به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

neural network

در نشریات گروه فیزیک
تکرار جستجوی کلیدواژه neural network در نشریات گروه علوم پایه
  • رحیم نامی زاده، اصغر راست بود*

    رفتار سازه های مهندسی متاثر از بارهای استاتیکی و دینامیکی بسته به نوع طراحی، نوع مصالح به کار رفته در آنها و زمان بهره برداری متفاوت است. این رفتارها را می توان با سری های زمانی حاصل از مشاهدات GPS در حوزه زمانی و فرکانسی مشاهده و ارزیابی کرد. تحقیق حاضر با هدف بررسی رفتار پل کابلی قدس اردبیل با پایش ژئودتیکی توسط GPS انجام شد. شبکه میکروژئودزی برای گردآوری داده و نرم افزار RTKLIB برای تشکیل سری های زمانی مورد استفاده قرار گرفته است. برای ارزیابی حرکت پل از پالایه های میانگین متحرک، میانگین زمانی و میانه به ترتیب برای برآورد مولفه های نیمه استاتیک، استاتیک و دینامیک حرکت استفاده شد. با اعمال پالایه میانگین متحرک مولفه نیمه استاتیک با دقت 4، 1 و 2 میلی متر به ترتیب در راستاهای شرق، شمال و قائم استخراج شده است. بین مولفه دینامیک و مولفه پریودکوتاه RMSE برابر با 8/0، 1/0 و4 میلی متر به ترتیب در سه جهت شرق، شمال و قائم به دست آمده است. فرکانس های غالب حرکت پل، با استفاده از نمودار پریودوگرام حاصل از تبدیل فوریه سریع برآورد شدند. در نهایت مدل شبکه عصبی با تعداد 10 لایه پنهان و 10 تاخیر، جهت پیشبینی تغییرشکل پل، براساس داده های استخراج شده و ارزیابی مولفه های متغیر با زمان ارائه شده است. نتایج حاصل از پردازش مشاهدات GPS در حوزه های زمان و فرکانس کمترین تغییرات را در مقایسه با محدوده طراحی ایمنی رفتار پل قدس نشان می دهند. به منظور ارزیابی محتوای فرکانسی غیر از تبدیل فوریه سریع، استفاده از تبدیل فوریه زمان کوتاه و تبدیل موجک نیز پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: مدلسازی حرکت پل، پایش سلامت سازه، GPS، FFT، شبکه عصبی
    Rahim Namizadeh, Asghar Rastbood *

    The behavior of engineering structures affected by dynamic and static loads are different depending on the type of design, the type of materials used in them and the operating time of the structures. These behaviors can be observed and evaluated with the time series obtained from GPS observations in the time and the frequency domains. The current study is conducted with the aim of investigating the behavior of Quds cable bridge of Ardabil, using the geodetic monitoring of the GPS system at a rate of 30 seconds. Microgeodesy network is used for static data collection and RTKLIB software with Kalman filter capability used for initial processing and time series formation. The processed results have an error of 3 mm. In order to evaluate the movement of the bridge, moving average, time average, and median filters have been used to estimate the semi-static, static, and dynamic components of the bridge movement, respectively. The results of applying the moving average filter indicate that the semi-static component is extracted with 4 mm accuracy in the East, 1 mm in the North and 2 mm in the Height directions. The RMSE between the obtained dynamic components and the short period components are 0.8, 0.1 and 4 mm in three directions E, N and H respectively. In order to extract the dominant frequencies of the bridge, the Fast Fourier Transform (FFT) method was used. Then, based on FFT, the periodogram diagram was obtained and the dominant frequencies were identified. In practice, numerical methods such as the periodogram diagram and its visual inspection were used to extract the existing dominant frequencies. A periodogram diagram presents the relation between the power spectrum and the frequency. In the next step, this diagram is used to compare the power spectrum of each frequency with its neighboring frequencies. Finally, the frequencies with a higher power spectrum were considered as the dominant frequencies. Finally, the Artificial Neural Network model (ANN) with 10 hidden layers and 10 delays was used to predict bridge deformation and the accurate evaluation of the components. The results obtained from the processing of GPS observations in the time and frequency domains indicated the least changes compared to the safety design range of the bridge behavior. Besides, the frequency analysis of the bridge movement time series and the Neural Network model, can be used to detect significant frequency changes and study the bridge performance rigidity, respectively.Given that, since bridges are designed with a high reliability factor for static and dynamic loads more than the loads received during bridge monitoring, the natural frequencies of the bridge are extracted with the existing process with high accuracy, which can be the biases of early warnings. On the other hand, the bridge health monitoring system should be based on modern measurement methods. In the case of Quds Bridge, its complete behavioral investigation shows that the bridge is safe in its current condition and within the design limits.In order to evaluate the frequency content other than the fast Fourier transform, it is also suggested to use short time Fourier transform and wavelet transforms.

    Keywords: Bridge Movement Modeling, Structural Health Monitoring, GPS, FFT, Neural Network
  • سید میلاد میرعماد*، بابک شیرانی بیدآبادی
    دستگاه پلاسمای کانونی می تواند به عنوان یک مولد اشعه ایکس در کاربردهای رادیوگرافی استفاده شود. تابش ایکس سخت این دستگاه پس از چند ده نانو ثانیه نسبت به لحظه ی وقوع پینچ، در بازه ی زمانی ns 150-100، گسیل می شود. پالسی بودن گسیل تابش ایکس در این دستگاه باعث می شود که روش های مرسوم آشکارسازی و طیف نگاری، جهت مشخصه یابی تابش ایکس چندان مفید نباشد. در این مقاله از روش طیف نگاری پسیو، با استفاده از فیلم رادیوگرافی به همراه فیلترهای تضعیفی آلومینیمی، برای طیف نگاری تابش ایکس پالسی دستگاه پلاسمای کانونی 1UIPF- استفاده شد. در این روش، از مقادیر دز ثبت شده بر روی فیلم ها برای تعیین طیف تابش ایکس استفاده شده است. برای رسیدن به این هدف، از تکنیک شبکه عصبی استفاده و آموزش شبکه مذکور توسط داده های به دست آمده از شبیه سازی با کد MCNPX انجام شد. نتایج نشان داد که طیف تابش ایکس پالسی گسیلی از دستگاه 1UIPF- در شرایطی که آند مرکزی دارای غلاف و تونهاده ی مسی است و هر شات در ولتاژ کاری kV 21 و با تزریق گاز هوا تا فشار mbar 9/0، انجام می شود، دارای بازه ای بین keV 50-6 است که تقریبا در keV 8 دارای مقدار بیشینه می باشد. انرژی میانگین طیف نیز برابر keV 5/17 به دست آمد.
    کلید واژگان: دستگاه پلاسمای کانونی، تابش ایکس پالسی، طیف نگاری پسیو، شبکه عصبی، MCNPX
    S.M. Miremad *, B. Shirani Bidabadi
    The plasma focus device can be utilized as an X-ray generator in radiographic applications. A few tens of nanoseconds after the pinch moment, the hard X-ray of this device is released in a time interval of 100-150 ns. The pulsed form of X-ray emitted from this device makes the common method of detection and spectrometry useless for characterizing them. In this article, passive spectrometry, using radiographic film with Al attenuation filters, was used to determine the pulsed X-ray spectrum emitted from the UIPF-1. Neural network technology was used to determine the spectrum according to recorded doses. The neural network was trained using MCNPX simulation results. The results showed that the X-ray spectrum extends from 6 keV to 50 keV with a maximum value of 8 keV when the UIPF-1 device is operated with the copper anode, the copper insert, the working voltage of 21 kV, and 0.9 mbar air gas injection. The average spectrum energy was also obtained at 17.5 keV.
    Keywords: Plasma focus device, Pulsed X-ray, Passive spectrometry, Neural Network, MCNPX
  • محمدرضا منجم زاده، محسن خردمند سعدی*

