در سا لهای اخیر با رشد روزافزون و شتابان صنایع مختلف و پیشرفته تر شدن دستگاه های صنعتی و توسعه موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربین ها و راكتورها و دیگر ماشین ها نیاز به موادی با مقاومت حرارتی بالا و مقاوم تر از لحاظ مكانیكی احساس شده است. در سال های قبل در صنا یع هوافضا از مواد سرامیكی خالص جهت پوشش و روكش قطعات با درجه كاركرد بالا استفاده می شد. این مواد عایق های بسیار خوبی بودند ولی مقاومت زیادی در برابر تنش های پسماند نداشتند. تنش های پسماند در این مواد مشكلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترك می نمود. بعدها برای رفع این مشكل از مواد مركب لایه ای استفاده شد. تنش های حرارتی در این مواد نیز موجب پدیده لایه لایه شدن می گردید. با توجه به این مشكلات طرح ماده ای مركب كه هم مقاومت حرارتی و مكانیكی بالا داشته و هم مشكل لایه لایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا كرد.

FGM ها موادی مركب با ریزساختار ناهمگن می باشند، كه خواص مكان یكی آنها بطور ملایم و پیوسته از یک سطح جسم به سطح دیگر آن تغییر می كند. نوع رایج آن تركیب پیوسته ای از سرامیک و فلز می باشد. این مواد از اختلاط پودر فلز و سرامیک بدست می آیند. تغییر فلز و سرامیک از یک سطح به سطح دیگر كاملاً پیوسته می باشد؛ به گونه ای كه یک سطح از جنس سرامیک خالص و یک سطح، فلز خالص است. بین دو سطح، تركیب پیوسته ای از هر دو ماده می باشد. خواص مكانیكی نیز با توجه به نوع

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 تركیب تغییرات پیوسته ای در جهت ضخامت دارد. ماده ساختاری سرامیک به علت ضریب انتقال حرارت كم و مقاومت زیاد در مقابل دما، درجات حرارت بسیار بالا را تحمل كرده و ماده ساختاری فلز انعطاف پذیری لازم را فراهم می كند. بعلاوه، اختلاط سرامیک و فلز با تغییرات پیوسته از یک سطح تا سطح دیگر در یک سازه به آسانی قابل ساختن می باشد. به علت تغییرات پیوسته خواص مكانیكی، مشكلات عدم پیوستگی كه در سازه های مركب لایه ای وجود دارد؛ در مواد FGM به وجود نمی آید. این مواد ابتدا برای ایجاد سپر حرارتی و پوشش های عایق حرارتی در سازه های مختلف تولید شدند. مزیت استفاده از این مواد، این است كه قادر به تحمل درجات حرارت بسیار بالا و اختلاف درجه حرارت بسیار بالا بوده و مقاوم در مقابل خوردگی و سایش می باشند و همچنین مقاومت بالایی در مقابل شكست دارند. در حال حاضر از این مواد برای سازه هایی كه در مقابل درجات حرارت بالا باید مقاوم باشند، استفاده می گردد. از نكات بسیار برجسته این مواد، امكان بهینه سازی تغییرات تنش در آنها با تغییر مناسب پروفیل تغییرات مواد ساختاری است. تا مدت ها افزایش یكنواختی در ریز ساختارها مورد توجه بود تا بدین وسیله خصوصیات ماده بهبود یابد. حال آنكه امروزه، مواد FGM همراه با غیریكنواختی های فضایی كه عمداً در آنها ایجاد می شود، محبوبیت زیادی در محی طهای با دمای بالا كسب نموده اند. این مواد با توجه به پیوستگی تركیب مواد تشكیل دهنده، دارای خواص مكانیكی مؤثرتری نسبت به مواد مركب لایه ای می باشد.

