فهرست مطالب

هیدروفیزیک - سال ششم شماره 1 (پیاپی 10، بهار و تابستان 1399)

نشریه هیدروفیزیک
سال ششم شماره 1 (پیاپی 10، بهار و تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/06
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مریم محمدی، مهدی محمد مهدیزاده*، افشین محسنی آراسته صفحات 1-12
    مطالعه انتشار صوت و عوامل موثر در اختلال آن، به علت کاربردهای روزافزون صوت در علوم مختلف ضروری به نظر می رسد. یکی از عوامل محیطی موثر بر تغییر سرعت صوت، تغییر سرعت و جهت جریان است. تقریبا در تمام طول سال جریان ترموهالاین از روی بستر کم عمق خلیج فارس وارد دریای عمان می شود و به مناطق عمیق تر نفوذ می کند و باعث نوساناتی در دما و شوری (چگالی) و درنتیجه وارونگی سرعت صوت می شود. بنابراین تغییرات متفاوتی در مشخصه های صوتی در دریای عمان از تنگه هرمز تا نزدیک اقیانوس هند ایجاد می شود. در این تحقیق به منظور ارزیابی اثر تغییر سرعت و جهت جریان بر انتشار صوت از یک مدل ریاضی استفاده شده است. با ترکیب اثرات مکانیکی حرکت پیچک ها و انتشار صوت، یک رابطه ریاضی جدید برای انحراف سرعت صوت نسبت به زاویه در داخل بیچک به دست آمده است.با این رابطه میزان انحراف مسیر پرتوهای صوتی پس از عبور از پیچک میان مقیاس محاسبه شده است. برای سهولت، از دیگر عوامل محیطی موثر بر انتشار صوت ازجمله امواج داخلی چشم پوشی شده است. نتیجه محاسبات نشان می دهد که برحسب مکان ورود صوت به محدوده پیچک، مقدار انحراف با توجه به سرعت زاویه ای پیچک متفاوت است. همچنین در این تحقیق مقدار تغییرات اندازه سرعت صوت نسبت به زاویه انحراف برآورد شده است.
    کلیدواژگان: تغییر سرعت جریان، دما، شوری، سرعت صوت، دریای عمان
  • مهیار مجیدی*، وحید رضاعلی صفحات 13-20
    روش شناسایی و طبقه بندی رسوبات بستر دریا و رودخانه ها با ابزار آکوستیکی که بر مبنای ارسال و دریافت امواج صوتی از بستر عمل می کنند، روشی شناخته شده است. امواج صوتی بازگشتی از رسوبات ویژگی های متعددی دارند که با استخراج آن ها می توان جنس رسوبات بستر را شناسایی و طبقه بندی کرد. بدین منظور در این طرح برای بررسی رفتار آکوستیکی رسوبات، 4 نوع رسوب با دانه بندی های مختلف در بستر تانک آزمایشگاهی مهیا و امواج صوتی در 4 فرکانس 55، 60، 65 و 70 کیلوهرتز از سطح آب با دستگاه مولد امواج صوتی ارسال و امواج بازگشتی از رسوبات بستر ثبت شده است. برای بررسی داده های برداشتی با جنس رسوبات بستر، از ویژگی توان چگالی طیفی اکوها شامل دو روش پریدوگرام و برگ استفاده شده است. در روش اول پارامتر میانگین توان و در روش دوم پارامتر قدر مطلق شیب، میان کمینه و بیشینه پیک ها به عنوان دو ویژگی برای بررسی ارتباط داده ها با جنس بستر موردبررسی قرار گرفته است. نتایج بیان گر این موضوع است که پارامترهای مذکور رابطه معنادار با جنس رسوبات داشته و می توان از آن ها برای تفکیک، شناسایی و طبقه بندی رسوبات استفاده نمود.
    کلیدواژگان: سنجش ازدور آکوستیکی، شکل امواج بازتابی، رسوبات بستر دریا، توان چگالی طیفی
  • محمدرضا خلیل آبادی*، شهاب الدین شجاعی زاده، قاسم دهقانی اشکذری صفحات 21-34