    محاسبه توان ایستانندگی و برد یون های مختلف به دلیل اهمیت ویژه آن ها در مباحث حفاظت در برابر اشعه و حفاظ سازی بسیار حایز اهمیت می باشد. اگرچه رابطه موسوم به بته-بلاخ بخوبی نحوه کاهش انرژی ذرات را توصیف می کند اما تفاوت سازوکارهای برهم کنش یون ها و ذرات سبک و سنگین در طیف وسیعی از مقادیر انرژی سبب می گردد تا برآورد دقیق این رابطه مستلزم ارایه تصحیحات مختلفی باشد. این تصحیحات در نواحی مختلف متفاوت بوده و بین آن ها هم پوشانی وجود دارد، به نحوی که نمی توان نسخه واحدی را برای طیف وسیعی از پرتابه ها و مقادیر انرژی ارایه کرد. این موضوع سبب پیچیدگی محاسبات مربوط به توان ایستانندگی می گردد. در این مقاله از تکنیک هوش مصنوعی مبتنی بر شبکه های عصبی شعاعی و پرسپترون چند لایه به منظور شبیه سازی تغییرات توان ایستانندگی بر حسب تغییرات انرژی پروتون فرودی در اهداف مختلف استفاده گردید. مقایسه نتایج حاصل از شبکه عصبی با نتایج محاسبات کد SRIM و نیز داده های تجربی نشان دهنده کارایی بالای روش پیشنهادی برای تغییرات توان ایستانندگی و معتبر بودن مدل مصنوعی به دست آمده است.

    کلید واژگان: توان ایستانندگی، برد، شبکه عصبی، کد SRIM، رابطه بته- بلاخ
    Mohammadreza Monajjem Zade, Mohsen Kheradmand Saadi *

    Calculation of stopping power and range of different ions is extremely important due to their special importance at controversy of shielding and health physics. Although the so-called Bethe-Bloch relationship describes well how to reduce the energy of particles, the difference in the interaction mechanisms of ions and light and heavy particles in a wide range of energy values causes that the accurate estimation of this relationship requires various corrections. In this article, in order to simulate stopping power changes in terms of proton inclining beam energy with different ions, artificial neural network and multilayer perceptron techniques will be used. And high efficiency of suggested way for stopping power and range and valid artificial model are achieved by comparing results of the neural network with results of calculating SRIM code and also available experimental data.

    Keywords: Stopping power, Range, neural network, SRIM Code, Bethe-Bloch equation
  • علی اصغر آب نیکی، حسن صیادی*، محمدسعید سیف

    سامانه های سونار از جهات مختلفی از جمله کاربردهای نظامی، کشتیرانی، ماهی گیری و غیره دارای اهمیت ویژه هستند. از این رو طبقه بندی داده های سونار همواره مورد توجه متخصصان این حوزه می باشد. در این مقاله از دو روش آماده سازی داده استفاده شد. در روش اول از کل ویژگی های استخراج شده از داده ها و در روش پیشنهادی از بازه زمانی مورد استفاده برای استخراج ویژگی به صورت ده تایی میانگین گیری شد. ساختارهای مختلف شبکه عصبی مصنوعی و تلفیق شبکه عصبی با الگوریتم ازدحام ذرات (پی اس او) برای دستیابی به بالاترین عملکرد در دسته بندی امواج صوتی منتشره شناورها براساس طول شناور مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند در حالت استفاده از ویژگی های استخراج شده به صورت خام در استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، ساختار 2-2-2 در لایه پنهان دارای بالاترین عملکرد برای شرایط آموزش و آزمون برابر با 98/61 و 90 درصد بود. با استفاده از شبکه عصبی تلفیقی دقت طبقه بندی افزایش یافته و در شرایط آزمون به میزان 94/44 درصد رسید. در استفاده از روش پیشنهادی برای آماده سازی داده های استخراج شده، ساختار ساده یک لایه با شش نرون در لایه پنهان بالاترین میزان عملکرد در طبقه بندی ویژگی های استخراج شده به میزان 100 درصد برای آموزش و آزمون را ارایه داد.

    کلید واژگان: سونار، دسته بندی شناور، شبکه عصبی، الگوریتم ازدحام ذرات
    A. Abniki, H. Sayyaadi*, M.S. Seif

    Sonar systems are of special importance in many ways, including military applications, shipping, fishing, etc. Therefore, the classification of sonar data is always of interest to experts in this field. In this article, two data preparation methods were used. In the first method, all the features extracted from the data and in the proposed method were averaged out of the time period used to extract the feature in the form of ten period. Different structures of artificial neural network and hybrid neural network were compared with particle swarm algorithm (PSO) to achieve the highest performance in classifying sounds emitted by floats based on float length. The results showed that in the case of using raw extracted features in the use of artificial neural network, the 2-2-2 structure in the hidden layer had the highest performance for training and testing conditions equal to 90.61 and 90% respectively. By using the hybrid neural network, the classification accuracy increased and reached 94.44% in the test conditions. In using the proposed method to prepare the extracted data, the simple structure of one layer with 6 neurons in the hidden layer provided the highest performance in the classification of the extracted features by 100% for training and testing.

