فهرست مطالب

علوم و فناوری های پدافند نوین - سال دهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1398)

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال دهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1398)

  • 126 صفحه، بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1398/02/17
  • تعداد عناوین: 11
|
  • مهدی تیموری *، مهندس مسعود رضایی صفحات 1-10
    مهم ترین خصوصیتی که شناسایی کور کدهای فضا-زمان را از سایر انواع شناسایی کور مخابراتی متمایز می کند این است که برای نفوذ در بسیاری از سامانه های مخابراتی مدرن که از روش های ارسال و دریافت چندآنتنی استفاده می کنند، اولین قدم شناسایی کور کد فضا-زمان به کاررفته است. در این مقاله، دسته بندی کور در مجموعه وسیعی از کدهای فضا-زمان با استفاده از ابزارهای یادگیری ماشین مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که در کارهای پیشین، تنها دسته بندی کدهای فضا-زمان متعامد مورد بررسی قرار گرفته است، یکی از نوآوری های این مقاله افزودن کدهای شبه متعامد و همچنین سامانه ارسال تک آنتنی به این دسته بندی است. بهبود عملکرد روش های مرسوم دسته بندی نیز یکی دیگر از نوآوری های این مقاله است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که درخت تصمیم ایجاد شده توسط تعداد زیادی از ویژگی های استخراج شده از ماتریس های همبستگی، نسبت به سایر روش های مرسوم شناسایی دارای عملکرد نسبتا بهتر، به خصوص در شرایط بسیار نویزی، است.
    کلیدواژگان: شناسایی کور، کدهای فضا-زمان، ماتریس همبستگی، درخت تصمیم
  • جلیل مظلوم * صفحات 11-18
    کنترل، نظارت، شناسایی و سیستم های اطلاعاتی در پدافند نوین نیازمند سامانه های رادیویی کم مصرف با پوشش دهی استاندارهای مخابراتی متفاوت است. در این مقاله با به کارگیری روش نوین مخلوط کننده های فعال و غیرفعال چندمسیره، بخش جلویی یک گیرنده بسیار کم توان با قابلیت تنظیم شدن در طیف وسیع فرکانسی و با قابلیت استفاده در استانداردهای مخابراتی متنوع ارائه شده است. در این پژوهش ضمن تحلیل روش فیلترهای چندمسیره مرسوم و پیشرفته، بررسی جزئی گیرنده های مشابه پیشین نیز صورت گرفته است. با اعمال یک سری اصلاحات در طراحی و پیاده سازی، عدد نویز گیرنده بهبود یافته است و پایداری ساختاری مدار گیرنده تضمین شده است. برای اثبات درستی عملکرد گیرنده پیشنهادی از نرم افزار قدرتمند طراحی مدارات مجتمع Cadence استفاده شده است و بخش جلویی گیرنده تا تنها یک قدم قبل از ساخت کامل، شبیه سازی شده است. بر مبنای نتایج شبیه سازی با استفاده از ترانزیستورهای فناوری CMOS 90nm-TSMC، توان مصرفی به میزان قابل توجهی به نسبت ساختار مشابه کاهش یافته است و عدد نویز و S11، در تمام گستره فرکانسی 85/1گیگاهرتز، به ترتیب کمتر از 6/3دسی بل و 10- دسی بل به دست آمده است. توان مصرفی بدون احتساب ساعت اعمالی کمتر از 15میلی وات است و IIP3 خارج باندی به میزان 8 دسی بل میلی وات به دست آمده است.