مواد FGM در ساخت صفحات و پوسته های مخازن، راكتورها، توربین ها و دیگر اجزای ماشین ها و هواپیماها و فضاپیماها كاربرد زیادی دارند، زیرا این قطعات آمادگی بالایی جهت واماندگی ناشی از كمانش حرارتی دارند. از دیگر مزایای مواد FGM نسبت به مواد مركب لایه ای، عدم گسستگی در محل اتصال لایه ها می باشد؛ زیرا همانطور كه گفته شد در مواد FGM تركیب سرامیک و فلز پیوسته می باشد.
در سال های اخیر، مطالعات بر روی سازه های FGM از جذابیت ویژه ای برخوردار بوده است. از دیرباز پژوهش های بسیاری بر روی كمانش پوسته ها به انجام رسیده اما تحقیقات بر روی كمانش مكانیكی و حرارتی پوسته های FGM كم است و آغاز آن به سال 2003 برمی گردد.

بازشناسی اشیا همواره از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده است. تاکنون تحقیقات بسیار زیادی پیرامون بازشناسی اشیا ارائه شده است، که هرکدام نقطه های ضعف و قدرت مختص به خود را دارا می باشند. با وجود قدمت زیاد این زمینه و گستردگی روش های ارائه شده، روشی که بتواند ادعا نماید در تمامی شرایط دارای کارکردی بهتر از بقیه روش ها می باشد گزارش نشده استو
در دهه های اخیر و با پیشرفت روش های یادگیری ماشین تلاش ها برای حل مساله به روش های محاسباتی بیشتر شده است چرا که این روش ها از ریاضیات و آمار جهت تمایز میان الگوها استفاده می کنند. با این وجود، توسعه روش های ماشینی به تنهایی قادر به ارائه بهترین روش جهت حل این گونه مسایل نیستند. استخراج ویژگی های مناسب تاثیر زیادی در کارایی این الگوریتم ها دارند. این روش ها با وجود اینکه در سال های اخیر توانسته اند با به کارگیری بهترین روش ها به نتایج قابل قبولی دست یابند، ولی همچنان در حل پاره از مسایل با مشکلاتی روبرو بوده اند. از آنجا که انسان ها و PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران بهترین و دقیق ترین سیستم بینایی را دارا می باشند، ساخت سیستمی که بازشناسی اشیا را در مغز شبیه سازی کند ایده جالبی خواهد بود.
قشر بینایی در مغز انسان در قطعه پس سری قرار گرفته است و حدود 10 تا 20 درصد از سطح جسم خاکستری را تشکیل می دهد. بیشترین مطالعه در مورد مغز انسان روی این قسمت صورت گرفته است و نتیجه این مطالعه ها به ارائه مدل های محاسباتی و زیستی مختلفی منجر شده است. یکی از نظریه هایی که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است، فرضیه ساختار سلسله مراتبی در قشر بینایی است. طبق این نظریه اطلاعات در قشر بینایی مغز به صورت سلسله مراتبی پردازش می شوند، به نحوی که در لایه های اولیه، خصوصیات سطح پایین مانند لبه و در سطوح بالاتر خصوصیات سطح بالاتر مانند خطوط دور شی و بافت ها پردازش می شود. هدف در این پایان نامه این است که با الهام گرفتن از چنین مکانیزمی که در مغز انجام می شود بتوانیم به یک چارچوب مناسب جهت بازشناسی اشیا دست پیدا کنیم.
هدف اصلی در این پایان نامه، استخراج ویژگی های اشیا، با بهره گرفتن از روشی الهام گرفته از دستگاه زیستی مغز برای استخراج ویژگی ها و به کار بستن آن برای حل مسایل مطرح در بازشناسی اشیا می باشد. ساختار این پایان نامه در ادامه بدین صورت می باشد که در فصل اول نگاهی گذرا به مدل ها و نگره های مرسوم در بازشناسی اشیا، خواهیم انداخت. سپس در فصل دوم به توصیف دستگاه بینایی انسان و لایه های زیستی قشر بینایی می پردازیم. در فصل سوم محاسباتی و پیاده سازی لایه های مختلف آن توصیف و بررسی می شود و سرانجام در فصل چهارم، آزمایش ها و نتیجه های آن بررسی شده است. در پایان نیز جمع بندی و کارهای آتی آورده شده است.
فصل اول
بازشناسی اشیا

در این بخش پس از مروری کوتاه بر مفاهیم اولیه، سعی شده است که قوانین، نگره ها و مدل های بازشناسی اشیا به شکل خلاصه بیان شود. در ادامه، نظریه ها و مدل

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 های محاسباتی بازشناسی اشیا که ایده اصلی آنها از سیستم بینایی گرفته شده است نیز مورد بررسی قرار خواهند گرفت. همچنین چالش های موجود بر سر راه بازشناسی اشیا و اینکه سیستم های کنونی بازشناسی اشیا تا چه حد پاسخگوی نیاز جامعه امروزی به وجود هوش مصنوعی می باشند، مورد مطالعه قرار می گیرد.

