ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 11 14 Proportional Navigation with Linear Acceleration and Line-of-Sight Acceleration Feedbacks هدایت تناسبی با بازخورد شتاب خطی و شتاب زاویه ای خط دید 1 13 119298 10.30699/jsst.2021.1260 EN S. Hamid Jalali Naini Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, IRAN 0000-0003-2716-2942 Ali Arabian Arani Dept of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, IRAN Journal Article 2020 09 02 In this paper, a modified proportional navigation (PN) with weighted combination of linear acceleration and line-of-sight (LOS) acceleration feedback is suggested. For this purpose, a comprehensive miss distance analysis is carried out for PN with linear acceletation feedback and PN with LOS acceleration feedback using a fifth-order binomial guidance and control system. The miss distance (MD) due to initial heading error, target acceleration, and seeker noise is separately analysed. As a special case, a modified PN with acceleration feedback using variable gains is suggested based on MD analysis for infra red seekers. The comparison of PN strategies is carried out using an equivalent effective navigation ratio, defined by using LOS rate profile solution. In addition, the first-order optimal guidance law is converted into PN with PD block with variable gains. در این مقاله، قانون هدایت تناسبی با بازخورد ترکیب وزنی شتاب خطی و شتاب زاویه‌ای خط‌دید پیشنهاد شده است. برای این منظور، تحلیل فاصله خطای جامعی برای هدایت تناسبی با بازخورد شتاب خطی و هدایت تناسبی با بازخورد شتاب زاویه‌ای خط‌دید ناشی از خطای سمت اولیه، مانور هدف و نویز جستجوگر صورت پذیرفته است. سیستم هدایت و کنترل با تابع تبدیل دوجمله‌ای مرتبة پنجم مدل شده است. در حالت خاص و بر مبنای تحلیل فاصلة خطا، هدایت تناسبی با بازخورد شتاب زاویه‌ای با اصلاح بهره برای جستجوگرهای مادون قرمز پیشنهاد شده است. مقایسة استراتژیهای هدایت تناسبی با استفاده از ضریب ناوبری مؤثر معادل که بر اساس حل پروفیل نرخ چرخش خط‌دید تعریف شده، صورت پذیرفته است. به علاوه، قانون هدایت بهینة مرتبه اول به فرم هدایت تناسبی با بلوک تناسبی– مشتقی با بهره‌های متغیر تبدیل شده است.

https://www.jsstpub.com/article_119298_f59f0b29c2e072533dd3563bcec11b80.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 Numerical study on spray characteristic of double phases internal mix atomizer with Lagrangian approach بررسی عددی مشخصات افشانه حاصل از انژکتور دوپایه ترکیب داخلی دو فاز به کمک روش لاگرانژی 15 23 85147 10.30699/jsst.2021.1139 EN Alireza Mohammadi Department, Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran. IRAN Fathollah Ommi Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, IRAN 0000-0003-3019-3686 Journal Article 2018 09 19 This paper presents numerical study on spray characteristics and droplet distribution by using Lagrangian method in the discrete phase model of CFD. A two-fluid Eulerian method and Lagrangian approach is selected for modeling two phases turbulence flow in mixing chamber and atomization at outlet of nozzle while turbulence has been modeled by K-ɛ. In this study, water has been used instead of fuel and Nitrogen instead of atomization gas or oxidizer, while their ratio has been considered 0.32 to provide 26 degrees cone angle and this way, droplet‘s characteristic has been studied and compared with maximum entropy methods. Then droplet‘s diameter has been investigated by changing liquid and gas phase flow rateand based on that, we can optimize atomizer ‘s working condition with maximum efficiency with respect to its cone angle, droplet ‘s diameter and velocity and level of penetration by minimum need of experimental tests. در این پژوهش، مطالعه عددی بر روی مشخصات افشانه یک انژکتور دوپایه ترکیب داخلی دو فاز به کمک روش لاگرانژی در فضای گسسته صورت گرفته است. برای بررسی انژکتور، معادلات اویلری برای جریان دوفازی داخل انژکتور و معادلات لاگرانژی برای مدلسازی جریان دوفازی خارج انژکتور به کار گرفتهشده و از روش توربولانسیK-ɛ برای تعیین انرژی توربولانس استفاده شده است. در این پژوهش آب به جای سوخت و نیتروژن به عنوان فاز گازی انتخاب شده و با تنظیم نسبت دبی جرمی نیتروژن به آب معادل32/0 و متعاقب آن بدست آمدن زاویه پاشش 26درجه، مشخصات قطرات بررسی شده و با نتایج روش ماکزیمم آنتروپی مورد مقایسه قرار گرفته است. سپس مشخصات ذرات با تغییر مقادیر ورودی فازهای مایع و گازی بررسی شده و بر اساس آن امکان بهینه سازی انژکتور برای شرایط راندمان حداکثری از منظر قطر قطرات، سرعت قطرات و میزان نفوذ با مدلسازی عددی و با نیاز حداقلی به نتایج تجربی فراهم شده است.

