فهرست مطالب

علوم و فناوری دریا - سال بیستم شماره 78 (تابستان 1395)

فصلنامه علوم و فناوری دریا
سال بیستم شماره 78 (تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/18
  • تعداد عناوین: 9
|
  • رئوف مبشری*، یحیی فطرسی صفحات 1-10
    در این تحقیق بررسی ترمومکانیکی و شبیه سازی یک موتور اشتعال جرقه ای 4 سیلندر تنفس طبیعی با هدف برسی اثر کاسه پیستون بر عملکرد و همچنین میزان آلاینده های تولیدی موتور مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، با بررسی تمام تنش های وارده بر پیستون و طبقه بندی آنها در قالب دو دسته حرارتی و مکانیکی، به مطالعه و تعیین میزان تنش های وارده بر پیستون پرداخته شده است.. تنش های حرارتی شامل تغییرات دما بر اثر احتراق و انتقال حرارت و تنش های مکانیکی در اثر فشار ناشی از احتراق و اینرسی بوده که در نهایتا توسط اصل برهم نهی اثرات این تنش ها در پیستون بررسی و محاسبه شده است. همچنین پس از تطبیق شرایط عملکردی موتور پایه با نتایج آزمایشگاهی، پارامترهای موثر بر میدان های سرعت جریان و میزان آلاینده های اکسیدهای نیتروژن و منواکسید کربن در دو طرح پیشنهادی از کاسه پیستون در کنار طرح موتور پایه مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: موتور اشتعال جرقه ای، تنش مکانیکی و حرارتی، عملکرد موتور، کاسه پیستون، آلاینده موتور
  • سید محمدرضا موسوی میرکلایی *، مریم موسوی موید صفحات 11-18
    در این مقاله، پس از بررسی موقعیت یابی بر اساس تلفیق GPS و GLONASS، راهکاری جهت افزایش دقت مکان یابی سیستم های تلفیقی ارائه شده است. به منظور بهره گیری از سیستم های GNSS مختلف، تحقیقاتی در زمینه ترکیب اندازه گیری های GLONASS و GPS انجام شده است که نشان می دهد افزودن اندازه گیری های GLONASS به سیستم GPS، بهبود اندکی در دقت موقیت یابی داشته است. دلایل اصلی شناخته شده برای کم بودن این تاثیر، خطای تولیدات GLONASS و یا محدودیت تعداد ماهواره های GLONASS در دسترس می باشند. در این تحقیق در روند محاسبه موقعیت مکانی تلفیقی، جهت تخمین موقعیت از روش فیلتر کالمن استفاده شده است. از آنجائیکه در این تخمین وضعیت های GPS و GLONASS به صورت جداگانه بروزرسانی می شوند، امکان وزن دهی به مشاهدات ماهواره ها به صورت مستقل فراهم می شود. در راستای بهبود دقت موقعیت یابی، در فرآیند محاسبه بهره فیلتر کالمن از یک سیستم فازی با ورودی داده فاز حامل در باند L1 و یا باند L2 مربوط به ماهواره GLONASS جهت وزن دهی مشاهدات GLONASS استفاده شده است. بررسی و ارزیابی افزایش دقت موقعیت یابی با استفاده از فیلتر کالمن فازی، بر روی چندین مجموعه داده RINEX در شرایط GPS نویزی انجام و نتایج آزمون ها و شبیه سازی ها در این مقاله ارائه شده است. بر اساس این نتایج اعمال تغییرات فازی در ساختار فیلتر کالمن، متوسط خطای موقعیت یابی را از 16 به 10 متر کاهش داده است.
    کلیدواژگان: GPS، GLONASS، فیلتر کالمن، سیستم فازی، ناوبری و مشاهدات
  • فاطمه دارابی تبار*، سیدعلی اکبر هدایتی صفحات 19-26
    هدف از این مطالعه ارائه راه کاری به منظور جلوگیری از رشد بارناکل ها در بدنه کشتی ها و تاسیسات دریایی می باشد. بارناکل ها و رسوبات زیستی برای صنایع دریایی مشکلاتی را ایجاد می کنند و سالانه باعث زیان های اقتصادی فراوانی می شوند. بسیاری از مولکول-های خاصی به عنوان لاکتون ماکروسیکلیک (ایورمکتین) شناخته شده اند. که به طور معمول توسط باکتری خاصی تولید می شوند. هنگامی که این مولکول ها با پوشش ضدخزه ترکیب شوند، مانع از رشد بارناکل ها می شوند. لاکتون ماکروسیکلیک می تواند جایگزین مس در پوشش های ضد خزه شود. یکی دیگر از ترکیبات مهار کننده، Catemines و نانوذرات پنتواکسید وانادیوم که به عنوان روش های جدید که مانع از رشد جلبک و باکتری می شود. برای انتخاب سیستم رنگ مناسب باید به عوامل طراحی و کاربری و محیطی نیز توجه نمود.