1- بازشناسی اشیا
بازشناسی اشیا به معنای یافتن یک شی در یک تصویر است. انسان قادر است که بسیاری از اشیای پیرامون خود را بدون کوچکترین مشکلی بازشناسی کند، هرچند ممکن است که این اشیا در حالت های گوناگون و با زوایای دید مختلف و همچنین در اندازه های متفاوت باشند. حتی انسان قادر است اشیا را در حالتی که بخش هایی از آنها را نمی بیند، یا شی دیگری در مسیر دیدش قرار گرفته را نیز بازشناسی کند. اگرچه این امر برای انسان و PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران بسیار ساده و عملی است اما در نوع خود یک فرایند محاسباتی بسیار مشکل و پیچیده است. و حل مسایل بازشناسی اشیا کلیدی ارزشمند برای ساخت ماشین های هوشمند نسل آینده است.
1-1- یادگیری ماشین
2-1- بازشناسی الگو
در حالت کلی هر توصیف کیفی یا کمی از یک موضوع را می توان الگو نامید. الگوهای بصری را می توان به صورت ترکیبی از المان های تصویر که هرکدام از آنها دارای سطح روشنایی خودشان هستند، در نظر گرفت. هدف کلی از شناسایی خودکار الگوهای بصری، انتساب نمونه ای از یک الگو که سیستم قبلا آن را تجربه نکرده است به یکی از الگوهایی که قبلا برای سیستم معرفی شده اند، می باشد. این انتساب براساس تحلیل ویژگی های الگوی ورودی و کلاس های موجود انجام می گیرد. رسیدن به این هدف کار مشکلی است، زیرا ممکن است الگوی جدید (تصویر ورودی) نسبت به نمونه های قبلی تغییرات زیادی داشته باشد. این تغییرات می توانند ناشی از شرایط محیطی در هنگام تهیه تصویر و یا مربوط به تغییرهای اجتناب ناپذیر در خود الگو باشند. از جمله این تغییرها می توان به نویز وسیله گیرنده تصویر و یا تار بودن تصویر در اثر تنظیم نبودن دوربین اشاره کرد. تغییر در خود الگو هم ممکن است در اثر مرور زمان به وجود آمده باشد.
اولین گام در بازشناسی الگو، جمع آوری شمار مناسبی نمونه از الگوهای مورد نظر (به طور مثال تصویرهای اشیایی که قرار است بازشناسی شوند) است. این بخش زمان زیادی از فرایند طراحی سیستم بازشناسی الگو را به خود اختصاص دهد و گاهی اوقات با مشکلاتی همراه است. پس از جمع آوری نمونه های لازم، باید اقدام به انتخاب نوع ویژگی کرد. انتخاب نوع ویژگی نیازمند دانش اولیه در مورد الگوها است. توانمندی ویژگی برای جداسازی نمونه های کلاس های مختلف، معیار انتخاب آن است. پس از تعیین نوع ویژگی، باید روش یادگیری را انتخاب کرد. روش یادگیری می تواند از نوع بدون نظارت، با نظارت و یا ترکیبی باشد. در یادگیری با نظارت، هر الگو از مجموعه داده، با یک برچسب کلاسی همراه است. هدف این است که براساس نمونه های موجود، مدل طبقه بندی را طوری بسازیم که بتواند نمونه هایی را که تاکنون ندیده است با کمترین خطا در کلاس مربوط به خودشان دسته بندی کند. در یادگیری بدون نظارت، الگوها برچسب کلاسی ندارند و براساس شباهت شان در دسته های یکسان قرار می گیرند.

