درسنامه سوم نرم افزار CEASIOM | هوافضای جوان

درسنامه سوم از سری آموزش نرم افزار CEASIOM

آشنایی با ماژول AcBuilder نرم افزار CEASIOM:

ماژول AcBuilder یکی از ابزار های نرم افزار CEASIOM است که برای انجام محاسبات در مرحله ی طراحی مفهومی به کار برده می شود. به کمک این ماژول می توان محاسبات و بررسی هایی از جمله موارد زیر را انجام داد:

  • ایجاد هندسه ی هواپیما به صورت پارامتری
  • به تصویر کشیدن هواپیما
  • وارد کردن داده های مختلف
  • راه اندازی بخش های وزن و بالانس و ژئو
  • استفاده از پارامتر های *.xml به عنوان ورودی و خروجی

ماژول AcBuilder مربوط به پیاده سازی تصویری اطلاعات هندسه ی هواپیمای هدف و بارگذاری اطلاعات مختلفی مانند نقاط مرکزی، وزن و بالانس می باشد. یکی از زیر مجموعه های AcBuilder بخش Geometry یا هندسه است که در آن جزئیات مربوط به هندسه و سوخت هواپیما تعیین می شود. در این بخش می توان ایرفویل دلخواه را از مجموعه ی ایرفویل های موجود انتخاب کرد یا حتی می توان اطلاعات ایرفویل خاصی را به صورت دستی وارد کرد.

برای این کار کافی است فایل حاوی اطلاعات ایرفویل مربوطه با فرمت *.dat را در مسیر پوشه ی CEASIOM>Aerodynamics>Datcom>Airfolis وارد کرد. این فایل باید به صورت دو ستون از اعداد بین صفر تا یک تعبیه شود و تعداد نقاط باید از ۵۰ بیشتر شود. شکل نحوه ی چیدمان این اعداد را به صورت تصویری نشان می دهد.

نحوه ی چیدمان نقاط ایرفویل در فایل *.dat

در این بخش، مقدار وزن و بالانس اولیه بر اساس وزن سازه ای و همچنین وزن غیر سازه ای مانند سوخت و بار تخمین زده می شود. همچنین، موقعیت مرکز جرم نیز در این بخش بر اساس اطلاعات وارده محاسبه می شود.

در نهایت، فایل *.xml نهایی به صورت چهار نسخه از نرم افزار متلب خارج می شود.

  • یکی از این نسخه ها wb-weight می باشد، که در آن وزن به کمک تخمین های تجربی و داده های آماری تخمین زده می شود.
  • نسخه ی rcogs مربوط به محاسبه ی مرکز جرم است
  • riner حاوی جزئیات مربوط به محاسبه ی اینرسی است.
  • در نسخه ی آخر مرکز سراسری جرم با احتساب MTOW و MEW محاسبه می شود.

همه ی این نسخه ها در فایل با فرمت *.xml ذخیره می شود که می توان این فایل را در متلب مشاهده کرد.

در بخش تکنولوژی می توان اندازه ی مش بندی بخش سازه ای و آیرودینامیکی هواپیما را تغییر دهد. همچنین می توان در این بخش مشخصات مواد به کار رفته در سازه را تعیین کرد. از این داده ها به عنوان اطلاعات ورودی به بخش NeoCASS استفاده می شود.

نحوه کار با محیط ماژول AcBuilder:

به کمک دستورالعملی که در درسنامه ی قبل ارائه شد، پس از باز کردن نرم افزار CEASIOM در محیط نرم افزار MATLAB، می توان ماژول AcBuilder را برای شروع انتخاب کرد. در تصویر زیر، محیط ماژول AcBuilder را می توان مشاهده کرد.

پنجره اصلی ماژول AcBuilder

با توجه به تصویر بالا، می توان متوجه شد که پنجره اصلی ماژول AcBuilder به سه بخش تقسیم می شود:

  • منوبار– قسمت نواری بالای صفحه، به کمک این نوار می توان به بخش های مختلف این ماژول دسترسی پیدا کرد.