https://www.jsstpub.com/article_85147_743c20e1a2950ca9fc1135ca908edcfa.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 Optimal Adaptive Control of Satellite Attitude in Presence of Uncertainty in Moment of Inertia Using Markov Parameters کنترل تطبیقی بهینه وضعیت ماهواره در حضور عدم قطعیت در اینرسی با استفاده از پارامترهای مارکوف 25 35 125339 10.30699/jsst.2021.1199 EN Mohammad Navabi Associate Professor. Faculty of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran 0000-0003-4801-9918 Nazanin Safaei Faculty of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran Journal Article 2019 05 18 Several novel control techniques have been created as a result of the diversity of researches which are conducted about the problem of satellite attitude control. There are always uncertainties in the problem of satellite attitude control in the space missions. Therefore, Adaptive control is a method which is taken into consideration. High computational volume is one of the problems of adaptive control technique. In this paper, a control technique which is based on optimization concepts is introduced for the problem of satellite angular velocity and attitude control. Also, it's developed based on the three-dimensional special orthogonal group, and it's not faced by a singularity problem. For comparison, the linear quadratic regulator (LQR) control technique is simulated. Finally, the results of the simulations show that the performance of the presented adaptive control technique is optimal, and this method is robust to inertia changes. همواره در طی مأموریت‌های فضایی عدم قطعیت‌ در مسئله کنترل وضعیت ماهواره‌ها وجود دارد. از این رو کنترل تطبیقی روشی است که مورد توجه قرار می‌گیرد. از جمله مشکلات کنترل تطبیقی متداول حجم محاسباتی بالا و نبود روش تئوری عمومی برای طراحی مکانیزم تطبیق می‌باشد. در این مقاله یک روش کنترلی بر اساس مفاهیم تطبیقی و بهینه با استفاده از پارامترهای مارکوف جهت کنترل سرعت زاویه‌ای و وضعیت ماهواره معرفی می‌شود. این روش دارای قابلیت دنباله‌روی فرمان است، و بر اساس گروه متعامد خاص از مرتبه سه گسترش می‌یابد و مشکل سینگولاریتی ندارد. همچنین جهت مقایسه این روش با دیگر روش‌های کنترلی، روش کنترلی بهینه تنظیم‌کننده مربعی خطی (LQR) نیز شبیه‌سازی می‌گردد. در نهایت نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها بیانگر این است که عملکرد روش کنترلی تطبیقی ارائه شده بهینه است، و همچنین این روش نسبت به عدم قطعیت در اینرسی مقاوم می‌باشد.