    Keywords: Sonar, Classification of vessels, Neural network, Particle swarm algorithm
  • فرشته ساحلی، ناصر وثوقی، زعفر ریاضی*، فاطمه سادات رسولی
    طیف گامای آنی تولید شده حین تابش پروتون به بافت، برای آنالیز عنصری بافت تحت درمان به کار گرفته می شود. هدف اصلی این آنالیز در پروتون درمانی ردیابی غلظت اکسیژن در بافت تومور است. پایش برخط تغییر غلظت این عنصر پزشک را به سمت ارزیابی روند بهبود و تخمین پاسخ بدن بیمار به درمان هدایت می کند. در این مطالعه طیف گاما آنی یک فانتوم چشم انسان در آشکارساز HPGe با استفاده از ابزار Geant4 شبیه سازی شده و آنالیز عنصری تومور در این فانتوم با به کارگیری شبکه عصبی انجام شد. در این آنالیز 33 نمونه از فانتوم چشم حاوی تومورهای متفاوت از نظر چگالی و درصد عناصر تشکیل دهنده شبیه سازی شد که از 21 نمونه برای آموزش شبکه عصبی و از 6 نمونه برای آزمون و از 6 نمونه برای راستی آزمایی شبکه استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که همبستگی خوبی بین نتایج پیش بینی شده توسط شبکه عصبی و نتایج مورد انتظار وجود دارد. نتایج نشان داد که درصد خطای اکسیژن برای نمونه های آزمون کم تر از 8/5 درصد، برای کربن کم تر از 7/12 درصد و برای نیتروژن کم تر از 25 درصد به دست آمده است. لذا پتانسیل این آنالیز کمی برای بافت های ناهمگن جهت تخمین درصد جرمی اکسیژن تایید می شود.
    کلید واژگان: آنالیز عنصری، گاما آنی، پروتون تراپی، فانتوم چشم، شبکه عصبی
    F. Saheli, N. Vosoughi, Z. Riazi *, F.S. Rasouli
    The proton induced prompt gamma spectrum is applied for elemental analysis of irradiation tissues. The main purpose of the analysis in proton therapy is to track oxygen concentration in abnormal tissues. Online monitoring of oxygen concentration over a full course of treatment could provide a direct method for evaluating the response of these tissues to proton therapy and this information on the response of the tumor and healthy tissues to irradiation could then be used by the oncologist to adjust the patient’s treatment plan to ensure proper dose delivery to the tumor. In this study, the prompt gamma spectrum of a human eye phantom is simulated in an HPGe detector using the Geant4 toolkit, and the elemental analysis is accomplished using an artificial neural network (ANN). In the analysis, 33 eye phantoms are considered with different tumors, including different densities and elemental compositions. 21 samples were used as train data in ANN and 6 samples for testing and 6 samples for validation. The results show that there is a good correlation between outputs and targets. They show that the error percent of oxygen, carbon, and nitrogen in test samples are less than 5.8, 12.7, and 25%, respectively. Finally, the potential of quantitative elemental analysis of inhomogeneous targets is confirmed for providing a method to track change in the oxygen level of tumors.
    Keywords: Elemental Analysis, Prompt Gamma, Proton therapy, Eye phantom, Neural Network
  • سید رضا غفاری رزین*، نوید هوشنگی
    یونوسفر یکی از لایه های جو زمین است که به علت خاصیت الکتریکی، ممکن است اثرات مخرب و زیان باری را روی امواج الکترومغناطیسی عبوری از آن را داشته باشد. جهت بررسی این اثرات، مقدار محتوای الکترونی کلی (TEC) یونوسفر مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. در این مقاله سری زمانی یونوسفر با استفاده از سه مدل شبکه های عصبی مصنوعی (ANNs)، سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار (ANFIS) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) مدل سازی شده و سپس پیش بینی می شود. جهت انجام این تحقیق از مشاهدات ایستگاه GNSS تهران (N69/35، E33/51) که یکی از ایستگاه های شبکه جهانی IGS است، در سال های 2007 الی 2018 استفاده شده است. پارامترهای سال (year)، روز از سال (DOY)، ساعت (time)، شاخص فعالیت های خورشیدی (F10.7) و شاخص های فعالیت های ژیومغناطیسی (Kp and DST) به عنوان ورودی هر سه مدل در نظر گرفته شده و خروجی، مقدار TEC خواهد بود. برای مرحله آزمون دقت هر سه مدل، مشاهدات دو سال 2014 و 2018 از مرحله آموزش کنار گذاشته شده اند. دلیل انتخاب این دو سال، بررسی دقت مدل ها در زمان فعالیت های شدید خورشیدی (2014) و فعالیت های آرام خورشیدی (2018) است. نتایج حاصل از هر سه مدل با TEC حاصل از مدل مرجع بین المللی یونوسفر 2016 (IRI2016) و همچنین خروجی های شبکه جهانی IGS مقایسه شده است. همچنین از شاخص های آماری ضریب همبستگی، خطای نسبی و جذر خطای مربعی میانگین (RMSE) جهت بررسی دقت و صحت سه مدل استفاده شد. کمینه RMSE محاسبه شده برای مدل SVM، 11/3 TECU به دست آمده که در مقایسه با سایر مدل ها، از دقت بالاتری در مدل سازی و پیش بینی سری زمانی TEC یونوسفر در دوره فعالیت های آرام و شدید خورشیدی برخوردار است.
    کلید واژگان: یونوسفر، TEC، GPS، شبکه عصبی، ANFIS، SVM
    Seyed Reza Ghaffari Razin *, Navid Hooshangi
    The ionosphere is a layer of the Earth's atmosphere that extends from an altitude of 60 km to an altitude of 1,500 km. Knowledge of electron density distribution in the ionosphere is very important and necessary for scientific studies and practical applications. Observations of global navigation satellite system (GNSS) such as the global positioning system (GPS) are recognized as an effective and valuable tool for studying the properties of the ionosphere. Studies on ionosphere modeling in the Iranian region have shown that the global ionosphere maps (GIM) model as well as empirical models such as IRI2016 and NeQuick have low accuracy in this region. The main reason for the low accuracy of these models is the lack of sufficient observations in the Iranian region. For this reason, this paper presents the idea of using learning-based methods to generate a local ionosphere model using observations of GNSS stations. Therefore, the main purpose of this paper is to use three models of artificial neural networks (ANNs), adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and support vector machine (SVM) to model and predict the time series of ionospheric TEC variations in Tehran GNSS station.An adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) is a kind of ANN that is based on Takagi–Sugeno fuzzy inference system. The technique was developed in the early 1990s (Jang, 1993). Since it integrates both neural networks and fuzzy logic principles, it has potential to capture the benefits of both in a single framework. Its inference system corresponds to a set of fuzzy IF–THEN rules that have learning capability to approximate nonlinear functions. Hence, ANFIS is considered to be a universal estimator. ANFIS architecture consists of five layers: fuzzy layer, product layer, normalized layer, defuzzy layer, and total output layer.In machine learning, support-vector machines (SVM) are supervised learning models with associated learning algorithms that analyze data used for classification and regression analysis. More formally, a SVM constructs a hyperplane or set of hyperplanes in a high- or infinite-dimensional space, which can be used for classification, regression, or other tasks like outliers detection (Vapnik, 1995). In SVM method, using nonlinear functions φ(x), the input vector (x) is depicted from N-dimensional space to M-dimensional space (M>N). The number of hidden units (M) is equal to the number of support vectors that are the learning data points, closest to the separating hyperplane.The results of this paper show that the SVM has a very high accuracy and capability in modeling and predicting the ionosphere TEC time series. This model has a higher accuracy in the period of severe solar activity than GIM and IRI2016 models, which are the traditional ionospheric models in the world. Due to the fact that global models in the region of Iran do not have acceptable accuracy due to lack of sufficient observations, therefore, the SVM can be used as a local ionosphere model with high accuracy. Using this model, the TEC value can be predicted with high accuracy for different times and during periods of severe solar activity. This model can be used in studies related to the physics of the ionosphere as well as its temporal variations.
    Keywords: Ionosphere, TEC, GPS, neural network, ANFIS, SVM
  • Mehdi Akhoondzadeh *, Benyamin Hosseiny, Nafise Ghasemian
    A strong earthquake () (34.911° N, 45.959° E, ~19 km depth) occurred on November 12, 2017, at 18:18:17 UTC (LT=UTC+03:30) in Sarpol-e Zahab, Iran. Six different Neural Network (NN) algorithms including Multi-Layer Perceptron (MLP), Recurrent Neural Network (RNN), Gated Recurrent Unit (GRU), Convolutional Neural Network (CNN), Long-Short Term Memory (LSTM) and CNN-LSTM were implemented to survey the four months of GPS Total Electron Content (TEC) measurements during the period of August 01 to November 30, 2017 around the epicenter of the mentioned earthquake. By considering the quiet solar-geomagnetic conditions, every six methods detect anomalous TEC variations nine days prior to the earthquake. Since time-series of TEC variations follow a nonlinear and complex behavior, intelligent algorithms such as NN can be considered as an appropriate tool for modelling and prediction of TEC time-series. Moreover, multi-methods analyses beside the multi precursor’s analyses decrease uncertainty and false alarms and consequently lead to confident anomalies.
    Keywords: Earthquake Precursor, anomaly, Ionosphere, GPS-TEC, neural network
  • همایون احمدوند*، محمدعلی نجارپور، محمد اکبری نسب، ایمان اسمعیلی پایین افراکتی

