فشار کاتد (bar)

۵

۵

۵-۳ تاثیر دما بر عملکرد پیل سوختی
وقتی دما از ۶۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد، عملکرد پیل سوختی بهتر می شود ولی پس از دمای ۷۵ درجه سانتی گراد با افت روبرو میشود، دلیل این امر را میتوان به این صورت بیان نمود که در دماهای بالاتر از دمای مخزن رطوبت ساز، غشا در اثر گرمای بدنه پیل به سرعت رطوبت خود را از دست میدهد و در نتیجه از دست دادن رطوبت قابلیت هدایت پروتون در غشا را کاهش می دهد و همین امرسبب افزایش مقاومت داخلی پیل و در نتیجه افت عملکرد پیل میگردد.
دلایل افزایش کارایی پیل با افزایش دما از ۶۰ درجه سانتی گراد را میتوان به این صورت بیان کرد. با افزایش دما چگالی جریان تبادلی افزایش می یابد، که این امر سبب کاهش افتهای فعال سازی در پیل می گردد.
افزایش دما در شرایط مرطوب بودن غشا، باعث کاهش مقاومت غشا در برابر عبور پروتون از آن میگردد و در نتیجه این امرچگالی جریان و قابلیت هدایت پروتون غشا را افزایش می دهد.
پتانسیل مرجع با افزایش دما ، افزایش مییابد، که این امر میتواند به وسیله افزایش نفوذپذیری هیدروژن با افزایش دما توجیه شود.
با افزایش دما، ظرفیت گاز برای حمل آب افزایش مییابد و از طرفی در دماهای پایین امکان تبدیل بخار آب موجود در گازها، به قطرات آب نیز وجود دارد.

۵-۴ تاثیر فشار بر عملکرد پیل سوختی
رفتار پیل سوختی با افزایش فشار، چه در سمت آند و چه در سمت کاتد، بهبود مییابدکه این بهبود را میتوان با دلایل زیر توجیه کرد.
افزایش فشار در پیل سبب افزایش فشار جزیی واکنش دهندهها در پیل میگردد.
با افزایش فشار، نفوذ گازهای واکنش دهنده در لایه پخش کننده گاز افزایش مییابد و همچنین مقاومتهای انتقال جرم در پیل کاهش مییابد.
وقتی پیلسوختی در فشار محیط کار میکند، در نواحی وسیعی در گوشه های لایه پخش کننده گاز و کانالهای توزیع جریان، گازها تقریبا راکد میباشد، این نواحی از غشا معمولا جریانی تولید نمیکند، ولی در حالتی که پیل تحت فشار کار میکند، واکنش دهندهها تحت فشار مجبور به عبور از این نواحی میگردند و در نتیجه سطح موثر فعال در واکنشهای الکتروشیمیایی افزایش مییابد.
شکل (۵-۲) لایه ماکزیمم توان به ازای مقادیر مختلف فشار دو سمت آند و کاتد و دمای ثابت و برابر دمای بهینه ۷۵ درجه سانتی گراد را نشان میدهد. همان طور که از شکل مشخص است با افزایش مقدار فشار در هر دو سمت مقدار ماکزیمم توان افزایش پیدا کرده است.

شکل(۵-۲) ماکزیمم توان به ازای مقادیر مختلف فشار آند و کاتد. دمای کارکردی پیل ثابت و برابر دمای بهینه ^oC75
۵-۵ اهمیت فشار آند نسبت به فشار کاتد
در شکلهای (۵-۳) و (۵-۴) به ترتیب مقدارهـای ماکزیمم توان و منحـنی پلاریزاسـیون به ازای فشـارهای مختلف سمت کاتد و مقادیر ثابت برای فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی نشان داده شده است. در این دو شکل فقط فشار کاتد تغییر کرده و مقادیر فشار آند و دمای عملکردی پیل سوختی در مقادیر بهینه خود ثابت نگه داشته شدهاند.
همچنین در شکلهای (۵-۵) و (۵-۶) به ترتیب مقدارهای ماکزیمم توان و منحنی پلاریزاسیون به ازای فشارهای مختلف سمت آند و در فشار ثابت کاتد و برابر فشار بهینه و دمای ثابت بهینه ^oC75 نشان داده شده است. همانطور که از شکلهای (۵-۴) و (۵-۶) مشخص است افزایش فشار چه در سمت آند و چه در سمت کاتد سبب افزایش مقدار ماکزیمم توان می شود و همچنین منحنی های پلاریزاسیون مربوط به فشارهای بالاتر در شکلهای (۵-۵) و (۵-۷) نشان دهنده راندمان بالاتر و بازدهی بهتر پیل سوختی است اما نکته قابل توجه در مقایسه با افزایش فشار در سمت آند و کاتد، حساسیت بیشتر پیل سوختی نسبت به افزایش فشار در سمت آند است. در مقایسه دو شکل (۵-۲) و (۵-۴) مشخص است که شیب منحنی در شکل (۵-۴) بیشتر بوده و این نشانگر این است که پیل سوختی حسـاسیت بیشـتری به فشار سـمـت آند دارد. دلیل نزدیک بودن بیـش از حـد منحنـی هـای پلاریزاسیون به یکدیگر در شکل (۵-۴) همین موضوع است. دلیل تاثیر بیشتر تغیـیرات فشار