:
در این پژوهش تحلیلی بر انتقال حرارت تشعشعی در میكروكانال ها انجام شده است. تحلیل حرارتی یک میكروكانال با سطح مقطع مستطیلی شكل كه توسط سیال عاملی چون یک نانوسیال تك فاز با جریان لایه ای خنك می شدند. از نتایج كارهای قبلی كه در شرایط دیواره دما ثابت به دست آمده بودند در این بررسی استفاده شد و نقشه خطای روش یک معادله ای و دو معادله ای در شناسایی مسائلی كه اثر تشعشع در آنها بیشتر است استفاده شد. تبادل تشعشعی بین سطوح سقف و كف میكروكانال بررسی شد. به اثر حضور نانوذره ها و اثر تشعشع در فاصله های بسیار كم نیز اشاره شد.
دیباچه:
در چند دهه اخیر افق های جدیدی پیش روی ساخت تجهیزات و سیستم های با مقیاس میكرو قرار گرفته است. هر چه كه توانایی بشر در افزایش میزان دفع حرارت از واحد سطح تكامل بیشتری یابد امكان استفاده از فناوری های پیشرفته برای افراد بیشتری فراهم می شود. یكی از مهم ترین چالش هایی كه توسعه سیستم های با مقیاس میكرو با آن مواجه بوده و می باشد، مسئله دفع حرارت ناشی از عملكرد این دستگاه ها می باشد، لذا دستیابی به مدارج بالاتر انتقال حرارت با بهره گرفتن از میكروكانال ها مورد توجه قرار گرفت لیكن به سهم تشعشع در انتقال حرارت در میكروكانال ها كمتر پرداخته شده است.
هدف از پژوهش حاضر در نظر گرفتن سهم تشعشع در انتقال حرارت در میكروكانال ها جهت دستیابی به پیش بینی های دقیق تری از انتقال حرارت كل در میكروكانال ها می باشد.

گفتار نخست

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

1- معرفی میكروكانال ها
1-1- نیازمندی به گذرگاه های باریكتر برای عبور جریان
1- سیال را به برخورد موثر با دیواره های كانال وادار نماید.
2- به منظور اینكه فرایند انتقال به خوبی انجام پذیرد كانال باید همواره سیال جدید را به سمت دیواره فرستاده و سیالی را كه در نزدیک دیواره است و وظیفه فرایند انتقال خود را انجام داده از دیدار دور نماید تا سیال جدید در مجاورت دیواره جایگزین آن شود.
نرخ فرایند انتقال به مساحت سطح تماس با سیال بستگی دارد كه این خود برای كانال با سطح مقطع دایره ای به قطر كانال، D بستگی داشته همچنان كه نرخ جریان نیز به مساحت سطح مقطع كانال بستگی دارد، كه سطح مقطع نیز به طور خطی با D2 متناسب است، بنابراین نسبت مساحت سطح داخلی كانال به حجم با قطر كانال نسبت عكس خواهد داشت، پر واضح است كه با كاهش قطر نسبت مساحت سطح داخلی كانال به حجم افزایش خواهد داشت.
در بدن انسان دوفرایند انتقال حرارت و جرم با اهمیت بسیار زیاد در ریه و كلیه اتفاق می افتد. جایی كه قطر كانال ها یا به عبارتی دیگر مجراهای باریک چیزی در حدود چهارمیكرومتر می باشد. گستره ای از میكروكانال ها با ابعاد مختلف با ذكر نوع سیستمی كه میكروكانال در آنها به كار رفته است، در شكل (1-1) آورده شده است.
1- تغییری در فرایندهای اساسی مانند انحراف از فرضی محیط پیوسته برای جریان گاز، یا اثر گذاری مضاعف بعضی از نیروها مانند نیروهای الكتروسینتیكی و مانند آن.
2- عدم قطعیت در كاربرد عوامل اساسی كه به روش های آزمایشگاهی در مسائل با مقیاس بالاتر به دست آمده است مانند ضرایب افت، ورودی و خروجی، جریان سیال داخل لوله ها.
3- عدم قطعیت در اندازه گیری های مقیاس میكرو مانند ابعاد هندسی و پارامترهای مسئله.