    اندازه گیری سرعت جریانات دریایی نقش مهمی در طراحی و اندازه گیری های مهندسی دارد. مطالعاتی که در خلیج فارس و تنگه هرمز انجام شده است به بررسی میدانی یا مدل سازی عددی جریان در این منطقه پرداخته اند. در این تحقیق با استفاده از تکنیک شبکه های عصبی مصنوعی به پیش بینی جریان های سطحی تنگه هرمز پرداخته شده است. به منظور تعیین ورودی های مدل از سری زمانی جریان های سطحی شرق و غرب این تنگه استفاده گردید و با استفاده از مدل رگرسیون خطی حوضه های موثر بر جریان های این تنگه مشخص شده است. سپس در دو حالت مختلف ورودی های شبکه عصبی تعریف گردید. حالت اول  سری زمانی حوضه های شناخته شده به عنوان ورودی شبکه عصبی در نظر گرفته شد.در حالت دیگر با استفاده از طرحواره جونز ترکیباتی از سری های زمانی شناخته شده لحاظ گردید. با مقایسه این دو حالت مشخص گردید که مدل شبکه عصبی با استفاده از طرحواره جونز، کارایی مناسبی در پیش بینی جریان های سطحی این تنگه دارد. در ادامه  به منظور بررسی بیشتر مدل شبکه عصبی، داده های جریان به 16 دسته مختلف تقسیم بندی شد، طوری که در هر دسته اختلاف بین کمینه و بیشینه سرعت برابر 0/03 و میانگین هر دسته به عنوان خروجی شبکه عصبی در تظر گرفته شد. در تعیین ورودی های شبکه نیز، مشابه دو حالت ذکر شده قبل انجام شد. در این بررسی نیز نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی با خطای پیش بینی 0/29= RMSE جریان های سطحی را پیش بینی می کند.

    کلید واژگان: تنگه هرمز، جریانات سطحی، شبکه عصبی، طرحواره جونز
    Homayoon Ahmadvand *, Mohammad Ali Najarpoor, Mohammad Akbarinasab, Iman Esmaili Paeen Afrakoti‬

    Sea current velocity measurement plays an important role in engineering design and measurements. Studies in the Persian Gulf and the Strait of Hormuz have conducted field studies or numerical modeling of flows in this region. In the present research, the surface currents of the Strait of Hormuz are predicted using artificial neural network approaches. In order to determine the model’s inputs, the eastern and western time series of surface currents of the strait are used, and the basins affecting the currents of this strait are identified using linear regression model. Then the neural network inputs are defined in two different cases. The first case of the time series of known basins is considered as the input of the neural network. In the other case, combinations of known time series are considered as the input of the neural network using the Jones schema. By comparing these two cases, it is concluded that the neural network model using the Jones scheme has a good performance in predicting the surface currents of this strait. In order to further investigate the neural network model, the flow data is divided into 16 different categories; so that in each category the difference between the minimum and maximum speed is 0.03 and the average of each category is considered as the output of the neural network. To determine the network inputs, the same is done for the two cases previously mentioned. In this case, the results show that the neural network model predicts surface currents with an accuracy of R = 0.85.

    Keywords: Strait of Hormuz, Surface currents, Neural network, Johnes schema
  • همایون احمدوند، محمدعلی نجارپور*، محمد اکبری نسب، ایمان اسمعیلی پایین افراکتی

    پیش بینی ارتفاع موج شاخص در تحلیل سامانه های دریایی از جمله مهندسی سازه های دریایی و انتقال رسوب استفاده می شود. خلیج مکزیک سالانه با طوفان های حاره ای به شکل هاریکن مواجه است و ارتفاع امواج این منطقه را تحت تاثیر قرار می دهد، بنابراین پیش بینی ارتفاع امواج شاخص دریا در این منطقه دریایی از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله با مروری بر مطالعات قبلی و استفاده از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی، تاثیر توان های مختلف سرعت باد و سرعت برشی در پیش بینی ارتفاع موج شاخص ساعات آینده مورد ارزیابی قرار داده شده است. نتایج نشان داد که حضور توانهای مختلف سرعت باد، سبب افزایش دقت پیش بینی ارتفاع موج شاخص نسبت به سرعت برشی باد می شود. سپس برای افزایش دقت پیش بینی نیز از خودهمبستگی داده های ارتفاع امواج ثبت شده در این منطقه استفاده و مدلی مناسب ارایه گردید. در این مدل توان 3/2 از سرعت باد برای پیش بینی ارتفاع امواج 3، 6 و 8 ساعت آینده و توان 9/1 از سرعت باد برای پیش بینی ارتفاع امواج 12 ساعت آینده محاسبه گردید. در انتها، نتایج پیش بینی با مطالعات گذشته مقایسه شد که حاکی از دقت پیش بینی بالاتر این تحقیق بود.

    کلید واژگان: ارتفاع موج شاخص، خلیج مکزیک، شبکه عصبی، فاکتور تنش باد
    Homayoon Ahmadvand, MohammadAli Najarpoor *, Mohammad Akbarinasab, Iman ‪Esmaili Paeen Afrakoti‬

    Significant Wave Height (Hs) prediction is used in the analysis of marine systems including marine structural engineering and sediment transport. The Gulf of Mexico faces tropical storms shaped hurricane annually that affects the height of waves in this region, Therefore it is important to have precise estimation of the significant wave height. In this paper, we review previous studies and train artificial neural network model, to predict the effect of different wind speed powers and shear velocity in predicting the wave height in the next hours. The results showed that the presence of different wind speed powers increases the accuracy of predicting Hs relative to the wind shear speed. To increase the prediction accuracy, autocorrelation of the wave height data recorded in this region was used and a suitable model was presented. In this model was calculated power 2.3 of wind speed to predict the height of the next 3, 6 and 8 hours and power 1.9 to predict the height of the next 12 hours. Finally, the prediction results were compared with previous studies, and indicated the higher prediction accuracy.

    Keywords: significant wave height, Gulf of Mexico, Neural network, wind stress factor
  • محمد نبی پور*، محمدرضا دیوبند، امین اصغرزاده، نرگس سلیمانی

    با توجه به کاربرد فراوان آزمون های رایج ماموگرافی به منظور غربالگری و تشخیص سرطان پستان، نگرانی هایی در مورد افزایش دوز جذبی بیمار، به علت حساس بودن بافت سینه و دوز جذبی در بافت پستان، وجود دارد. بنابراین اطلاع از میزان دوز متوسط غده ای قبل از پرتودهی به بیمار از طریق تخمین آن می تواند، کمک کننده باشد. بدین منظور و برای اندازه گیری داده ها از فانتومی با مشخصات مشابه محتویات بافت سینه استفاده شده و میزان کرمای هوا در سطح ورودی به پوست، ماکزیمم کیلو ولتاژ، میلی آمپر ثانیه، ضخامت لایه نیم جذب و نوع فیلتر/هدف، ثبت گردید. سپس مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با الگوریتم آموزشی لونبرگ-مارکوارت، با استفاده از نرم افزار متلب آموزش داده شده و کرمای هوای سطحی، تخمین زده شد. برای رسیدن به بهترین نتیجه، شبکه عصبی با پارامترهای متفاوت از جمله گرادیان خطا و تعداد نورون های لایه پنهان و روش آموزش مناسب بهینه شد. پس از اجرای برنامه برای تعداد نورون های متفاوت، مشخص شد که تعداد 35 نورون، بهینه ترین مقدار می باشد که ضریب رگرسیون 95.7 درصد را به دست داده و مقدار میانگین مربعات خطا برای تمام داده ها، 0.437 میلی گری است که 4.8 درصد دامنه تغییرات خروجی می باشد و مبین پیش گویی با صحت 95.2 درصدی در پژوهش حاضر می باشد. روش پیشنهادی در تحقیق حاضر با استفاده از شبکه های عصبی در پیش بینی کرمای هوا، تخمین کرمای هوای احتمالی بیمار را قبل از اینکه در معرض اشعه ایکس قرار بگیرد، میسر می کند. نتایج نشان داده است که ضریب رگرسیون بدست آمده، مبین اختلاف 4.3 درصدی بین کرمای اندازه گیری شده توسط دوزیمتر حالت جامد در میدان پرتو و مقدار پیش گویی شده در پژوهش حاضر می باشد که در مقایسه با روش شبیه سازی مونت کارلو از صحت خوبی نیز برخوردار است.