    تخمین توزیع سرعت یکی از مسایل مورد توجه در بررسی دینامیک آب در دریا و رودخانه است. در این مطالعه، با استفاده از تیوری آنتروپی و به کارگیری تابع توزیع تجمعی ارایه شده، در ابتدا معادله های ارایه شده اثبات شده و درنهایت صحت سنجی این روش پیشنهادی با داده های آزمایشگاهی و رودخانه ای انجام شده است. تیوری آنتروپی با ترکیب با توابع توزیع تجمعی می تواند به خوبی به بررسی روابط متقابل پدیده های فیزیکی که دارای یک بیشینه منحصربه فردند، بپردازد. این تیوری از یک اصل کلی برای معادله بقای آنتروپی، که همانا بیشینه شدن آنتروپی در تمامی شرایط برای پایدار شدن سیستم های ترمودینامیکی است، استفاده می کند. به علاوه، با در نظر گرفتن سرعت به عنوان یک متغیر تصادفی به ارایه تابعی برای تخمین توزیع سرعت در فضای یک بعدی و دوبعدی (I∈R^2,R) می انجامد. ترکیب تیوری آنتروپی شاخص عمومی در این تحقیق استفاده شده و با تابع توزیع تجمعی ارایه شده در این تحقیق ترکیب شده است. مقایسه روش پیشنهادی با روش های موجود تخمین توزیع سرعت نشان می دهد که روش ارایه شده در این تحقیق حساسیت کمتر و انعطاف پذیری بیش تری با پارامترها داشته و دقت قابل توجهی دارد. این روش برای تمامی حالت هایی که بیشینه سرعت روی سطح و زیر سطح باشد، قابل استفاده است.

    کلیدواژگان: آنتروپی، تخمین، توزیع سرعت، رودخانه، تابع توزیع تجمعی
  • محمودرضا عباسی کاریزبالا صفحات 35-43

    یکی از مهمترین پارامترهای بیان حالت دریا امواج هستند. اطلاع از مشخه های امواج برای طرح ریزی فرآیندهای بلند مدت و نیز در اغلب فعالیت های دریایی اعم از ساحلی و فراساحلی از اهمیت زیادی برخوردار است. مایک 21 و سوان دو مدل عددی موج نسل سوم هستند که بطور گسترده ای از آن ها در مدل سازی های عددی مورد نیاز کاربری های مهندسی و تحقیقات ساحلی استفاده شده است. در این تحقیق، قابلیت های این دو مدل موج در پیش بینی مشخصه های امواچ در دو نقطه جاسک و چابهار در ناحیه شمالی دریای عمان مورد ارزیابی قرار گرفته است.  در این راستا داده های هر دو مدل با داده های میدانی بویه های موج نگار مستقر در این دو نقطه مقایسه شده و با استفاده از روش های آماری تحلیل نتایج انجام شده است. نتایج، دقت بالای این دو مدل در پیش بینی مشخصه های امواج در هر دو نقطه را نشان می دهد. در منطقه جاسک، نتایج مدل مایک نسبت به مدل سوان، همبستگی بهتری با داده های بویه جاسک دارد و از دقت بالاتری برخوردار هستند، اما پراکندگی بیشتری دارند. در منطقه چابهار نیز، از نزدیکی بسیار زیاد مقادیر اریبی و نیز خطای جذر میانگین مربعی دو مدل و از طرفی کمتر بودن ضریب پراکندگی مدل مایک در مقایسه با مدل سوان، می توان نتیجه گرفت که مدل مایک نتایج بهتری را در پیش بینی ارتفاع امواج در این منطقه ارایه می کند.

    کلیدواژگان: Mike-SW، SWAN، امواج، جاسک، چابهار، پیش بینی
  • عبدالرضا اسرار* صفحات 45-51
    آشکارسازی ناهنجاری مغناطیسی روشی غیرفعال است که با آشکار کردن ناهنجاری ها در میدان مغناطیسی زمین، به کشف اشیاء فرومغناطیسی ناشناس در محیط می پردازد. تشخیص ناهنجاری مغناطیسی مسئله ای مهم در برنامه های مختلف از جمله نظارت زمین شناسی و شناسایی نظامی است. سنسورهای آشکارش ناهنجاری مغناطیسی؛ آشفتگی های موضعی را در میدان مغناطیسی تشخیص می دهند، که می تواند برای تشخیص وجود و برآورد جایگاه اشیاء پنهان یا غوطه وری مانند زیردریایی ها و سنگ معدن استفاده شود. تشخیص زیردریایی هایی که از لحاظ صوتی بسیار بی صدا ساخته می شوند، به وسیله آشکارسازهای صوتی بسیار سخت و حتی ناممکن است. از این رو بهره مندی از سیستم های آشکارساز ناهنجاری مغناطیسی ضروری به نظر می رسد. در پژوهش حاضر در ابتدا سامانه های موجود مورد بررسی قرار گرفته، سپس به بازطراحی مکانیکی یک سامانه آشکارش ناهنجاری مغناطیسی هواپایه پرداخته شده است. در ادامه توزیع تنش در سامانه طراحی شده به وسیله نرم افزار آباکوس به روش اجزاء محدود مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد بیشینه مقدار تنش مجموعه قطعات برای شتاب عملیاتی 0/2g  برابر باMPa 88/7  است که این مقدار در واقع بسیار کمتر از تنش تسلیم ماده مورد استفاده  است. در نتیجه، در هیچ کدام از قطعات، تغییر شکل دایم ایجاد نمی شود که از قابل قبول بودن طراحی مکانیکی سامانه آشکارش ناهنجاری مغناطیسی هواپایه حکایت دارد.
    کلیدواژگان: آشکارسازی ناهنجاری مغناطیسی، طراحی مکانیکی، روش اجزا محدود
  • محمدصادق ابراهیمی، عبدالرضا کبیری عطاآبادی*، مهدی دادخواه صفحات 53-66