شکل (۵-۳) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابرمقادیر بهینه

شکل (۵-۴) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه
در سمت آند نسبت به همان میزان تغییرات فشار در سمت کاتد را میتوان به دلیل اهمیت واکنشهای انجام شده درسمت آند دانست. سوخت هیدروژنی در سمت آند قرار دارد و واکنشهای مربوط به سوخت و تجزیه هیدروژن در سمت آند صورت میگیرد و با افزایش فشار جزیی سمت آند در واقع واکنشهای پیل سوختی تحت فشار بیشتر صورت میپذیرد و قابلیت انتقال پروتون از غشا افزایش مییابد، در صورتیکه افزایش فشار در سمت کاتد تنها منجر به پمپاژ اکسیژن بیشتر و خروج سریعتر آب تولیدی میگردد.

شکل (۵-۵) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشار کاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه

شکل (۵-۶) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشارکاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه
۵-۶ نمودارهای سه بعدی دما-فشار
با بدست آوردن مقادیر برازندگی به ازای مقادیر مختلف دما و فشارهای مختلف آند و کاتد میتوان با رسم منحنی های مختلف، رفتار پیل سوختی را به ازای مقادیر مختلف دما و فشارهای هر دو سمت آند و کاتد بررسی کرد. شکلهای (۵-۷) و (۵-۸) به ترتیب مقدار ماکزیمم توان به ازای دماهای کارکردی و فشارهای مختلف برای آند و کاتد را نشان میدهد. کاملا مشخص است که منحنی با افزایش دما از ^oC68 شیب صعودی داشته و پس از دماهای ۷۴ و ۷۵ درجه سانتی گراد افت می کند. همچنین در این دو شکل میتوان به افزایش راندمان به ازای فشارهای جزیی آند و کاتد اشاره کرد که گرچه هر دو روند صعودی دارند ولی شیب افزایش منحنی در شکل (۵-۷) به دلیل حساسیت عملکرد پیل سوختی به فشار جزیی آند، بیشتر از شیب مشابه در منحنی (۵-۸) است. در پیوست ب منحنی های دو بعدی و سه بعدی بیشینه توان به ازای دمای سلول و فشار جزیی سمت کاتد و در فشار های ثابت آند نمایش داده شده است.

شکل (۵-۷) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف آند. فشار کاتد ثابت و برابر فشار بهینه کاتد

شکل (۵-۸) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف کاتد. فشار آند ثابت و برابر فشار بهینه آند
فصل ششم:
نتیجه گیری و پیشنهادات
در این فصل ابتدا نتایج حاصل از این پژوهش به صورت خلاصه بیان شده و سپس پیشنهاداتی برای ادامه تحقیقات ارائه شده است.
۶-۱ نتیجه گیری
در پژوهش حاضر به بهینه سازی پارامترهای پیل سوختی پلیمری پرداخته شده است. یکی از قویترین و پرکاربردترین الگوریتمهای بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک میباشد که از این الگوریتم به عنوان ابزار بهینه سازی استفاده شده است. متاسفانه الگوریتم ژنتیک وابستگی بسیاری به تابع برازندگی تعریف شده دارد و قویترین الگوریتمهای طراحی شده بدون داشتن یک تابع ارزیابی مناسب به جواب صحیح منجر نمیشود. در این تحقیق هدف یافتن مقادیر مناسب دمای کاری پیل سوختی، فشار سمت آند و فشار سمت کاتد بود، چنانکه منحنی توان رسم شده به ازای این مقادیر از پارامترها، بیشترین بیشینه توان را داشته باشند یا به عبارت دیگر پیل سوختی در ازای این مقادیر بالاترین راندمان خروجی را داشته باشد. پس از تعریف مقدار حداکثر منحنی توان به عنوان تابع ارزیابی، از نرم افزار نوشته شده در گروه پژوهشی پیل سوختی دانشگاه برای تولید منحنی های توان و پلاریزاسیون استفاده گردید. این نرم افزار که بر اساس حل تحلیلی-عددی است، ابتدا مقادیر عملکردی و همچنین مقادیر هندسی را بعنوان ورودی دریافت میکند و سپس به حل تحلیلی می پردازد و در انتها منحنی پلاریزاسیون و توان را رسم میکند که با بهره گرفتن از منحنی توان میتوان مقدار ماکزیمم را استخراج کرد. یک برنامه بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در محیط برنامه نویسی نرم افزار مطلب طراحی شد. سپس دامنه مقادیر متغیرها به گامهای کوچک، تقسیم بندی شد و با بهره گرفتن از نرم افزار فوق، مقادیر ارزیابی مختلف به دست آمده و در جداول Lookup table قرار گرفتند. پس از تکمیل جداول فوق و لینک کردن برنامه الگوریتم ژنتیک با سیمولینک، از الگوریتم نوشته شده برای بهینه سازی پارامترهای عملکردی استفاده شد که در نهایت جوابهای بهینه حاصل شدند. الگوریتم ژنتیک لینک شده با محیط سیمولینک مطلب مقادیر ^oC75 ، bar5 ، bar5/4 را به عنوان مقادیر بهینه برای دمای کاری پیل سوختی پلیمری، فشار سمت کاتد و همچنین فشار سمت آند بیان میکند در صورتیکه سلیمان و همکارش در سال ۲۰۰۷ با انجام آزمایشات به ترتیب مقادیر ^oC75 ، bar5 ، bar5 را به عنوان مقادیر بهینه برای دمای کاری پیل سوختی پلیمری، فشار سمت کاتد و فشار سمت آند پیشنهادکرده بودند.
۶-۲ پیشنهادات
به منظور ادامه پژوهشها در این زمینه پیشنهادات زیر ارائه می شوند:
به کارگیری ترکیبی شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزارهای بهینه سازی پارامترهای پیل سوختی و استفاده از یک سری آزمایشات محدود در جهت آموزش شبکه
بهینه سازی در نوع مواد تشکیل دهنده قطعات به کار رفته در پیل سوختی همچون نوع غشا و کاتالیست و… که میتوان آن را بهینه سازی مواد جایگزین قلمداد کرد.
به کارگیری روش تاگوچی در بهینه سازی پارامتر های هندسی بدلیل کاهش تعداد آزمایشات
بهینه کردن انرژی مصرف شده پیل سوختی که مهمترین بهینه سازی در محدوده عملکرد پیل سوختی به شمار میآید، طوری که با در نظر گرفتن انرژیهای اولیه مصرف شده برای راه اندازی پیل سوختی، در دراز مدت بتوان بیشترین راندمان را از پیل سوختی دریافت کرد.
فهرست مراجع
[۱] Soleyman K, Akyalcin L. Optimization of parametric performance of a PEMFC. J Hydrogen Energy 2007;32:4418-23.
[۲] Barbir F. PEM Fuel cells: theory and practice. . University of Connecticut. ISBN: 0-12-078142-5, 2005.
[۳] Beattie PD, Basura VI, Holdcroft S. Temperature and pressure dependence of O2 reduction at Pt|Nafion® 117 and Pt|BAM® 407 interfaces. J Electroanal Chem 1999;468:180-92.