    کلید واژگان: تخمین دوز، غربالگری ماموگرافی، دوز متوسط غده ای، شبکه عصبی، پرسپترون چند لایه
    Mohammad Nabipour*, Mohammad Reza Deevband, Amin Asgharzadeh, Narges Soleimani

    Given the extensive use of common mammography tests for screening and diagnosis of breast cancer, there are concerns over the increased dose absorbed by the patient due to the sensitivity of the breast tissue. Thus, knowing the Mean Glandular Dose (MGD) before radiation to the patient through its estimation can be helpful. For this reason, the MultiLayer Perceptron (MLP) neural network model was trained with Levenberg-Marquardt (LM) backpropagation training algorithm and the Entrance Surface Air Kerma (ESAK) was estimated. After running the program, it was found that 35 neurons is the most optimal value, offering a regression coefficient of 95.7%, where the Mean Squared Error (MSE) for all data was 0.437 mGy, accounting for 4.8% of the range of output changes, representing a prediction with 95.2% accuracy in the present research. In comparison with the Monte-Carlo simulation method, it enjoys a desirable accuracy.

    Keywords: Estiamting dose, Mammography screening, Mean glandular dose, Neural network, Multilayer perceptron
  • مسعود سراج امانی، رامین نیکروز*، علی کدخدائی
    شکنندگی یکی از مهم ترین خصوصیات سنگ می باشد. تاکنون روشی مستقیم و استاندارد برای به دست آوردن شاخص شکنندگی ارایه نشده است. از شاخص شکنندگی بر اساس پارامترهای مقاومت فشارشی تک محوره و مقاومت کششی جهت ارزیابی شکنندگی استفاده می شود. هدف از این مطالعه بررسی مفاهیم شکنندگی ارایه شده توسط محققین و استفاده از روش وارون سازی لرزه ای، آنالیز چندنشانگری و شبکه عصبی در میدان ویچررنج (Whicher-Range) واقع در حوضه پرت (Perth Basin) استرالیای غربی می باشد. به این منظور دو چاه و یک مقطع لرزه ای از میدان ویچررنج مورداستفاده قرار گرفت. کمترین شاخص شکنندگی در چاه اول و دوم که با فاصله 1 کیلومتری از هم حفاری شدند، به ترتیب با استفاده از مفهوم  برابر 69/1 و 67/1 مگاپاسکال که بیانگر شکنندگی کم و بیشترین مقدار آن برابر 78/39 و 15/48 مگاپاسکال که بیانگر شکنندگی زیاد و از نظر حفاری در رتبه حفاری بسیار سخت می باشد. در مرحله بعد با استفاده از استخراج موجک و رسم مدل زمین شناسی، مدل سازی اولیه انجام و سپس امپدانس صوتی حاصل از فرایند وارون سازی در کنار دیگر نشانگرها در راستای ساخت ترکیب بهینه از نشانگرها جهت تخمین شاخص شکنندگی استفاده شد. از سه نوع الگوریتم شبکه عصبی جهت تخمین پارامتر هدف از ترکیب بهینه نشانگرهای موجود استفاده می شود که به کمک نرم افزار همپسون-راسل و نشانگرهای بهینه ای، الگوریتم شبکه عصبی تهیه و در نهایت آنالیز چند نشانگری با سه الگوریتم شبکه عصبی مقایسه می شود و نتایج بیانگر ضریب همبستگی بیشتر شبکه عصبی احتمالی نسبت به آنالیز چند نشانگری جهت تعیین شاخص شکنندگی است.
    کلید واژگان: شاخص شکنندگی، مقاومت فشارشی، وارون سازی، نشانگرهای لرزه ای، شبکه عصبی، پرت استرالیا
    Masoud Serajamani, Ramin Nikrouz *, Ali Kadkhodaie
    Brittleness is one of the most important properties of the rock. Brittleness is a function of strength and indicates rock strength to deformation in the elastic modules. However, there is no direct and standard method for brittleness measurement but it can be done indirectly by using rock properties such as different ratios of compressive strength and tensile strength of rock to determine the concept of brittleness. The purpose of this study is to investigate the concepts of brittleness which are presented by the researchers and to use seismic inversion, multi-attribute analysis and neural network in the Whicher-Range field in Perth, Western Australia to estimate brittleness. The Perth sedimentary basin stretches about 100,000 square kilometers in the north-south direction of the western Australian margin. About half of this sedimentary basin is located 1 km deep in the sea. Whicher-Range gas field is 22 km south of Baselton and 200 km south of Perth. Two wells and one seismic section of Whicher-Range field are selected in this research. The lowest brittleness indexes in the first and second wells drilled 1 km apart, are 1.69 and 1.67 MPa using criteria. The highest values of the brittleness are 39.78 and 48.15 MPa, respectively, which are difficult for drilling. The starting point of the inversion process is to have post-stack seismic data, velocity model, well logs, and seismic horizons. The product of the density log and sonic velocity is equal to the impedance. Then the current impedance is converted from depth to time using the appropriate depth to time relation. As a result, the convolution of a suitable wavelet and reflectivity over time will produce the synthetic seismic trace. Adaptation rate between synthetic seismic trace and composite field seismic trace yields an acceptable result. Next, the initial modeling is performed using wavelet, geological model, and a model-based algorithm. Next, the acoustic impedance of the inversion process along with other attributes is used to construct the optimal combination of attributes to estimate the brittleness index. First, an attribute is selected that has the highest correlation with the target log and the least estimation error in the training step. Then the second attribute, which makes the best combination with the first attribute, has the lowest estimation error. Then each attribute step is added to its previous step combination until the resulting combination results in the lowest estimation error. The results based on this method are obtained by increasing the number of attributes and decreasing the estimation error, while the error in the validation stage until the optimal attribute combination, is ascending. In the next step, three types of neural network algorithm including probabilistic method, multi-layer feed forward and radial basis function are used to estimate the target parameter, with optimal combination of available attributes and the use of neural network algorithm training from the optimal attributes using the Hampson-Russell software. In the last step, multi-attribute analysis is compared with three neural network algorithms. The results indicate a higher correlation coefficient for probabilistic neural network than that of multi-attribute analysis for determination of the brittleness index.
    Keywords: Brittleness Index, compressive strength, inversion, seismic attributes, neural network, Perth Australia
  • بهبود عملکرد جریان‌سنج‌های دوفازی مبتنی بر تضعیف پرتو گاما با استفاده از استخراج بهینه مشخصه‌های زمانی سیگنال خروجی آشکارساز
    محمدامیر ستاری، نسترن کرانی، رابرت هانوس، غلامحسین روشنی، احسان ناظمی*