    کلیدواژگان: مخلوط کننده Nمسیره فعال، مخلوط کننده Nمسیره غیرفعال، بخش جلویی گیرنده، فیلتر چندمسیره
  • مهندس محمدرضا پارسایی* ، رضا جاویدان، مهندس رضا سپه وند صفحات 19-31
    مراقبت از فضای کشور و کنترل ترددهای هوایی آن یک ضرورت اجتناب ناپذیر است و کنترل توسط رادارهای نصب شده در آن منطقه صورت می گیرد. اطلاعات دریافتی از رادارهای یک منطقه بایستی به صورت برخط برای رده های بالاتر فرماندهی و کنترل ارسال شود تا در مورد آن تصمیم گیری شده و فرمان ها مقتضی به رده های پایین تر ارسال شود. این تبادل اطلاعات نیاز به یک بستر ارتباطی مطمئن دارد. ارسال برخط و مطمئن این اطلاعات از چالش های شبکه ارتباطی فعلی است و در صورت رخ دادن خطا، درصد فقدان بسته و تاخیر شبکه بالا می رود. در این مقاله به منظور کاهش این مشکلات و نیز افزایش تحمل پذیری خطا در شبکه های فرماندهی و کنترل، از یک مسیر پشتیبان علاوه بر مسیر اصلی استفاده شده است که در صورت بروز خطا در مسیر اصلی، از مسیر پشتیبان استفاده شود. همچنین از شبکه های مبتنی بر نرم افزار به عنوان یک معماری جدید در حوزه شبکه های رایانه ای و با هدف فراهم نمودن کیفیت خدمات مطلوب استفاده شده است. در روش پیشنهادی مسئله تحمل پذیری خطا به عنوان یک مسئله برنامه ریزی خطی، مدل شده است که برای حل آن از الگوریتم ژنتیک در ترکیب با سامانه فازی استفاده کرده ایم. این کار نسبت به تغییرات پویا در شبکه واکنش بهینه ای ایجاد کرده و عدم قطعیت را در نظر می گیرد. ارزیابی های انجام شده کارایی روش پیشنهادی در افزایش تحمل پذیری خطا را نسبت به سایر روش های موجود نشان می دهند.
    کلیدواژگان: فرماندهی و کنترل، تحمل پذیری خطا، شبکه های مبتنی بر نرم افزار، کیفیت سرویس
  • سید محمد جواد رضوی *، مهندس نادر شفیعی خواه، مهندس سید محسن رضوی صفحات 33-37
    لامپ ترایود بازتابی یکی از انواع ویرکیتورها از خانواده لامپ های مایکروویو توان بالا می باشد. یکی ازعوامل کاهش بازده این لامپ ها توزیع توان در مد های غیر غالب است (مد غالب TE11 می باشد) ، مسئله مورد اهمیت دیگر توان نسبی مولفه فرکانسی اصلی است، در این مقاله برای اولین بار نشان داده ایم که با قرار دادن دو صفحه فلزی در ابتدا و انتهای محور آند و کاتد می توانیم بصورت همزمان توان نسبی در مد غالب و فرکانس اصلی را بهبود دهیم. . نتایج بیانگر افزایش توزیع توان حدود 12 در صدی در مد غالب و 26 درصدی در فرکانس اصلی می باشد.
    کلیدواژگان: ترایود بازتابی، ویرکیتور، مد غالب، لامپهای مایکروویو
  • مهندس سعید مولایی *، زهرا مروج صفحات 39-53
    ریزشبکه ها، نمونه ای عملی از مفهوم تولید غیرمتمرکز هستند. در این راستا، پس از تعیین فناوری های مناسب و ظرفیت اجزای تولید و ذخیره انرژی برای اهداف پدافندی، برنامه ریزی بهینه منابع در ریزشبکه ها دارای اهمیت ویژه ای است. ازاین رو، برنامه ریزی منابع تولید پراکنده و ذخیره سازهای انرژی در قالب نیروگاه مجازی باهدف افزایش بهره وری این منابع مورد توجه اپراتورهای شبکه توزیع قرارگرفته است. این مقاله مدلی باهدف برنامه ریزی بهینه واحدهای تولید الکتریکی و حرارتی (در روز آتی) در یک نیروگاه مجازی مقیاس وسیع ارائه می نماید. این نیروگاه شامل تعدادی تولیدکننده ترکیبی الکتریکی-حرارتی و مصرف کننده شبکه‏ توزیع در کنار پارکینگ خودروهای الکتریکی با قابلیت شارژ هوشمند، بویلرها، منابع تولید انرژی نو و ذخیره سازهای انرژی است. حضور تعداد زیاد ذخیره سازها به خصوص خودروهای الکتریکی در این نوع از ریزشبکه ها موجب افزایش تاب آوری سیستم در مقابل حملات خرابکارانه می شود. عدم قطعیت بارهای الکتریکی و حرارتی با یک برنامه ریزی احتمالاتی و عدم قطعیت رفتار خودروها با شبیه‏ سازی مونت کارلو مدل شده است. شبیه سازی ها در دو حالت 1) بهره برداری عادی و 2) جزیره ای پس از یک حمله خرابکارانه انجام شده است. الگوریتم بهینه‏ سازی فاخته به کمک نرم‏افزار متلب برای انجام بهینه سازی در این مقاله مورد استفاده قرارگرفته اند.
