@article { author = {علیزاده پهلوانی, محمدرضا and شهبازی آیت, یوسف}, title = {Computation of Back EMF for Axial Flux BLDC Motors by Using of Maxwell Equations}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {1-6}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {In  this  paper  an  analytical  method  for  back  electromotive  force  (EMF)  calculation  of  axial  flux  brushless  DC (BLDC) motors is presented. The analytical method uses Maxwell equations and solves Laplace’s equation in several regions of motor. Laplace’s equation is solved in the rectangular coordinate system by using of Fourier analysis and the method of separation of variables to give the scalar magnetic potentials, and then magnetic flux density  is  calculated  by  using  of  scalar  magnetic  potentials.  Average  magnetic  flux  density  is  introduced  to compute  back  EMF.  The  effect  of  flux  leakages  in  inner  and  outer  radii  is  considered  by  using  of  airgap permeance  and  inner  and  outer  permeances  ratio.  The  proposed  analytical  method  gives  back  EMF  harmonic components.  This  analytical  method  requires  less  computational  time  than  conventional  3D  finite  element methods  and  is  therefore  suitable  for  designing  and  optimization  purposes.  The  proposed  analytical  model validated by comparing its results to corresponding 3D finite element analysis. }, keywords = {BLDC Motor,Synchronous Motor,Magnetic Fields,Analytical Method,Maxwell Equations}, title_fa = {محاسبه ولتاژ ضدمحرکه در موتورهای سنکرون مغناطیس دائم بدون جاروبک با استفاده از معادلات ماکسول}, abstract_fa = {در این مقاله یک روش تحلیلی برای محاسبه ولتاژ ضدمحرکه در موتور سنکرون مغناطیس دائم بدون جاروبک (BLDC) ارائه شده است. روش تحلیلی با استفاده از معادلات ماکسول و حل معادله لاپلاس در نواحی مختلف موتور انجام شده است. معادله لاپلاس در دستگاه مختصات دکارتی با استفاده از سری های فوریه و روش جداسازی متغیرها حل شده تا پتانسیل مغناطیسی اسکالر به دست آید، سپس با استفاده از پتانسیل مغناطیسی اسکالر، چگالی شار مغناطیسی محاسبه شده است. چگالی شار مغناطیسی متوسط برای بدست آوردن ولتاژ ضدمحرکه معرفی شده است. اثر شارهای نشتی در شعاع داخلی و شعاع خارجی با استفاده از نسبت پرمانس ها در نظر گرفته شده است. با استفاده از روش تحلیلی پیشنهادی، هارمونیک های مختلف ولتاژ ضدمحرکه برای یک نمونه موتور BLDC محاسبه و ارائه شده است. روش تحلیلی ارائه شده، دارای زمان محاسباتی بسیار کمتری نسبت به نرم افزارهای المان محدود می‌باشد که استفاده از آن را برای مقاصد طراحی و بهینه-سازی ماشین‌های الکتریکی بسیار سودمند می‌سازد. صحت روش تحلیلی ارائه شده با استفاده از نرم‌افزار المان محدود سه بعدی تأیید شده است.}, keywords_fa = {موتور بدون جاروبک,موتور سنکرون,میدان های مغناطیسی,روش تحلیلی,معادلات ماکسول}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203345.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203345_2647390604e4b3d213afcbaf9ddc3bc3.pdf} } @article { author = {خلیل آبادی, محمدرضا}, title = {Numerical Modeling of Hydro-Physical Parameters Induced Magnetic Anomaly in the Persian Gulf}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {7-13}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {In this research, temporal and spatial variability of the magnetic anomaly induced by hydro-physical parameters have been simulated using MIT-gcm numerical model. In this modeling, the discretization of equations has been done using finite volume method. The results specify the space and seasonal variability of magnetic anomaly in the study region. In winter and spring, a magnetic anomaly can be observed in the south of Persian Gulf, which its maximum intensity reaches from 30nT in winter to 20nT in spring. In summer, two magnetic anomaly bands form  in  the  north  and  south  of  the  Persian  Gulf.  