    کلیدواژگان: بارناکل، لاکتون ماکروسیلیک، پوشش ضدخزه، بدنه کشتی ها، رسوبات زیستی
  • قدیر الله مرادی، روزبه پناهی* صفحات 27-41
    به گل نشستن کشتی به عنوان یکی از سوانح عمده دریایی، همواره حمل و نقل دریایی را تهدید می نماید. پیامدهای این رویداد می تواند تاثیر فاجعه باری بر جامعه، اقتصاد و محیط زیست داشته باشد. از آن جایی که ریسک در یک تعریف عمومی به صورت حاصل ضرب فرکانس وقوع در پیامد وقوع محاسبه می شود، این مقاله با هدف آشنایی با محاسبه ریسک برخورد با بستر دریا، به تشریح دو مفهوم فرکانس وقوع و پیامد وقوع پرداخته و بر این اساس، مدل هایی که تاکنون برای ارزیابی ریسک به گل نشستن کشتی توسعه یافته اند را مرور کرده و از منظر مدیریت ریسک تحلیل نموده است. عدم قطعیت در خروجی، عدم و جود قابلیت به روزرسانی در صورت به دست آمدن اطلاعات تازه و یا نیاز به پیاده سازی متغیرهای جدید، عدم و جود قابلیت تطابق با موقعیت ها و شناورهای جدید، عدم وضوح عوامل تاثیرگذار و عدم وجود قابلیت در ساماندهی متغیرهای پویا، از جمله نقاط ضعفی هستند که مدل های موجود حداقل یک و یا تعدادی از آن ها را دارا هستند.
    کلیدواژگان: مدیریت ریسک، ارزیابی ریسک، حمل و نقل دریایی، ایمنی، به گل نشستن کشتی
  • مهدی پاشا زانوسی، مجید یوسفی*، حسین کفاش حق پرست صفحات 42-46
    با توجه به محدودیت منابع در شبکه های حسگر بی سیم، افزایش طول عمر این شبکه ها با کاهش مصرف انرژی همواره موردتوجه بوده است. انرژی گره ها بیشتر برای ارسال اطلاعات به ایستگاه مرکزی مصرف می شود، که در مسیریابی پی در پی بر مبنای خوشه بندی، این مسئولیت بر عهده سرخوشه ها می باشد که این امر موجب افزایش مصرف انرژی در سرخوشه ها می شود. برای دیرتر تمام شدن انرژی سرخوشه ها، در سال های اخیر، شبکه با ایستگاه مرکزی متحرک پیشنهادشده است. در این مقاله الگوریتمی جدید با استفاده از منطق فازی ارائه نموده ایم که در آن ایستگاه مرکزی روی یک مسیره دایرهای پیش فرض با اندازه ثابت و با گام های مختلف حرکت می کند و با انجام شبیه سازی تاثیر افزایش و کاهش گام حرکت موردبررسی و تحلیل قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: ایستگاه مرکزی، شبکه های حسگر بی سیم، طول عمر، منطق فازی
  • هادی امیری* صفحات 47-54
    در این مقاله به بررسی روش های جدید تخمین بهره و فاز سنسورهای آرایه اختلال یافته پرداخته می شود. عموما بهره و فاز سنسورهای صوتی مانند هیدروفن در هنگاه بهره برداری دچار تغییر نسبت به مقادیر اولیه می گردد. در این مقاله در دو حالت مجزای وجود سیگنال کالیبراسیون و با وجود هدف قوی و ضعیف در محیط به بررسی و تخمین مشخصات بهره و فاز سنسورها می پردازد. در حالت اول، به کمک سیگنال کالیبراسیون و با در نظر گرفتن مدل آرایه در دو حالت عمومی و پیشرفته، بهره و فاز اختلال یافته به دست خواهد آمد. در سناریوی دوم، با وجود هدف قوی، علاوه بر تخمین سمت آن، ماتریس مشخصات بهره و فاز آرایه تخمین زده می شود. در نهایت به کمک شبیه سازی روش ها، قابلیتها و میزان کارایی آنها ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: آرایه، سنسور، بهره، فاز، کالیبراسیون
  • احمد پوراحمد، سجاد فردوسی*، حمیدرضا شاه محمدی صفحات 55-64