روند کامل یک فرایند بهینه سازی تحت عدم­قطعیت[۲۳]
روش‌های قدیمی برای کاهش خطا در خروجی، از روش شش سیکما^[۳۶] استفاده می‏کردند به‌طوری‌که یک انحراف استاندارد ۶± بین مقدار میانگین و نزدیک‌ترین محدودیت مشخص در نظر می‏گرفتند. سابقه استفاده از روش شش سیکما به‌عنوان یک ابزار استاندارد در انحراف و تغییرپذیری به سال ۱۹۲۰ مربوط می‏شود زمانی که شیوارت^[۳۷] اثبات کرد که استفاده از روش سه سیگما نیاز به تصحیح شدن دارد. در سال ۱۹۸۰ شرکت موتورولا با استفاده کردن از روش شش سیکما به بیش از ۱۶ میلیون دلار صرفه‌جویی در هزینه دست یافت. در بیست سال گذشته روش‏های غیر‏قطعی برای رسیدگی به عدم قطعیت‏های طراحی گسترش یافتند. این روش‏ها می‏توانند به دو دسته با عنوان‏های روش‏های بر مبنای قابلیت اطمینان و روش‏های بر مبنای طراحی مقاوم تقسیم شوند[, ].

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان^[۳۸]:
در طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان، طراح سعی می‌کند تا طرحی را ارائه نماید که در آن، احتمال شکست مأموریت از یک مقدار مشخص کمتر باشد. بر این اساس طراح روند زیر را طی می‌کند:
تعیین قابلیت اطمینان موردنظر که معمولاً از سوی کارفرما تعیین می‌گردد.
حدس اولیه از چیدمان طرح
تخصیص قابلیت اطمینان به زیرسیستم‌ها و یا اجزا
تحلیل قابلیت اطمینان سیستم
بهبود قابلیت اطمینان تخصیص‌یافته به زیرسیستم‌ها
روش‏های بر مبنای قابلیت اطمینان توزیع احتمال پاسخ‏های سیستم را بر مبنای توزیع احتمال‏های معلوم از پارامترهای تصادفی تخمین می‏زنند و به‌طور عمده برای آنالیز ریسک به‌واسطه احتمال شکست یک سیستم به کار می‏روند. [].
طراحی مقاوم^[۳۹]:
یک مسئله طراحی مقاوم، طرحی را جستجو می­ کند که در آن شاخص عملکرد به تغییرات کوچک در کمیت­های نامعین حساسیت کمی داشته باشد. طراحی مقاوم کیفیت یک محصول را به‌واسطه کمینه کردن اثر منابع تغییرات و ناپایداری‏ها بدون حذف کردن این منابع بهبود می‏دهد. هدف آن متفاوت از روش‏های بر مبنای قابلیت اطمینان است و عملکرد متوسط را بهینه و تغییرات و ناپایداری‏ها را کمینه می‏کند درحالی‌که امکان‏پذیری قیدهای احتمالی را حفظ می‏کند. این به‌واسطه بهینه کردن محصول و فرایند طراحی به دست می‏آید تا اینکه حساسیت عملکرد به منابع گوناگون تغییرات و ناپایداری را کمینه کند. ازاین‌رو طراحی مقاوم روی توزیع احتمال نزدیک به حد واسط تمرکز می‏کند[].
