بهینه سازی مدل پاندول ترامل جهت شبیه سازی تلاطم سیال در مخزن خودروهای حامل سوخت

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشجوی دکترا مهندسی خودرو، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقاله مدل مکانیکی پاندول ترامل جهت شبیه­سازی تلاطم سیال در مخزن خودروهای حامل سوخت معرفی می­شود. سپس گشتاور واژگونش ناشی از این مدل مکانیکی با نتایج بدست آمده از تحلیل عددی در پرشدگی­های 60%، 70%، 80% و %90 مقایسه شده و روابط پاندول ترامل تصحیح و ضرایب آن بهینه می­شود. سپس الگوریتمی جهت بهینه­سازی سطح مقطع تانکر بیضوی بر مبنای کمینه کردن همزمان دو تابع گشتاور واژگونش و ارتفاع مرکز جرم سیال پیشنهاد می­شود به­گونه­ای که آستانه واژگونش تانکر بهبود پیدا کند. عملگرهای مؤثر در دقت و سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک مانند نرخ جهش تعداد افراد جمعیت بررسی شده و نرخ جهش 4 تا 6 درصد و حداقل جمعیت 60 نفر به عنوان مناسب­ترین مقادیر این عملگرها انتخاب می­شوند.

کلیدواژه‌ها


[1] Yan, G. R., "Liquid Sloshing and its Influence on Braking and Roll Response of Partly Filled Tank Vehicles", PhD Thesis, University of Concordia, Canada, (2008).

 

 [2] Bauer, H.F., "On the Destabilizing Effect of Liquids in Various Vehicles", J. Vehicle System Dynamics, pp. 229-242, (1972).

 

[3] Abramson, H.N., and Silverman, S., "The Dynamic Behaviour of Liquids in Moving Containers", NASA SP-106, Washington D.C., USA, (1966).

 

[4] Ranganathan, R., Ying, Y., and Miles, J. B., "Analysis of Fluid Slosh in Partially Filled Tanks and Their Impact on the Directional Response of Tank Vehicles", SAE, pp. 932-942, (1993).

 

[5] Budiansky, B., "Sloshing of Liquids in Circular Canals and Spherical Tanks", Journal of the Aero/Space Sciences, Vol. 27, No. 3, pp. 61-73, (1960).

 

[6] Ibrahim, R. A., and Barr, A. D. S., "Autoparametric Resonance in a Structure Containing a Liquid, Part II: Three Mode Interaction", Journal of Sound and Vibration, Vol. 42, No. 2, pp. 181-200, (1975).

 

[7] Mantriota, G., "Directional Stability of Articulated Tank Vehicles: a Simplified Model", International Journal of Heavy Vehicle Systems, Vol. 10, pp. 144-165, (2003).

 

[8] Xu, L., Dai, l., Dong, M., and Setiawan, B., "Influence of Liquid Slosh on Ride Quality of  Liquid Cargo Tank Vehicles", Proc. I Mech. E Part D: Journal Engineering, Vol. 218, pp. 675-684, (2004).

 

[9] Mohamed, I., Salem, M.I., "Rollover Stability of Partially Filled Heavy-duty Elliptical Tankers using Trammel Pendulums to Simulate Fluid Sloshing", PhD Thesis, University of Concordia, Canada, (2000).

 

[10] Bohn, P., Butler, M. C., Dunkle, H. D., and Eshleman, R. L., "Simulation of the Effect of Cargo Shifting on Articulated Vehicles Performing Braking and Cornering Maneuvers", Technical Report, The John Hopkins University, (1981).

 

[11] Romero, J., Lozano, A., and Ortiz, A. W., "Modelling of Liquid Cargo – vehicle Interaction during Turning Manoeuvres", 12th IFToMM World Congress, Besançon, France, (2007).

 

[12] Gunawan, S., and Azarm, S., "Multi-objective Robust Optimization using a Sensitivity Regionconcept", Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 29, pp. 50-60, (2005).

 

[13] Mosalman Yazdi, H.A., and Ramli Sulong, N.H., "Optimization of Off-centre Bracing System using Genetic Algorithm", Journal of Constructional Steel Research, pp.1435-1441, (2011).

 

[14] Popov, G., "Shape Optimization of Elliptical Road Containers Due to Liquid Load in Steady-state Turning", Vehicle System Dynamics, Vol. 25, pp. 203-221, (1996).