فهرست مطالب

فصلنامه علوم و فناوری دریا
سال بیست و هفتم شماره 107 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدجواد قلندری، سید مهدی حسینی اندارگلی*، نادعلی زارعی، مهدی ملازاده گل محله صفحات 1-12

    برای یک سیستم شنود تمایز بین پالس های رادارهای همکلاس که از یک جهت دریافت می گردد، با یک رادار پرش فرکانسی چالش بزرگی است. در این مقاله هدف تفکیک پالس های رادارهای همکلاس پرش فرکانسی است که در پیچیده ترین حالت در یک باند نزدیک فرکانسی کار می کنند. در روش های موجود، اطلاعات یک یگان در زمان صلح جمع آوری و در زمان جنگ از بین رادارهای همکلاس با طبقه بندی تمایز داده می شود. در این تحقیق پالس های دریافتی از رادارهای همکلاس بدون دانش قبلی از آن ها تفکیک می گردد. این روش مبتنی بر امضای راداری بوده و از پارامترهای استخراج شده از پوش پالس برای تفکیک پالس و تعیین دقیق تعداد رادارها استفاده می شود. با توجه به نامشخص بودن تعداد رادارها، خوشه بندی به تعداد 1 تا k خوشه حاصل از تفکیک فرکانسی، انجام شده و سپس از معیارهای اعتبار سنجی برای تعیین تعداد صحیح خوشه ها استفاده می شود. روش پیشنهادی با تولید تصادفی 100 پالس راداری از 5 نمونه رادار همکلاس، تست شده و نتایج آن دقت بالاتر معیارهای دیویس بولدین و سیلهوت را نسبت به معیارهای گپ و کالینسکی در SNR های مختلف نشان می دهد. همچنین نشان داده می شود که ویژگی های چولگی و کشیدگی از ثبات نسبی بهتر در SNR کم برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: رادارهای همکلاس، خوشه بندی، استخراج ویژگی
  • صالحه پورشیخعلی* صفحات 14-31
    با گسترش استفاده از شبکه های بی سیم زیرآب در راستای مطرح شدن ایده اینترنت اشیا زیرآبی (IoUT)، مخابرات زیرآب توجه زیادی را به خود جلب نموده است. یکی از مسایل مهم در شبکه های نسل جدید تعداد زیاد کاربران است که انتظار می-رود بتوانند بصورت همزمان از منابع شبکه استفاده نمایند. بدین ترتیب، بکارگیری روش های دسترسی چندگانه مناسب جهت استفاده مشترک منابع از نیازمندی های جدی این دسته از شبکه ها تلقی می شود. تاکنون از روش های دسترسی متعامد (OMA) استفاده می شد، اما بدلیل محدودیت منابع شبکه، استفاده از این روش ها نه تنها پاسخگوی نیاز حجم زیاد کاربران نیست بلکه باعث اتلاف منابع نیز می شود. لذا، روش دسترسی چندگانه غیرمتعامد (NOMA) به عنوان راه کار جدید برای این مشکل مطرح شد، به طوری که کاربران می توانند بصورت همزمان از منابع مشترک استفاده نمایند. از طرفی، با توجه به اینکه ارتباطات زیرآب غالبا از طریق امواج صوتی و نوری صورت می گیرد، این مقاله به تحلیل و ارزیابی روش های دسترسی چندگانه غیرمتعامد در مخابرات بی سیم صوتی و نوری زیرآب می پردازد. به این منظور ابتدا مزایا، چالش ها و محدودیت های کانال های صوتی و نوری زیرآب بررسی می شود. سپس، بعد از معرفی اجمالی NOMA، به تحلیل تحقیقات زیرآبی که در این زمینه انجام شده پرداخته می شود و مقایسه ای بین آن ها صورت می گیرد.
    کلیدواژگان: دسترسی چندگانه غیرمتعامد (NOMA)، شبکه بی سیم صوتی زیرآب، شبکه بی سیم نوری زیرآب
  • ایمان عباسپور*، کامبیز دیوسالار صفحات 32-43