    کلیدواژگان: نیروگاه مجازی، خودروهای الکتریکی، ذخیره ساز انرژی، تولید تجدیدپذیر، تولید هم زمان الکتریکی-حرارتی، عدم قطعیت بار
  • مهندس توحید عبدالرزاق زاد، مهندس محمدرضا سیف* ، مهندس حسین پرنیان صفحات 55-66
    تعیین موقعیت، لبه ها و ابعاد تونل های زیرزمینی همواره یکی از مباحث پیچیده و ضروری در حفاظت از سازه های مدفون بوده است. در این مقاله از روش گرانش سنجی به منظور شناسایی حفرات و سازه های مدفون استفاده شده است. روش گرانش سنجی به دلیل چگالی کمتر فضاهای تهی نسبت به محیط اطراف، حفره ها را به صورت آنومالی منفی در نقشه گرانش نشان می دهد. پس از معرفی روش بیان شده، داده های جاذبی به صورت پیشرو با استفاده از فیلتر مشتقات افقی و الگوریتم بلکی برای امکان سنجی اکتشاف تونل زیرزمینی مدل سازی می شود؛ به طوری که دو مدل تک مکعبی و چند مکعبی مورد بحث قرار می گیرد. پس از تعیین مرزها و گوشه های مدل های ساختگی، با استفاده از روش سیگنال تحلیلی-اویلر عمق بی هنجاری های مورد نظر تخمین زده می شود. مدل چند مکعبی به صورت چند سازه با عمق های متفاوت شبیه سازی می شود تا توانایی روش گرانش سنجی در اکتشاف سازه ها در اعماق مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد. سپس جهت بررسی قابلیت اکتشاف به صورت هوابرد، مدل چند مکعبی در ارتفاعات مختلف شبیه سازی می شود. پردازش و تحلیل داده ها با استفاده از برنامه نوشته شده در نرم افزار ژئوسافت انجام شده و فیلترهای مختلف برای شناسایی مرزها استفاده گردیده است. در نهایت با بررسی نتایج شبیه سازی انجام گرفته، راهکارهای مناسبی جهت کاهش احتمال اکتشاف و افزایش احتمال استتار سازه های مدفون ارائه شده است.
