries/.
25
[26] The official version of the CSLCA is available at <www.congress.gov/bill/114th-congress/housebill/ 2262/text>.
26
[27] Commercial Space Launch Competitiveness Act, H.R.2262, 114th Congress, 2015-2016, Available, [on line]: US Congress, https://www. congress.gov /bill/114th-congress/house-bill/2262/ text. On 25 November 2015, the Act was signed by the President and became Public Law No: 114-90 –see information herein, online: US Congress, Available, [on line]: https://www.congress.gov/bill /114th-congress/housebill/2262/all-info.
27
[28] Available, [on line]: http://spacenews.com/ luxembourg -toinvest- in-space-based-asteroid-mining/. See information relevant herein, online: Space Resources, http://www. spaceresources. public.lu/en/index.html.
28
[29] Available, [on line]: https://deepspaceindustries. com/
29
[30] deep-space-industries-partners-with-luxembourg-totestasteroid-mining-technologies/.
30
[31] Space Resources.Lu: New Space Law to Provide Framework for Space Re-source Utilization’ (3 June 2016)
31
actualities/articles/2016/06/03space/index>
32
[32] Freeland, S. and Jakhu, R., Article II, in S Hobe, Schmidt-Tedd, K-U Schrogl & G Meishan Goh, eds, Cologne Commentary on Space Law, Vol. 1, Outer Space Treaty (Carl Heymanns Verlag, 2009) p 50.
33
[33] IISL, Position Paper on Space Resource Mining, adopted by consensus by the Board of Directors on 20 December 2015, Available, [on line]: IISL, http://www. iislweb.org/html/20151220_news.html.
34
[34] Publications of the Permanet Cour?’ of International Justice, Series A.-No. 70 September 7th, 1927 Collection of Judgments the Case of The Case of The S. S. "LOTUS" Available, [on line]: http://www.icjcij. org/files/permanent-court-of-internationaljustice/ serie_A/A_10/30_Lotus_Arret.pdf
35
[35] Pascual, K., U.S., Space Mining Law Is Potentially Dangerous and Illegal: How Asteroid Mining Act May Violate International Treaty, Available, [on line]:http://www.techtimes.com/articles/111534/20151128/u-sspace- mining-law-ispotentially- dangerous-and-illegalhow- asteroid-mining-act-may-violate-internationaltreaty. html.
36
[36] Available, [on line]: http://law.leiden.edu/ organisation/publiclaw/iiasl/working-group/thehague- spaceresources-governance-working-group.html.
37
[37] Available, [on line]: www.iislweb.org/docs/Space ResourceMining.
38
[38] Lee, R., Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space, Dordrecht New York, Springer, 2012, p 270.
39
[39] Listner, M., “The Moon Treaty: Failed International Law or Waiting in the Shadows?,” The Space Review 24 October 2011, http://www. thespacereview. com/article/1954/1.
40