:

مسأله انتقال حرارت در صنعت در حال پیشرفت امروز، به دلیل مطرح بودن آن در شاخه ها و زمینه های کاربردی وسیع، از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده و مطالعات بسیاری برای بهبود فرایندهای مربوط به آن انجام گرفته و می گیرد. به طور کلی انتقال حرارت از لحاظ ماهیت فیزیکی به سه نوع هدایتی، جابجایی و تشعشعی صورت می گیرد. در انتقال حرارت به روش هدایتی، انرژی حرارتی با حرکت جنبشی یا برخورد مستقیم مولکول ها (مثلا در شاره ساکن) و یا با رانش الکترون ها (مثلا در فلزات) منتقل می شود. انتقال گرما به روش جابجایی را معمولا با انتقال گرما بین یک سیال و یک جسم جامد بیان می نمایند بدین صورت که انرژی حرارتی در نتیجه

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 حرکت سیال نسبت به سطح جسم جامد مبادله می شود. انتقال حرارت تشعشعی بر این اصل استوار است که کلیه اجسام پیوسته انرژی گسل می نمایند که ناشی از دمای بالای آنها است. انرژی تابشی گسیل شده از جسم، براساس نظریه کلاسیک امواج الکترومغناطیسی ماکسول به صورت امواج الکترومغناطیسی و براساس فرضیه پلانک به صورت فوتون های مجزا در فضا منتقل می شود. گسیل یا جذب انرژی تشعشعی در اجسام فرایندهای کلی است. یعنی تابشی که از داخل جسم سرچشمه گرفته، از سطح آن گسیل می شود و برعکس تابش فرود آمده بر سطح یک جسم، تا عمقی که تابش در آن تضعیف شود، نفوذ می کند.

مشکل اصلی در مورد این تجهیزات و به طور کلی تجهیزات حرارتی پایین بودن راندمان می باشد. دلیل این است که انرژی حرارتی را نمی توان به سادگی انرژی مکانیکی و نظیر آن تحت کنترل درآورد و اتلافات در فرایندهای حرارتی بالاست. انتقال حرارت به علت وجود گرادیان دما صورت می پذیرد و چون در پروسه های حرارتی تجهیزات با محیط اطراف نیز اختلاف دما دارند، لذا انرژی حرارتی با محیط هم مبادله می شود. این موضوع سبب افت راندمان این تجهیزات می گردد.
در صنعت، با در نظر گرفتن ابعاد و راندمان مبدل حرارتی، موضوع افزایش میزان انتقال حرارت و نیز مسائل اقتصادی برای طراحی مبدل های حرارتی مطرح می باشد. حالت بهینه این است که مبدل حرارتی حدالامکان حجم کمتری داشته و راندمان آن نیز بالا باشد. طبق معادله عمومی انتقال حرارت (Q=UA^T و Q میزان انتقال حرارت، U ضریب عمومی انتقال حرارت، A سطح تبادل حرارت و ^T اختلاف دما) برای افزایش میزان انتقال حرارت می توان هر سه کمیت مربوطه را افزایش داد. مقدار UA را در شرایط دماهای ورودی یکسان و کاهش اختلاف دماهای میانگین در مبدل بالا می برند.
در اکثر مبدل های حرارتی از انواع مختلف لوله ها استفاده می شود. در این میان مبدل های حرارتی با لوله های انحنادار نیز طیف وسیعی را تشکیل می دهند. مبدل هایی که در آنها از لوله های انحنادار استفاده می شود در عین حال که از نظر حجم و ابعاد کوچکتر می شوند به دلیل طبیعت جریان در این لوله ها، دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری نسبت به مبدل های با لوله های مستقیم بوده و لذا میزان انتقال حرارت بالاتری خواهند داشت.