    همجواری هفت استان گیلان، مازندران، گلستان، بوشهر، خوزستان، هرمزگان و سیستان و بلوچستان با دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان و برخوردار بودن از سواحل طولانی حاکی از ظرفیت بسیار بالای کشور در امر گردشگری دریایی است. بر این اساس هدف از این نوشتار، بررسی شاخص های گردشگری دریایی در استان های ساحلی ایران می باشد. نوشتار حاضر از نوع توصیفی- تحلیلی می باشد و داده ها به روش کتابخانه ای جمع آوری گردیده است. تجزیه و تحلیل داده ها با روش SAW و جهت وزن دهی به شاخص ها از روش AHP استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استان هرمزگان با بیشترین سطح برخورداری از شاخص های گردشگری دریایی، نسبت به سایر استان ها در وضعیت مطلوب تری قرار دارد. پس از آن به ترتیب خوزستان، مازندران، بوشهر، گیلان، سیستان و بلوچستان و در نهایت استان گلستان رتبه های دوم تا هفتم را از لحاظ برخورداری از شاخص های گردشگری دریایی دارا می باشند. بنابراین می بایست در تدوین سیاست های ملی و منطقه ای، توجه ویژه ای را نسبت به استان های محروم تر داشت تا بتوان با بهره مندی از پتانسیل بالقوه آن ها در زمینه گردشگری دریایی، بسترهای توسعه اقتصادی آن ها را فراهم آورد. روشن است که پیش از هر اقدامی نیاز به برنامه ریزی است. هر گونه برنامه ریزی نیز در مرحله اول نیاز به آمارها و شاخص های کمی و کیفی دارد. امید است که با کامل شدن این فرایند بتوان افقی روشن را در گردشگری دریایی ایران متصور بود.
    کلیدواژگان: گردشگری، دریا، ساحل، استان های ساحلی
  • سید محمدرضا موسوی*، مسعود کاوه، محمد خویشه صفحات 65-74
    با توجه به پیچیدگی فیزیکی اهداف سوناری و شباهت بسیار زیاد کلاتر با اهداف واقعی در سونار فعال، دسته بندی آن ها یکی از مسایل چالش برانگیز برای پژوهشگران و صنعت گران این حوزه است. شبکه های عصبی چند لایه، یکی از پرکاربردترین ابزار در دسته بندی اهداف واقعی می باشند. می توان از آموزش به عنوان مهم ترین بخش این شبکه ها اشاره نمود. در سال های اخیر استفاده از الگوریتم های تکاملی برای آموزش این نوع شبکه ها بسیار مرسوم گشته است. هدف این مقاله، استفاده از الگوریتم بهینه شده مبتنی بر جغرافیای زیستی با نرخ مهاجرت تعدیل شده، برای آموزش شبکه های عصبی چند لایه به منظور دسته بندی اهداف سوناری می باشد. قدرت اکتشاف و بهره برداری نسبی کم، از جمله ضعف های الگوریتم استاندارد بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی است. مهاجرت، جهش و نخبه گرایی، سه عملگر اصلی این الگوریتم می باشند. عملگر مهاجرت مهم ترین نقش را (به اشتراک گذاشتن اطلاعت) در این الگوریتم ایفا می کند. این مقاله نوع جدیدی از عملگر مهاجرت را برای الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی ارائه می دهد، به طوری که هر زیستگاه اطلاعات را با روشی متفاوت و به صورت تعدیل شده، از دیگر زیستگاه ها می پذیرد. شبیه سازی و مقایسه نتایج نشان می دهند که روش پیشنهادی در این مقاله، دارای دقت دسته بندی بالاتر و سرعت همگرایی بیشتر نسبت به دیگر الگوریتم های تکاملی از جمله الگوریتم استاندارد بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی می باشد.
    کلیدواژگان: کلاتر، شبکه عصبی، دسته بندی اهداف سوناری، الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی، نرخ مهاجرت تعدیل شده
  • رسول فاخته بلسی، حبیب قربانی نژاد* صفحات 75-78
    در این مقاله یک آنتن محفظه ای تشدیدی ساده ی با بهره بالا با استفاده از سطوح انتخاب گر فرکانس به عنوان رولایه ارائه شده است. در طرح پیشنهادی از یک لایه سطح انتخاب گر فرکانس به عنوان رولایه استفاده شده است که از پچ های مربعی شکل 10*10 واقع بر زیر نوار دی الکتریکی تشکیل شده تا خاصیت انعکاسی از خود نشان داده و باعث افزایش بهره و جهت دهی آنتن پیشنهادی شود. یک آنتن شکافی موجبری به عنوان تغذیه اولیه برای ساختار کلی آنتن در نظر گرفته شده است. آنتن پیشنهادی دارای پهنای باند 4/17 درصد و بهره 5/15دسی بل بوده و از بازده بسیار بالایی در حدود 98 درصد برخوردار است.
