محاسبه وزن مواد بار کوره های ذوب، اغلب از راه موازنه جرم ساده عناصر آلیاژی در مواد ورودی و مذاب خروجی انجام می شود. اما در فرایندهای ذوب، پیچیدگی ها و پدیده های گوناگونی هست که اغلب در محاسبات موازنه جرم نادیده گرفته می شود و سبب عدم اطمینان در محاسبه بار کوره می گردد. خطای محاسبه، باعث اصلاح چندباره ذوب، تأخیر در تخلیه، افزایش هزینه و کاهش کیفیت مذاب می شود. در پژوهش حاضر تلاش بر این بوده که پیچیدگی ها و جنبه های مهم مساله ذوب، که اغلب نادیده گرفته شده، در کوره شناسایی و در یک مدل ریاضی مناسب درنظر گرفته شود. هدف پژوهش حاضر توسعه مدلی است، که نه تنها وزن مواد اولیه برای ترکیب شیمیایی ذوب هدف را بهینه سازی کند، بلکه هدررفت ناهمگن عناصر آلیاژی، ناخالصی های غیرفلزی مواد بار، و اصلاح ذوب اولیه در کوره را نیز درنظر بگیرد. این مقاله، یک مدل بهینه سازی استاندارد و یک الگوریتم حلقه ی تکرار برای موازنه جرم غیرخطی مساله ذوب ارایه می کند. یک مساله ذوب آلیاژ برنج با 7 عنصر آلیاژی و 8 نوع مواد بار در مقیاس صنعتی طرح و بررسی گردید، تا کارکرد مدل را مورد آزمایش قرار دهد. نتایج عددی مدل کسر وزنی مواد اولیه، و وزن و ترکیب شیمیایی ذوب اصلاح شده را با کمترین هزینه مواد نشان می دهد. تحلیل بهینه بودن جواب، تایید کرد که کمترین مقدار هزینه به دست آمده است. مدل استاندارد غیرخطی، ابزاری قابل اعتماد و سریع برای بهینه سازی هزینه و محاسبه بار کوره است که پتانسیل های قابل توجهی برای کاهش هزینه و تسهیل اتوماسیون صنعتی فرایند ذوب ایجاد می کند.

پیشینه و اهداف: جریان زمینگرد می تواند عمیقاً بر روی وقایع مختلف اقیانوس شناسی و فرآیندهای تعاملی مختلف بین جو و اقیانوس تأثیر بگذارد. براساس تصاویر ماهواره ای ادی های خلیج فارس با قطر متوسط km 90-40 و سرعت cm/s 6-3، بیشتر در نزدیکی سواحل بوشهر و بخش مرکزی خلیج فارس مشاهده شده اند. از این رو، با هدف حل عددی، یک ادی جریان زمینگرد در یک مدل سیال یک لایه که مدل آب کم عمق نامیده می شود، حل می شود. روش ها: تحقیق حاضر که با استفاده از حل عددی معادلات زمینگردی که توسط موسسه اقیانوسی Woods Hole ارائه شده است، با عنوان «راهنمای کوریولیس» که توسط James F. Price تدوین شده و در چهار بخش مجزا به صورت رایگان جهت مطالعات پژوهشی ارائه شده است، می تواند معادلات پایه ای که براساس نیروی کوریولیس هستند (مانند معادلات زمینگرد) را پوشش دهد. با بکارگیری واقعیت های دینامیکی مانند کم عمق بودن اقیانوس، تقریب هیدرواستاتیک و ویژگی نسبتاً ثابت ساختار عمودی اقیانوس، ادی زمینگردی در نرم افزاز MATLAB براساس معادلات زمینگردی حل می شوند. مبدا دستگاه مختصات روی مرکز ادی و رسم نتایج در راستای قطر ادی است. پارامتر کوریولیس f، ثابت (دستگاه مختصات f-plane) است و از اصطکاک صرف نظر می شود. در این حل عددی، از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است و توسعه مدل روی شبکه باسازمان و منظم مستطیل شکل انجام گرفته است. بررسی ها در عرض جغرافیایی N˚28، (مشابه خلیج فارس) برای یک ادی زمینگردی با پهنای km 50 و ارتفاع قله ای برابر با m 3 نسبت به طرفین آن انجام شده است. در این حل عددی تا جای ممکن ویژگی های ادی خلیج فارس مورد آزمایش قرار گرفته است. شبیه سازی به صورت لایه ای متراکم از سیال با قله مستطیلی شکل، به مدت 10 روز از زمان اولیه صفر و از حالت سکون (سرعت اولیه صفر در مرکز قله) اجرا گردیده است. منبع انرژی برای فعالیت ادی از انرژی پتانسیل ذخیره شده در حالت سکون اولیه بسته سیال فراهم می شود. بنابراین کل انرژی در این مدل آب کم عمق حفظ می شود. یافته ها: شعاع تغییر شکل راسبی برابر با km 5/28 و سرعت ادی، برابر m/s029/0 به دست آمد که در توافق خوبی با تصاویر ماهواره ای مطالعات گذشته بود. نتایج حاصل نشان می دهد که با توجه به تقریب زمینگرد بودن جریان، شکل ادی حاصل بصورت متقارن و گاوسی است. در ابتدای شبیه سازی با آزاد شدن قله مستطیل شکل اولیه در زمان صفر طی مدت زمان چند ثانیه تحت نیروی جاذبه، قله شروع به ریزش می کند و باعث آزاد شدن انرژی پتانسیل و تولید جریان می شود و جریان با سرعتی ثابتی در ادی حرکت می کنند. همچنین در ابتدای شبیه سازی، ناپایداری های زیادی در سطح آب و در اطراف حلقه اصلی زمینگردی مشاهده می شود که با نزدیک شدن به انتهای شبیه سازی، این پالس ها تقریباً از بین می روند و تنها حلقه اصلی ادی زمینگردی به صورت نسبتا پایدار باقی می ماند. به علاوه، ادی مستطیل شکل اولیه به یک ادی نرم منحنی شکل تبدیل می شود. نتایج به خوبی دو سرعت جریان در جهت مخالف یکدیگر (مولفه‎های سرعت افقی) در سمت راست و چپ نسبت به مرکز ادی زمینگردی نشان می دهند. با تغییر مکانی جریان در سمت راست و چپ حلقه ادی زمینگردی نسبت به مرکز آن، تاوایی ایجاد می شود که چرخش را برای ادی متعادل زمینگردی ایجاد می کند. انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل در آخرین روز شبیه سازی که مدل به یک حالت پایدار می رسد و اغتشاشات در سطح حوضه از بین می رود، برابر خواهند بود. نتیجه گیری: از نتایج، به خوبی دیده می شود نیروی کوریولیس و گرانش منجر به یک ادی با تعادل زمینگردی می شود. با تغییر میزان کشیدگی قائم ستون سیال، سرعت چرخش ادی نیز تغییر می کند و ادی های با قطر بزرگتر، انرژی بیشتری دارند.