    مسئله اندازه‌ گیری دقیق نرخ جریان مخلوط نفت- گاز و هم‌چنین تشخیص نوع رژیم جریانی در یک خط لوله، یکی از چالش‌ های کلیدی در صنعت نفت می‌ باشد. در این مطالعه سه رژیم جریانی حلقوی، لایه‌ ای و همگن توسط کد MCNPX شبیه‌ سازی شد. در این شبیه‌ سازی از یک چشمه سزیم و دو آشکارساز  NaI برای ثبت فوتون‌ های عبوری استفاده شد. از آن‌جا که داده های ثبت شده دارای نویز فرکانس بالا بودند، از یک فیلتر ساویتزکی- گولایی برای حذف نویزهای فرکانس بالا استفاده شد. سپس چهار مشخصه زمانی انحراف از معیار، ناهمواری، چولگی و ماکزیمم مقدار از داده های حذف نویز شده‌ی مربوط به هر دو آشکارساز استخراج شده و مشاهده شد که مشخصه‌ های استخراج شده توانایی تفکیک رژیم‌ های جریانی را به صورت کامل ندارند. از این‌رو سه مشخصه مختلف از دو آشکارساز به صورت هم‌زمان استخراج شدند. با بررسی تمام حالات ممکن و مشخص کردن حالات جداکننده رژیم‌ های جریانی، دو شبکه عصبی برای تشخیص نوع رژیم جریانی و تعیین درصدهای حجمی طراحی شد. با استفاده از روش پیشنهادی استخراج مشخصه و شبکه‌ های عصبی طراحی شده، نوع رژیم ‌های جریانی با دقت %100  تشخیص داده شد و درصدهای حجمی با خطای میانگین مجذور مربعات کم‌تر از 59/0 تعیین شد.
    کلید واژگان: جریانات دوفازی، فیلترساویتزکی-گولایی، استخراج مشخصه، شبکه عصبی
    Improving the performance of gamma radiation based two phase flow meters using optimal time characteristics of the detector output signal extraction
    M.A. Sattari, N. Korani, R. Hanus, Gh.H. Roshani, E. Nazemi *
    Measuring volume fractions and identifying the flow regime are important challenges in the oil industry. In the present study, three different flow regimes were simulated by MCNPX code. A 137Cs source and two NaI detectors have been used in order to count the transmitted photons. The counted data had high-frequency noises. In order to tackle this problem, a Savitzky-Golay filter was applied. Therefore, four features in the time domain including STD, Skewness, Kurtosis, and Maximum Value were extracted. It was found that the extracted features are not capable of separating the flow regimes completely, without overlap. Accordingly, three different features from registered data of both detectors were extracted. After investigating all the possible statues, two ANNs were implemented to identify the flow regimes and predict the void fraction, respectively. By applying this method, all the three flow regimes were correctly distinguished and void fraction was predicted with root mean square error (RMSE) of less than 0.59.
    Keywords: Two-Phase Flow Regimes, Savitzky-Golay Filter, Feature Extraction, Neural Network
  • چیستا پناهی وقار، بهزاد وثوقی*، سعید حاجی آقاجانی
    توپوگرافی، غالبا حاصل چگونگی حرکت صفحه های تکتونیکی و گسل ها نسبت به هم است و اگر پس از شناسایی کامل ویژگی های تکتونیکی گسل های منطقه مورد بررسی، این اندرکنش ها را مدل سازی کنیم، به مدلی کاربردی خواهیم رسید که توپوگرافی منطقه را بازسازی می کند. با توجه به لرزه خیزی زیاد کشور ایران و ضرورت تحقیق این موضوع، سعی بر آن است که در منطقه ای نسبتا لرزه خیز، توپوگرافی منطقه بازسازی شود؛ سپس از مجموعه تغییرات مشاهده شده در نمای زمین و مقایسه با توپوگرافی حاصل از مطالعات ماهواره ای، به کنترل ساختاری بر گسل های منطقه دست پیدا شود. با انجام این تحقیق، بر اساس مدل سازی رابطه بین تکتونیک و توپوگرافی در منطقه البرز شمالی، به معیاری جهت شناخت مشخصات گسل ها خواهیم رسید. بدین منظور با استفاده از مدل ارتفاعی واقعی منطقه از یک سو و همچنین تغییر شاخص های مربوط به گسل ها و ایجاد چینش های مختلف از ترکیب گسل ها، به تخمین ارتفاعات منطقه پرداختیم و با درنظرگرفتن بازه تغییرات برای پنج شاخص نرخ لغزش افقی در راستای امتداد و شیب، نرخ لغزش قائم، زمان فعالیت و شیب گسل، در قالب استفاده از شبکه عصبی، بهترین مقدار را برای این شاخص ها محاسبه کرده و با این مقادیر جدید شاخص ها، توپوگرافی منطقه را مدل سازی کردیم. نتایج حاکی از وجود اختلاف بین 85- تا 236 متر بین مدل ارتفاعی محاسبه شده و مدل ارتفاعی واقعی منطقه است. همچنین خطای جذر میانگین مربعات 1/61 متر بین دو مدل ارتفاعی مذکور به دست آمد. نتایج تحقیق با توجه به متغیر فرض کردن تنها پنج شاخص و دخیل کردن 9 گسل در محاسبات و در نظر نگرفتن عوامل فرسایش و رسوب گذاری در شکل نهایی توپوگرافی زمین، نتایج قابل قبولی است.
    کلید واژگان: تکتونیک صفحه ای، توپوگرافی، ساختار گسلی، شبکه عصبی
    Chista Panahi Vaghar, Behzad Voosoghi *, Saeid Haji Aghajany
    Topography is usually resulted from the patterns of the plate tectonics and faults in relation to each other. If we can produce a model for these actions and reactions after the complete recognition of the fault charactersitics based on their slip rates in the considered region, an applied model is obtained which reconstructs the topography of the region. A more important fact is that this model which illustrates the relation between topography (as the super-structure) and faults interaction of the considered region (as the infra-structure), can be used as a criterion to recognize the undiscovered fault's structures of the study area. It can provide us a chance to determine the fault parameters such as slip rates. Iran is known as an area which is subjected to the high possibility of the earthquakes as a natural hazard. Thus earthquake studies are important to investigate this hazard. In this study, a model of the topography is constructed in the region which is prone to earthquakes. The model is compared with the digital terrain models (DTM) of the area resulted from the satellite image data sets. This comparison provides us a structural control on the faults of the region. Our case study is modeling the relationship between faulting and the topography in the North Alborz. Results of the study let us obtain criteria for understanding and prediction of the fault structures that have created the topography. In order to achieve this goal, we consider a DTM of Alborz region. With variation of the parameters of the faults and creating various fault models, an estimate of the elevation model of the region is constructed for the life time of the faults. We consider the variation domains for five parameters of the activity period, slope, horizontal slip rates in length and slope directions and the vertical slip rate of the main faults of the region. The optimum values of these parameters are obtained based on the neural network optimization method. Then, the topography of the region is modeled based on the numerical results of the method for the unknown fault parametrs. We use the algorithm of the method with some selected variation ranges for the values of the parameters for each selected fault of the region. For the slope parameter of the faults, a range of 30 to 90 degrees, for the horizontal slip rate on the length direction and the slope direction of the fault, a range of -3 to mm per year and for the vertical slip rate, a range of -0.5 to mm per year have been considered as variation ranges of the unknown parameters in the algorithm. These variation ranges are considered based on the previous studies on geodynamic setting of the region. The parameters of the nine main acitive faults in the North Alborz region make the assumed fault system of the region and the modeled topography of the region to be generated. Comparison of the modeled topography with the real elevation model of the region can be evaluated as how changing the data of fault parameters and the possible reconfiguration of these parameters, such as the slip rate, time activity and the slope fault can obtain more suitable results in the modeling. In other words, the method can be used to determine which configuration and fault structure in study region will lead us to a more consistent model and provides us the possibility of modeling the topography of the region based on the fault structures. The numerical results show the differences from -85 m to 236 m between the model result and the real elevation model. In addition, the root mean square error between the DTM and the model is 61.1 m which is an acceptable result, due to the fact that only five parameters are variable and just nine faults are calculated while ignoring the effects of erosion and sedimentation of soil in the final format of the earth topography. More accurate results can be obtained by increasing the number of faults and their parameters in the model.