    کلیدواژگان: تونل زیرزمینی، گرانی سنجی، الگوریتم بلکلی، روش سیگنال تحلیلی-اویلر
  • علیرضا خواجه امیری *، مهندس جلال شجاعی، مهندس غلامرضا فغانی صفحات 67-78
    در این پژوهش، بسته آشکارساز کیفی اورانیوم حاوی شناساگرهای آرسنازو و برموپاداپ ساخته شده و با استفاده از شناساگر دیتیزون جهت تشخیص و تعیین برخی مزاحمت های یونی به روش رنگ سنجی، آشکارساز یون فلزی نیز ساخته شد. نتایج نشان داد که حد تشخیص یون اورانیوم با استفاده از آشکارسازهای حاوی شناساگرهای آرسنازو و برموپاداپ به ترتیب ppm 50 و ppm20 است و در محیط های اسیدی (5pH=) آشکارسازهای ساخته شده عملکرد مناسبی از خود نشان می دهند. آشکارساز یون فلزی، یون هایی نظیر کبالت (II) ، مس (II) ، نیکل (II) ، روی (II) ، کادمیوم و نقره را تا حد تشخیص ppm 50 شناسایی کرده و با توجه به این که آشکارساز کیفی اورانیوم حاوی شناساگر آرسنازو در حضور عامل های پوشاننده یون مزاحم در محلول بافری، تمامی 21 یون مزاحم را حتی تا غلظت های بسیار بالا حذف کرده، نسبت به آشکارساز حاوی شناساگر برموپاداپ برتری خود را نشان می دهد که با جذب محلولی حاوی یون اورانیوم، رنگ سبز لجنی و آشکارساز برموپاداپ، رنگ بنفش را نمایان می سازد. ضمن اینکه زمان عملیات شناسایی اورانیوم برای آشکارسازهای آرسنازو و برموپاداپ به ترتیب حدود 3 و 1 دقیقه ثبت شده است. همچنین ارزیابی های کمی انجام شده بر اساس روش های پردازش تصویر با استفاده از نرم افزارMATLAB نشان می دهد که نتایج تجربی کاملا با نتایج ارزیابی همخوانی دارد.
    کلیدواژگان: آشکارساز، اورانیوم، شناساگر، روش پردازش تصویر، نرم افزار MATLAB
  • محمد فیاض *، مهندس عسکر قربان نژاد، فریدون خسروی صفحات 79-87
    بتن پارچه ای یک پارچه سه بعدی پر شده با پودر سیمان انعطاف پذیراست، زمانی که هیدراته و سخت می شود یک لایه بتنی نازک، مستحکم، ضد آب و ضد حریق را تشکیل می دهد. در این مطالعه مقاومت دال بتنی ساخته شده با بتن پارچه ای تحت بار انفجار مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور بررسی رفتار پوسته ساخته شده از بتن پارچه ای در ابتدا رفتار انفجاری دال های بتن مسلح به صورت عددی و با استفاده از تحلیل درگیر با نتایج مطالعات آزمایشگاهی پیشین، مورد مقایسه قرار گرفته اند. سپس رفتار دینامیکی پوسته بتن پارچه ای دوطرفه با شرایط تکیه گاهی چهار طرف گیردار تحت بار انفجار در حوزه نزدیک به کمک روش اجزاء محدود و با استفاده از تحلیل دینامیکی درگیر مدل سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل شامل چگونگی گسترش شکست در پوسته بتنی، وضعیت توزیع ترک های قطری و شعاعی (حلقوی) در سطح پوسته و میزان جابجایی مرکزی پوسته است. نتایج این تحقیق مبین آن است که در صورت استفاده از پوسته بتن پارچه ای با ضخامت مناسب می توان از آن به عنوان یک سازه مقاوم در برابر بار انفجار استفاده نمود.