https://www.jsstpub.com/article_125339_124a55aee8e090d463c3918658157428.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 Modeling and Simulation of a Flexible Spacecraft Solar Panels Deployment Mechanism with Yoke Driven Assembly مدلسازی و تحلیل مکانیزم گسترش پنل های خورشیدی فضاپیمای انعطاف پذیر با محرک پایه 37 48 109629 10.30699/jsst.2021.1224 EN Hamidreza Soleimani Islamic Azad University, North Tehran Branch, Tehran, IRAN 0000-0003-2802-4613 Milad Azimi Aerospace Research Institute of Iran Ministry of Science, Technology and Research, Tehran. IRAN 0000-0002-6828-9870 Journal Article 2019 07 30 This paper analyses the dynamic behavior of the rigid solar panels deploying mechanism of a spacecraft with flexible hinges. The proposed mechanism, maintaining a proper speed, guarantees the deployment synchronization of solar panels and minimizes the effects of impact and vibration applied during the final stage and after the panels lock-up using torsional springs in the hinges and yoke driven assembly. The equations of the motion of the system are derived using Lagrangian approach and the behavior of the mechanism for constant and variable torque excitation modes is investigated. The simulation results presented along with the dynamic simulations performed by Adams software and conventional mechanisms show the efficiency of the proposed method. این مقاله به تحلیل و طراحی مکانیزم باز شدن پنل های صلب فضاپیمای نمونه با اتصالات انعطاف پذیر پرداخته است. مکانیزم گسترش با حفظ سرعت مناسب، همزمانی باز شدن پنل های خورشیدی را تضمین کرده و اثرات ناشی از ضربه و ارتعاشات اعمال شده در مرحله پایانی و پس از قفل شدن پنل ها را با بکارگیری المان های فنر پیچشی در اتصالات پنل ها و محرک پایه به حداقل می رساند. معادلات حرکت سیستم با استفاده از روابط لاگرانژ استخراج شده و رفتار مکانیزم طراحی شده برای مودهای تحریک گشتاور ثابت و متغیر بررسی شده است. نتایج ارائه شده در مقایسه با شبیه سازی های دینامیکی صورت گرفته توسط نرم افزار آدامز و مکانیزم های مشابه کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد.

https://www.jsstpub.com/article_109629_0ff5eb1c3084a8704d83866c53448eef.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 Developing web-based geographical services for temporally vegetation status monitoring using satellite imagery توسعه یک سرویس مکانی تحت وب برای پایش زمانمند وضعیت پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره ای 49 58 109631 10.30699/jsst.2021.1226 EN Mohammad Hassan Vahidnia Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. 0000-0001-7922-715X Hossein Aghamohammadi Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran Journal Article 2019 08 05 Studying vegetation status is one of the most important environmental issues. Using contemporary and field methods in this regard will cost a lot of time and money. Remote sensing technology and satellite image processing is a solution that can facilitate such difficult processes. In this study, remote sensing technology will be integrated with web geographic services to provide users with adequate analysis of the growth of the plants and their changes based on vegetation indices in the shortest possible time. Important technologies used for this purpose are ENVI IDL, Google Map API, JavaScript, and ASP.NET. The service was successfully implemented and was employed for Landsat satellite images. In order to evaluate the performance of the service at different points and with a different number of images, the timeliness of the NDVI vegetation index was prepared. The processing time evaluation also showed that by increasing the number of satellite images the processing time will increase linearly. بررسی وضعیت پوشش گیاهی از جمله موضوعات مهم محیط زیستی میباشد که بهرهگیری از روشهای مرسوم و میدانی در این راستا موجب صرف هزینه و زمان زیادی خواهد شد. فناوری فضایی سنجش از دور و پردازش تصاویر ماهوارهای راهکاری است که میتواند اینگونه فرآیندهای دشوار را تسهیل بخشد. در این تحقیق فناوری سنجش از دور با سرویسهای مکانی تحت وب ترکیب خواهند شد تا بتوان بر اساس شاخص پوشش گیاهی در کمترین زمان ممکن تحلیل مناسبی از رشد گیاهان و تغییرات وضعیت آنها در اختیار کاربران آنلاین قرار داد. فناوریهای مهم بکارگرفته شده برای این منظور، ENVI IDL، Google Map API، JavaScript و ASP.NET میباشند. این سرویس با موفقیت پیادهسازی گردید و برای تصاویر سری زمانی ماهواره لندست اجرا گردید. به منظور ارزیابی کارکرد سرویس در نقاط مختلف و با تعداد تصاویر مختلف منحنی زمانمند شاخص پوشش گیاهی NDVI تهیه گردید. ارزیابی زمانی نیز نشان داد که با افزایش تعداد تصاویر ماهوارهای، رابطه افزایش زمان پردازش به صورت خطی میباشد.