    Keywords: Plate Tectonics, Fault parameters, Topography, neural network
  • فریده سبزه ای *، محمدعلی شریفی، مهدی آخوند زاده، سعید فرزانه
    با ظهور انواع ماهواره ها در چند دهه اخیر، مطالعه لایه یون سپهر به یکی از مهم ترین موضوع ها در علوم مختلف تبدیل شده است؛ چراکه امواج ارسالی از این ماهواره ها به سمت زمین ناگزیر از یون سپهر عبور می کنند. خطای یون سپهری یکی از مهم ترین عوامل ایجاد خطا در اندازه گیری های تعیین موقعیت و ناوبری با GPSمحسوب می شود، به طوری که برای ناوبری دقیق، به داشتن تاخیر یون سپهری نیاز است. گیرنده های دوفرکانسه قادرند بخش عمده ای از این تاخیر را محاسبه کنند ولی در مواردی که فقط از اطلاعات یک فرکانس استفاده می شود یا گیرنده دوفرکانسه در دسترس نیست، لازم است به طریقی مدل و اثر این خطا را که در مواقع حداکثر فعالیت خورشیدی به چند ppm نیز می رسد، تا حد امکان کاهش دهیم. پیچیدگی تغییرات در لایه یون سپهری موجب عدم حذف کامل اثر یون سپهری شده است. در گیرنده های تک فرکانسه به منظور کاهش خطای یون سپهری می توان از مدل یون سپهری (کلوبوچار) موجود در پیغام ناوبری ارسال شده از ماهواره استفاده کرد. در این تحقیق کاربرد شبکه عصبی در مدل سازی و پیش بینی محتوای کلی الکترون قائم در بالای منطقه ای واقع در استان سیستان و بلوچستان (ایرانشهر) کشور ایران برای سال 2006 که فعالیت خورشیدی در سطح پایینی بوده، بررسی شده است. شبکه عصبی پسخور با یک لایه پنهان و الگوریتم انتشار روبه عقب طراحی شده است و پارامترهای فضای ورودی شبکه عصبی تغییرات روزانه، تغییرات فصلی، فعالیت های خورشیدی و ژئومغناطیسی می باشند. این مدل با محتوای کلی الکترون قائم GPS و مدل IRI2007 در چهار زمان انقلابین و اعتدالین مقایسه شده و در تمامی این زمان ها مدل شبکه عصبی دقیق تر از مدل IRI2007 برای کشور ایران عمل کرده است.
    کلید واژگان: سیستم تعیین موقعیت جهانی، شبکه عصبی، محتوای کلی الکترون قائم، مدل مرجع یون سپهری بین المللی
    Farideh Sabzehee*, Mohammad Ali Sharifi, Mehdi Akhoond Zadeh, Saeed Farzaneh
    The ionosphere as the upper part of Earth’s atmosphere consists of electrons and atoms affecting the signal propagation in the radio frequency domain. Nowadays, Global Navigation Satellite Systems (GNSS), like GPS, are widely used for various applications. The majority of navigation satellite receivers operate on a single frequency and experience an error due to the ionospheric delay. They compensate for the ionospheric delay using an ionospheric model which typically only corrects for 50% of the delay. An alternative approach is to map the ionosphere with a network of real-time measurements. Global Positioning System (GPS) networks prepare chance to study the dynamics and continuous variations in the ionosphere by complementary ionospheric measurements, which are usually obtained by different techniques such as ionosondes, incoherent scatter radars and satellites. The ionospheric delay is characterized by the Total Electron Content (TEC) along the signal path from the satellite to the receiver. Elimination (or reduction) of the ionosphere effects is possible using dual-frequency receivers by a very useful combination of dual-frequency data known as geometry free combination (L4) as follows: where the L4 signature is derived from L1(1.57542 GHz) and L2(1.22760 GHz) phase observables. Single-frequency users, however cannot take advantage of this combination. So, they have to use a proper ionospheric model to correct the ionospheric delay. Ionosondes (up to an altitude of 1000 km) can determine TEC while GPS measurements give completely information about the topside ionosphere. In this paper, the suitability of Neural Networks (NNs) in order to predict the Total Electron Content (TEC) obtained from Iranian Permanent GPS Network (IPGN) during the low-solar-activity period 2006 has been investigated. TEC has many non-linear variations while the neural network has a significant ability to model and approximate it (Williscroft and Poole, 1996; Hernandez-Pajares et al., 1997; Xenos et al., 2003; Sarma and Mahdu, 2005; Leandro and Santos, 2007). The input space included the day number (DN,seasonal variation), hour (HR,diurnal variation), sunspot number (SSN,measure of the solar activity) and magnetic index (measure of magnetic activity). To make the data continuous, the first two parameters were each split into sine and cosine components, two cyclic as follows: where DNS, DNC, HRS and HRC are the sine and cosine components of DN and HR, respectively. In this paper, the TEC values have been estimated using the PPP (Precise Point Positioning) module of the Bernese over Iranshahr (27˚N, 60˚E). Optimum situation of the neural network include of single hidden layer and eight neurons of inputs layer and fifty neurons of hidden layer and one neuron of output layer. To this end, the single hidden layer feed-forward network with a back propagation algorithm has been designed. An analysis was done by comparing predicted NN TEC(TEC values predicted by the NN model) with TEC values from the IRI2007 version of the International Reference Ionosphere, validating GPS TEC(TEC values calculated from the GPS measurements) with the maximum electron density obtained from ionosonde and calculating the performance of the NN model during equinoxes and solstices. The results show high correlation with GPS TEC and NN TEC. Their Root-Mean-Square Error(RMSE) and coefficient of determination (R2) are 1.5273 TECU and 0.9334 respectively. RMSE is defined as: where N is the number of data points. In table 3, the absolute error (Eabs) is defined as the magnitude of the difference between the NN predicted TEC and the GPS TEC, while the relative error(Erel) is the ratio of the absolute error to GPS TEC and can be represented as a percentage (Habarulema et al, 2007).These errors were calculated as follows: is the absolute error and is the relative error respectively. The difference (100- % gives the relative correction, which indicates the approximate TEC prediction accuracy for the NN model (Leandro and Santos, 2007). An average error of ~11.41% means that the NN can predict about 88.58% of the GPS TEC on average. Results show that the neural network works better rather than the IRI model for IRAN.