In  autumn,  these  two  narrow  bands  shift  to  the  Centre  of  the Persian Gulf and combine together then produce an extended band of anomaly of magnetic field in the center of the Persian Gulf.  }, keywords = {Magnetic anomaly,marine currents,Persian Gulf,electro-magneto static equations}, title_fa = {مدلسازی عددی آنومالی مغناطیسی ناشی از پارامترهای هیدروفیزیکی در خلیج فارس}, abstract_fa = {در این پژوهش، تغییرپذیری زمانی و مکانی آنومالی مغناطیسی ناشی از پارامترهای هیدروفیزیکی در منطقه خلیج فارس با استفاده از مدل عددی MITgcm شبیه­ سازی شده است. در این مدل­سازی، گسسته­ سازی معادلات به روش حجم محدود انجام شده است. نتایج شبیه­ سازی، تغییرپذیری فصلی و مکانی آنومالی مغناطیسی را در منطقه مورد مطالعه نشان می­دهد. به طوری­که در فصول زمستان و بهار، آنومالی میدان مغناطیسی در جنوب خلیج­ فارس مشاهده می­شود که بیشینه­ شدت آن در نواحی جنوبی به طور پراکنده از nT 30 در زمستان به کمتر از nT 20 در فصل بهار می­رسد. در فصل تابستان، دو نوار آنومالی مغناطیسی در آبهای نواحی شمالی و جنوبی خلیج فارس شکل می­گیرد که در فصل پاییز این دو نوار به ناحیه­ ی مرکزی خلیج­ فارس جابجا شده و ترکیب می­شوند و با هم یک نوار آنومالی مغناطیسی پهن را در مرکز خلیج فارس تشکیل می­دهند}, keywords_fa = {آنومالی مغناطیسی,معادلات الکترو- مگنتواستاتیک,جریان دریایی,خلیج فارس}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203346.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203346_36cbf9f100938f660529d32e264f4f05.pdf} } @article { author = {ایلکا, رضا and غلامیان, سید اصغر and غلامیان, سید اصغر}, title = {Optimum Design of a Five-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor for Naval Applications using Bees Algorithm *}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {15-24}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {Multi-phase  motors  are  increasingly  used  in  electrical  systems  due  to  their  benefits  such  as  decreased  current without  decreasing  voltage,  decrease  of  DC  link  current  and  improved  reliability.  Major  applications  of  such motors are naval systems, electric vehicles, spacecrafts and etc. besides, permanent magnet motors has gained researchers’ attention due to their simple design, high efficiency and power density, low volume and weight and minimum  loss  and  noise.However,  electrical  motors  companies  are  under  pressure  and  they  have  to  present devices with minimum financial charges. The first and the most important aspect in electrical machines design is to decrease the volume and weight and consequently improve their power density and efficiency. In other word, improvement is done by optimizing machines’ dimensions.This thesis presents design optimization of five-phase permanent magnet synchronous motors to use in underwater vehicles. For this purpose, motor is optimized using optimization  Bees  algorithm  (BA)  to  have  less  volume  and  weight  and  best  operational  characteristics.  Then, motor is simulated using Ansoft Maxwell which is based on finite element analysis. This software gives required information about performance of the motor. Finite element analysis is an accurate and valid method which is used extensively in analyzing such problems. }, keywords = {Permanent magnet synchronous motor,five-phase,motor design,Bees algorithm}, title_fa = {‌طراحی بهینه یک موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در سامانه های دریایی با استفاده از الگوریتم زنبور}, abstract_fa = {با توجه به مزایای زیاد موتورهای چند فاز نسبت به موتورهای سه فاز از قبیل: کاهش جریان هر فاز استاتور بدون نیاز به کاهش ولتاژ، کاهش هارمونیک جریان لینک DC و همچنین افزایش قابلیت اطمینان آن، استفاده از این موتورها در سامانه ­هایی از قبیل سامانه­ هایی رانش دریایی، خودروهای الکتریکی، سامانه­ های فضایی و ... رو به افزایش می­باشد. این مقاله به تحلیل و طراحی بهینه موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در زیر دریایی می­پردازد. برای این منظور، موتور مزبور توسط الگوریتم بهینه ­سازی زنبور بهینه می­­گردد تا کمترین حجم و وزن و همچنین بهترین مشخصات عملکردی را داشته باشد. سپس توسط نرم­ افزار Ansoft Maxwell که بر مبنای تحلیل اجزای محدود می­باشد، موتور مزبور مجدداً طراحی، شبیه ­سازی کامپیوتری و اعتبارسنجی می­گردد، به صورتی که اطلاعات لازم در مورد کمیت و مشخصات عملکردی موتور را ارائه می­دهد. با انجام بهینه ­سازی در مقایسه با موتور طراحی ­شده به روش معمولی، تلفات کل بیش از 3 درصد کاهش و گشتاور بیش از 13 درصد افزایش یافت.}, keywords_fa = {موتورهای مغناطیس دائم شار‌محور,ریپل گشتاور,گشتاور دندانه‌ای,پیشران زیر دریایی‌,شبیه‌سازی سه بعدی اجزای محدود}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203347.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203347_99c36ab869189c4e9baf2302f360339c.pdf} } @article { author = {غنی, آرمین and کیوانی, فیروز and صدیقی, سیدحسن}, title = {Cramer Rao Lower Bound (CRLB) and Ambiguity Function for Planar Antenna Array with Antenna Radiation Pattern Consideration}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {25-32}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {Direction-of-arrival  estimation  is  one  of  the  most  important  tasks  in  adaptive  antenna  array  systems.  In designing  such  systems,  the  goal  is achieving  the  best  direction  finding  performance  with  minimum  number  of elements.  For  studying  the  direction-of-arrival  performance  in  antenna  arrays,  the  Cramer-Rao  Lower  Bound (CRLB) method is a reasonable approach. With accurate signal reception modeling in antenna arrays, one can be reached out more accurate CRLB performance. Concerning real antenna radiation pattern for every element of  antenna  array  that  is  achieved  via  electromagnetic  simulation  software  and  inserting  in  the  system  signal reception model,  CRLB  behavior  analysis  of  a  real  antenna  array  that  perform  direction-of-Arrival  estimation algorithm can be done. In this paper, the CRLB study of a typical 4-elements GPS antenna array at L1 frequency band  is  done.  Furthermore,  the  ambiguity  resolution  performance  of  this  antenna  array  with  full  signal reception modeling is demonstrated. }, keywords = {DOA,Direction-of-Arrival estimation,antenna rray,adaptive array,smart antenna,Crmaer-Rao Lower Bound,CRLB,ambiguity}, title_fa = {رفتار مرز پایین کرامر-رائو و تابع ابهام آنتن آرایه ای صفحه ای با در نظر گرفتن الگوی تشعشعی هر المان آنتنی}, abstract_fa = {تخمین جهت-ورود-سیگنال در آنتن‌های آرایه‌ای تطبیق‌پذیر دیجیتال یکی از الگوریتم‌های پرکاربرد در کارکرد این سیستم‌ها می‌باشد. در این سیستم‌ها سعی بر آن است که با حداقل تعداد المان‌های آرایه، با دقت‌ترین تخمین پارامتر سیگنال منبع بدست بیاید. تئوری کرامر-رائو که مرز پایینی بر روی واریانس تخمین‌های یک تخمین‌گر بدون بایاس می‌گذارد، همواره یکی از روش‌های قابل اعتماد و پر کاربرد در بررسی رفتار آنتن آرایه‌ای در تخمین جهت-ورود-سیگنال می‌باشد. با مدلسازی صحیح سیگنال ورودی از آنتن آرایه‌ای می‌توان رفتار مرز پایین کرامر-رائو را که نشانی از دقت DOA در جهت‌های مختلف ورود سیگنال منبع می‌باشد، بدست می‌آید. از طرفی، مدلسازی دقیق و نزدیک به عمل، تلاشی است که تا به امروز برای الگوی تشعشی هر المان آنتن آرایه‌ای به صورت گستره انجام نگرفته است. در این روابط کرامر رائو را با درنظر گرفتن الگوی تشعشی هر المان آرایه با استفاده از نرم افزارهای تحلیل تمام موج آنتن که می‌تواند اثرهای واقعی یک محیط عملی را در خود داشته باشد، بدست آمده است و رفتار CRLB یک نمونه آنتن آرایه‌ای چهار المانه‌ی GPS نیز مورد بررسی قرار گرفته است. تابع ابهام که در بردارنده‌ی عملکرد آنتن آرایه‌ای و پاسخ آن در برابر ابهام در بردار هدایت آرایه نیز می‌باشد، محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است.}, keywords_fa = {تخمین جهت-ورود-سیگنال,DOA,جهت‌یابی,آنتن آرایه‌ای,آنتن هوشمند,تابع ابهام,آنتن آرایه‌ای GPS,کرامر-رائو,Cramer-Rao}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203348.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203348_b4a49fd2e72cd1358ea80c6c2e952422.pdf} } @article { author = {فرتوک زاده, مهدی and محسنی ارمکی, سید حسین and رضوی, سید محمد جواد and یاوری, احیائ and راشد محصل, جلیل}, title = {Design and Fabrication of Square Top-Loaded Monopole Antenna as the Loran Transmitter with Four Masts}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {33-39}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {In  this  paper  design  method  and  measurement  results  of  the  antennas  with  square-toploadings (STL)  as  the modified  versions  of  sectionalized  Loran  transmitter  (SLT)  antennas  are  presented.  An  advantage  of  the proposed  antenna  is  the  improved  reactance  using  additional  toploaded  wires.  Comparison  between  the proposed  antenna  and  previous  structures  indicates  that  the  radiation  resistance  is  multiplied  by  two  and  the realized  gain  is  improved  6  dB.  The  final  structure  with  100  m  height  is  fabricated  and  its  photographs  are indicated.  The  radiation  pattern  of  the  realized  antenna  is  obtained  by  turning  around  the  antenna  and recording the  power  amplitude. The  position  of each  point  is obtained  using  GPS and  the  distance  differences are compensated  for  the  radiation  pattern.  Therefore  a  symmetrical pattern  is  obtained  and  only  the  effects  of natural  objects  like  mountains  or  large  buildings  are  observed  in  the  radiation  pattern.    Finally,  the  antenna impedance is measured using vector network analyzer and the predicted results are validated successfully.  }, keywords = {Monopole antennas,Small antennas,Wire antennas,Loran system}, title_fa = {آنتن فرستنده‌ی لورن چهار دکله به صورت تک قطبی با بار بالایی مربعی}, abstract_fa = {در این مقاله روابط تحلیلی مقاومت تشعشعی آنتن‌های چهار دکله‌ی فرستنده‌ی لورن که از سیم های معلق استفاده می کنند، بررسی شده است. با استفاده از این روابط مقاومت تشعشعی آنتن های فرستنده‌ی لورن چند بخشی (SLT) و با بار بالایی مربعی (STL) محاسبه شده و با هم مقایسه شده اند. همچنین امپدانس این آنتن ها به همراه آنتن STL با راکتانس بهبود داده شده با استفاده از روش های عددی ارائه شده است. آنتن نهایی با ارتفاع 100 متر ساخته شده و تصاویر ماهواره ای و زمینی آن ارائه شده است. الگوی تشعشعی زمینی این آنتن با استفاده از مکان یابی GPS و محاسبه ی فاصله ی نقاط اندازه‌گیری از آنتن و جبران آن ها محاسبه شده‌است. الگوی تشعشعی بدست آمده متقارن است و فقط اثرات اشیاء فیزیکی مثل کوه‌ها و ساختمان ها درآن مشاهده می شود. به علاوه امپداس آنتن نیز اندازه گیری شده و تطبیق خوبی با نتایج پیش بینی شده بدست آمد.}, keywords_fa = {آنتن یک قطبی,آنتن های کوچک,آنتن های سیمی,سامانه‌ی لورن}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203349.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203349_ec698b101314fdc15b054c5ffb056d6d.pdf} } @article { author = {احمدی, رضا and فتحیان پور, نادر}, title = {Simulation of GPR response for 2-D and 3-D synthetic models for geotechnical applications, case study: detection of subsurface along Isfahan main power line tunnel}, journal = {Applied Electromagnetics}, volume = {3}, number = {1}, pages = {41-52}, year = {2015}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5153}, eissn = {2821-2711}, doi = {}, abstract = {In this research, the GPR method has been employed to identify subsurface in-homogeneities along Isfahan main power line  tunnel  as  an  application  in  geotechnical  engineering  practices.  To  this  goal,  the  GPR  response  of  common  2D synthetic models including horizontal cylinder, 2D prism and arbitrary polygon corresponding to targets encountered in  usual  geotechnical  practices  were  simulated  first.  To  achieve  this  objective,  an  improved  2D  finite  difference algorithm  developed  for  forward  modeling  in  frequency domain,  was  used  in  MATLAB  programming  environment. Next,  the  GPR  response  of  3D  synthetic  models  containing  vertical  cylinder  and  sphere  (representing  usual  form  of cavities)  was  produced  by  means  of  GPRMAX3D  software  for  more  detailed  and  realistic  interpretations.  To  detect probable subsurface in-homogeneities including different types of manmade buried installations, subsidence and buried wells along the Isfahan main electric power line tunnel, 14 longitudinal GPR profiles covering more than 1200 meters along  the  tunnel  axis  were  surveyed.  The  data  were  collected  using  a  250  MHz  GPR  system  equipped  with  shielded antennas.  The  interpretation  of  final  radargrams  after  applying  different  filters  revealed  that  the  GPR  method  is capable  of  detecting  the  location  and  type  of  subsurface  in-homogeneities.  In  order  to  verify  the  performance  and ability of GPR method in solving geotechnical problems encountered in real geological conditions and in particular the results  obtained  in  current  case  study,  a  vertical  borehole  was  drilled  at  one  of  in-homogeneities  found  on  the radargrams which had been interpreted as a buried abandoned well. The result was in agreement with the respective interpreted radargram.  }, keywords = {Ground Penetrating Radar (GPR),Hyperbolic response,Numerical modeling,Geotechnical targets,Isfahan main power line tunnel,Sub-surface in-homogeneities}, title_fa = {شبیه‌سازی پاسخ GPR مدل‌های مصنوعی جهت شناسایی ناهمگنی‌های زیرسطحی مسیر حفر تونل انتقال تاسیسات برقی اصفهان}, abstract_fa = {در مطالعه حاضر از روش رادار نفوذی به زمین (GPR) برای مقاصد مهندسی ژئوتکنیک (حفر تونل)، جهت شناسایی ناهمگنی‌های زیرسطحی مسیر حفر تونل انتقال تاسیسات برقی اصفهان استفاده شده است. برای این منظور ابتدا پاسخ GPR دوبعدی مدل‌های مصنوعی به شکل استوانه افقی، منشور دوبعدی مربعی و چندضلعی دلخواه متناظر با اهداف ژئوتکنیکی متداول (ساختارهایی نظیر تونل‌ها، قنات‌ها، انواع لوله‌ها و کانال‌ها)، با استفاده از برنامه مدل‌سازی پیشرو به روش اختلاف محدود دوبعدی بهبودیافته، شبیه‌سازی گردید. سپس پاسخ GPR سه‌بعدی مدل‌های مصنوعی به شکل استوانه قائم و کره (معرف شکل عمومی فضاهای خالی)، با استفاده از نرم‌افزار GPRMAX3D مدل‌سازی شد تا در تفسیر نگاشت‌های راداری واقعی GPR مورد استفاده قرار‌گیرند. به‌منظور آشکارسازی ناهمگنی‌های زیرسطحی اعم از انواع تاسیسات مدفون، فضاهای خالی، نشست‌ها، گسیختگی‌ها و چاه‌های مدفون در راستای مسیر حفر تونل انتقال تاسیسات برقی کلان‌شهر اصفهان، تعداد 14 پروفیل GPR در امتداد یکدیگر به‌صورت یک خط برداشت طولانی به طول کلی بیش از 1200 متر برداشت شد. برداشت داده‌ها توسط یک سیستم GPR پوشش‌دار با فرکانس مرکزی 250 مگاهرتز انجام گرفت. بررسی نتایج حاصل از تفسیر نگاشت‌های راداری، پس از اعمال فیلترهای مختلف حاکی از قابلیت بسیار بالای روش GPR در تعیین موقعیت و شناسایی انواع ناهمگنی‌های زیرسطحی است. به منظور صحت‌سنجی نتایج بدست آمده، بر روی یکی از ناهمگنی‌های تصویر GPR تفسیر شده به عنوان یک چاه مدفون، چال قائمی حفر شد و اعتبار نتایج به اثبات رسید.}, keywords_fa = {رادار نفوذی به زمین (GPR),هذلولی پاسخ,مدل‌سازی عددی,اهداف ژئوتکنیکی,تونل انتقال تاسیسات برقی اصفهان,ناهمگنی زیرسطحی}, url = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203350.html}, eprint = {https://elemag.ihu.ac.ir/article_203350_fca4a82577eb0e0c686ed5784cdfd7ed.pdf} }