---

امروزه شبیه‌سازی‌های کامپیوتری از جایگاه ویژه‌ای در بررسی عملکرد سیستم‌های حرارتی برخوردار شده‌ است. دراین مقاله رادیاتور سیستم خنک‌کاری موتور دیزل لکوموتیو ایران سفیر شبیه‌سازی می‌شود. این رادیاتور از آرایش موازی و سری چند مبدل حرارتی فشرده که دارای پره‌های دندانه‌ای می‌باشند تشکیل شده است و دارای دو بخش دمابالا و دما پایین می‌باشد. باتوجه به پیچیدگی و فشردگی صفحات انتقال حرارت به کار رفته در رادیاتور، شبیه‌سازی در دو مرحله انجام شده است. در بخش اول رابطه‌‌ای برای ضریب انتقال حرارت سمت هوا و سمت سیال خنک‌کننده به کمک دینامیک سیالات محاسباتی همبسته‌سازی می‌شود. باتوجه به وقوع پدیده‌ی ریزش گردابه‌ها در آرایش دندانه‌ای پره‌ها، معادلات حاکم به صورت گذرا، در فضای دوبعدی حل شده است. گام زمانی مناسب برای حل گذرا باتوجه به مدت زمان جدایش گردابه‌ها از سطح انتخاب می‌شود. در بخش دوم با استفاده از کد محاسباتی که توسعه داده می‌شود، عملکرد حرارتی کلی رادیاتور به عنوان یک مبدل حرارتی شبیه‌سازی می‌شود. دراینجا توزیع دما درون رادیاتور و عملکرد حرارتی رادیاتور مورد بررسی قرار می‌گیرد. میزان حرارت دفع شده از رادیاتور در دبی‌های مختلف جریان سیال و همچنین دماهای سیال خروجی از رادیاتور از جمله خروجی‌های کد توسعه داده شده می‌باشد. در نهایت به کمک نتایج استخراج شده، منحنی‌ عملکرد حرارتی رادیاتور بدست می‌آید.

---

در این تحقیق یک سامانه مبتنی بر تلفیق فناوری‌های گرمانگاری و پردازش تصویر برای تشخیص و طبقه‌بندی عیوب مختلف رادیاتور توسعه داده می شود. عیوب متداول در رادیاتور‌های سیستم خنک کاری شامل؛ گرفتگی لوله‌های رادیاتور، گرفتگی شبکه رادیاتور، اتصالات شل بین لوله‌ها و شبکه رادیاتور، نشتی مایع خنک کاری، خرابی درب رادیاتور بصورت مصنوعی ایجاد گردید. به منظور تشخیص عیوب مختلف رادیاتور، از شرایط مختلف رادیاتور معیوب و سالم در سه سطح دمایی، سه سطح دبی جریان سیال خنک کاری در حال گردش و دو سطح سرعت هوای عبوری از شبکه رادیاتور تصاویر گرمایی توسط یک دوربین فروسرخ تهیه شد. پس از پیش پردازش تصاویر گرمایی تهیه شده جهت تجزیه و پردازش چند دقتی از تصاویر مذکور تبدیل موجک در یک سطح تجزیه اعمال گردید. از هر کدام از تصاویر گرمایی مقیاس خاکستری، تصاویر تقریب ، جزئیات افقی، عمودی و قطری تبدیل موجک آن تصویر، ویژگی‌های آماری بافت استخراج گردید. سپس با تلفیق تکنیک‌های هوشمند الگوریتم ژنتیک و شبکه‌های عصبی-فازی تطبیقی (انفیس)، از آن جهت انتخاب ویژگی و ورودی‌های موثر به طبقه‌بند استفاده شد. در نهایت، از انفیس برای طبقه‌بندی تصاویر گرمایی با استفاده از بردار ویژگی‌های مستخرج و منتخب استفاده گردید. برای ارزیابی طبقه‌بند از شاخص‌های آماری صحت، حساسیت و اختصاصی بودن محاسبه شدند. پس از ارزیابی، سامانه‌ پیشنهادی توانست با دقت کلی طبقه‌بندی ۹۴,۱۱ درصد عیوب مختلف رادیاتور سیستم خنک کاری را تشخیص و طبقه‌بندی نماید. بنابراین استفاده از تکنیک پردازش تصاویر گرمایی مبتنی بر هوش مصنوعی برای پایش وضعیت و تشخیص هوشمند عیوب رادیاتور امیدوار کننده است.