    Keywords: Vertical total electron content, Neural network, International Reference Ionosphere (IRI), Global positioning System (GPS)
  • سمیه تاران، حسین صفری، نسترن فرهنگ
    شناسایی و پایش حلقه های تاج خورشید کلید درک میدان مغناطیسی خورشید است. در این مقاله، نوسان های آرام و سریع مغناطوهیدرودینامیکی حلقه های پایش شده از تصاویر متوالی فرابنفش دور مطالعه می شود. بدین منظور تصاویر 171 آنگستروم 14 آگوست 2010 در بازه زمانی 00:00:00 تا 00:15:00 و 20 ژانویه 2012 در بازه زمانی 07:10:01 تا 07:24:37 تلسکوپ اس دی او مورد بررسی قرار گرفته است. با اعمال تبدیل موجکی پیوسته دو بعدی با موجک مورلت، حلقه های تاج خورشید از تصاویر زمینه جدا شده و نوفه ها حذف شده اند، سپس به کمک روش ردیابی حلقه های جهت مند، حلقه ها برچسب خورده و پهنای آنها معلوم می گردد. ممان های زرنیک هر یک از حلقه ها به عنوان خواص ناوردایی (انتقال، مقیاس، دوران) محاسبه شده و از شبکه های عصبی مصنوعی برای شناسایی حلقه ها در تصاویر متوالی استفاده شده و با میانگین گرفتن از پیکسل ها در امتداد موازی با محور حلقه، نوسانات سریع و میانگین گرفتن در امتداد عمود بر حلقه، نوسانات آرام آشکارسازی می شوند. سرعت فاز، دوره تناوب و زمان میرایی وجوه نوسانی محاسبه می شوند.
    کلید واژگان: خورشید، تبدیل موجکی، مغناطوهیدرودینامیک، زرنیک، شبکه عصبی
    S. Taran, H. Safari, N. Farhangh
    Identification and tracking of solar coronal loops is key to understanding solar magnetic field. Slow and fast Magnetohydrodynamic oscillation of tracked loops from sequence 171Å extreme ultra – violet images was detected. The method was demonstrated using 171Å images taken by SDO/AIA on 14 August 2010 and 20 January 2012. Two dimensional continuous wavelet transform (CWT) was used to clarify images of loops and to eliminate additional noises. Applying OCCULT method، the loops were labeled and their widths were determined. The Zernike moments of loops as an invariant property (transformation، scale and rotation) of loops were calculated. Then، the Probabilistic Neural Network (PNN) was used for identification of the same loops from sequence images. Slow longitudinal Magnetohydrodynamic oscillations were extracted by averaging pixels intensities perpendicular to tube axis. Fast oscillations in distinguishable tubs were observed observable by averaging pixels’ intensities in direction of tube axis. Also، periods، phase velocity، and damping time of oscillations were computed
    Keywords: sun, loop, Wavelet transform, wave, magnetohydrodynamic, Zernike, neural network
  • سمیه تاران، حسین صفری
    در این مقاله، روش شناسایی خودکار حلقه های شار میدان مغناطیسی مشابه تاج خورشید از تصاویر پشت سر هم فرابنفش دور داده های استرو ارا می گردد. ابتدا با اعمال روش ردیابی حلقه های خمیده جهت مند، حلقه های شار برچسب خورده و با تکیه بر بیشینه موضعی آنها، پهنای حلقه ها تعیین شود. ممان های زرنیک هر یک از حلقه ها به عنوان خواص ناوردایی محاسبه شده و از شبکه های عصبی مصنوعی برای شناسایی حلقه ها در تصاویر متوالی استفاده می شود. بدین منظور از تصاویر 11 دسامبر 2007 ماهواره استرو A، بسته ابزاری سچی استفاده شده و 588 حلقه در 6 تصویر متوالی مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلید واژگان: خورشید، تاج، حلقه، ردیابی، ممان، ناوردایی، زرنیک، شبکه عصبی
    S. Taran, H. Safari
    In this paper, the method of identifying of the similar solar flux tubes from image sequence EUVI/STEREO is presented. Using the oriented coronal curved loop tracing, the loops of an image are labeled. Based on local maxima intensities, the width of loops is determined. The Zernike moments of each loop are calculated and fed to probabilistic network classifier. Also, 588 loops from STEREO are studied.
    Keywords: sun, corona, loop, zernike, moment, neural network
  • عفت یاحقی، امیر موافقی، محمد امین عسکری، ژیلا کریمی دیبا، نورالدین محمدزاده
    سزیم-137 یکی از شکافت- پاره ها است که معمولا بعد از حوادث هسته ای، نظیر حادثه ی فوکوشیما، همراه با ید-131 در محیط زیست انتشار می یابد. آلودگی ناشی از این رادیونوکلید با توجه به نیم- عمر حدود 30 سال آن، تا مدت زیادی در محیط زیست باقی می ماند و می تواند به راحتی وارد زنجیره ی غذایی انسان شود. با استفاده از مدل دوبخشی، نحوه ی توزیع و جذب سزیم-137 در ماهی نقره ای دریا (دیسانترارچاس لابراکس) توصیف شده است. در این مدل، بخش اول خون و بخش دوم سایر بافت ها هستند. با استفاده از روش عددی و با در نظر گرفتن پرتوزایی غذا به عنوان ورودی، معادلات این مدل حل و پرتوزایی سزیم در بخش های مختلف محاسبه شده است. با مقایسه ی این پرتوزایی با داده های تجربی گزارش شده، ضریب های انتقال بین بافتی ماهی به دست آمد که با ضریب های انتقال محاسبه شده به وسیله ی نرم افزار COMKAT نیز مقایسه شدند؛ اختلاف حدود %2 بود. سپس با تغییر ضریب های انتقال، دسته منحنی های جذب سزیم-137 و مشخصات آن ها برای آموزش شبکه ی عصبی به دست آمد. آموزش شبکه با مشخصات منحنی ها، در 6 گروه انجام شد و نتایج حاصل از همگرایی شبکه نشان داد که شبکه حدود %99 پاسخ درست دارد و می توان از آن برای تخمین ضریب های انتقال بین بافتی، درصد نمکی آب و میزان پرتوزایی سزیم–137 در آب استفاده کرد.
    کلید واژگان: سزیم 137، مدل دو بخشی، ماهی نقره ای دریا، ضریب انتقال شبکه ی عصبی
    E. Yahaghi, A. Movafeghi*, M.A. Askari, G. Karimi Diba, N. Mohammadzadeh
    Cs-137 is one of the fission products that is usually released in environment after nuclear accidents. This contamination remains in environment for a long time due to long half life of Cs-137 (30 years) and can enter easily into the human food chain. A two-compartmental model was implemented to describe caesium intake and its distribution in Dicentrarchus Labrax, using a proposed differential equation model. The model included two compartments, the first compartment was the blood and the second one was the tissue. The activity of Cs-137 was undertaken in each compartment by means of a numerical method and the activity of Cs-137 was considered as an input of compartmental equations. We obtained the transfer coefficients between fish tissues by comparing the radiation curves with the actual data. In the light of the differences with the transfer coefficients, the calculation by the COMKAT software was found to be about 2%. Then, we provided the activity curves of Cs-137 and their charactristics (feature extractions) by changing the transfer coefficients and they were utilized to train the neural network. The network was trained for six data groups, and the results of the network testing had about 99% correct response, therefore it can be employed to estimate the transfer coefficients in fish tissue, the salinity range, and the activity of Cs-137 in water.
    Keywords: Caesium-137, Two-Compartmental Model, Dicentrarchus Labrax, Transfer Factors, Neural Network
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال