فهرست مطالب

دریا فنون - سال چهارم شماره 3 (پیاپی 9، پاییز 1396)
  • سال چهارم شماره 3 (پیاپی 9، پاییز 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/10/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقاله پژوهشی
  • سید محمدرضا موسوی *، محمدحسین بیسجردی صفحات 1-17
    در این مقاله ساختار گیرنده مستقیم 84 گیگاهرتز برای یک سامانه دریافت امواج پسیو، طراحی و شبیه سازی می گردد. با استفاده از قطعات متنوع تعریف شده در کتابخانه DSP، مراحل سخت افزاری بخش پردازش سیگنال در سامانه دریافت امواج پسیو را شبیه سازی نموده و ارزیابی دقیق تر و کامل تری از عملکرد سیستم مورد نظر ارائه گردیده است. میان بهره ولتاژ خروجی فیلتر پایین گذر در حدود 933 میکروولت و میان بهره ولتاژ خروجی ADC در حدود mV84/1 می باشد که به ازای اختلاف دمای یک کلوین، اختلاف ولتاژ nV516 در خروجی فیلتر پایین گذر و اختلاف ولتاژ تقریبا 1 میکروولت در خروجی ADC، برای سیستم طراحی شده در سرعت نمونه برداری 125 کیلو نمونه بر ثانیه، مشاهده می گردد. با توجه به بهره مبدل دیجیتالی، اختلاف میان بهره محاسبه شده تنها در حدود nV32 می باشد. از اینرو می توان نتیجه گرفت که فرآیند تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال با دقت بالایی صورت گرفته است. در ادامه، به منظور ارزیابی سامانه طراحی شده، خروجی تصویری که از سامانه طراحی شده به دست آمده، تشکیل می گردد. پس از تشکیل تصویر، به دلیل خاصیت تاری ذاتی تصاویر موج میلیمتری فرآیندهای اصلاح و بهبود کیفیت دیداری تصویر بر روی تصویر به دست آمده، اجرا می شود. در قسمت پردازش تصاویر، پیشنهادهای جدیدی برای سوپررزولوشن، فیوژن و ترتیب اعمال آن ها ارائه گردید. روش های ذکر شده بر روی تصاویر خروجی و شبیه سازی شده پیاده گردیده و منجر به بهبود تصاویر خروجی شد. این بهبود در سوپررزولوشن به صورت بهبود تشخیص لبه های اجسام پنهان شده بوده و در فیوژن با معیار Qabf تا 10 درصد بهبود کیفیت نسبت به آخرین روش ها، مشاهده شد.
    کلیدواژگان: رادیومتر، موج میلیمتری، سوپررزولوشن، فیوژن
  • عباس صفاری، مجید آقابابایی* صفحات 18-28
    هدف از این مقاله انتخاب مجموعه ای از حسگرها در زیردریایی هوشمند بدون سرنشین به گونه ای است که علاوه بر کمینه کردن میزان انرژی مصرفی، بوسیله ی کم کردن پیچیدگی زمان پردازش اطلاعات نیز کاهش یابد. همواره یک تناظر یک به یک بین قابلیت کاری و منبع انرژی وجود دارد. از جمله چالش هایی که زیردریایی های هوشمند بدون سرنشین با آن روبرو هستند منابع انرژی محدود آن ها می باشد. تنها منبع انرژی در زیردریایی های هوشمند بدون سرنشین باتری ها هستند. با توجه به اینکه شارژ کردن باتری ها در اعماق دریا غیرممکن است، ناگزیر به صرفه جویی در مصرف انرژی می باشیم. موثرترین راه برای صرفه جویی در مصرف انرژی انتخاب هوشمندانه ی مجموعه ای از حسگرها به گونه ای می باشد که با کمترین تعداد حسگر، بیشترین کارآیی را بدست آوریم. از این رو از شبکه ی عصبی به عنوان تابع بهینه ساز و همچنین از الگوریتم اجتماع عنکبوت ها که در پیدا کردن بهینه عمومی و رسیدن به همگرایی بسیار قدرتمند است، استفاده می کنیم. خواهیم دید که این الگوریتم با پیدا کردن بهینه عمومی و رسیدن سریع به همگرایی قادر است کمترین تعداد حسگر را در مجموعه ی حسگر انتخاب کند. در پایان نتایج شبیه سازی با الگوریتم مبتنی بر جغرافیای زیستی، الگوریتم مبتنی بر جغرافیای زیستی بهینه شده با نقشه های آشفته، الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم فاخته ذرات مقایسه می شود. نتایج حاصله حاکی از آن است که عملکرد الگوریتم اجتماع عنکبوت ها در مقایسه با الگوریتم های دیگر و در حالت زیرسطحی کارآیی بهتری دارد و قادر است زمان پردازش را به 8/1 ثانیه برساند. همچنین مصرف انرژی را به میزان 1/7 کیلووات ساعت کاهش می دهد. این امر سبب می شود 5/106 دقیقه به زمان دریانوردی اضافه گردد.