در این تصویر منوبار با خط بیضی شکل قرمز نشان داده شده است

  • بخش مربوط به تصویر هواپیما– این قسمت مربوط به نمایش هندسه ی هواپیما می باشد. با انتخاب بخش های مختلف ماژول AcBuilder تصویر هواپیما تغییر می کند. تصاویر هواپیما در این قسمت به صورت های زیر می توانند تغییر کنند:
    • چرخش حول دو محور- با فشار دادن دکمه موس و جابجا کردن آن، با استفاده از دکمه های فلش چهار سمت روی صفحه کلید.
    • زوم کردن- با چرخاندن چرخ موس، با فشار دادن دکمه ی f برای زوم کردن و c برای بزرگ نمایی تصویر
    • بازگشت به حالت اولیه- دکمه ی r، از منوبار: view>Reset View، فشار دادن دکمه ریست در گوشه بالا سمت راست.
    • حالت خاصی از تصویر(بالا، روبه رو یا طرفین)- از دکمه ی View در گوشه بالا سمت راست تصویر

بخش مربوط به تصویر هواپیما در پنجره اصلی ماژول AcBuilder، با مستطیل قرمز نشان داده شده است

  • جدول پارامتر های مختلف؛ در سمت راست پنجره اصلی، جدولی با قابلیت انتخاب اجزاء مختلف هواپیما وجود دارد. با انتخاب هر قسمت، یک جدول متشکل از سه ستون در گوشه پایین سمت راست ظاهر می شود که در آن مقادیر دلخواه را می توان وارد کرد. ستون های این جدول شامل اطلاعات زیر می باشند:
    • اسم پارامتر انتخابی- توضیحات مختصر را می توان با قرار دادن موس روی پارامتر مورد نظر مشاهده کرد.
    • واحد متغیر مورد نظر
    • مقدار متغیر انتخابی- رنگ پس زمینه ی مقدار نمایش داده شده اطلاعات تکمیلی مربوط به این مقدار را ارائه می کند. رنگ سفید نشانه مقادیر با قابلیت اصلاح پذیری، سبز تیره مربوط به مقادیر غیر قابل اصلاح (مقادیر خروجی)، و آبی روشن مربوط به مقادیری می باشد که توسط پنجره دیالوگ اصلاح شده اند (به عنوان مثال انتخاب ایرفویل و غیره)

جدول مقادیر پارامتر ها و اجزاء مختلف هواپیما که با مستطیل قرمز نشان داده شده است

قسمت های منوبار

حال به معرفی قسمت های مختلف منوبار پنجره اصلی می پردازیم.

نوار ابزار Project:

تصویری از نوارابزار Project

  • Set Default- با انتخاب این قسمت تمامی پارامتر ها به مقادیر اولیه خود باز می گردند تغییرات اعمال شده روی پارامتر ها حذف خواهند شد.
  • Import xml- این بخش تمامی متغیر های موجود در فایل xml را فراخوانی می کند. اگر فایل xml حاوی تمامی متغیر ها نباشد، برای اطلاعات نا معلوم، ماژول AcBuilder به صورت خودکار از اطلاعات از پیش تعریف شده استفاده می کند.
  • Export xml- در این قسمت می توان تمامی پارامتر ها را در فایل xml ذخیره کرد.
  • Take Screenshot- از تصویر هندسه ی هواپیما عکس می گیرد و آن را به شکل فایل png ذخیره می کند.
  • Save Data and Close- تمامی ورودی ها و خروجی ها را به عنوان متغیر سراسری متلب، ac ذخیره می کند و پنجره ی AcBuilder را می بندد.
  • Close Window- بدون ذخیره ی داده ها پنجره اصلی را می بندد.

نوارابزار View

  • Reset- اندازه ی تصویر هواپیما را به حالت اولیه بر می گرداند
  • Side- تصویر هواپیما را از طرفین نشان می دهد
  • Front- تصویر هواپیما از روبه رو
  • Top- تصویر هواپیما از بالا
  • Background Color- رنگ پس زمینه ای که تصویر هواپیما در آن به نمایش در آمده است را تغییر می دهد.

نوارابزار Geometry

نوارابزار Geometry

  • Components- این قسمت به عنوان ابزاری برای ایجاد هندسه. ی هواپیما با تعیین پارامتر های مختلف می باشد. به کمک این ابزار، کاربر می تواند بخش های زیر را برای اعمال تغییرات در هندسه ی هواپیما انتخاب کند:
    • Fuselage، بدنه
    • Wing1، بال ۱
    • Wing2، بال ۲
    • Horizontal_tail، دم افقی
    • Vertica_tail، دم عمودی
    • Engine1، موتور ۱
    • Engine2، موتور ۲
    • Tailbooms، تیر نگهدارنده دم
    • Canard، کانارد یا بالک جلویی
    • Ventral_fin، پره عمودی زیر دم

برای جزئیات بیشتر در باره این بخش ها می توان به سایت اصلی نرم افزار CEASIOM مراجعه کرد.

  • Fuel- به کمک این بخش می توان مشخصات مخزن سوخت به کار برده شده داخل بال هواپیما و مشخصات دیگر مربوط به سوخت هواپیما را تعیین کرد. تصویری از این بخش را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.