اثر همرفت کومه ای روی محیط پیرامون، به منزله فرایندی میان مقیاس، آزادسازی گرمای نهان و انتقال قائم گرما، رطوبت و تکانه است که می تواند گردش های جوی و میدان های بزرگ مقیاس گرما، رطوبت و تکانه را تعدیل کند. به دلیل ناتوانی مدل های عددی موجود در تفکیک ابرهای کومه ای همرفتی منفرد که از نقطه نظر هواشناسی مهم اند، به منظور آشکارسازی و وارد ساختن اثر این گونه ابرها بر انتقال های همرفتی گرما، رطوبت و تکانه از روش پارامترسازی کومه ای استفاده می شود. اساس این روش بر مرتبط کردن پدیده های خرد و میان مقیاس با بخش مقیاس بزرگ کمیت ها است. از طرف دیگر، واداشت بزرگ مقیاس، گرایش به تعدیل همرفت کومه ای دارد. در این تحقیق، بررسی کلی طرحواره های پارامترسازی همرفت کومه ای مورد استفاده در مدل های بزرگ و میان مقیاس، از مراحل اولیه آن در اوایل دهه 1960 تا پیشرفت های اخیر در این زمینه عرضه می شود. پیشرفت چشمگیری در بهبود پارامتر سازی همرفت کومه ای صورت گرفته است ولی با این حال، به دلیل پیچدگی مساله، پارامتر سازی کومه ای طبق تحقیقات اخیر هنوز هم مساله ای چالش برانگیز در مدلسازی میان مقیاس و یکی از موضوعات تحقیقی مهم حال حاضر است. 