    روش انرژی آماری با توجه به محدودیت های سایر روش های تحلیلی از قبیل المان محدود و المان مرزی در تحلیل های صوتی و ارتعاشی مدل های مهندسی در فرکانس های بالا، به عنوان روشی مناسب در این تحلیل ها به کار گرفته می شود. این روش مبتنی بر میانگین گیری از جریان انرژی صوتی و ارتعاشی در زیرسیستم ها و روابط حاکم بر آن ها است. در این مقاله ابتدا به طور اجمالی روش انرژی آماری معرفی گردیده و سپس به معرفی و بررسی مسایل مهم در تحلیل صوتی یک ورق مرتعش با استفاده از روش انرژی آماری و نرم افزار VA One پرداخته می شود. در ادامه و پس از بررسی صحت نتایج حاصل از نرم افزار VA One عملکرد صوتی پوسته محافظ سونار با تحریک پخشا بررسی می گردد و تاثیر ضخامت و همچنین جنس پوسته محافظ سونار بر فشار آکوستیکی در فاصله مشخصی از آن مورد مطالعه قرار می گیرد. بررسی نتایج حاصل از تحلیل ها بیانگر این مطلب است که با افزایش ضخامت، عملکرد صوتی پوسته محافظ سونار در فرکانس های بالا بهبود پیدا می کند. با مشاهده نتایج حاصل از تحلیل جنس نیز می توان گفت به طور میانگین شفافیت صوتی کربن-اپوکسی و گرافیت-اپوکسی بهتر از مواد دیگر است و در بین فلزات نیز آلومینیوم عملکرد خوبی را نشان داده است.