پارامتر مهمی که امروزه در صنعت مورد توجه قرار گرفته است، بزرگ شدن اندازه ماشین ها به موازات پیشرفت صنعتی بوده است. چرخ های آبی کوچک تبدیل به ماشین های بزرگتر و قدرتمندتر شدند. به طوری که در اواخر 1970 و با بهره گرفتن از انرژی هسته ای توربین های بخاری از مرز 1000 مگاوات نیز گذشتند. هرچند بازده این نیروگاه ها از 34 درصد فراتر نرفت، در دهه 80 میلادی توربین های گازی پر بازده در قالب سیکل ترکیبی توان الکتریکی را با بازده 50 درصد تولید کردند. تکنولوژی سیکل ترکیبی باعث شد که واحدهای کوچکتر تولید قدرت قابلیت رقابت با نیروگاه های بزرگ را بیابند به طوری که ساخت نیروگاه های با قدرت 100 تا 200 مگاوات اقتصادی شد. تمایل به ساخت واحدهای کوچکتر همچنان ادامه دارد. توسعه تکنولوژیک به همراه تولید انبوه به تدریج چارچوب اقتصادی بودن اندازه های بزرگ را زیر سوال برده و به تدریج آن را کنار می زند.

توجه به مولدهای پراکنده برای کاستن تمرکز تولید قدرت الکتریکی است که اخیرا به نتایج قابل توجهی در زمینه صرفه جویی و جلوگیری از اتلاف انرژی رسیده و به قابلیت اطمینان منجر شده است. مولدهای پراکنده توانایی تولید توان بین 3 تا 10 کیلووات برای مصارف خانگی، 50 تا 500 کیلووات برای مصارف تجاری و 1 تا 50 مگاوات برای مصارف صنعتی را دارا می باشند. اولین فایده موجود در کاربرد این تکنولوژی بدین صورت است که اولا کیفیت خدمات در زمینه تحویل انرژی به مصرف کنندگان

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 نهایی بهبود می یابد و ثانیا قابلیت اطمینان سیستم های تولید و توزیع قدرت افزایش می یابد.

با در نظر داشتن این جوانب اداره انرژی ایالت متحده برنامه درازمدت چند میلیارد دلاری خود را در زمینه مولدهای پراکنده اعلام کرده است. امروزه روند پیشرفت در این زمینه با گام های بلندتری دنبال می شود. بخش توزیع و انتقال قدرت تولید قدرت در حدود 7 درصد کل انرژی منتقل شده را تلف می کند که در مقیاس صنعتی تولید قدرت مقدار قابل توجهی می باشد.
استفاده از انرژی های سبز همانند انرژی باد و سلول های خورشید کاربرد فراوان در تولید توان پیدا کرده است. هرچند کاربرد این مولدها از نظر زیست محیطی مطلوب شمرده می شمود اما از نظر اقتصادی، در حال حاضر، به هیچ وجه مناسب نیستند.
استفاده از پیل سوختی نیز گرچه بسیار امیدبخش به نظر می رسد، چه از نظر زیست محیطی و چه از نظر بازده، اما هنوز برای استفاده اقتصادی فاصله زیادی است. در هرحال هزینه تولید برق با پیل سوختی حدود 10 برابر مولدهای عادی است.
جدول (1-1) توان تولیدی انواع مولدهای پراکنده آورده شده است.
مشکلات و هزینه های مربوط به انتقال نیرو از محل تولید به محل مصرف و تعمیرات و نگهداری سیستم های بزرگ مولد انرژی در محل مصرف اقدام کنند. برای این منظور استفاده از مولدهای با هزینه کمتر در تولید، انتقال، تعمیرات و نگهداری مورد توجه قرار گرفته است میکروتوربین ها که طی چند سال اخیر تولید آنها آغاز شده به علت تنوع در ابعاد و توان تولید حجم ناچیز، تمیزی سیستم، قابلیت اعتماد بالا کارایی در کاربردهای متنوع نسبت به سیستم های موجود، راندمان بالا و تنوع در مصرف سوخت های مختلف نظیر گاز طبیعی، گازوییل، اتانول و سایر سوخت ها کاربردهای وسیعی برای اهداف ذکر شده یافته اند. لذا با توجه به مواد فوق بررسی و تحقیق در زمینه میکروتوربین ها جهت دستیابی به تکنولوژی طراحی و ساخت آنها از اهمیت بالایی برخوردار می باشند.