    مطالعه شرایط حاکم بر خطوط انتقال جریان سیال، نقشی اساسی در صنایع، اقتصاد انرژی و مولفه های وابسته به آن دارد. پیش بینی رفتار فصل مشترک در جریان دو فازی لایه ای و چگونگی اثر کشش سطحی در شکل گیری آن یکی از چالش های اساسی در مسایل مربوط به جریان سیال است. در مطالعه حاضر از روش طیفی به منظور حل معادلات و شبیه سازی آن ها استفاده شده است. در این شبیه سازی دو سیال متحرک در فازهای متفاوت بصورت موازی و در طول یک کانال در حال پیشروی در نظر گرفته شده اند. به منظور افزایش دقت مدل دو فشاری همراه با کشش سطحی موثر بر آن در شبیه سازی انتخاب شده است. جهت بررسی رفتار طول موج در فصل مشترک دو فاز یک اغتشاش کوچک به آن القا و نتایج بصورت عددی و تحلیلی ارایه گردیده است. در بخش مطالعه عددی، روش طیفی با استفاده از یک تابع مثلثاتی به منظور حل معادلات حاکم به کار گرفته می شود. در روش طیفی به منظور خطی سازی مولفه های غیرخطی از روش نیوتنی استفاده گردیده است. به منظور ارزیابی دقت روش طیفی، معادلات با یک روش اختلاف محدود نیز حل می گردند. در ادامه و به منظور اعتبارسنجی مدل، نتایج حاصل از روش های طیفی و اختلاف محدود با حل دقیق مورد مقایسه قرار می گیرند. نتایج این مقایسه نشان می دهد که روش طیفی دقیق ترین روش در پیش بینی محدوده ناپایداری میدان حل می باشد. این برتری نشان دهنده توانایی روش طیفی در حل مسایل جریان دو فازی بوده که قابلیت تعمیم به هندسه های پیچیده در شبیه سازی های کاربردی را دارا خواهد بود.
    کلیدواژگان: جریان چند فازی، جریان دو فازی، مدل دو سیالی، روش طیفی، خوش رفتاری
  • مسلم اکبری وکیل آبادی*، علیرضا بینش، مصطفی منفرد مسقانی صفحات 44-55
    طراحی صحیح کانال کشی در سامانه تهویه مطبوع در کشتی ها یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر آسایش پرسنل می باشد. در حال حاضر کانال کشی در کشتی ها بر اساس بیشترین دبی قابل انتقال در فضاهای زیست می شوند در حالی که در عمل دبی مورد نیاز فضاهای زیست در بازه های زمانی مختلف متفاوت می باشد. بنابراین طراحی کانال کشی در شناورها باید بر اساس حجم هوای متغیر طراحی گردد که در این مقاله تشریح شده است. در بین سه روشی که برای طراحی کانال کشی سیستم های تهویه مطبوع در استاندارد اشره 1997 برای کشتی ها معرفی شده است، تنها روشی که بر مبنای بهینه سازی است، روش تی می باشد. در این روش، هدف تعیین اندازه کانال ها به منظور کاهش هزینه چرخه عمر می باشد. برای سیستم های حجم متغیر هوا روشی بر مبنای معادلات روش تی و با استفاده از الگوریتم تکاملی رقابت استعماری در این مقاله انجام شده است. شرایط نمونه مورد بررسی برای طراحی بر مبنای روش بهینه سازی ارایه شده، شامل تغییرات دبی هوای ورودی به کانال ها و تغییرات نرخ پارامترهای محاسیه انرژی مصرفی می باشد. الگوریتم رقابت استعماری نشان داد که قابلیت این را دارد تا در رسیدن به جواب بهینه از الگوریتم های گذشته عملکرد مناسب تری را نشان دهد.
    کلیدواژگان: کشتی، کانال کشی، هزینه چرخه عمر، سیستم های تهویه مطبوع، بهینه سازی، الگوریتم رقابت استعماری
  • مجید عسکری سیار*، محمدرضا هادوی صفحات 56-65