    کلیدواژگان: انتخاب حسگر، شبکه عصبی، الگوریتم اجتماع عنکبوت ها، تابع بهینه ساز
  • آرش محبوبی دوست، روزبه شفقت*، علی حاجی آبادی، سید مهدی حسینی، حمید کاظمی مقدم صفحات 29-46
    در شناورهای تندروی کاتاماران، روش های گوناگونی برای کاهش درگ و به دنبال آن افزایش سرعت عملیاتی به کار گرفته می شود. استفاده از هیدروفویل یکی از روش های موثر کاهش درگ شناخته می شود. هدف این پژوهش انتخاب هیدروفویل مناسب برای یک شناور کاتاماران می باشد که این انتخاب در چهار مرحله صورت گرفته است. ابتدا 48 هیدروفویل استاندارد از سری ناکا و اپلر انتخاب و به صورت تک فاز در زوایای حمله گوناگون مورد بررسی قرار گرفتند. سپس با انتخاب نسبت لیفت به درگ به عنوان پارامتر هدف، چهار هیدروفویل برتر انتخاب گردید و تحت شرایط جریان سه بعدی و سطح آزاد در نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شدند، که حاصل آن انتخاب دو تا از موثرترین هیدروفویل ها بود. در گام بعدی، این دو هیدروفویل با در نظرگرفتن کاویتاسیون مدل سازی شدند. در نهایت یک هیدروفویل منتخب برای شناور کاتامارن ارائه گردید که توانایی تامین لیفت موردنیاز تحت شرایط سطح آزاد و کاویتاسیون را دارد.
    کلیدواژگان: جریان سطح آزاد، شناورکاتاماران، کاویتاسیون و هیدروفویل
  • بررسی آزمایشگاهی رفتار هیدروالاستیک یک سکوی شناور با استفاده از مدل هیبریدی
    سید حامد شکیب*، محمد جواد خانجانی، حمید شجاع رستگاری صفحات 47-60
    در مطالعات پیشین، مدلسازی تجربی سکوی شناور از دو جهت دارای اهمیت بوده است: 1- صحت سنجی روش های عددی مورد استفاده در حل مسئله مورد نظر. 2- ساخت مدل آب های عمیق با سیستم مهاری قطع شده. در این مطالعه پس از بدست آمدن ابعاد مناسب کابل قطع شده از روش عددی، به بررسی آزمایشگاهی رفتار هیدروالاستیک یک سکوی شناور تحت اثر نیروی موج پرداخته شد و در این راستا مطالعات تجربی و عددی اخیر مورد استفاده قرار گرفت. مدل با مقادیر بهینه مربوط به ابعاد سیستم مهار، تحت سه نوع موج سینوسی و دو طیف نامنظم با دامنه و پریودهای مختلف در دو عمق آبخور متفاوت قرار گرفته و مجموعا 36 تست تولید شد. بر اساس شرایط آزمایشگاهی برای مدلسازی آب های عمیق، مقیاس یکصدوبیستم انتخاب شد. به منظور برونیابی صحیح نتایج مدل سیستم مهاری در حالت قطع شده به نتایج عمق واقعی، روش دو مرحله ای هیبریدی (آزمایش و روش عددی آفلاین) استفاده شد و نتایج بدست آمده برای تعیین ابعاد لازم کابل سیستم مهاری مورد استفاده در آزمایشگاه، بکار رفت. بر اساس یافته های قبلی، آزمایشات دریایی در مقیاس حدود یک پنجاهم مورد اطمینان بوده و برای مدل های کوچکتر، صحت سنجی نتایج لازم بنظر می رسد. در این راستا نتایج بدست آمده با یافته های مطالعات پیشین صحت سنجی شد که نشان از تایید مدلسازی سکو و نحوه مهاربندی آن در آزمایشگاه است.