طراحی نامعین به دو گروه به نام‌های نوع یک و نوع دو تقسیم می‌شود. در طراحی مقاوم نوع یک هدف مینیمم کردن تغییرات ایجادشده توسط فاکتورهای نویز کنترل ناپذیر است. یک فاکتور نویز، یک پارامتر طراحی است که کنترل آن شدیداً هزینه‌بر یا غیرممکن است. فاکتورهای نویز معمولاً شامل فاکتورهای محیطی خارجی و فاکتورهای بار هستند. اغلب ممکن است که بتوان رفتار یک فاکتور نویز را با بهره گرفتن از انواع مختلف توزیع‌های احتمالی توصیف کرد. نوع دوم طراحی مقاوم علاقه‌مند به کاهش اثر تغییرات در فاکتورهای کنترل است که نوعی از پارامترهای طراحی هستند که طراح در انتخاب آن‌ها آزاد است. فاکتورهای کنترل معمولاً متغیرهای طراحی نامیده می‌شوند. مقاوم بودن طراحی نسبت به فاکتورهای کنترل اهمیت دارد زیرا طراح ممکن است فقط قادر باشد مقادیر متغیر طراحی را برای یک تلورانس معین تعیین کند و البته ممکن است این مقادیر به دلیلی بدتر شوند یا به سمتی سوق پیدا کنند.
به کمک طراحی مقاوم از نوع اول محصولی طراحی می‌شود که در سرتاسر محدوده وسیعی از شرایط قابل‌اجرا باشد. برای مثال یک موتور جت باید قادر باشد در محدوده وسیعی از تغییرات در شرایط اتمسفری به‌طور کارآمد کار کند. موتور باید قادر باشد برای محیط‌های با دمای بالا و ارتفاع برخاست زیاد تراست کافی تولید کند درحالی‌که در سطح دریا تحت شرایط هوایی سرد نیز باید بتواند به‌طور کارآمد عمل کند. طراحی مقاوم نوع دوم به طراح اجازه می‌دهد که بدون از دست دادن کیفیت محصول، تلورانس را روی فاکتورهای کنترلی افزایش دهد. در اصل طراح می‌تواند یک محدوده از مقادیر را برای متغیر طراحی انتخاب کند درحالی‌که کیفیت ثابت یا نزدیک به ثابت خواهد ماند. بنابراین این روش طراحی اجازه می‌دهد که از موادی با درجه پایین و ارزان‌تر استفاده کنیم ضمن آنکه کیفیت حفظ شود[].
روش طراحی مقاوم برای بهبود بهره‌وری مهندسی ضروری است و اولین کار مربوط به سال ۱۹۲۰ است، زمانی که فیشر^[۴۰] و یاتس^[۴۱] یک روش طراحی آزمایش‏^[۴۲] آماری برای بهبود محصولات کشاورزی انگلستان ارائه کردند. در سال ۱۹۵۰ و اواخر ۱۹۶۰، تاگوچی شالوده‏ای از طراحی مقاوم را برای رسیدگی به چالش تولید محصولاتی با کیفیت بالا ارائه کرد. در سال ۱۹۸۰ او روش خود را در صنعت ارتباط تلگرافی آمریکا به کار برد و بعدازآن روش طراحی مقاوم تاگوچی به‌طور موفقیت‌آمیز در زمینه‏های صنعتی گوناگون مانند الکترونیک، صنعت خودروسازی، عکاسی و ارتباط مخابراتی از راه دور به کار گرفته شد[].
‏ شکل۲-۱۱ نشان‌دهنده حوزه کاربرد هر یک از این دسته مسائل است. دو فاکتور اصلی برای کاربرد مطرح است: تواتر اتفاقات و اهمیت آن‌ها. سیستمی که هرروز دچار سوانح فاجعه‌آمیز شود کاربرد مهندسی ندارد. برای اتفاقاتی با احتمال رخداد زیاد و خطرات کم، طراحی مقاوم به کار می‌رود درصورتی‌که برای اتفاقات فاجعه‌آمیز و احتمال رخداد کم، طراحی با قابلیت اطمینان بالا موردنیاز است. به‌عنوان‌مثال یک هواپیما ازنظر آیرودینامیکی می‌بایست طراحی مقاوم داشته باشد زیرا در هر پرواز شرایط متفاوتی را تجربه می‌کند و نبود طرحی مقاوم ممکن است باعث افزایش هزینه پرواز گردد. لیکن چنانچه یک جزء سازه‌ای از هواپیما دارای قابلیت اطمینان کافی نباشد سرنوشت مسافران با مخاطره جدی روبرو است[].