    کلیدواژگان: تحلیل درگیر، دال بتن مسلح، پوسته بتن پارچه ای، ترک های قطری، ترک های شعاعی، جابه جایی مرکزی پوسته
  • صفا پیمان *، مهندس امین لطفی صفحات 89-100
    سازه های مختلف به دلایل تروریستی و غیرتروریستی در معرض انفجار قرار دارند. بررسی عوامل موثر در کاهش آسیب های ناشی از انفجار از مباحث مهم پدافند غیرعامل به شمار می رود. یکی از این عوامل، وجود بازشو در سازه تحت انفجار محبوس است. در این بررسی تاثیر بازشو بر بارگذاری ناشی از انفجار محبوس به صورت نمودارهای فشار- زمان و تکانه- زمان مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، با استفاده از آیین نامه UFC 3-340-02 و شبیه سازی عددی هیدروکد AUTODYN، انفجار محبوس ماده منفجره TNT با جرم های مختلف در محفظه ای مکعبی شکل با وجود بازشوهای متفاوت از نظر اندازه و موقعیت مکانی، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی تاثیر هر یک از عوامل موقعیت بازشو، تعداد وجوه دارای بازشو و نیز اندازه بازشو را بر بارگذاری وارد بر سطح داخلی سازه، ناشی از انفجار محبوس مشخص می نماید. در پایان نیز علاوه بر تعیین بازشو بهینه به صورت پارامتریک، نتایج انفجار محبوس حاصل از شبیه سازی عددی با آیین نامه UFC 3-340-02 مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: انفجار محبوس، بازشو، نمودار فشار-زمان، نمودار تکانه-زمان، بارگذاری انفجاری، پدافند غیرعامل
  • مهندس پرهام مهدی پور قزوینی، وحید حسینی تودشکی* صفحات 101-111
    سازه های زیرزمینی نظیر پناهگاه ها و تونل ها ازجمله سازه های مهم و راهبردی محسوب می شوند. پاسخ یک سازه زیرزمینی به بارگذاری حاصل از انفجار سطحی، موضوعی مهم در پدافند غیرعامل است. تاکنون مطالعات زیادی بر روی پارامترهای مختلف ازجمله پاسخ زمین، پاسخ سازه، آزمایش های میدانی و… صورت گرفته است؛ اما هنوز جنبه های مجهول و مبهم فراوانی درزمینه انفجار و تاثیر آن بر محیط خاک و سازه وجود دارد. در این تحقیق، تاثیر رطوبت خاک بر روی ایمنی یک پناهگاه زیرزمینی از جهت میزان تنش و جابجایی وارد بر آن بررسی شده است. جهت مدل سازی پناهگاه زیرزمینی، از نرم افزار Autodine کمک گرفته شده و در مدل سازی ها از دو محیط لاگرانژی و اویلری در نظر گرفته شده است. خرج انفجاری انتخاب شده در این تحقیق، معادل 16/52 کیلوگرم TNT بوده و داده ها با استفاده از گیج های قرار داده شده در مدل، ثبت شده است. نتایج به دست آمده نشان داده که بالا رفتن درجه اشباع لایه خاک، موجب افزایش فشار گذرنده از خاک شده و در نتیجه تنش فون مایزز سیستم بتن و فولاد، افزایش یافته و منجر به وخامت اوضاع گردیده است.
    کلیدواژگان: انفجار سطحی، پناهگاه زیرزمینی، اتوداین، درجه اشباع خاک
  • مهندس هادی حسینی نسب ، سید مجتبی موحدی فر* صفحات 113-121
    سازه های زیرزمینی و ازجمله تونل ها که امروزه جزو راهبردی ترین سازه ها برای هر کشوری محسوب می شوند و به عنوان یک هدف بالقوه برای سلاح های دشمن مطرح اند. لذا ایمن سازی این سازه ها و مطالعات مربوط به آن باید در درجه بالایی از توجه قرار گیرد. در این تحقیق، پدیده انفجار در سطح زمین و اثر موج ناشی از آن بر روی تونل ها، که مهم ترین سازه های مدفون محسوب می شوند، با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی در نرم افزار ANSYS-AUTODYN بررسی شده است. ابتدا پدیده گسترش موج انفجار در خاک در یک محیط سه بعدی و با هندسه کامل شبیه سازی شده و پس از اطمینان از صحت نتایج، اثر عمق دفن تونل و در ادامه اثر تغییر هندسه مقطع در کاهش آثار مخرب انفجار بر روی تونل در محیط دوبعدی ارزیابی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که افزایش عمق دفن تونل و نیز استفاده از مقاطعی مانند دایره، نعل اسبی، بیضی و شبه بیضی عمودی و تخم مرغی در کاهش آثار مخرب انفجار بر تونل مدفون موثرند.
