دریافنون
سال:1395 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

با توجه به خصوصیات فیزیکی بسیار نزدیک اهداف واقعی و کلاتر سونار فعال، تفکیک این اهداف، از موضوعات چالش برانگیز محققان و صنعت گران حوزه آکوستیک می باشد. شبکه های عصبی چندلایه (MLP) یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی در دسته بندی اهداف دنیای واقعی هستند. آموزش از مهمترین بخش های توسعه این نوع شبکه ها است که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور آموزش شبکه های MLP از دیر باز استفاده از روش های بازگشتی و گرادیان نزولی مرسوم بوده است. دقت دسته بندی نامناسب، گیر افتادن در کمینه های محلی و سرعت همگرایی پایین از معایب روش های سنتی می باشد. به منظور غلبه بر این معایب، در سال های اخیر استفاده از الگوریتم های ابتکاری و فرا ابتکاری بسیار مرسوم گردیده است. این مقاله برای آموزش شبکه MLP از الگوریتم بهینه سازی ترکیبی ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی (PSOGSA) استفاده می کند. الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) یک روش بهینه سازی فرا ابتکاری جدید بر اساس فعل و انفعالات گرانش و جرم می باشد. ثابت شده است که این الگوریتم توانایی خوبی برای جستجوی کلی دارد، اما در آخرین تکرارها دارای سرعت پایین در بهره برداری فضای جستجو می باشد. با توجه به توانایی منحصربه فرد بهینه ساز ازدحام ذرات (PSO) در فاز بهره برداری، از این روش برای حل مشکل فوق استفاده می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که دسته بندی کننده های مبتنی بر GSA، PSO و PSOGSA دادگان سونار را به ترتیب با دقت 92.7500، 93.6741 و 94.42308 دسته بندی می نمایند. همچنین سرعت همگرایی الگوریتم ترکیبی نسبت به دو الگوریتم معیار ذکر شده بهتر می باشد.

الگوریتم گرادیان نزولی در موقعیت یابی به عنوان یک روش تکرار شونده و بر اساس TDOA مورد استفاده قرار می گیرد. این الگوریتم در مختصات کارتزینی طراحی شده است. با توجه به اینکه مختصات منابع عمدتا به صورت طول و عرض جغرافیایی است، تبدیل آن، به مختصات کارتزینی با خطا همراه است. از طرفی این الگوریتم در مختصات WGS84، نیازمند تکرارهای متوالی برای رسیدن به جواب مطلوب است. در این مقاله، ضمن اینکه الگوریتم گرادیان نزولی در مختصات WGS84 طراحی شده است، عملکرد این الگوریتم از لحاظ میزان خطا و نیز تعداد تکرارهای مورد نیاز برای دستیابی به دقت مورد نظر، در مختصات کارتزین و در مختصات WGS84 با یکدیگر مقایسه می شود. در ادامه با ترکیب این دو دستگاه مختصات، روشی برای کاهش تکرارها و کاهش زمان اتلافی برای این الگوریتم پیشنهاد می شود. سپس میزان خطای متوسط ریشه مربعی در همه این روش ها با یکدیگر مقایسه می شود.

پارامترهای سیستم پاشش سوخت، نقش بسزایی را در فرآیند احتراق و در نتیجه مصرف سوخت و آلاینده های خروجی دارند. به همین دلیل در این مطالعه، بطور جامع با اعمال تغییرات در شاخصه های مختلف سیستم پاشش سوخت نظیز زمان شروع و بازه تزریق سوخت، هندسه نازل، تعداد و قطر سوراخ نازل و همچنین زاویه و فشار پاشش سوخت، به بررسی بهینه عملکرد و آلاینده ها در یک موتور دیزلی تزریق مستقیم پرداخته شده و در نهایت بهینه ترین حالت ممکن از دیدگاه کاهش آلاینده ها و همچنین کاهش مصرف سوخت، بیان شده است. برای ارزیابی نتایج حاصل از شبیه سازی، مقدار بیشینه فشار تجربی و زاویه رخداد آن با مقدار حاصل از حل عددی مقایسه شده است. در کنار این پارامتر، مقادیر تجربی آلاینده های NOx و soot و همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی، با مقادیر تئوری مقایسه شده است. این مقایسه ها نشان می دهند که تطابق خوبی بین نتایج حاصل از حل عددی و نتایج تجربی وجود دارد.