    کلیدواژگان: سکوی شناور، مدل آزمایشگاهی، نیروی موج، پاسخ هیدروالاستیک، سیستم مهاری
  • ارزیابی قابلیت اعتماد موج شکن های توده سنگی در برابر گسیختگی ناشی از روگذری امواج
    حمید احمدی*، آرش نیک نژاد صفحات 61-73
    گسیختگی ناشی از روگذری، بر اثر سرریز شدن بیش از حد مجاز آب از روی تاج موج شکن رخ می دهد. مدل های متعددی برای پیش بینی روگذری موج در انواع مختلف سازه های ساحلی ارائه شده است. تحلیل قابلیت اعتماد سازه با لحاظ کردن عدم قطعیت های موجود در شرایط محیطی و پاسخ سازه، درک بهتری از این مدل ها در اختیار طراح سازه گذاشته و این امکان را فراهم می سازد که توازن مناسبی بین تراز ایمنی سازه و هزینه پروژه ایجاد گردد. در این مقاله، قابلیت اعتماد موج شکن های توده سنگی در برابر گسیختگی ناشی از روگذری امواج با استفاده از 5 روش مختلف بررسی و مورد مقایسه قرار گرفته و در هر حالت، مقادیر شاخص قابلیت اعتماد و احتمال گسیختگی به دست می آیند. نقش پارامترهای مختلف به صورت کیفی و کمی روی احتمال گسیختگی بررسی شده و این پارامترها به لحاظ میزان اهمیت رتبه بندی می شوند. در نهایت با استفاده از تحلیل رگرسیون غیر خطی و بر مبنای نتایج به دست آمده از تحلیل قابلیت اعتماد، رابطه ای برای تعیین فاصله آزاد بر حسب تراز ایمنی هدف پیشنهاد می شود. با استفاده از این رابطه، می توان مقدار فاصله آزاد را برحسب شاخص قابلیت اعتماد، احتمال گسیختگی، و حساسیت این دو پارامتر نسبت به هزینه تعیین نمود. نتایج نشان دادند که مهم ترین پارامتر تاثیرگذار در نتایج تحلیل قابلیت اعتماد موج شکن توده سنگی در برابر گسیختگی ناشی از روگذری، ارتفاع موج شاخص () است. تحت اثر امواج شکنا، تیزی موج در مقایسه با دبی روگذری مجاز تاثیر بیشتری روی شاخص قابلیت اعتماد موج شکن توده سنگی در برابر گسیختگی ناشی از روگذری دارد. در حالی که تحت اثر امواج ناشکنا، تاثیر دبی روگذری مجاز بیشتر است. پس از سه پارامتر ارتفاع موج شاخص، تیزی موج، و دبی روگذری مجاز، به ترتیب ضریب ، ضرایب اصلاحی کاهنده ()، و شیب موج شکن () به لحاظ تاثیرگذاری روی احتمال گسیختگی در رتبه های چهارم تا ششم قرار دارند.
    کلیدواژگان: موج شکن توده سنگی، روگذری موج، ارزیابی قابلیت اعتماد، تحلیل حساسیت، فاصله آزاد، رگرسیون بیزی
  • شبیه سازی ارتفاع موج دریا با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری در منطقه چابهار
    سعید اکبری فرد*، علی محمد آخوندعلی صفحات 74-85
    با توجه به اثرگذاری امواج دریا بر فعالیت های دریایی، به بررسی ارتفاع موج و تاثیر عوامل مختلف بر این متغیر در منطقه چابهار پرداخته شد. در این پژوهش از روش الگوریتم چرخه آب (WCA) برای پیش بینی ارتفاع موج در دو بازه زمانی ساعتی و روزانه، استفاده شده است. به این منظور از اطلاعات ارتفاع امواج طی سال های آماری 1386 تا 1390، برای شبیه سازی روزانه و آمار ماه های بهمن و اسفند سال 1385 برای شبیه سازی ساعتی استفاده شد. نتایج حاصل از الگوریتم WCA با نتایج الگوریتم های گروه ذرات (PSO) ، رقابت استعماری (ICA) ، جستجوی هارمونی (HS) و ژنتیک (GA) مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان داد الگوریتم چرخه آب در هر دو بازه ساعتی و روزانه عملکرد بهتری داشته، به طوری که، ضریب تبیین (R2) ، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) ، شاخص توافق ویلموت (d) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) به ترتیب برابر 9506/0، 0697/0، 9871/0 و 0473/0 برای شبیه سازی ساعتی و 8593/0، 1715/0، 9611/0 و 1088/0 برای بازه روزانه حاصل شد. مقایسه نتایج بدست آمده، حاکی از عملکرد مناسب الگوریتم چرخه آب در شبیه سازی ارتفاع موج برای این منطقه بوده است.