https://www.jsstpub.com/article_109631_c48fc5abb46ebba1f4d00a6f951d9273.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 01 Magnetic field effects on heat transfer enhancement in an enclosure in microgravity conditions تاثیر میدان مغناطیسی بر افزایش انتقال حرارت در یک محفظه در شرایط میکروجاذبه 59 69 129187 10.30699/jsst.2021.1235 EN Mohammad Ghoharkhah Faculty of Mechanical Engineerign, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran. Behzad Alizadeh Faculty of mechanical engineering, Sahand university of technology, Tabriz, Iran 0000-0003-4642-1524 Journal Article 2019 09 25 In this numerical study, effect of magnetic field on the convective heat transfer of a magnetic fluid in an enclosure is investigated in the microgravity condition. Two cases of a single magnetic field source under the enclosure and two sources on the top and below the enclosure are considered and the simulations are carried out for different magnetic field intensities and magnetic source distances from the enclosure. Results indicate that the heat transfer in the microgravity is much lower than that of natural condition due to the lack of the flow vortex. Applying the magnetic field and the induced vortex due to the magnetic body force cause a significant improvement of the heat transfer. Results show that the heat transfer rate in the microgravity condition can be increases up to 6.5 times. Moreover, placing two magnetic field sources improves the main vortex and leads to 19.7 times enhancement of the heat transfer rate compared to the case of single source. در این مطالعه عددی، تاثیر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی آزاد سیال مغناطیسی داخل یک محفظه، در شرایط میکروجاذبه، مورد بررسی قرار گرفته است. دو حالت، قرارگیری یک منبع میدان مغناطیسی زیر محفظه و دو منبع میدان در بالا و پایین محفظه بطور مجزا در نظر گرفته شده و شبیه-سازی‌ها برای شدت میدانها و فواصل مختلف منبع های میدان از محفظه انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد به علت عدم تشکیل گردابه جریان در شرایط میکروجاذبه نرخ انتقال حرارت بسیار کمتر از حالت طبیعی است. با اعمال میدان مغناطیسی، گردابه القایی توسط نیروی حجمی، انتقال حرارت جابجایی در شرایط میکروجاذبه را افزایش می‌دهد. محاسبات نشان می‌دهد در حالت تک منبع، نرخ انتقال حرارت در حالت میکروجاذبه را تا 6.5 برابر می‌توان افزایش داد. همچنین قرار دادن دو منبع میدان مغناطیسی سبب افزایش قدرت گردابه داخل محفظه شده و در نتیجه موجب افزایش 19.7 برابری انتقال حرارت نسبت به حالت تک منبع می‌شود.

https://www.jsstpub.com/article_129187_215b931844ff0a296cbeca539067babf.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 Calculation and measurement of leakage current variations due to displacement damage for a silicon diode exposed to space protons محاسبه و اندازه گیری تغییرات جریان نشتی ناشی از آسیب جابجایی برای یک دیود سیلیکونی در معرض تابش پروتون‌های فضایی 71 79 109632 10.30699/jsst.2021.1227 EN Sara Shoorian Department, of radiation application Shahid Beheshti university, Tehran, IRAN Hamid Jafari ,Assistant Professor, Department Radiation Application Shahid Beheshti University, Tehran, IRAN S. Amir Hossein Feghhi Professor, Radiation Application Shahid Beheshti University, Tehran, IRAN 0000-0002-3411-8248 Gholamreza Aslani Agricultural, Medical and Industrial Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, Karaj-Iran Journal Article 2019 09 02 The presence of ionizing radiation in the space environment, due to trapped particles, solar particles and cosmic rays can be a serious threat to the proper functioning of electronic components used in satellites and spacecraft. In this work, the leakage current variation of a silicon diode, as the basic element of many electronic components, has been investigated in the exposure of space protons. For this purpose, the GEANT4 Monte Carlo code has been used to calculate the non-ionizing energy loss in the device. The simulation of electrical parameters for irradiation of space protons were also done by SILVACO software. The results show that the leakage current increases by about 1.85 times the amount of it before irradiation, up to about 96.2 nA/μm by the increase in the proton flux up to 2.1×1012 p/cm2. Irradiation of BPW34 photodiodes under 30 MeV protons was performed to validate the results of simulation. حضور پرتوهای یونیزان در محیط فضایی از جمله ذرات بدام افتاده، ذرات خورشیدی و پرتوهای کیهانی، می‌توانند تهدیدی جدی برای عملکرد صحیح قطعات الکترونیکی بکار رفته در ماهواره‌ها و فضاپیماها باشند. در این کار اثرات آسیب جابجایی در بوجود آمدن جریان نشتی در یک دیود سیلیکونی ، به عنوان آرایه اصلی بسیاری از قطعات الکترونیکی، در معرض تابش پروتون‌های فضایی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور از کد مونت کارلوی GEANT4 برای محاسبه اتلاف انرژی غیریونیزان در قطعه استفاده شده است. شبیه‌سازی پارامترهای الکتریکی این قطعه و بررسی تغییرات آن‌ها در معرض پروتون‌های فضایی نیز توسط نرم‌افزار SILVACO انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که جریان نشتی با افزایش شارش پروتون‌های فرودی تا p/cm2 1012× 1/2 در حدود 85/1 برابر مقدار آن قبل از تابش افزایش پیدا کرده و به حدود nA/µm 2/96 می‌رسد. به منظور اندازه گیری و اعتبارسنجی رفتار جریان نشتی این نوع قطعات از پرتودهی فوتودیودهای نوع BPW34 با پروتون‌های MeV 30 استفاده شده است.