ضرایب هیدرودینامیکی یک ربات زیرآبی با شبیه سازی آزمایش های مانور در محیط دینامیک سیالات محاسباتی به دست آمده اند. شبیه سازی ها برای ربات زیرآبی با نسبت طول به قطرهای مختلف با استفاده از نرم افزار قدرتمند STAR-CCM+ انجام شده است. همچنین تاثیر اضافه نمودن هیدروپلن بر مانور پذیری ربات زیرآبی مورد بررسی قرار گرفته است. نیروها و ممان هیدرودینامیکی برای زوایای حمله مختلف محاسبه و با استفاده از برازش منحنی مناسب بر نتایج، ضرایب هیدرودینامیکی خطی و غیرخطی محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش نسبت طول به قطر ضرایب هیدرودینامیکی افزایش پیدا می کند. مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که محاسبات از دقت کافی برخوردار است.

معادلات ناویر- استوکس به طور گسترده در زمینه های مختلف علوم مانند مدل سازی جریان های اقیانوسی، جریان جاری در یک لوله، جریان های اطراف یک بال و به طور کلی در دینامیک سیالات کاربرد دارند. در این مقاله روش بدون شبکه توابع پایه شعاعی برای حل این معادلات به کار گرفته خواهد شد به این ترتیب که ابتدا ایده منظم سازی برای تبدیل معادله مورد نظر به دستگاه معادلات دیفرانسیل معمولی مورد استفاده قرار می گیرد، سپس روش توابع پایه شعاعی برای حل دستگاه به وجود آمده بکار گرفته می شود. در انتها نیز نتایج عددی ارائه خواهد شد که نشانگر دقت قابل قبول روش معرفی شده است.

محاسبات مقاومت و توان برای طراحی انواع شناورها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این محاسبات برای شناورهای زیرسطحی با توجه به محدودیت های آرشیتکتوری و چیدمانی از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این مقاله محاسبات توان یک نمونه AUV بررسی شده است. ابتدا فرمول های تجربی برای محاسبات توان شناورهای زیرسطحی ارائه شده است. سپس با روش CFD، شبیه سازی عددی جریان اطراف AUV به همراه پروانه آن انجام شده است تا با در نظر گرفتن نیروهای برهمکنش هیدرودینامیکی بین بدنه و پروانه، مقاومت و توان مورد نیاز شناور مورد بررسی قرار گیرد. تست میدانی و کار آزمایشگاهی جهت محاسبات توان و راندمان شناور مورد نظر انجام شده و تحلیل نتایج تست میدانی شناور وکارآزمایشگاهی ارائه شده است. در پایان توان محاسبه شده از روش های تجربی و روش CFD با روش تست میدانی اعتبار سنجی شده است و میزان خطای هرکدام از این روش ها ارائه شده است.

استخراج مشخصات دریا معمولا از طریق بویه های موج نگار انجام می شود. اما ثبت داده توسط موج نگارها معمولا با خطاهایی همراه است. لذا قبل از استخراج هرگونه اطلاعاتی لازم است این خطاها را شناخت و آنها را حذف و یا تصحیح کرد. هدف از این تحقیق، شناسایی خطاهای موجود در برداشت داده های خام از بویه های موج نگار، با استفاده از روش ضریب داده پرت محلی (LOF) است.LOF روشی قدرتمند جهت شناسایی ناهنجاری داده ها در یادگیری ماشین است، که در بسیاری از کاربردهای عملی از آن استفاده می شود. در این مقاله داده های روزانه بویه موج نگار سازمان بنادر و دریانوردی که در آب های خلیج فارس در منطقه عسلویه استان بوشهر به آب انداخته شده است در بازه 17/2/92 تا 1/5/92 مورد تحلیل خطا به این روش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد LOF روشی کارآمد برای شناسایی خطاهای موجود در داده های موج نگار است.