    کلیدواژگان: تحلیل انرژی آماری، تحلیل صوتی- ارتعاشی، نرم افزار VA One، گنبد سونار
  • مسعود دستجردی*، سید روح الله عمادی صفحات 67-82
    در این مقاله، قابلیت روش تحلیل سری زمانی پراکنش کننده دایمی در تعیین نرخ و الگوی منطقه تحت تاثیر فرونشست در دشت زنجان در بازه زمانی 2003 تا 2010 محاسبه شده است. داده های راداری مورداستفاده، شامل دو مجموعه داده سنجنده ای سار ماهواره انویست شامل 17 تصویر مربوط به گذرپایین مسیر 464 و 9 تصویر برای گذربالا مسیر 228 است که پس از پردازش تصاویر با استفاده از نرم افزار استمپس آنالیز سری زمانی با روش پراکنش کننده دایمی صورت گرفت. بعد از حذف منابع خطا براساس نتایج سری های زمانی به دست آمده فرونشستی پیوسته و قابل ملاحظه ای در این منطقه مشاهده شده است. سری زمانی تداخل سنجی پراکنش کننده دایمی مربوط به مسیر بالاگذر 228 بیشینه دامنه فرونشستی حدود 40 میلی متر در سال را بین سال های 2004 تا 2010 و مسیر پایین گذر 464 بیشینه دامنه فرونشستی حدود 35 میلی متر در سال بین سال های 2003 تا 2005 را مشخص می کنند. آنالیز نتایج حاصله با اطلاعات تراز آبی منطقه در بازه زمانی مشابه نشان دهنده وابستگی شدید بین کاهش سطح آب های زیرزمینی و پدیده فرونشست است.
    کلیدواژگان: تداخل سنجی راداری، فرونشست، آب های زیرزمینی، پراکنش کننده دائمی
  • احسان یاری* صفحات 83-94
    ابرکاواک یک فرایند هیدرو دینامیکی است که در آن جسم کاملا در یک لایه گاز احاطه شده و تشکیل آن ناشی از کاویتاتور نصب شده در جلوی جسم است. شناورهای ابرکاواکی می توانند با سرعت های بالایی در آب حرکت کرده و مقاومت اصطکاکی به میزان قابل توجهی کاهش یابد. در سال های اخیر محققان، هندسه های مختلفی از کاویتاتورها در تحقیقات تیوری، عددی و تجربی موردبررسی و تجزیه وتحلیل قرار داده اند. یکی از مهم ترین کاویتاتورهای مورداستفاده در کاربردهای عملی، کاویتاتورهای دیسکی سوراخ دار است که در این مقاله مورد تحلیل قرار گرفته است. حساسیت سنجی پارامترهای هندسی و جریانی و تاثیر آن ها بر هندسه کاویتی (حباب) و میزان انتقال جرم مهم ترین متغیرهایی هستند که در مطالعه حاضر مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. تحلیل عددی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی بر پایه حجم محدود به کمک نرم افزار انسیس-فلوینت انجام شده است. برای مدل سازی جریان سیال اغتشاشی از مدل k-ε استفاده شده است. شبکه تولیدشده حول کاویتاتور و در همه دامنه حل شبکه سازمان یافته است. برای اعتبارسنجی نتایج عددی از دو نمونه هندسه شامل سطح مستطیلی با زاویه حمله 10 درجه و کاویتاتور دیسکی استفاده شده است. مطابق نتایج به دست آمده انطباق خوبی بین داده های عددی و تجربی وجود دارد. بر اساس نتایج به دست آمده برای سرعت های بالاتر از 60 متر بر ثانیه با استفاده از ضرایب ثابت اصلاحی می توان میزان مقاومت مربوط به حباب ابرکاواک را با دقت مناسبی تخمین زد.
    کلیدواژگان: ابرکاواک، کاویتاتور دیسکی سوراخ دار، روش حجم محدود، انتقال جرم، ضریب پسا
  • محسن خسروی فر*، مهدی کرباسیان، سید اکبر نیلی پور طباطبایی صفحات 95-111
    با افزایش پیچیدگی محصولات و سیستم های تولیدی، به کارگیری سیستم نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه همچون قابلیت تعمیرپذیری در طراحی سامانه، می تواند نقش زیادی در کاهش قیمت تمام شده محصول نهایی ایفا نماید. در این مقاله ضمن توجه به تعمیرپذیری در طراحی یک شناور دریایی در قالب یک الگوی بومی شده در بستر چرخه عمر طراحی سیستم ها، بهبود تعمیرپذیری در طراحی سیستم ها و کاهش زمان توقف برای تعمیر در تولید محصولات و بهبود قابلیت اطمینان و دسترس پذیری سیستم ها موردتوجه قرار گرفته است. به همین منظور با توجه به کم رنگ بودن مباحث تعمیرپذیری در طراحی سیستم های شناورهای دریایی، پس از بررسی چرخه های عمر محصولات مشابه و انتخاب منطبق ترین چرخه عمر شناورهای دریایی که شامل 5 فاز اصلی است و استفاده از 16 الزام مرجع تعمیرپذیری، به کمک روش تصمیم گیری چند معیاره، الگوی طراحی و توسعه الزامات تعمیرپذیری در بستر چرخه عمر سازگار با طراحی سیستم های شناورهای دریایی استخراج شده است. کاهش هزینه و زمان نت، افزایش دسترس پذیری سیستم، کاهش صدمه/ خستگی اپراتور فنی نت، کاهش هزینه و زمان نت، کاهش ساعت های آموزش اپراتورهای فنی نت، بهبود و تسریع در تشخیص مشکل، کاهش احتمال صدمه به قطعه یا سیستم ، بهبود قابلیت اطمینان از مزایای استفاده این الگو در طراحی هستند
    کلیدواژگان: طراحی و توسعه، تعمیرپذیری، شناور دریایی، تصمیم گیری چند معیاره، تاپسیس، آنتروپی شانون
  • فرهاد فرهادزاده*، مهدی سلمانی تهرانی، مهدی تاجداری صفحات 113-126
    تعیین بهینه ثوابت مادی یک معیار رفتاری ماده، به یکی از روش های بهینه سازی پیشرفته و با داشتن کمترین داده های آزمون های تجربی، مورد توجه طراحان است. معیار تسلیم/شکست خان-لیو یکی از معیارهای نسبتا دقیق و کاربرپسند برای پیش بینی رفتار آلیاژهایی مانند تیتانیوم 4-6 است. این معیار با داشتن ده ثابت مادی می تواند اثرات عوامل مختلف مانند عدم تقارن در کشش و فشار، ناهمسانگردی، فشار هیدرواستاتیک، نرخ کرنش و دما را به صورت غیرهمبسته مد نظر قرار دهد. روندنماهای تکاملی روش های مناسبی برای به دست آوردن ثوابت معادله های رفتاری مواد به صورت بهینه هستند. در این کار  ما از روش های بهینه سازی روندنمای ژنتیک و انبوه ذرات که از روندنماهای تکاملی به شمار می روند، برای تعیین ثوابت معیار خان- لیو استفاده کرده ایم. نتایج آزمون های کشش  و فشار تک محوره در دو راستای نورد و عرضی ورق آلیاژتیتانیوم 4-6 در دماهای مختلف و در نرخ کرنش یک بر ثانیه به کار رفته اند و نقاط دو محوره -مساوی به صورت محاسباتی استفاده شده اند. نتایج نشان می دهند که روش بهینه سازی انبوه ذرات نسبت به روندنمای ژنتیک پاسخ های بهتری دارد. پس پیشنهاد می شود که برای تعیین ثوابت این معیار از روش یادشده استفاده شود. روش شناسی استخراج ثوابت مادی با دو روندنمای ژنتیک و انبوه ذرات و جنبه های توسعه و بهبود معیار خان- لیو از نتایج این تحقیق هستند.
    کلیدواژگان: معیار تسلیم، شکست، معادله های ساختاری، آلیاژتیتانیوم 4-6، روندنمای ژنتیک، بهینه سازی انبوه ذرات
  • سید روح الله میرباقری، حسین خانزادی، کریم اکبری وکیل آبادی* صفحات 127-141