    کلیدواژگان: ارتفاع موج دریا، پیش بینی، الگوریتم چرخه آب، چابهار
  • استفاده از الگوریتم علف های هرز برای حل مسئله تخصیص پهلوگاه های اسکله به کشتی ها در بنادر کانتینری
    محمد محمدپور عمران، سید فرزاد حسینی* صفحات 86-97
    سرعت حمل و نقل نقش مهمی را در تجارت جهانی دارد از این رو مهم ترین هدف پایانه کانتینری افزایش کارایی و کاهش تاخیر در خروج کشتی ها از اسکله است. زمان بیکاری یک کشتی به کارایی زمان بندی اسکله و چگونگی تخصیص منابع بستگی داشته که مدیریت مطلوب منابع پایانه موجب افزایش کارایی بنادر می شود. زمان پهلوگیری کشتی ها می تواند به عنوان معیار اصلی در جهت افزایش کارایی پایانه های کانتینری در نظر گرفته شود. عملیات تخصیص کشتی ها به اسکله به عنوان اولین و اصلی ترین تصمیم عملیاتی در اکثر پایانه های کانتینری شناخته می شوند. در این مقاله پس از بررسی مسئله تخصیص پهلوگاه های اسکله به کشتی ها، مدل بررسی شده با استفاده از الگوریتم علف های هرز حل شده است. در انتها کارایی الگوریتم پیشنهادی با نتایج حاصل از نرم افزار تجاری GAMS مقایسه شده و نتایج نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی علاوه بر کیفیت بالای نتایج، بخصوص در مسائل با اندازه بزرگ، سرعت حل بسیار بالاتری نسبت به نرم افزار GAMS دارد.
    کلیدواژگان: پایانه های کانتینری، مسئله تخصیص پهلوگاه های اسکله، الگوریتم علف های هرز
|
  • M.R. Mousavi *, M.H. Bisjerdi Pages 1-17
    In this paper, a direct radiometer system in 84 GHz are designed and simulated for Passive Millimeter Waves (PMMW). Using a variety of parts defined in the library of DSP, hardware stages of signal processing systems simulate passive reception and a more complete and accurate assessment of the system performance is presented. Then, to evaluate the designed system, output image obtained from system design is formed. After the formation of the image, due to the PMMW images are inherent blurred images, reform processes and improvement of the visual quality of images are performed. In the image processing section, new proposals for super-resolution, fusion and applied them were presented, respectively. Methods are performed on the output images and due to improve the output images. These improvements in super-resolution and fusion are edge enhancement of concealed objects and 10 percent improvement in fusion process based on Qabf criteria.
    Keywords: Radiometer, Passive Millimeter Waves, Superresolution, Fusion
  • A. Saffari, M. Aghababaie * Pages 18-28
    Always a correspondence one by one between the power source is working. Including intelligent unmanned submarines challenges they face is their limited energy resources. The only source of energy in an intelligent unmanned submarines are batteries. Given that it is impossible to charge the batteries in the depths of the sea, we are forced to conserve energy. The most effective way to save energy is a smart choice set of sensors so that the minimum number of sensors to achieve maximum efficiency. The spider assembly algorithm in finding the global optimum and achieve convergence is very powerful, we use. At the end of the simulation results and algorithm-based biogeography, biogeography-based optimization algorithm with chaotic maps, particle swarm algorithm, genetic algorithm, algorithm firefly, particle Cuckoo compared algorithms
    Keywords: sensor selection, function Optimizer, Neural network, algorithm spiders community
  • A. Mahboobi Doost, R. Shafaghat *, A. Hajiabadi, S.M. Hosseini, H. Kazemi Moghadam Pages 29-46
    In catamarans high-speed, different ways are used to reduce drag and increase operating speed. Using hydrofoil is known as an effective method to reduce drag. The aim of this research is to select an appropriate hydrofoil for a catamaran which is done in four steps. Initially, 48 standard hydrofoils are selected from the NACA and Eppler series and examined as single-phase at different angles of attack; then by choosing the lift to drag ratio as the target parameter, four superior hydrofoils are selected and simulated in FLUENT software in three-dimensional and free surface flow conditions, that ended in selection of two of the most effective hydrofoils. In the next step, these two hydrofoils has been modeled by considering cavitation. Finally, the best hydrofoil is selected and presented for catamaran which has the ability to provide required lift in the free surface and cavitation conditions.