    انتخاب سیستم رانش مناسب از اولویت های مهم پروسه طراحی شناور می باشد. واترجت در واقع پمپی است که در انتهای شناور نصب می گردد و محور آن توسط موتور می چرخد. این پمپ، آب را از زیر شناور گرفته و از پشت بصورت جت آب خارج می نماید. این عمل، عکس العملی را باعث می گردد که همان نیروی جلو برنده یا تراست شناور می باشد. سیستم نیروی محرکه واترجت به دلیل راندمان پیشرانه بالا، مانورپذیری خوب و لرزش کمتر به طور گسترده برای رانش شناورهای دریایی با سرعت بالا استفاده می شود که بدین صورت سیستم رانش واترجت می تواند گام بزرگی در توسعه و ارتقای شناورهای مختلف خصوصا در زمینه شناورهای تندرو و نظامی باشد. در کارتحقیقاتی حاضر، تغییر در فرم بدنه شناور واترجت در نرم افزار انجام شده است و سپس با ساخت مدل، رفتار حرکت رول با شرایط امواج منظم مختلف در حوضچه کشش مورد ارزیابی قرار گرفته است. با افزایش سرعت مدل، میزان تغییرات در رایوی حرکت رول نیز به صورت نموداری مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در سرعت های بالاتر به طور نسبی میزان رایوی حرکت رول به طور نسبی افزایش چمشگیر را در فرکانس های برخورد یکسان دارد.

    کلیدواژگان: تست مدل، حرکات دینامیکی، سیستم رانش، حرکت رول، رائو (RAO)
  • حسین باقری*، کاظم درویش بسطامی صفحات 66-75

    در این پژوهش به منظور بررسی غلظت فلزات سنگین رسوبات رودخانه سفیدرود و اثرات زیست محیطی، 15 نمونه از رسوبات بستر رودخانه سفیدرود برداشت و غلظت فلزات سنگین (آهن، آرسنیک، کبالت،کروم، نیکل، سرب، مس و روی) با روش ICP-OES تعیین گردید. غلظت فلزات سنگین در رسوبات برای آرسنیک (24/4-56/0 گرم بر کیلوگرم)، کبالت (2/28-2/10 گرم بر کیلوگرم)، کروم (2/126-2/50 گرم بر کیلوگرم)، نیکل (25/50-95/26 گرم بر کیلوگرم) مس (3/49-5/19 گرم بر کیلوگرم)، سرب (45-15 گرم بر کیلوگرم) و روی (74-9/60 گرم بر کیلوگرم) بدست آمد. براساس درجه آلودگی (Cd)،رسوبات رودخانه سفیدرود در محدوده آلودگی متوسط توجه رده بندی می شوند. همچنین براساس شاخص درجه آلودگی اصلاح شده (mCd) مشخص گردید همه نمونه ها به جز 5 ایستگاه آلوده بوده و در محدوده درجه آلودگی پایین تا متوسط قرار دارند. ضریب بار آلودگی (PLI) در بیشتر ایستگاه ها خصوصا در بخش های انتهایی در محدوده بیشتر از 1 (کمی آلوده تا آلوده) بدست آمد اما به لحاظ سلامت اکولوژیکی (RI) رودخانه در محدوده کم ریسک قرار دارد. ارزیابی شاخص غنی شدگی (EF) عناصر سنگین در رسوبات رودخانه نیز نشان داد آرسنیک، مس، نیکل و کبالت بدون غنی شدگی و کروم سرب و روی غنی شدگی دارند.

    کلیدواژگان: رودخانه سفیدرود، آلودگی، رسوب، عناصر سنگین
  • نعمت الله تقی نژاد* صفحات 76-85