    کلیدواژگان: آنتن شکافی موجبری، فبری پروت، سطوح انتخاب گر فرکانس، آنتن محفظه ای تشدیدی
|
  • R. Mobasheri *, Yahya Fotrosy Pages 1-10
    In this research, the thermomechanical analysis and the CFD simulation of a four cylinders natural aspirated Spark Ignition (SI) engine has been carried out in order to investigate the effects of piston bowl on engine performance and the pollutant emissions of the engine. For this purpose, the effects of the entire stresses on the piston have been studied by classify them into two categories including thermal and mechanical stresses. The thermal stresses, that include the thermal changes due to the combustion process and the heat transfer, as well as the mechanical stresses, that include the pressure due to combustion and inertia, have been analyzed and calculated by applying the superposition principle. In addition, after validation between the baseline engine and the experimental results, the important parameters on velocity contours, the oxides of nitrogen (NOx) and carbon monoxide (CO) have been studied in the two proposed sketch of piston bowl beside the baseline case.
    Keywords: SI Engine, Mechanical, thermal stresses, Engine performance, Piston bowl, Pollutant emissions
  • S.M. Mousavi *, M. Mousavi Pages 11-18
    In this paper, after reviewing the positioning based on the combination of GPS and GLONASS, a solution is provided for increasing the accuracy of positioning with integrated systems. In order to taking advantage of different GNSS systems, some researches carried out in the field of combination of GPS and GLONASS measurements. The investigations show that addition of GLONASS system measurements to GPS, have a slight improvement in positioning accuracy. The main known reasons for this little effect are limited number of available GLONASS satellites and GLONASS generations error. In this study, in the process of calculating integrated positioning, Kalman filter estimator method is used to estimate the position. Since state estimation of GPS and GLONASS update individually in this method, it is provided weighting satellites observations independently. In order to improve the positioning accuracy, in the process of calculation Kalman filter gain, a fuzzy system is used based on input data of carrier phase in L1 or L2 band for GLONASS satellites. This input can provide weighting the observations of GLONASS satellites. Increasing the accuracy of positioning by using fuzzy Kalman filter is investigeted on several data sets of RINEX format in GPS noise conditions. Assessment, simulation and test results are presented in this paper. According to the results of changing the structure of the Kalman filter by adding fuzzy system, average positioning error is reduced from 16 to 10 meters.
    Keywords: Fuzzy system, GLONASS, GPS, Kalman Filters, Navigation, Observation
  • Fatemeh Darabitabar*, Seyyed Aliakbar Hedayati Pages 19-26
    The aim of this study is to provide a mechanism to prevent the growth of barnacles on ship hulls and marine installations. Barnacles and biological deposits can cause problems for the offshore industry and annually causes economic losses are great. Macrocyclic lactones as many specific molecules (ivermectin) have been identified. Are produced by certain bacteria that normally. When these molecules are combined with antifouling coatings prevent the growth of barnacles are. Macrocyclic lactones can be replaced by copper in antifouling coatings. Another inhibitor compounds, Catemines vanadium pentoxide nanoparticles as new ways to prevent the growth of algae and bacterial. To select the appropriate color system designers and users and environmental factors must be considered.
    Keywords: Barnacles, Macrocyclic lactones, antifouling coatings, Ship hulls, Biological deposits
  • Gh Allahmoradi, R. Panahi * Pages 27-41
    Ship grounding accidents; as one of the major types of maritime accidents; are significant failures putting in danger maritime transportation systems. Here, risks associated with such failures could be catastrophic for the system, society and the environment. So, its evaluation as well as its management importance is a clear cut. Since risk is generally defined as a product of the probability and the consequence of an accident, this article with the aim of explaining the basics, provides the concepts. Besides, existing risk models developed for ship grounding risk analysis are discussed from a risk management perspective. Uncertainty in output, difficulties with updating for new information or new variable, weakness in adaptability with new situations, opacity in variables interaction as well as implementing dynamic variables are among problems with such risk assessment models.
    Keywords: Risk management, risk evaluation, maritime transport, safety, grounding
  • M. Pashazanusi, M. Yousefi *, H. Kaffash Pages 42-46
    Due to resource constraints in wireless sensor networks, always the increasing the lifetime of these networks by reducing the energy consumption have been attractived. Most energy of a network’s node is consumed to transmit data to the base station. In iterative routing based on clustering, only cluster heads transmit data to the base station which decreases heads’ energy drastically. in recent years, For decrease of consuption energy of cluster heads, mobile network base station is proposed.In this paper, presented a new algorithm using fuzzy logic which the the central station moving on a circular path with fixed size and different steps and with simulation the effect of increasing and decreasing step motion is analyzed.
    Keywords: Base station, Wireless Sensor Networks, life time, Fuzzy logic
  • H. Amiri * Pages 47-54
    In this paper, we consider two new methods of estimation of gain and phase of sensors in a perturbed array. Usually, the gain and phase of sensors such as hydrophone in using, are changed form nominal values. This paper concludes two different method as using calibration signal and in which strong and weak signal is received. First method, using calibration signal and based on two data model so general and improved approach, gain and phase are computed. In last scenario,the strong target is exist and direction of arrival of the target and so the matrix of gain and phase of sensors are estimated. Using simulation, the capabilities of methods are showed.
    Keywords: array, sensor, gain, phase, calibration
  • A. Pourahmad, S. Ferdusi * Pages 55-64
    Neighbourly Seven province of Gilan, Mazandaran, Golestan, Bushehr, Khuzestan, Sistan and Baluchestan, Hormozgan and with the Caspian Sea, Persian Gulf and Oman Sea And having a long coastline, showed a high potential in the field of nautical tourism. In this regard The purpose of this paper is Investigation nautical tourism indicators in the coastal provinces of Iran. This article is descriptive-analytical and data collected by the library. Data analysis via method of SAW and to give weight to factors AHP method is used. The results of this study show that Hormozgan province with the highest levels of nautical tourism indicators, relative to other provinces, the situation is more desirable. Then respectively provinces of Khuzestan, Mazandaran, bushehr, Gilan, Sistan and Baluchestan and eventually Golestan province have second to seventh ranks in terms of nautical tourism indicators. Therefore should pay special attention to deprived provinces in the formulation of national and regional policies to provide a substrates for their economic development with the benefit of their potential in the field of nautical tourism. It is clear that before any action needs to be planned. Any plan needs in the first phase to quantitative and qualitative statistics and indicators. It is hoped that with the completion of this process in the near future, can be imagine a bright future in the nautical tourism of Iran.
    Keywords: tourism, sea, beach, coastal provinces
  • S.M. Mousavi *, M. Kaveh, M. Khishe Pages 65-74
    Clutter is physically very similar to the real sonar targets in active sonar. So classification and detection of the real targets from the clutter is a complex and challenging problem for the researchers. One of the most applicable instruments to classify sonar datasets is Multi-layer Perceptron Neural Network (MLP NN). Learning is a vital part of all NNs. The use of heuristic and meta-heuristic algorithms is recently becoming very popular. This paper proposes a new migration operator in Biogeography-based Optimization (BBO) for training an MLP NN. Poor balance of exploration and exploitation is the weakness of original version of BBO. Migration, mutation and elitism are three operators in BBO. Migration operator is responsible for the information sharing among candidate solutions (islands). In this way, the migration operator plays an important role for the design of an efficient BBO. This paper proposes a new migration operator in BBO. The obtained BBO shows better diversified search process and hence finds solutions more accurately with high convergence rate. The simulation results indicate that new porposed migration model (modified BBO) has faster convergence speed and greater classification rate than other meta-heuristic algorithms.
    Keywords: Bbo, Sonar Data Set Classification, Clutter, Mlp Nn, Modified Migration
  • R. Fakhteh, H. Ghorbani Nejad* Pages 75-78
    A novel compact, simple and high-gain resonant cavity antenna (RCA) using one layer frequency selective surface (FSS) as its superstrate is presented. In the proposed design, one layer FSS superstrate consisting of 10*10 rectangular patch cells, printed on the bottom of the rectangular dielectric slab is designed to be highly reflective to achieve gain and directivity enhancement. A waveguide slot antenna is used as a primary feed for the configuration. For the proposed antenna, a common frequency bandwidth of 17.4 % for S11 £ -10dB and peak gain 15.5 dBi is obtained. The cavity reflex antenna exhibits a good efficiency of 98%.
    Keywords: Waveguide Slot Antenna, Fabry, Perot, Frequency Selective Surface, Resonant Cavity Antenna