تصویری از قسمت سوخت ماژول AcBuilder

همانطور که در تصویر بالا می توان مشاهده کرد، در جدول مربوط به سوخت دو انتخاب وجود دارد:

  1. Fuel tank definition، مشخصات مخزن سوخت- این قسمت مربوط به تعیین مشخصات مخزن سوخت داخل بال ۱ می باشد.
  2. Wingbox definition، مشخصات داخل بال- این بخش مربوط به تعیین مشخصات سازه ای و فضای در دسترس داخل بال ۱ می باشد.
  • Geometry output- این بخش ابزار Geo را در متلب ران می کند و مقادیر خروجی از این ابزار را به نمایش در می آورد.
  • Export SDSA Geometry- این قسمت اطلاعات مربوط به هندسه ی هواپیما را برای به تصویر کشاندن و استفاده در ماژول SDSA استخراج می کند.

نوارابزار Weight and Balance

نوارابزار Weight and Balance

  • Weight and Balance- این ابزار برای تعیین پارامتر های مربوط به ابزار WeiBal (وزن و بالانس) مانند ابعاد کابین، تقسیم بندی بخش بار و غیره می باشد. شکل زیر مربوط به نوارابزار Weight and Balance می باشد.

استفاده از نوارابزار Weight and Balance در ماژول AcBuilder

همانطور که می توان مشاهده کرد، در جدول سمت راست این تصویر می توان پنج حالت را برای تعیین پارامتر های مربوط به وزن و بالانس انتخاب کرد.

  1. Mandatory Parameters، متغیر های لازم- مقادیری که ابعاد کابین، تقسیم بندی بار، تعداد مسافر و غیره را تعیین می کنند. این مقادیر باید توسط کاربر تعیین شوند، در غیر این صورت مقادیر پیش فرض جاگذاری می شوند.
  2. Miscellaneous، گوناگون- مشخص کردن این مقادیر نیز لازم است.
  3. System Weights optional 1، وزن سیستم انتخابی ۱- مقادیر صفر به منظور استفاده از مقادیر تخمین زده شده توسط WeiBal می باشد، در غیر این صورت مقادیر غیر صفر استفاده می شود.
  4. System Weights optional 2، وزن سیستم انتخابی ۲- تعیین متغیر های انتخابی دیگر
  5. System CGs optional 3، مرکز های سیستم انتخابی ۳ – مختصات مرکز جرم های انتخابی سیستم های مختلف. اگر مقادیر غیر صفر باشند از آنها برای محاسبات استفاده خواهند شد در غیر این صورت از تخمین های ابزار WeiBal استفاده خواهد شد.
  • Centers of Gravity- این قسمت ابزار Geo و WeiBal را با موفقیت اجرا نموده و مرکز های جرم قسمت های مختلف هواپیما را به تصویر می کشاند. همچنین، اجزاء ماتریس اینرسی را نیز مشخص می کند. شکل زیر تصویری از این بخش را نشان می دهد.

تصویری از نوارابزار Weight and Balance، بخش Center of Gravity

نوارابزار Technology

نوارابزار Technology

  • Technology- این بخش پارامتر های لازم برای ماژول NeoCASS را تعیین می کند. شکل زیر، تصویری از این نوار ابزار را در پنجره ی اصلی AcBuilder نشان می دهد.

تصویری از ابزار Technology، بخش مدلسازی تیر در ماژول AcBuilder

همانطور که در سمت راست شکل زیر مشاهده می کنید، جدول مربوط به این ابزار دارای هفت بخش مختلف به صورت زیر می باشد(جزئیات بیشتر مربوط به بخش های مختلف را می توان در سایت نرم افزار CEASIOM مشاهده کرد):

  1. Geometry Beam_model- تعیین مشخصات تیر های به کار برده شده برای تحلیل سازه
  2. Geometry Aero_panel- تعیین تعداد پنل های به کار برده شده روی بال ها و سطوح کنترلی برای محاسبات آیرودینامیکی (با انتخاب این بخش، تصویر هواپیما مانند شکل زیر به نمایش در می آید)
  3. Geometry Spar_location- تعیین موقعیت اسپار های به کار رفته (موقعیت اسپار بال ۱ در آدرس Geometry>Fuel>Wingbox Definition قابل دسترس است)
  4. Material
  5. Loading
  6. Analysis
  7. Experienced

تصویری از ابزار Technology، بخش مدلسازی آیرودینامیکی در ماژول AcBuilder

  • Import xml- با استفاده از این دستور می توان پارامتر های تکنولوژی را از فایل xml دریافت کرد.

منابع:


 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.