    با توجه به اینکه سودآوری یک شاخص کارایی است که به صورت کسری بیان می شود در این مقاله یک مدل برنامه ریزی کسری خطی برای حل مساله حمل و نقل بار توسط کشتی کانتینربر در یک مسیر مشخص ارایه شده است. و با توجه به عدم قطعیت موجود در مساله از نظریه مجموعه های فازی استفاده شد تا تعدادی کانتینر با وزن های مختلف که شامل کالاهای متفاوت هستند از بین تمام کانتینرهای موجود در بندر انتخاب شوند تا علاوه بر بیشترین سود حمل و نقل، بیشترین ظرفیت بار نیز توسط کشتی حمل شود. در نهایت این مدل بر روی یک مثال واقعی نیز پیاده سازی و تحلیل شده است.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی کسری خطی، کشتی کانتینربر، حمل و نقل، نظریه فازی
  • محمود براتیان، سجاد ذوالفقاری دهکردی*، علیرضا عالی پور صفحات 86-98

    بعداز انقلاب های صنعتی و فناوری، وابستگی نیروهای نظامی به فناوری های نوین افزایش یافت تا جایی که انقلاب فناوری نظامی موجب انقلاب در راهبردهای نظامی نیز گردیده است. به همین دلیل بیشتر کشورها درحال توسعه و برنامه ریزی گسترده برای دستیابی به فناوری های نوین و نوظهور هستند. در این میان ج.ا.ایران نیز به پیشرفت های چشمگیری در حوزه علوم و فناوری های نوین ونوظهور دست یافته به طوری که می توان آن را در زمره کشورهای پیشگام در این زمینه قرار داد.در بین فناوری های نوین و نوظهور، فناوری های حوزه دریایی اهمیت ویژه دارند به طوری که رشد فناوری های دریایی برای فعالان این حوزه چه در حوزه نظامی و چه غیرنظامی محسوس است. جمهوری اسلامی ایران یک کشور با مرزهای طولانی دریایی است و این موقعیت دریایی ایران یک نیروی دریایی بسیار کارآمد را می طلبد تا بتواند بر پایه آن از منافع ملی ج.ا.ایران در دریا دفاع نماید. نیروی دریایی ارتش ج.ا.ایران به دلیل حضور مستمر در عرصه دریاهای آزاد از یک سو و از سویی تجهیزات محور بودن، بایستی با رصد فناوری های نوظهور دریایی، به پیشرفت و توسعه توانمندی های خود بپردازد. به همین دلیل محققین به دنبال شناسایی فناوری های نوظهور موثر بر آمادگی رزمی ناوهای نیروی دریایی ارتش جمهوری اسلامی ایران در رزم ضدزیرسطحی که یکی از عملیات های سرنوشت ساز در رزم دریایی است می باشند. پژوهش حاضر به روش توصیفی و با رویکرد آمیخته و در دو مرحله مستقل کیفی و کمی انجام پذیرفته است. جامعه آماری استفاده شده در این پژوهش برابر استعلام به عمل آمده 100 نفر و حجم نمونه با استفاده از جدول مورگان 80 نفر تعیین گردیده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که فناوری های نوظهور در رزم ضدزیرسطحی ناوهای نیروی دریایی ارتش جمهوری اسلامی ایران شامل هوش مصنوعی، صوتیات، کوانتوم و الکترومغناطیس می باشند که تاثیر زیادی در کشف، شناسایی، رهگیری و انهدام اهداف زیرسطحی دارند.

    کلیدواژگان: ناو، فناوری های نوظهور، رزم ضدزیرسطحی، نیروی دریایی
|
  • MohammadJavad Ghalandari, Seyed Mehdi Hosseini Andargoli *, Nadali Zareian, Mahdi Mollazadeh Golmahaleh Pages 1-12

    It is a big challenge for a ELINT system to distinguish between some same type radars pulses that received from one direction and a frequency hopping radar. The aim of this paper is to classifying same type radar with frequency hopping that work in a near frequency band in the most complicated state. In existing methods, a unit's information is collected in peacetime and distinguished from same type radars in wartime by classification. In this research, the received signals from same type radars without prior knowledge are separated. This method is based on radar signature that parameters extracted from the pulse envelope, are used for pulse separation and determining the accurate number of radars. Due to the uncertainty of the number of radars, clustering is made in some iteration from 1 to k clusters resulting from frequency separation. Validation Criteria are then used to determine the correct number of clusters. The proposed method was tested by randomly generating 100 radar pulses from 5 classmate radar samples and the result shows and its results show the higher accuracy of Davis Boldin and Silhouette criteria than Gap and Kalinsky criteria in different SNRs. Also, Skewness and kurtosis properties have been shown to be relatively more stable at low SNRs.