    امروزه از شناورهای خاص برای پایش شرایط محیطی زیر آب، بستر دریاها و اقیانوس ها استفاده می شود. این نوع شناورها به شکل های مختلف طراحی و استفاده می شود. یکی از انواع شناورها، شناور سی گلایدر است. فرم بدنه سی گلایدرها مبتنی بر الزامات عملیاتی و شرایط محیطی متفاوت است؛ طراحی آن ها طوری است که به دلیل نبود سیستم رانش پروانه ای مصرف انرژی بسیار کمی دارند؛ ازاین رو در مدت زمان طولانی می توانند ماموریت خود در زیر آب ها را انجام دهند. اغلب طراحی این گلایدرها طوری است که از یک سامانه شناوری، بالک های ثابت، اجرام متحرک داخلی، پمپ بالاست و یک سکان (بال هدایت) تشکیل شده است؛ بنابراین کنترل حرکتی رو به پایین و رو به بالا در این گلایدرها با تحرک اجرام داخلی اش به سمت جلو و عقب و حرکت عمودی اش (تغییر ارتفاع و عمق) از تغییر شناوری از منفی به مثبت و بالعکس صورت می گیرد. آنالیز عددی این گلایدرها به منظور درک بیشتر از کنترل حرکت و قابلیت مانور آن ها بسیار کاربردی و مهم است. در این مقاله به بررسی ضریب لیفت و درگ یک سی گلایدر، در زوایای حمله  مختلف که بالک های ثابت در آن نقش اصلی را ایفا می کنند، پرداخته شده است. مطالعه این ضرایب و تغییرات آن ها که از اصلی ترین پارامترهای هیدرودینامیکی هستند،  تاثیر بسزایی در نحوه بهبود عملکرد حرکتی و مانور گلایدرها دارند. گلایدر موردمطالعه در این مقاله سی گلایدر است که شیوه عملکرد آن در زیر آب، با مدل هندسی در نرم افزار کتیا، مدل استاتیکی و آنالیز عددی در نرم افزار انسیس فلوینت انجام شد و درنهایت نتایج حاصل شده با آزمایش مدل در حوضچه کشش اعتبارسنجی شد. تحلیل ها در زوایای مختلف انجام شده است که در زاویه صفر درجه، حداکثر نقطه فشار یا نقطه سکون در نوک دماغه جلوی شناور 30/2 پاسکال است. کمترین فشار و حداکثر سرعت سیال در محل اتصال بالک ها به بدنه و انحنای آن اتفاق می افتد.  میزان خطای نتایج عددی در مقایسه با نتایج تجربی حدود 30 درصد است که نسبت به مطالعات مشابه منطقی است.

    کلیدواژگان: سی گلایدر، ضریب لیفت، ضریب درگ، حوضچه کشش، سامانه شناوری
  • مهدی دهقان*، محمدعلی رسولی، محمدرحیم آهویی صفحات 143-154

    در سال های اخیر، کاربرد پوسته های مخروطی تحت فشار خارجی به طور فزاینده ای در بدنه شناورهای زیرسطحی، بدنه موتور هواپیما و مخازن کارگاه های مواد شیمیایی توسعه یافته است. مقاومت پوسته های جدار نازک تحت فشار خارجی، اغلب تحت تاثیر پدیده کمانش است، پس بررسی این پدیده اهمیت زیادی دارد. کمانش پوسته های مخروطی به روش های مختلف ازجمله روش های تحلیلی و تجربی قابل محاسبه است که اغلب وقت گیر و دارای پیچیدگی های زیاد هستند. در این مقاله به کمک شبکه های عصبی، روشی ساده، سریع و دقیق برای پیش بینی فشار کمانشی و پس کمانشی پوسته های مخروطی ارایه می شود. ابتدا به کمک نرم افزار اجزاء محدود برای پوسته هایی با ضخامت و تقویت های مختلف فشار کمانشی و پس کمانشی محاسبه شده و در ادامه از نتایج تحلیل های عددی، آموزش های لازم به شبکه عصبی داده می شود. به منظور صحت سنجی نتایج، رفتار پیش بینی شده از طریق شبکه عصبی با نتایج حاصل از نرم افزار المان محدود مقایسه شده که بیانگر دقت بالای روش ارایه شده است. درنهایت با استفاده از مدل پیشگو، بار بحرانی کمانش خطی و غیرخطی برای پوسته های مخروطی در ضخامت و ابعاد تقویت مختلف در نمودارهایی ارایه می شود.