حوزه کاربرد مسائل طراحی مقاوم و طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان[۶]
یک موضوع قابل‌توجه در تمایز قائل شدن بین مقاومت و قابلیت‏اطمینان آن است که روش‏های ریاضی به‌کاربرده شده برای حل مسائل طراحی مقاوم به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای از روش‏های به‌کاربرده شده برای حل مسائل بر پایه قابلیت‏اطمینان متفاوت هستند. روش‏های ریاضی برای روندهای طراحی مقاوم نسبت به آن‌هایی که برای روندهای طراحی بر پایه قابلیت‏اطمینان به کار رفته‏اند کمتر توسعه یافته‏اند و این کار هنوز به‌طور وسیع به مطالعات آکادمیک محدود شده است[].
همان‌طور که پیش‌تر نیز توضیح داده شد در طراحی مقاوم به دنبال کم کردن اثر عدم قطعیت‌ها بر عملکرد سیستم هستیم. به همین دلیل نقطه طراحی در نقطه‌ای قرار می‌گیرد که ضمن آن‌که نقطه بهینه باشد، اما در صورت ایجاد عدم قطعیت‌ها، در عملکرد سیستم کمترین تاثیر ایجاد شود. این بدان معنی است که ممکن است نقطه طراحی بر روی مرز طراحی بیفتد. درحالی‌که در طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان به دنبال فاصله گرفتن از مرزهای طراحی هستیم؛ یعنی با بررسی احتمال ایجاد عدم قطعیت‌ها، همواره نقطه طراحی را انتخاب می‌کنیم که ضمن بهینه بودن، حتی در صورت ایجاد عدم قطعیت، از مرز طراحی عبور نکند. ‏ شکل۲-۱۲ این موضوع را بیان می‌کند.
تفاوت نقطه بهینه در طراحی مقاوم و طراحی بر مبنای قابلیت اطمینان[۲۸]
عناصر اصلی طراحی بهینه مقاوم عبارت‌اند از[۱۱]:
حفظ مقاومت در تابع هدف (مقاومت هدف)
حفظ مقاومت در قیود
تخمین میانگین و برآورد تابع عملکرد
بهینه‌سازی چند هدفی
مقاومت هدف
در بهینه‌سازی مقاوم، معمولاً مقاومت تابع هدف توسط بهینه‌سازی همزمان میانگین و مینیمم کردن واریانس آن به دست می‌آید. دو معیار اصلی برای مقاومت در مطالعات در دسترس هستند: یکی واریانس است که در تمام مطالعات مطرح شده است و دیگری بر مبنای درصد اختلاف^[۴۳] است.
مقاومت امکان‌پذیری
مقاومت امکان‌پذیری یعنی مقاومت در قیود که می‌تواند به‌عنوان برآورده ساختن قیود طراحی در حضور عدم قطعیت تعریف شود. دیو و چن در سال ۲۰۰۰ روش‌های حفظ مقاومت امکان‌پذیری را به دو گروه تقسیم‌بندی کردند:
۱- روش‌هایی که از آنالیز احتمال و آمار استفاده می‌کنند، برای مثال، فرمول‌بندی امکان‌پذیری احتمالی و فرمول‌بندی تطبیقی ممان.
۲- روش‌هایی که نیازی به احتمال و آمار ندارند، برای مثال، آنالیز بدترین حالت، ارزیابی فضای گوشه و الگوهای تغییرات ساخت.
یک روشی که به‌طور رایج استفاده می‌رود، روش کاهش ناحیه ممکن^[۴۴] می‌باشد. این ‌یک روش طراحی مناسب است که در آن پهنای فضای امکان‌پذیر در هر جهت توسط مقدار کاهش داده می‌شود، که یک قید تعریف‌شده توسط کاربر است و انحراف استاندارد از تابع عملکرد است.
تخمین میانگین و واریانس تابع عملکرد
در مطالعات انجام‌شده روش‌های متفاوتی برای تخمین میانگین و واریانس تابع عملکرد گزارش‌شده است. این روش‌ها می‌توانند به سه دسته اصلی تقسیم شوند:
روش بسط سری تیلور
روش‌های بر مبنای نمونه‌برداری
روش‌های برآورد نقطه‌ای
روش بسط سری تیلور یک روش ساده است. به‌هرحال، برای یک تابع عملکرد غیرخطی، اگر واریانس‌های متغیرهای تصادفی بزرگ باشند، این تخمین ممکن است باعث به وجود آمدن خطاهای بزرگی شود. روش‌های بر مبنای نمونه‌برداری نیاز به اطلاعاتی روی توزیع‌های متغیرهای تصادفی دارند و هزینه‌بر هستند. روش‌های نمونه‌برداری کارآمد مانند نمونه‌برداری محسوس، نمونه‌برداری مکعبی لاتینی و غیره و مدل‌های بدلی ممکن است برای کاهش تلاش محاسباتی استفاده شوند. روش برآورد نقطه‌ای به مشکلات مربوط به محاسبه مشتقات موردنیاز در بسط سری تیلور فائق آمده است. گونه‌های متفاوتی از این روش برآورد نقطه‌ای ارائه‌شده است. یک روش قدیمی‌تر برای تخمین میانگین و واریانس تابع عملکرد روش کاهش بعد می‌باشد.
بهینه سازی چند هدفی
بهینه‌سازی بر مبنای مقاومت دو هدف را مدنظر قرار می‌دهد: بهینه کردن میانگین تابع هدف و مینیمم کردن واریانس آن. یک بررسی وسیع روی روش‌های بهینه‌سازی چند هدفی در مقاله مارلر و آرورا در سال ۲۰۰۴ ارائه شده است. در میان روش‌های در دسترس، روش مجموع وزنی رایج‌ترین روش برای بهینه‌سازی چند هدفی است و در همه‌جا در زمینه بهینه‌سازی طراحی مقاوم به کار گرفته‌شده است[۶].
با تفاسیر فوق معادله طراحی بهینه مقاوم به شکل ‏معادله ۲-۴ نوشته می‌شود[۱۱].