    Keywords: Free surface flow, Catamaran watercraft, Cavitation, Hydrofoil
  • Experimental Investigation of hydro-elastic behavior of a Semi-Submercible Platform by usage of hybrid model
    S.H. Shakib *, M.J. Khanjani, H. Shojarastegari Pages 47-60
    In previous studies, experimental modeling of a semi-submersible platform has been significant from two aspects: 1- Validation of numerical methods used to solve the considered problem. 2- Setting up a deep water model using truncated mooring system. In this study, after obtaining the proper dimensions of truncated cables by usage of numerical method, experimental investigation of hydro-elastic behavior of a semi-submersible platform under the wave force was conducted and for this purpose, recent numerical and experimental studies were used. The model with optimal valuesrelated to mooring system dimensions was tested under three sine waves and two irregular spectrums with different amplitudes and periods in two various drafts and overall 39 tests were produced. According to laboratory conditions for deep water simulation, a 1:120 scale was selected. In order to correctly extrapolate the results of mooring system model in truncated condition to actual depth values, a two-stage hybrid method was used (model test and off-line numerical method) and the results were applied to determine the required dimensions for mooring systemcable used in laboratory. According to previous findings, marine experiments were accredited with scale of approximately 1:50 and the validation of results appeared necessary for smaller models. In this way, the obtained results were validated by findings of previous studies which demonstrate that the modeling of platform and its mooring method in the laboratory has been done properly.
    Keywords: Floating platform, Experimental model, hydro-elastic response, wave force, Mooring line
  • Reliability assessment of rubble-mound breakwaters against the failure induced by wave overtopping
    H. Ahmadi *, A. Niknejad Pages 61-73
  • Simulation of sea wave height using metaheuristic algorithms in Chabahar
    S. Akbarifard *, A. Akhoondali Pages 74-85
    Considering the effect of wave on marine activities in Chabahar, different factors influencing the wave height were considered in the present study. In this paper, the Water Cycle Algorithm (WCA) was used to predicting wave height in two categories, daily and hourly. For this purpose, the daily data of the year 2007-2011 and hourly data consisting of two month data of the year 2006 were employed. The results of the WCA were compared with PSO, ICA, HS and GA. The WCA had a better performance for both hourly and daily data. So that R2, RMSE, d And MAE predict 0.9506, 0.0697, 0.9871 and 0.0473 for hourly prediction and 0.8593, 0.1715, 0.9611 and 0.1088 for daily prediction respectively. The results show the high ability of metaheuristic algorithms in wave height prediction in this Region.
    Keywords: Sea Wave height, prediction, Water Cycle Algorithm, Chabahar
  • A New Optimization via Invasive Weeds Algorith for Berth Allocation Problem in Container Terminals
    M. Mohammadpour Omran, S.F. Hoseini * Pages 86-97
    Transportation speed has an important role in global trade, therefor the main purposes of a container terminal are increasing efficiency and reduction of ships departure delay from port. A ship idle time depends on efficiency of berth scheduling and containter terminal resources allocation, which the optimal management of terminals will incease efficiency of ports. The vessels service time could be used as the main factor in order to increase the efficiency of container terminals. The berth allocation to vessles are known as the first and most important decision in most container terminals. In this paper we first studied the berth allocation problem and then was evaluated the proposed model with an invasive weeds algorithm. Finally, the effectiveness of the proposed method was compared with the results of GAMS commercial software. The proposed algorithm in addition to high quality results, especially for large size problems has much higher speed than the GAMS software.
    Keywords: Container Terminals, Berth Allocation Problem, Invasive Weeds Algorithm