وقوع پدیده فرسایش در اطراف سازه های هیدرولیکی، یکی از اصلی ترین عوامل تخریب این سازه ها بوده و هر ساله باعث اعمال خسارات فراوان مالی در جهان می شود. وجود سازه اسکله در مقابل دهانه ورودی بندرگاه به علت ورود بخشی از امواج دریا به داخل بندرگاه و موج ایجاد شده ناشی از عبور کشتی ها، باعث بوجود آمدن جریانات سه بعدی پیچیده در اطراف پایه های اسکله شده و تحت تاثیر این جریانات نرخ فرسایش و رسوب گذاری بستر تغییر یافته و باعث فرسایش موضعی می گردد. در مدلسازی های عددی که تا به حال انجام شده است میزان فرسایش به صورت تابعی از پارامترهای جریان شامل سرعت جریان، عمق و پارامترهای هندسی مانند قطر پایه و دانه بندی بدست می آید. در این مقاله علاوه بر بررسی پارامترهای قبلی تاثیر میزان چرخش در فرایند فرسایش بستر در اطراف پایه های اسکله برآورد گردیده و به طریق مناسب اعمال شده است. با توجه به وجود جریان های سه بعدی اطراف سازه های هیدرولیکی نظیر جریان های پایین رونده جلوی پایه و به منظور در نظر گرفتن نقش آنها در فرسایش موضعی، در این مقاله از یک مدل سه بعدی کامل موجود جهت شبیه سازی هیدرولیکی جریان اطراف سازه ها بهره گرفته شده است. برای در نظر گرفتن مرزهای واقعی در پایه های اسکله، مش بندی مورد استفاده به صورت ساختدار و منحنی الخط بر مرزها در امتداد افق و قائم می باشد. در عمق نیز با توجه به تغییرات زمانی تراز آب و بستر، از سیستم مختصات سیگما برای مش بندی استفاده می شود.

شبیه سازی عددی امواج غیرخطی در کاربردهای عملی از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله جزئیات توسعه یک مدل عددی دوبعدی در قائم که در آن از روش حجم سیال تکه ای خطی برای ضبط سطح آزاد استفاده شده، ارائه شده است. در این مدل معادلات میانگین گیری شده نویر- استوکس به روش حجم محدود گسسته شده و با کمک روش پروجکشن حل می شوند. برای مدل سازی اثرات آشفتگی جریان از مدل K-e با در نظر گرفتن جملات شناوری استفاده شده است. برای صحت سنجی مدل ابتدا یک موج دامنه کوتاه ایستا در مخزن محدود شبیه سازی شده، سپس انتشار موج استوکس منظم، موج تنها و موج کوتاه غیرخطی شبیه سازی می شود. با مقایسه نتایج عددی با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی می توان دریافت که مدل موجود توانایی بالایی برای شبیه سازی امواج غیرخطی سطحی دارد. همچنین به وضوح می توان دید که روش حجم سیالی که برای ضبط سطح آب استفاده شده دارای دقت مناسبی است.

این تحقیق بر اساس نتایج حاصل از تحلیل داده های اندازه گیری شده پارامترهای فیزیکی آب دریا (نظیر دما و فشار) در منطقه فلات قاره جنوبی دریای خزر، محدوده آب های ساحلی مجاور بندر کیاشهر انجام شده است. عملیات داده برداری در یک گشت دریایی که به همین منظور در آب های مرز جنوبی دریای خزر برنامه ریزی شده بود، توسط دستگاه نیمرخ بردار پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب دریا CTD مدل (OCEAN SEVEN 316، IDRONAUT) در 13 ایستگاه اندازه گیری و با بیشینه عمق 90 متر انجام شد. داده های برداشت شده پس از کنترل کیفیت، توسط نرم افزارهای مطلب برای تحلیل و نتیجه گیری آماده شده است. نمودارهای ترسیم شده بر اساس داده های اندازه گیری شده به وضوح تشکیل لایه بندی بسیار قوی و سه لایه شامل لایه اختلاط سطحی، شیب حرارتی و لایه آب عمیق را در آب های منطقه مورد مطالعه نشان می دهد. بر اساس نتایج تحقیق، تغییرات عمودی دما از سطح دریا تا نزدیکی بستر در عمق 90 متری بین 29.5-7.5 درجه سانتی گراد مشاهده شد. در لایه اختلاط سطحی که حدودا 10 متر ضخامت دارد، تغییرات درجه حرارت آب دریا بین 29.5-29 درجه سانتیگراد است. لایه دما شیب بسیار قوی و با ضخامت حدود 30 متر (بین عمق های 10 تا 40 متر) و با اختلاف دمایی 20 درجه سانتی گراد در زیر لایه سطحی تشکیل شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که لایه بندی ستون آب در مرز جنوبی دریای خزر فصلی است و در میانه فصل تابستان قوی ترین حالت لایه بندی را دارا است که می توان در تست، اندازه گیری و عملکرد ترانسدیوسرهای سونار این مساله را در منطقه جنوبی دریای خزر مد نظر قرار داد.