    Keywords: same type radars, Clustering, Feature Extraction
  • Saleheh Poursheikhali * Pages 14-31
    As the use of underwater wireless networks is developed by introducing the Internet of Underwater Things (IoUT) idea, underwater communications attract considerable attention. One of the challenges in the new generation of networks is the high request of a large number of users to access the shared network resources simultaneously. Thus, applying a proper multiple access scheme is a serious requirement of these networks. Up to recently, using orthogonal multiple access (OMA) schemes was conventional. However, due to the limited network resources, conventional schemes cannot afford high users’ requests for utilizing shared resources and efficiently divide resources among different users as well. Non-orthogonal multiple access (NOMA) has emerged as a helpful solution for this problem as it allows users to share network resources simultaneously. On the other hand, in underwater environments acoustic and optical waves are used for communications, thus, this paper examines NOMA schemes in underwater wireless acoustic and optical communications. For that, first, the advantages, challenges, and limitations of underwater acoustic, and optical channels are examined. Then, after a brief description of NOMA, NOMA-based underwater investigations are reviewed and compared.
    Keywords: Non-orthogonal multiple access (NOMA), Underwater wireless acoustic network, Underwater wireless optical network
  • Iman Abbaspour *, Kambiz Divsalar Pages 32-43
    The behavior prediction of two-phase stratified flow considering the effect of surface tension is one of the great challenges in the two-phase flow problems. In the presented study, a spectral method has been used to solve this perplexity. In modeling, two moving fluids, in different phases, are moving parallel to each other along a channel. To increase accuracy of simulation; the two-pressure model and the surface tension model are considered. After imposing an initial small perturbation to the interface of two phases, behavior of wave length is analyzed both numerically and analytically. For the numerical simulation, spectral technique with a basic trigonometric function is used to solve governing equations. For linearization of non-linear parameters in spectral method, Newtonian linearization procedure is chosen. In order to evaluate the accuracy of spectral method in solving equations adapted for analyses, equations are solved with the finite difference scheme either. Results obtained from spectral and finite difference methods are compared with analytical solution. It is concluded that the spectral method is the most precise one to predict flow instability limit. This superiority demonstrates the capability of the spectral method in solving two-phase flow problems.
    Keywords: multiphase flow.two-phase flow, Two-fluid model, spectral method, well- posedness
  • Moslem Akbari Vakilabadi *, Alireza Binesh, Mostafa Monfared Mosghani Pages 44-55
    Proper design of ducting in the air conditioning system in ships is one of the most important parameters affecting the comfort of personnel. Currently, ducting on ships is designed based on the maximum transferable discharge in living spaces, while in practice the discharge required by living spaces varies at different time intervals. Therefore, duct design should be designed based on variable air volume. Among the three methods introduced for the design of ductwork for air conditioning systems in the 1997 ASHRAE Standard for ships, the only method based on optimization is the T method. In this method, the goal is to determine the size of the channels to reduce the cost of the life cycle. For variable volume air systems, a method based on the equations of the T-method and using the evolutionary algorithm of colonial competition has been performed in this paper. The conditions of the sample for design based on the proposed optimization method include changes in the inlet air flow rate to the ducts and changes in the rate of energy consumption calculation parameters. The colonial competition algorithm showed that it has the ability to show a more appropriate performance in achieving the optimal answer than the previous algorithms.
    Keywords: Ship, ducting, life cycle cost, Air Conditioning, Optimization, Imperialist Competitive Algorithm
  • Majid Askary Sayyar *, MohammadReza Hadavi Pages 56-65

    Choosing the right propulsion system is one of the important priorities of the vessel design process. Waterjet is actually a pump that is installed at the end of the vessel and its axis is rotated by the motor. This pump takes the water from under the vessel and ejects it from the back as a water jet. This action causes a reaction which is the same as the driving force or thrust. Due to its high propulsion efficiency, good maneuverability and less vibration, the waterjet propulsion system is widely used to propel marine vessels at high speed, so that the waterjet propulsion system can be a big step in the development and improvement of various vessels, especially in the field of fast vessels and be military. In this research card, the change in the form of the vessel body of the waterjet has been done in the software, and then by building the model, the behavior of the roll movement has been evaluated with the conditions of different regular waves in the traction pool. With the increase of the speed of the model, the amount of changes in the roll movement rate was also analyzed graphically. The results show that at relatively higher speeds, the rate of roll motion has a relatively high impact rate at the same encounter frequencies.

    Keywords: Waterjet, sea keeping, towing tank model test, roll RAO
  • Hossein Bagheri *, Kazem Darvish Bastami Pages 66-75

    In this study, in order to investigate the concentration of heavy metals in Sefidrud river sediments and environmental effects, 15 sediment samples collected and concentrations of heavy metals (iron, arsenic, cobalt, chromium, nickel, lead, copper and zinc) by ICP- OES method were determined. Concentration of heavy metals in sediments for arsenic (0.25-26.24 ppm), cobalt (10.28-2.2ppm), chromium (50.2-126.2 ppm), nickel (26.50-50.25 ppm) copper (19.5- 49.3 ppm), lead (15-45 ppm) and zinc (60-74 ppm) were obtained. Based on the degree of pollution (Cd), Sefidrud sediments are classified in the moderate pollution range. Also, based on the modified degree of contamination index (mCd), all samples except 5 stations are classified in the range of low to medium degree of pollution and pollution load index (PLI) in most stations showed in the range of more than 1 (slightly polluted to polluted), but ecological risk (RI) were still in the low risk range. Evaluation of enrichment factor (EF) also showed chromium, lead and zinc are enriched.

    Keywords: Sefidrud River, pollution, Sediments, heavy metals
  • NematAllah Taghi-Nezhad * Pages 76-85

    As profitability is an efficiency indicator expressed fractionally, in this paper a fractional linear programming model for solving the container shipping problem along a specific route is presented. Due to the existing uncertainty in the parameters such as travel time and container weights, the fuzzy set theory is used to select a number of containers with different weights that contain different goods from among all the containers available at the port so that, in addition to the maximum transportation profitability, the maximum cargo capacity is also transported by the ship. Finally, this model is implemented and analyzed on a real example.

    Keywords: Linear fractional programming, Profitability, transport by container ship, fuzzy theory
  • Mahmood Baratian, Sajjad Zolfaghari Dehkordi *, Alireza Alipour Pages 86-98

    After the industrial and technological revolutions ،the dependence of military forces on new technologies increased to the extent that the revolution in military technology has caused a revolution in military strategies as well. For this reason most countries are developing and planning extensively to achieve new and emerging technologies. In the meantime the Republic of Iran has also achieved significant progress in the field of new and emerging sciences and technologies, so that it can be placed among the pioneering countries in this field. Among the new and emerging technologies, marine technologies are of special importance, so that the growth of marine technologies is noticeable for the activists of this field, both in the military and civilian fields. The Islamic Republic of Iran is a country with long sea borders, and this maritime situation of Iran requires a very efficient navy to be able to defend the national interests of the Republic of Iran at sea. Due to its continuous presence in the high seas on the one hand and being equipment-oriented on the other hand, the Iranian Navy should improve and develop its capabilities by monitoring the emerging marine technologies. For this reason, researchers seek to identify emerging technologies effective on the combat readiness of naval vessels of the Islamic Republic of Iran in anti-submarine warfare, which is one of the decisive operations in naval warfare. The present research was carried out in a descriptive and mixed approach and in two independent qualitative and quantitative stages. The statistical population used in this research is 100 people and the sample size is 80 people using Morgan's table. The results of the research show that the emerging technologies in the anti-submarine warfare of the naval ships of the Islamic Republic of Iran include artificial intelligence, acoustics, quantum and electromagnetics, which have a great impact on the discovery, identification, interception and destruction of subsurface targets.

    Keywords: Ship, Emerging technologies, anti submarine warfare, navy