    کلیدواژگان: پوسته های مخروطی، رفتار پس کمانشی، تحلیل المان محدود، شبکه های عصبی مصنوعی
|
  • Maryam Mohammadi, Mahdi Mohammad Mahdizadieh *, Afshin Mohseni Arasteh Pages 1-12
    The study of sound propagation and its affective factors seems to be necessary due to the increasing applications of sound in various sciences. One of the environmental factors that influence the speed of sound is the change of current. Throughout the year, the flow of thermohaline enters the Oman Sea from the shallow inlet of the Persian Gulf, penetrating deeper into regions, causing fluctuations in temperature and salinity, resulting in reversal of sound velocity and consequently changes in characteristics. The sound in the Oman Sea extends from the Strait of Hormuz to the Indian Ocean, which varies in different years and seasons. In this study, a mathematical model was used to evaluate the effect of current change on sound propagation, and by combining the mechanical effects of eddies motion and sound propagation, a new mathematical relation was obtained to deviate sound velocity relative to angle within eddy. The path deviation of the acoustic rays is obtained after passing through the mesoscale eddies. It should be noted that for convenience, other environmental factors affecting sound propagation, including internal waves, have been overlooked. The result of the calculations shows that according to the location of sound input to the eddy range, the amount of deviation will vary with the angular velocity of the eddy and the amount of variation of the sound velocity relative to the deviation angle is obtained.
    Keywords: velocity change of current, Temperature, Salinity, Sound Speed, Oman Sea
  • Mahyar Majidi *, Vahid Rezaali Pages 13-20
    A well-known method for identifying and classifying sea and river bed sediments through acoustic instruments is based on sending and receiving sound waves to the bed. Reflected sound waves from sediments have several properties that can be used to identify and classify the type of sediment in the bed. For this purpose, in order to investigate the acoustic behavior of sediments, 4 types of sediments with different dimensions are prepared in the laboratory tank bed and then sound waves in 4 frequencies 55, 60, 65 and 70 kHz are sent from the water surface by the sound generating device and then return waves from bed sediments are recorded. In order to investigate the measured data with the type of bed sediments, the spectral power density characteristic of echoes including two periodogram and burg methods were used. In the first method, the average power parameter and in the second method, the absolute slope value parameter, between the minimum and maximum peaks, were investigated as two features to examine the relationship between data and bed material. The results indicate that these parameters have a significant relationship with the type of sediment and can be used to separate, identify and classify sediments.
    Keywords: Acoustic Remote Sensing, Echo-Waveform Data, Seabed Sediments, Spectral Density
  • MohammadReza Khalilabadi *, Shahab Aldin Shojaeezadeh, Ghasem Dehghani Ashkzari Pages 21-34

    Estimation of velocity distribution is one of the noteworthy challenges of water dynamics in seas and rivers. In this study, employing entropy theory and utilizing the proposed Cumulative Distribution Function (CDF), firstly, the proposed framework is proved and finally verified by experimental flume and natural rivers data. Entropy theory integrated with CDF can investigate the interrelations of physical phenomena which have a unique maximum, properly. This theory uses a global principle to conserve entropy, which is the maximization of entropy in any condition to stabilize thermodynamics systems. Furthermore, assuming velocity as a random variable leads to propose a function to estimate velocity distribution as 2D and 3D (). General Index Entropy (GIE) is used in this study and combined with proposed CDF. Comparing the proposed framework with previous methods shows that the proposed method has less sensitivity and more flexibility in estimation of parameters and significant accuracy to estimate velocity distribution. This method is applicable for maximum flow occurrence on and below the water surface.

    Keywords: Entropy, estimation, velocity distribution, CDF
  • MahmudReza Abbasi Pages 35-43

    One of the most important parameters of sea state expression are waves. It is important to know the wave characteristics for long-term process planning as well as for most inshore and offshore activities. MIKE21_SW and SWAN are two third-generation numerical wave models that have been widely used in numerical modeling for engineering applications and coastal research. In this paper, the capabilities of these two wave models in forecasting the wave characteristics at two points in the northern part of the Oman Sea are evaluated. In this regard, the data of both models are compared with field data of buoys located at these two points and the results were analyzed using statistical methods. The results show the high accuracy of these two models in forecasting wave characteristics at both points. Both models show slightly down estimated the wave height but highly correlated results with intermediate data in predicting wave height at both points. Also, the root mean square error of the results indicates the high accuracy of these two models in forecasting the wave heights.