طراحی حامل به روش مشارکتی
پس از حل مسئله ریاضی و تأیید صحت ساختار مشارکتی، نوبت به طراحی حامل می‌رسد. برای این کار از دو موضوع استفاده کردیم. موضوع اول موضوع ترکیب زیرسیستم‌های طراحی موتور، طراحی هندسه و تخمین جرم است و موضوع دوم طراحی زاویه فراز و شبیه‌سازی مسیر می‌باشد. درمجموع ۱۵ متغیر طراحی داریم. ده متغیر پیشرانش^[۵۱] مرحله اول، پیشرانش مرحله دوم، زمان سوزش مرحله اول، زمان سوزش مرحله دوم، قطر مرحله اول، قطر مرحله دوم، جرم اولیه مرحله اول، جرم اولیه مرحله دوم، جرم پیشران (مجموع جرم سوخت و اکسیدکننده) مرحله اول و جرم پیشران مرحله دوم متغیرهای اصلی سطح سیستم هستند. البته چهار متغیر جرم اولیه مرحله اول، جرم اولیه مرحله دوم، جرم پیشران مرحله اول و جرم پیشران مرحله دوم متغیرهای درگیر بین دو موضوع می‌باشند. به این صورت که بهینه‌ساز سطح سیستم ده متغیر مذکور را به موضوع اول پیشنهاد می‌دهد. در موضوع اول به کمک روابط ریاضی و بر اساس شش متغیر پیشرانش، زمان سوزش و قطر مجدداً چهار جرم اولیه مراحل اول و دوم و پیشران مراحل اول و دوم محاسبه می‌شوند. با توجه به اینکه بخشی از قیود این موضوع مربوط به نسبت پیشرانش به وزن اولیه حامل است، اگر تراست ورودی و جرم اولیه محاسبه‌شده نتوانستند قیود را ارضا نمایند آن شش متغیر آن‌قدر تغییر می‌کنند که این قیود ارضا شود. البته در طول این عملیات، هدف بهینه‌ساز سطح موضوع، مدیریت میزان تغییرات این متغیرهاست به‌طوری‌که این ۱۰ متغیر، حداقل فاصله را از مقادیر اولیه ورودی بگیرند. بهینه‌ساز سطح موضوع یک بر اساس ‏معادله ۴-۲ عملیات بهینه‌سازی را انجام می‌دهد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

در ‏معادله ۴-۲ زیرنویس sys نشان‌دهنده متغیر واردشده از سطح سیستم و زیرنویس dis1 نشان‌دهنده متغیر در حال بهینه شدن در موضوع اول است. البته در هر تکرار در سطح سیستم، مقادیر چهار جرم محاسبه‌شده در موضوع اول و چهار جرم پیشنهادی توسط سطح سیستم، به‌عنوان بخشی از قیود در سطح سیستم در نظر گرفته شدند و این یعنی اینکه قید سیستم زمانی کاملاً ارضا می‌شود که این هشت جرم (چهار جرم موضوع و چهار جرم سیستم) دوبه‌دو با یکدیگر برابر شوند.
به‌طور مستقل نیز در موضوع دوم این ده متغیر از سطح سیستم به‌عنوان ورودی وارد می‌شوند و در ادامه پنج متغیر مربوط به طراحی زاویه فراز به آن‌ها ملحق می‌شوند. حالا چهار جرم ورودی به این موضوع، به‌صورت پارامتر فرض شده و به کمک ۱۱ متغیر باقیمانده عملیات طراحی زاویه فراز و شبیه‌سازی مسیر انجام می‌شود. اگر قیود این موضوع که بخشی از آن‌ها شامل رسیدن به‌سرعت مداری موردنیاز با حداکثر خطای یک درصد، رسیدن به ارتفاع مداری موردنیاز با حداکثر خطای ۳ درصد و حداقل کردن سرعت عمودی هنگام تزریق (یا به‌عبارتی‌دیگر به نزدیک صفر رساندن زاویه مسیر) ارضا نشد، آن ۱۱ متغیر تغییر می‌کنند تا نهایتاً قیود برآورده شوند. البته تابع هدف سطح موضوع دوم وظیفه دارد این تغییرات را به حداقل کاهش دهد تا زیاد از مقادیر اولیه فاصله نگیریم. اساس بهینه‌سازی موضوع دوم بر پایه معادله ۴-۳ است.

۷۸/۷۵۵۲ ۲۲/۷۴۰۳
۵/۷۷۲ ۵/۷۲۷
۱۰ ۱۰-
۱۰۲۰
۱۰۱۰
۸۵۵
۵۱۰-

در این رابطه سرعت نهایی حامل در دستگاه اینرسی برحسب متر بر ثانیه، ارتفاع نهایی حامل از سطح زمین برحسب کیلومتر و سرعت حامل در راستای عمود بر جهت تزریق برحسب متر بر ثانیه است. سایر متغیرها در قید نیز مربوط به طراحی برنامه زاویه فراز بوده و در‏ شکل۴-۵ نشان داده شده‌اند.
متغیرهای طراحی برنامه زاویه فراز
در ادامه میزان فاصله گرفتن متغیرهای موضوع اول و همچنین میزان فاصله گرفتن متغیرهای موضوع دوم از مقادیر پیشنهادی سیستم به‌عنوان قید به بخش قیود بهینه‌ساز سطح سیستم می‌رود و در کنار ۴ قید جرمی دیگر که پیش‌تر به آن اشاره شد، قرار می‌گیرد. عملیات تکرار آن‌قدر انجام می‌شود که مقادیر فاصله گرفته‌شده به صفر برسد و جرم‌ها نیز برابر گردند. ضمن آن‌که در طول همه این روندها، تابع هدف سطح سیستم، وظیفه دارد جرم اولیه پرتاب را به حداقل برساند و مدیریت تغییر متغیرهای سطح سیستم با این هدف در کنار برآورده شدن قیود صورت می‌گیرد.(‏معادله ۴-۴)

kg 3000
kg1700
۰۱/۰
۰۱/۰
kg1
kg1
kg1
kg1

در این رابطه قطر مرحله اول حامل، قطر مرحله دوم حامل، جرم بلوک اول خشک شتاب‌دهنده و جرم بلوک دوم خشک شتاب‌دهنده می‌باشد. مقادیر در نظر گرفته شده برای حداقل جرم­های خشک شتاب­دهنده با نگاه آماری تعیین شده ­اند. ها نیز اختلاف جرم‌های سطح سیستم و موضوع اول هستند.
‏ شکل۴-۶ روندنمای کلی روند طراحی بهینه مشارکتی حامل را نشان می‌دهد.

نام نویسنده: الهام فرزانگان

نام استاد راهنما: دکتر عزت­الله عباسیان

نام استاد مشاور: دکتر محسن ابراهیمی

دانشکده: اقتصاد و علوم اجتماعی

گروه آموزشی: اقتصاد

رشته تحصیلی: علوم اقتصادی

گرایش تحصیلی: علوم اقتصادی

مقطع تحصیلی: دکتری

تاریخ تصویب پروپوزال: ۰۵/۱۰/۱۳۹۱

تاریخ دفاع: ۲۶/۰۶/۱۳۹۳

تعداد صفحات: ۲۶۴

چکیده:
در این رساله مشکل مخاطره اخلاقی در بازارهای رهن ثانویه مورد توجه قرار گرفته است. در واقع، بر مسئله طراحی بهینه اوراق بهادار با پشتوانه رهن (MBS) تحت مشکل اطلاعاتی مخاطره اخلاقی، تمرکز شده است. تحت چنین قراردادی، یک بانی (پذیره­نویس رهن) می ­تواند در تلاش بهینه برای غربال کردن قرض گیرندگان با ریسک پایین تشویق گردد. سرمایه ­گذاران در بازار ثانویه نمی ­توانند تلاش

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

پذیره­نویس رهن را مشاهده نمایند، اما می­توانند پرداخت­های خود به پذیره­نویس را بر نکول­های رهن مشروط نماید. در اینصورت قرارداد بهینه بین پذیره­نویس و سرمایه­گذار به صورت مبلغی می­باشد که به پذیره­نویس بعد از یک دوره یک ساله پرداخت می­گردد. بر خلاف مدل­های ایستا که بر نگه­داری بخشی از دارایی توسط پذیره­نویس به عنوان ابزاری برای فراهم کردن انگیزه، تمرکز دارند، مدل این رساله به نحوی نشان می­دهد که به ﺗﺄخیر انداختن پرداخت­ها یک مکانیزم انگیزه کلیدی می­باشد. چارچوب در نظر گرفته شده در این رساله به گونه ­ای است که، سرمایه­گذار درباره تلاش بانی (پذیره­نویس) راجع به اعمال استانداردهای پذیره­نویسی، طی دوره زمانی فرض شده، یاد می­گیرد. به عبارت دیگر فرض شده که سرمایه­گذار یک تصمیم­گیرنده بیزین است و برای طراحی برنامه جبران بانی، اعتقادات پسین به روز شده خود را در نظر
می­گیرد. در واقع در این رساله سعی بر آن بوده است که شکل صریحی برای اعتقادات در طراحی بهینه قراردادها و در چارچوب اوراق بهادارسازی، مدل­سازی گردد. در ادامه، با بهره گرفتن از داده ­های ساختگی مربوط به جریان عایدی­های اوراق بهادار MBS، یک روش تغییر معین برای استنباط در فرایند IBP، بر اساس یک تقریب چسباندن-شکست­ها به منظور استنباط ابعاد مختلف تلاش اعمال شده غیر قابل مشاهده، اجرا می­ شود. سپس سرمایه­گذار این اطلاعات اضافی را به عنوان علامت­های اطلاعاتی در طراحی قرارداد پیش روی خود در نظر می­گیرد.

واژه­ های کلیدی: اوراق بهادار MBS، مخاطره اخلاقی، طراحی بهینه برنامه جبران، فرایند IBP، استنباط بیزین تغییر.