    کلیدواژگان: انفجار سطحی، تونل، ایمن سازی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، AUTODYN
|
  • Mehdi Teimouri Dr*, Masoud Rezaei Pages 1-10
    For eavesdropping of modern telecommunications systems, which employ multiple transmit and receive antennas, the first step is to recognize the space-time code. In this paper, we propose a method to classify within broad categories of space-time codes. The method is based on machine learning and pattern recognition. Compared to the previous published researches, the novelty of this paper is including quasi-orthogonal space-time codes and also single antenna transmitter in identification set. Moreover, the method described in this paper outperforms the current classification methods. It is shown that the decision tree classifier based on several features extracted from correlation matrices, has practical advantages over the current classification methods, especially when data is very noisy.
    Keywords: Blind Identification, space-time codes, correlation matrix, decision tree
  • Jalil Mazloum Dr * Pages 11-18
    Control, inspection, detection, and transmitting or receiving data in modern defence principles, essentially requires the low-power radio frequency systems with the ability of operating at various communication standards. In this paper, employing the modern method of active and passive N-path filters, a receiver front-end with the ability of tunablity at various standards and frequencies is proposed. In addition to the analysis of conventional and advanced N-path filters, the prior similar structures are discussed in details. Applying some modifications in the previous structure, not only the NF has been improved but also the power consumption has been considerably decreased, while the stability has been guaranteed. To verify the correctness of the proposed receiver front-end, the cadence IC design tool has been used to simulate the system. According to the simulation results, using CMOS90nm transistors, the amount of power consumption has been remarkably decreased with respect to the previous similar structures. The NF and S11 values in the whole of frequency range, DC to 1.85GHz, are less than 3.6dB and -10dB, respectively. The power consumption is less than 15mW including the power consumption of the recombiners. The out of band IIP3 is +8dBm.
    Keywords: Blind Identification, Space-Time Codes, Correlation Matrix, Decision Tree
  • Mohammad Reza Parsaei*, Reza Javidan Dr, Reza Sepahvand Pages 19-31
    It is an imperative necessity to take care of the country's space and air traffic. Usually radar systems will be used to control and discover possible targets. The received information from a radar system in a specific region must be sent online to the higher levels of command and control centers in order to detect possible threats and make appropriate decisions. This exchange of information requires a reliable communication backbone. However, having an online and secure transceiver communication backbone is still a demanding process. Moreover, errors in the current communication networks will cause an increasing percentage of packet loss and delay which affect the Quality of Service (QoS). In this paper, in order to handle these problems and increase the fault tolerance in command and control networks, a backup path is provided that uses the backup path in case of occurring faults in the main path. In addition, Software Defined networks (SDN) as a new architecture have been used in communication networks to provide desirable QoS. In the proposed method, the fault tolerance problem is modeled as a linear programming problem, which is solved through a combinational method of Genetic Algorithm and Fuzzy System. This solution creates an optimal response to dynamic changes and uncertainty accomplished in the communication network. The results of the performance evaluation showed that the proposed method achieves better fault tolerance compared to existing methods.
    Keywords: Commands, Control, Fault Tolerance, Software Defined Networks, Quality of Service
  • S. Mohammd javad Razavi Dr *, Nader Shafieikhah Dr, S. Mohsen Razavi Eng Pages 33-37
    Reflex triode tube is one of the varieties of high-power microwave family models. One of the factors that reduces the efficiency of these lamps is the power distribution in non-dominant modes (the dominant mode is TE11), the other important issue is the relative power of the main frequency component, in this paper we first show that by placing two metal plates At the beginning and the end of the anode axis and the cathode, we can simultaneously improve the relative power of the dominant mode and the main frequency. The results indicate an increase in power distribution of about 12% in the dominant mode and 26% in the main frequency.
    Keywords: Reflex Triode, Vircator, Dominant Mode, Microwave Tubes
  • Saeid Molaei Eng *, Zahra Moravej Dr Pages 39-53
    Microgrids are practical samples of the concept of decentralized power production. In this regard, after determination of appropriate technologies and the capacity of power generation and storage units for defensive objectives, the optimal scheduling of units in microgrids is of the crical importance. Thus, scheduling of distributed generations and energy storages in form of virtual power plant have gained significant attentions of both owner of these units and the operators of distributions aiming at increasing the system efficiency. This paper proposes a model for the optimal day-ahead scheduling of electrical and thermal units in a large scale virtual power plant. This plant includes a number of combined heat and power units, distribution consumers, a parking for plug-in hybrid electric vehicles with the ability to follow a smart charging pattern, boilers, renewable energy based generators and storage units. The presence of large number of storages, especially electrical vehicles, in these types of microgrids enhances the resiliency of the grids when encountering malicious attacks. Uncertaintie associated with electrical and thermal loads is modeled using a probabilistic programing while Monte-Carlo simulation has been utilized to model uncertainty in the behavior of electrical vehicles. Simulations have accomplished in two scenarios: 1) normal and 2) islanding operation after a deliberate attack. MATLAB software and cuckoo optimization algorithm are used for optimization task in this paper.
    Keywords: Virtual Power Plants, Electric Vehicles, Energy Storage, Renewable Generation, Load Uncertainty
  • Tohid Abdolrazag Zad Eng , Mohammad reza Seif Eng *, Hosein Parnian Eng Pages 55-66
    Determining the position, edges and dimensions of underground tunnels has always been the challenging issues in protecting underground structures. In this paper, the gravity method is used to identify buried cavities and structures. After introducing the method, the gravity data is modeled directly using the horizontal derivatives filter and the Blakely algorithm. After determining the boundaries and corners of the fabricated models, the depth of the anomalies is estimated using the Analytic Signal-Euler (An-Euler) method. A multi-cube model is simulated in multistructure with different depths to evaluate the ability of the gravity method in exploration of structures at different depths. Then, to explore airborne capability, a multi-cube model is simulated at different altitudes. Finally, by exploring the results of this simulation, appropriate solutions have been proposed to reduce the probability of exploration and increase the probability of camouflage of buried structures.
    Keywords: Underground Tunnels, Gravity Method, Blakely Algorithm, Analytic Signal-Euler Method
  • Alireza Khajeh, Amiri Dr* , Jalal Shojaei Eng, Gholamreza Faghani Eng Pages 67-78
    In the present study, the uranium qualitative detector package containing Arsenazo and Bromo-PADAP indicators was designed; and also, the metalic ion detector package using Dithizone Indicator was built for detection and determination of some ionic interference via Uranium colorimetric method. The obtained results indicated that the detection limits of Uranium ions were equal to 50 ppm and 20 ppm respectively using detectors containing Arsenazo and Bromo-PADAP indicators. In the acidic media (pH=5), the uranium detectors had good detection performance. The metalic ion detector detected ions such as cobalt (II), copper (II), nickel (II), zinc (II), cadmium and silver until the detection limit 50 ppm. Arsenazo detector was superior to Bromo-PADAP detector for detection of Uranium since it prevented any ionic interference even in very high concentrations which with absorbtion of a solution containing Uranium ion, Arsenazo and Bromo-PADAP detectors in the presence masking agents in buffer solution produced miry green and purple colors respectively. While the operation time for Uranium ion detection in the presence of Arsenazo and Bromo-PADAP detectors was3 minutes and 1 minute respectively. Also, the quantitative evaluations based on image processing methods using MATLAB software show that the experimental results are consistent with the evaluation results.