    Keywords: Mike21-SW, SWAN, Waves, Oman, predicting
  • Abdorreza Asrar * Pages 45-51
    A Magnetic Anomaly Detector (MAD) is a passive system that is used to detect vague ferromagnetic objects in the environment by detecting anomalies in the Earth's magnetic field. Detection of magnetic anomalies is an important issue in some projects, from geological surveillance to military identification. MAD sensors detect local disturbances in the magnetic field of earth, which can be used to detect the presence of hidden or immersive objects, such as submarines, land mines or naval mines and estimate their location. It is impossible to detect the acoustically quiet submarines by detectors, so it is necessary to use magnetic anomaly detection systems. In this study, the existing systems were examined and then the mechanical structure of an airborne MAD system was redesigned. In next step, the stress distribution of the designed system was analyzed. The stress analysis was performed by finite element method (FEM) using ABAQUS software. The results showed that according to the stress distribution, the maximum value of the stress for the set of parts is 88.7 MPa at acceleration 0.2 g, which is actually much less than the yield stress of the used material. As a result, there is no permanent deformation in any of the components of the system.
    Keywords: Magnetic Anomaly Detector, Mechanical Design, finite element method
  • MohammadSadegh Ebrahimi, Abdureza Kabiri Atabadi *, Mehdi Dadkhah Pages 53-66

    Statistical Energy Analysis (SEA) is a suitable method for vibro acoustic analysis of engineering models in high frequencies considering other analytical method limitations such as Finite Element and Boundary Element Methods. This method is based on averaging of acoustical and vibrational flow in subsystems. In this research, first SEA is introduced briefly and then, analysis of vibrating plate with SEA and VA One code is investigated. After verification of VA One results, acoustic performance of sonar dome in diffusion load is studied and thickness and material effects of sonar dome on acoustic pressure in specific point is investigated. The results show that acoustic performance is improved with increasing thickness in high frequencies. Also the acoustic transparency of carbon/epoxy and graphite/epoxy is averagely better than other studied materials and aluminum has better performance compared to steel and titanium.

    Keywords: Statistical Energy Analysis, Vibro-Acoustic Analysis, Modal density, VA One, Sonar Dome
  • Masoud Dastjerdy *, Seyyed Ruhullah Emadi Pages 67-82
    In this paper, the applicability of the Persistent Scatterer (PS) time series analysis method is investigated in determining the rate and pattern of the area affected by subsidence in Zanjan plain in the period 2003 to 2010. The radar data used consists of two ENVISAT ASAR data sets related to the17 number of 464 descending track and 9 number of 228 ascending track, on which after processing data with Stamps Program, PS method was performed on them. After eliminating the error sources, based on the results of the time series obtained, continuous and significant subsidence were observed in this region. PS time series for track 228 specify maximum subsidence range of about 40mm/y between 2004-2010 and track 464 specify maximum subsidence range of about 35mm/y between 2003-2005. The analysis of the results with the water level information of the region over a similar time period shows a strong dependence between groundwater depletion and subsidence.
    Keywords: InSAR, Subsidence, Groundwater, PS
  • Ehsan Yari * Pages 83-94
    Supercavitating a hydrodynamic process in which the body is completely surrounded by a layer of gas and its formation is the result of cavitators installed in front of the body. Supercavitating vehicles can move in water bodies with high speeds and thus significantly reduce frictional resistance. One of the most cavitators used in practical applications is perforated disk-shaped cavitator, which is analyzed in this article. Sensitivity of geometrical and flow parameters and their impact on the geometry of the cavity (bubble) and the rate of mass transfer, are the most important variables which have been discussed in this study. Numerical analysis has been performed using computational fluid dynamic based on finite volume method with the help of Ansys-Fluent software. The k-ε model is used to model the turbulent fluid flow. The generated network is structured around the cavitator and across the entire network solution domain. To validate the numerical results, two geometries including a rectangular surface with attack angle of 10 degrees and disk cavitator have been used. According to the obtained results, there is good agreement between numerical and experimental data. Based on the obtained results for speeds higher than 60 meters per second, using constant correction factors, the resistance level of the super-cavitation bubble can be accurately estimated.
    Keywords: Super-cavitation, perforated disk-shaped cavitator, Finite volume method, Mass transfer, Drag coefficient
  • Mohsen Khosravifar *, Mahdi Karbasian, Akbar Nilipour Tabatabaee Pages 95-111
    By increasing the complexity of products and systems, the use of preventive maintenance and repair systems, such as repairability in the design of the system, can play an important role in reducing the finished product costs. In this paper, attention is paid to the reliability of designing systems of a navy in the form of a native pattern in the context of the design life of the systems, improving the maintainability of the systems and reducing the stopping time for maintenance in the production of products and improvement of reliability and availability of systems is being investigated when necessary. To achieve the above, due to the diminutiveness of the issues of maintainability in the design of marine systems, after reviewing the life cycles of similar products and selecting the most appropriate marine life cycle, which includes 5 main phases, and the use of 16 maintainability requirements, and by the aid of multi-criteria decision-making method, design pattern and development requirements for lifecycle-based lifecycle are extracted from the design of marine systems. Reduction of the costs and time of the note, increase in system availability, reduction of the damage/fatigue of the technical operator, reduction of the training hours of technical operators, improvement and expedition of the diagnosis, reduction of the probability of damage to the part or system and product, and improvement of reliability are among the benefits of using this template in design.
    Keywords: Design, Development, Maintainability, Marine vessel, multi criteria decision making, TOPSIS, Shannon Entropy
  • Farhad Farhadzadeh *, Mehdi Salmani Tehrani, Mehdi Tajdari Pages 113-126
    Optimal determination of material constants of behavior criteria with minimal number of experimental test data is of interest to designers. Khan-Liu yield/fracture criterion is one of the comparatively accurate and user-friendly criteria to predict behavior of alloys such as Ti-6Al-4V alloy. This criterion with ten constants can take into account effects of parameters such as asymmetry in tension and compression, anisotropy, hydrostatic pressure, strain rate and temperature as uncoupled. Evolutionary algorithms are optimally suitable methods for determining the materials behavior equations constants. In this article, the genetic algorithm and particle swarm optimization methods are used to determine the material constants of Khan-Liu criterion. Experimental results of uniaxial tension and compression tests in two directions, rolling and transverse direction of Ti-6Al-4V sheet, at different temperatures with 1 sec-1 strain rate are used. From these data equal-biaxial points were calculated. After applying two algorithms on these data, results showed that particle swarm optimization is better than genetic algorithm. Therefore, this method is suggested to determine the constants of this criterion. The material constants extraction methodology with two genetic algorithm and particle swarm optimization, as well as aspects of the development and improvement of Khan-Liu criterion are results of this paper.
    Keywords: Yield, fracture criterion, Constitutive equations, Ti-6Al-4V alloy, genetic algorithm, Particle Swarm Optimization
  • Seyyed Ruhollah Mirbagheri, Hossein Khanzadi, Karim Akbari Vakilabadi * Pages 127-141