فهرست مطالب
فصل اول: کلیات تحقیق
۱-۱- مقدمه ۳
۱-۲- بیان ﻣﺴﺄله ۵
۱-۳- اهمیت و ضرورت انجام پژوهش ۷
۱-۴- فرضیات و سوالات اساسی تحقیق ۸
۱-۵- اهداف تحقیق ۸
۱-۶- تعاریف و مفاهیم ۱۱
فصل دوم: ادبیات موضوع، و پیشینه پژوهش
۲-۱- مقدمه ۴۱
۲-۲- نقش سنتی بانک­ها در اقتصاد ۴۲
۲-۳- اوراق بهادارسازی ۴۳
۲-۳-۱- تأمین مالی ساختار یافته ۴۵
۲-۴- نگاهی به تاریخچه اوراق بهادارسازی ۴۶
۲-۵- سیر تکاملی بازار محصولات اوراق بهادارسازی شده ۴۷

شکل۳-۱۰ نحوه چینش باک های پیشران[۳۳] ۵۹
شکل۳-۱۱ قسمت های مختلف تشکیل دهنده در طول یک حامل فضایی[۳۲] ۶۰
شکل۳-۱۲ نیروهای وارد بر موشک حامل ۶۴
شکل۳-۱۳ اثر دوران زمین بر آزیموت پرتاب ۶۶
شکل۳-۱۴ نمودار تغییرات شتاب جاذبه بر حسب تغییرات ارتفاع ۶۸
شکل۳-۱۵ نمودار تغییرات چگالی بر حسب تغییرات ارتفاع ۷۰
شکل۴-۱ روندنمای طراحی در این پایان‌نامه ۷۵
شکل۴-۲ فضای سه بعدی تابع هدف و قیود ۷۶
شکل۴-۳ اثر قیود بر فضای طراحی ۷۷
شکل۴-۴ ساختار روش مشارکتی برای حل مثال ریاضی ۷۸

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل۴-۵ متغیرهای طراحی برنامه زاویه فراز ۸۱
شکل۴-۶ روندنمای کلی طراحی بهینه مشارکتی حامل فضایی ۸۳
شکل۴-۷ تغییرات ارتفاع برحسب زمان حامل طراحی ‌شده ۸۶
شکل۴-۸ تغییرات سرعت برحسب زمان حامل طراحی ‌شده در دستگاه سرعتی و اینرسی ۸۶
شکل۴-۹ تغییرات زوایای حمله، فراز و مسیر برحسب زمان حامل طراحی ‌شده ۸۷
شکل۴-۱۰ نمودار تغییرات دینامیکی نسبت به زمان ۸۸
شکل۴-۱۱ نمودار تغییرات جرم برحسب زمان ۸۸
شکل۴-۱۲ ساختار طراحی امکان‌پذیری چند موضوعی حامل فضایی ۸۹
شکل۴-۱۳ روندنمای اعمال عدم قطعیت‌ها روی حامل طراحی ‌شده ۹۱
شکل۴-۱۴ نمودار تغییرات ارتفاع برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها ۹۲
شکل۴-۱۵ نمودار تغییرات زاویه حمله برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها ۹۲
شکل۴-۱۶ نمودار تغییرات سرعت برحسب زمان تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها در دستگاه سرعتی ۹۳
شکل۴-۱۷ روندنمای طراحی بهینه مقاوم مشارکتی حامل فضایی با رویکرد چند هدفی ۹۶
شکل۴-۱۸ نمودار تغییرات ارتفاع برحسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۹۸
شکل۴-۱۹ نمودار تغییرات سرعت بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۹۸
شکل۴-۲۰ نمودار تغییرات زوایای حمله، مسیر و فراز بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۹۹
شکل۴-۲۱ نمودار تغییرات جرم بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۹۹
شکل۴-۲۲ نمودار تغییرات هد دینامیکی بر حسب زمان حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۰
شکل۴-۲۳ نمودار مقایسه ای تغییرات ارتفاع بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۲
شکل۴-۲۴ نمودار مقایسه ای تغییرات سرعت بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۳
شکل۴-۲۵ 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 ۱۰۳
شکل۴-۲۶ نمودار مقایسه ای تغییرات هد دینامیکی بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۴
شکل۴-۲۷ نمودار مقایسه ای تغییرات جرم بر حسب زمان حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۵
فهرست جداول
جدول الف پرتاب‌کننده‌های حامل فضایی از ابتدا تاکنون…………………………………………………………………………………………………۲
جدول۳-۱ مزایا و معایب انواع موتور در حامل های فضایی[۱۵] ۵۵
جدول۴-۱ مشخصات بهینه سازها برای حل مثال ۷۸
جدول۴-۲ نتایج به دست آمده پس از حل مسئله ۷۹
جدول۴-۳ متغیرهای طراحی بهینه‌ساز ۸۳
جدول۴-۴ پارامترهای طراحی ۸۴
جدول۴-۵ مشخصات حامل طراحی ‌شده به روش طراحی بهینه مشارکتی ۸۵
جدول۴-۶ مقایسه نتایج طراحی به روش امکان‌پذیری چند موضوعی و مشارکتی ۹۰
جدول۴-۷ نحوه اعمال عدم قطعیت‌ها ۹۱
جدول۴-۸ مشخصات حامل طراحی شده به روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۹۷
جدول۴-۹ جدول مقایسه‌ای مشخصات حامل های طراحی شده به روش مشارکتی و روش مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی ۱۰۱
جدول پ۱- موشک های حامل فعال یا درحال توسعه دنیا………………………………………………………………………………………..۱۱۰