---

این مقاله به بررسی و مقایسۀ عملکرد اینترکولر فین-لوله و فین-صفحه در شرایط مختلف کاری (نایکنواختی سرعت و نایکنواختی دمای هوای ورودی جلوی خودرو همراه با تأثیر رادیاتور) جهت بهینه‌سازی چیدمان اینترکولر در سیستم خنک‌کاری می‌پردازد. یک مدل دو بعدی برای مبدل‌های فین-لوله (اینترکولر فین-لوله و رادیاتور) و یک مدل سه بعدی برای اینترکولر فین-صفحه، به کمک روش تعداد واحدهای انتقال، توسعه داده شدند. مدل فین-لوله به روش تست تونل باد و مدل فین-صفحه با داده‌های موجود در نشریات معتبر اعتبار سنجی شدند. نتایج نشان دادند که عملکرد اینترکولر فین-صفحه حداقل ۶,۵% بهتر از اینترکولر فین-لوله است. با دوبرابر شدن نسبت منظر میزان افزایش انتقال حرارت برای اینترکولر فین-صفحه و فین-لوله به ترتیب ۱.۵%و ۵% است. افزایش نایکنواختی سرعت به میزان ۰.۸ باعث کاهش عملکرد اینترکولر فین-لوله و فین-صفحه به ترتیب به میزان ۱۳.۸% و ۱۹.۶% می‌شود. این میزان کاهش عملکرد، میزان بیشینه‌ایست که در چیدمان اینترکولر در کنار چرخ‌ها و بالای سر موتور ایجاد می‌شود. با افزودن رادیاتور به سیستم، و ایجاد مانع، برای اینترکولر فین-لوله و فین-صفحه عملکرد حرارتی به ترتیب حدود ۴.۵% و ۲.۴% تضعیف می‌شود در حالیکه تغییر مکان مانع اثری بر عملکرد اینترکولرها نمی‌گذارد. وجود سپر و موانع دیگر در جلوی خودرو باعث ایجاد چنین تأثیری بر اینترکولر خواهد شد. افت فشار اینترکولر فین-لوله ۳۷.۵% کمتر از اینترکولر فین-صفحه است.

---

دفع حرارت اتلافی تجهیزات موجود در زیر سیستم کنترل حرارت ماهواره‌ها به‌دلیل محدودیت های موجود در فضا (عدم وجود انتقال حرارت جابجایی، محدودیت توان الکتریکی، سبکی و قابلیت اطمینان بالا) از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. صفحه‌های رادیاتور غالبا وظیفه جمع آوری این حرارت های اتلافی و دفع آن را به فضای سرد به‌عهده دارند. صفحه‌های رادیاتور در طیف گسترده‌ای از ماهواره‌ها، از جمله ماهواره‌های علمی، ماهواره‌های مخابراتی و ماهواره‌های سنجش از دور، استفاده می‌شوند. در ماهواره‌های علمی، رادیاتورها برای دفع حرارت تولید شده توسط ابزارهای علمی مانند دوربین‌ها و طیف‌سنج‌ها استفاده می‌شوند. در ماهواره‌های مخابراتی و سنجش از دور ، رادیاتورها به ترتیب برای دفع حرارت تولید شده توسط تقویت‌کننده‌های توان و حسگرها و پردازنده‌ها استفاده می‌شوند. سبکی، راندمان و قابلیت اطمینان بالا بالای این تجهیز از مزایای استفاده از آن بوده و چالش اصلی استفاده از آن سطح کافی برای دفع حرارت و یکنواختی دمای صفحه رویی هنگام تابش حرارت اتلافی به  محیط سرد (فضا) است. استفاده از لوله‌های حرارتی در ساختار سازه صفحه رادیاتور این یکنواختی را مهیا می‌سازد. رادیاتور‌ مجهز به لوله حرارتی شامل یک صفحه ساندویچی است که در آن شبکه‌ای از لوله‌های حرارتی قرار گرفته است. افزایش تعداد لوله‌های حرارتی آن، گرادیان دما در سطح رادیاتور را کاهش و وزن رادیاتور را افزایش می‌دهد. با توجه به اهمیت سبکی تجهیزات در سامانه‌های فضایی، بهینه‌سازی تعداد لوله‌ها و نحوه چیدمان هندسی آنها در رادیاتور باید به گونه‌ای باشد که حداکثر یکنواختی دما در سطح و حداقلی وزن رادیاتور تامین گردد. هدف از پژوهش حاضر، بهینه‌سازی عملکرد یک رادیاتور مجهز به لوله حرارتی(حداکثر یکنواختی دما در سطح) برای دستیابی به حداکثر بازده با لحاظ محدودیت وزنی و ابعادی اعمالی از طرف طراح سیستم می‌باشد. ابتدا یک مدل ریاضی با حل عددی توسعه یافته و به کمک آن اثر پارامترهای طراحی شامل ضخامت رویه و هسته، فواصل بین لوله های حرارتی، جرم و سطح رادیاتور در راندمان صفحه رادیاتور  به طور جامع بررسی شده است.. با استفاده از مدل ارائه شده و ملزومات کارفرما برای یک صفحه رادیاتور، فواصل بهینه لوله‌های حرارتی بدست آمده و یک صفحه رادیاتور ساخته شده است. نتایج به دست آمده از آزمون رادیاتور ساخته شده با راندمان پیش بینی شده از مدل مقایسه گردید تا صحه سنجی مدل انجام گیرد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش، راندمان‌ رادیاتور ساخته شده ۸۹% در دمای ریشه ۳۹ درجه سانتی گراد به دست آمد. مقدار خطای این راندمان با راندمان محاسبه شده از تئوری در حدود ۳ درصد است.