    Today Special vessels are used to monitor the underwater environmental conditions and the bed of the seas and oceans. Such vessels are designed and used in different ways. One of these types of vessels is the sea-glider. The body shape of sea-gliders varies based on operating requirements and environmental conditions. They are designed to have very low energy consumption due to the lack of a propeller propulsion system, so they can perform their mission underwater for a long time. These gliders are usually designed to have a floating system, fixed wings, internal moving objects, a ballast pump and a rudder. Therefore, the downward and upward movement of these gliders is controlled by the movement of its internal objects back and forth and its vertical movement (height and depth change) is controlled from floating change from negative to positive and vice versa. Numerical analysis of these gliders is very practical and important in order to better understand the motion control and maneuverability. This paper examines the lift and drag coefficient of a sea-glider at different angles of attack in which fixed blocks play a major role. The study of these coefficients and their changes, which are the main hydrodynamic parameters, have a great impact on how to improve the motor performance and maneuverability of gliders. The glider studied in this paper is Sea-glider, which underwater performance, geometric model in Katia software, static model and numerical analysis in Ansys- Fluent software is done and finally the obtained results are validated with testing results of the model in the towing tank. The analyzes were performed at different angles. At zero-degree angle, the maximum pressure point or stagnation point at the tip of the nose in front of the sea-glider is 2.30 Pascal. The lowest pressure and maximum fluid velocity occur at the junction of the wings to the body and its curvature. The error rate of numerical results compared to experimental results is about 30%, which is reasonable compared to similar studies.

    Keywords: Sea-glider, lift coefficient, Drag coefficient, Towing tank, Floating system
  • Mehdi Dehghan *, MohammadAli Rasooli, MohammadRahim Ahooie Pages 143-154

    In recent years, the conical shells under external pressure are widely used in construction of the under-water pressure hulls, covers of aero-engines and storage tanks. Strength of thin-walled shells under external pressure are usually influenced by the buckling phenomenon. So, its study is in high degree of importance. The buckling analysis of thin conical shells based on theoretical and experimental methods is accompanied by shortcomings such as time consuming and complexity. In this paper, an efficient method based on Artificial Neural Network (ANN) is presented for prediction of buckling and post-buckling behavior of conical shells. Primarily, the linear and non-linear buckling loads of the truncated cones with various thickness and stiffener dimensions are obtained by using the Finite Element (FE) analysis. Then, these obtained results are submitted to the Neural Network for training. In order to verify the solution procedure, the predicted results of ANN are compared with those of extracted from FE analysis. It is shown, that the predictive model benefits from high convergence and accuracy. Finally, some predicted results of buckling and post-buckling analysis of conical shells is figured.

    Keywords: Thin conical shells, post-buckling behavior, finite element analysis, Artificial neural networks