https://www.jsstpub.com/article_109632_4c3997f7319c469af6ad92a16d20d3c4.pdf

ARI, IAS Journal of Space Science and Technology 2008-4560 13 4 2020 12 21 improve coarse alignment in inertial navigation system By the method of Identification the Kalman filter matrix بهبود فرآیند توجیه اولیه غیر دقیق سامانه ناوبری اینرسی با روش پیش بینی و شناسایی فیلتر کالمن ماتریسی 81 90 109627 10.30699/jsst.2021.1213 EN Reza Ghasrizadeh Faculty of Aerospace, Khaje Nasir Din Tusi University of Technology, Tehran, Iran. 0000-0001-6601-6257 Amirali Nikkhah Associate Professor, Department of Aerospace Engineering, K. N. Tusi University of Technology, Tehran, IRAN. 0000-0003-1989-6727 Journal Article 2019 07 08 This paper presents a new approach to eliminating noise and disturbances in the corse alignment process for inertial navigation systemsBecause of extreme fluctuations and quasi-static environments, the corse alignment process often involves a lot of errors and noise. Initially, the coarse alignment process for inertial navigation systems is described exhaustively and then, with the assumption of disturbances and noise, we attempt to nudify to improve and initialize the initialization accuracy. Subsequently, introducing the filtering characteristics of the digital filter for the mutation , Due to the deletion of some of the sensor's main data, identifies the missing parameters and estimates the state variables using the Kalman filter matrix based on the variance of the data error. Identifying the missing parameters of the transformation matrix in the coordinate system using the Kalman filter Matrix is the innovation of this paper, which leads to improved note coarse alignment will be inertial navigation systems. در این مقاله به ارائه ی راهکاری نوین برای حذف نویزها در فرآیند توجیه اولیه سامانه های ناوبری اینرسی پرداخته شده است. به دلیل وجود نوسانات شدید در محیط های شبه ایستا، فرآیند توجیه اولیه اغلب با خطای فراوانی همراه است .ابتدا با فرض وجود اغتشاشات برای بهبود و افزایش دقت اقدام به فیلترینگ شده است. در ادامه ضمن معرفی شاخصه های فیلتر دیجیتال برای این منظور ، به علت حذف برخی از داده های اصلی سنسور، اقدام به شناسایی پارامترهای مجهول و تخمین متغیرهای حالت با استفاده از فیلتر کالمن ماتریسی بر اساس واریانس خطای داده ها میشود. شناسایی پارامترهای مجهول ماتریس تبدیل مختصات با استفاده از فیلتر کالمن ماتریسی ابتکار این مقاله است که منجر به بهبود نتیجه توجیه اولیه در سامانه ناوبری اینرسی شده است. همچینین روش های معمول بر اساس فیلتر کالمن برداری دارای پیچیدگی محاسباتی است اما تخمین مستقیم ماتریس تبدیل با فیلتر کالمن می تواند این پیچیدگی محاسباتی را تا حدی زیادی کاهش دهد.

https://www.jsstpub.com/article_109627_7d74c6a601e47d9a6448aea4634a9ae9.pdf