    Keywords: Detector, Uranium, Indicator, Image Processing, MATLAB software
  • Mohammad Fayyaz Dr*, Askar Ghorban nejad Eng, Ferydoon Khosravi Dr Pages 79-87
    Concrete Canvas is a flexible concrete impregnated fabric that hardens on hydration to form a thin, durable water proof and fire-resistant concrete layer. Strength properties of Canvas signify that it could be a blast resistant shell. In this paper, to investigate the concrete canvas shell behavior under blast loads, the blast behavior of reinforced concrete slabs are compared with prior experimental abservations using coupled analysis. Then the dynamic behavior of two-way concrete canvas shell under near-field blest load is modeled using finite element method. Analysis resultes illustrates failure development, distribution of diagonal and radial cracks on surface and central deflection of concrete canvas shall. Resultes shows that using concrete canvas shell with proper thickness is more resistant under blast loads than conventional slabs.
    Keywords: Coupled Analysis, Reinforced Concrete, Roncrete Canvas Shell, Diagonal Crack, Radial Crack, Shell Central Deflection
  • Safa Peyman Dr*, Amin Lotfi Eng Pages 89-100
    Various structures are subject to explosion for terrorist and non-terrorist reasons. The study of effective factors in reducing the damage caused by the explosion is one of the most important issues of passive defense. One of these factors is the presence of openings in the structure under confined explosion. In this study, the effect of opening on the loading caused by the explosion has been examined in terms of pressure-time and impulse-time graphs. In this regard, using the UFC 3-340-02 regulations and numerical simulation of the AUTODYN hydrocode, the confined explosion of a TNT explosive with different masses in a cubic chamber, with different openings in terms of size and location, has been investigated. The investigation results of the effect of each of the opening position factors specify the number of pop-ups with openings and the size of the opening on the loading exerted on the inner surface of the structure due to the confined explosion. Finally, in addition to determining the parametric optimal optimization, the results of the confined explosion resulting from numerical simulation are compared and examined with the UFC 3-340-02 regulations.
    Keywords: Confined Explosion, Opening, Pressure-Time Graph, Impulse-Time Graph, Explosive Loading, Passive Defense
  • Parham Mehdipour Ghazvini Eng, Vahid Hosseinitoudeshki Dr * Pages 101-111
    Underground structures such as sanctuaries and tunnels are considered as important and strategic structures. The response of an underground structure to loading from a surface explosion is a major issue in passive defence. So far, many studies have been carried out on various parameters such as ground response, structure response, field experiments, etc. However, there are still many unknown and vague aspects of the explosion and its impact on the soil and structure environment. In this study, the effect of soil moisture on the safety of an underground shelter has been investigated for the different amount of stress and displacement. Autodine software has been used to model the underground shelter, and two Lagrangian and Eulerian environments have been considered. The chosen explosive charge in this study is 52.16 kg of TNT, and the data is recorded using the gauges enclosed in the model. The results show that increase in the degree of saturation of the soil layer has increased the excessive pressure from the soil, and as a result, the von Mises stress in the concrete and steel system has increased and led to the deterioration of the situation.
    Keywords: Surface Blast, Underground Shelter, Autodyn, Degree of Soil Saturation
  • Haddi Hosseini Nassab , Seyyed Mojtaba Movahedifar * Pages 113-121
    Underground structures, especially tunnels, are among the most strategic structures for all countries, and they are a potential target of enemy weapons. Therefore, the safety of these structures and the related studies are of the great importance. In the present study, the explosion phenomenon at the surface of the ground and the effect of its wave on the tunnels which are the most important buried structures is investigated by using nonlinear dynamic analysis by ANSYS-AUTODYN software. The effect of the blast wave propagation in soil was simulated with a full geometry in a 3D environment and after ensuring the accuracy of the results, the effect of the tunnel burial depth and the geometry of the cross section in reducing the destructive effects of the explosion on the tunnel were evaluated in a 2D environment. The results indicate that increasing the depth of the buried tunnel and also using sections such as circle, horseshoe, vertical ellipse and egg shape are effective in reducing the destructive effects of the explosion on buried tunnels.
    Keywords: Tunnel, Surface Explosion, Dynamic Nonlinear Analysis, Autodyn