با ظهور و شدت یافتن پدیده گرمایش جهانی، توسعه راهبردهای کارآمد برای سازگاری با این پدیده امری ضروری قلمداد می گردد. این ضرورت در گام نخست درکی مناسبی از آسیب پذیری مناطق مختلف از دگرگونی های آب و هوایی به دست می آورد و متناسب با گنجایش های منطقه ایی راهبردهای سازگاری با دگرگونی های آب و هوایی را ارائه می کند. هدف از این پژوهش شناخت اثر گرمایش جهانی بر تغییرات میزان دماهای فرین بالا طی دهه های آینده در قلمرو ایران است. به این منظور داده های پایگاه EH5OM برای دوره 2015 تا 2050 میلادی به شکل دیدبانی های 3 ساعته (8 بار در روز) تحت سناریو A1B. از مرکز فیزیک ماکس پلانک بارگیری و با استفاده از مدل منطقه ایی REGCM4 ریزپیمانه شدند. سپس داده های ساعتی دمای هوا ریزپیمانه نمایی شده با تفکیک مکانی 0.27´0.27 درجه قوسی به میانگین روزانه تبدیل شدند که در نتیجه ماتریسی به ابعاد 13140´2140 به دست آمد. برای شناسایی از روزهای فرین گرم از نمایه انحراف بهنجار شده دما (NTD) بهره بردیم، به طوری که داده های حاصل از خروجی مدل برحسب مقدار این نمایه و گستره حاکمیت گرما (NTD>0) مرتب گردیدند در گام بعدی 500 روز نخست که شرط (NTD>2) را برآورده کردند در حکم نمونه انتخاب شدند. نتایج نشان داد دورنمای فرین های گرم ایران بر اساس روش شبکه عصبی خودسازمانده (SOM) را می توان به 9 ناحیه تقسیم نمود. همچنین در دهه های آینده بیشینه گرماهای فرین در نیمه غربی و نوار ارتفاعی (کوهستان و کوهپایه) رخ خواهد داد به طوری که فرین های دمایی در مناطق یادشده بیشتر از نواحی داخلی و سواحل جنوبی کشور خواهند بود. کمینه رخداد فرین گرم ایران مربوط به ناحیه دشت کویر و پس ازآن جنوب شرق کشور می باشد.

امروزه با استفاده از مدل های پیش بینی عددی وضع هوا و شناخت بیشتر پدیده های مخرب جوی می توان از خسارت های ناشی از آنها جلوگیری کرد. یکی از بلایای جوی و اقلیمی، آذرخش است که شبیه سازی های صریح از فرآیندهای در مقیاس ابر می توانند به پیش بینی رخداد آن بینجامند. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی های جریان های بالارو و پارامترهای خردفیزیکی ابر شامل نسبت های اختلاط یخ، برف و گویچه برف به کمک مدل پیش بینی عددی میان مقیاس WRF، شاخص پتانسیل امکان رخداد آذرخش (LPI) برآورد می شود. این شاخص، انرژی جنبشی جریان بالارو در ابر همرفتی در حال توسعه است که با پتانسیل تفکیک بار بر مبنای نسبت های یخ و آب مایع در منطقه بار مقیاس بندی می شود. درستی نتایج پیش بینی شاخص پتانسیل امکان رخداد آذرخش با استفاده از داده های مشاهداتی سنجنده LIS و یکی از شاخص های ناپایداری شبیه سازی شده بر مبنای پارامترهای ناپایداری ترمودینامیکی (برای نمونه KI) در دو مطالعه موردی از رخداد طوفان تندری ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که LPI پیش نشانگر مفیدی برای امکان رخداد آذرخش است. مقادیر KI پهنه وسیع مستعد فعالیت همرفتی و دارای احتمال زیاد رخداد آذرخش را پیش بینی می کند. مقایسه نتایج پیش بینی شده KI و شاخص LPI با مقادیر بدست آمده از داده های مشاهداتی سنجده LIS بیانگر آن است که پیش بینی مکان رخداد آذرخش با استفاده از پارامترهای خردفیزیک ابر نسبت به پارامترهای ترمودینامیکی با دقت بیشتری انجام می شود.

پیش بینی دمای سطح زمین با مدل های پیش بینی عددی وضع هوا دارای خطاهای قاعده مند (سیستماتیکی) است که عمده آن دلیل پایین بودن میزان تفکیک توپوگرافی و نیز نقص در پراسنجی فرایندهای فیزیکی متفاوت در مدل است. فیلتر کالمن روشی است که با یک الگوریتم ساده و نیاز به ورودی برای مدتی کوتاه، با ترکیب پیش بینی های مدل و دیدبانی ها، خطاهای قاعده مند را تا حد بسیار خوبی کاهش می دهد. در این مقاله، فیلتر کالمن روی دماهای بیشینه و کمینه در دو متری سطح زمین برای 117 ایستگاه در ایران و به مدت 120 روز اعمال شده و نتایج مربوط به هفت ایستگاه ارایه شده است. مدل مورد استفاده، مدل میان مقیاس MM5 است و مدت آموزش فیلتر هفت روز انتخاب شده است. تحلیل آماری نتایج نشان داد که فیلتر کالمن برای روزهایی که خطای مدل زیاد یا متوسط بود، توانست پیش بینی مدل را تا حد قابل قبولی اصلاح کند؛ اما برای روزهایی که خطای مدل کم بود، کاربست فیلتر تاثیر چندانی در تصحیح خطا نداشت. فیلتر کالمن ساده را به دلیل کارکرد رضایت بخش و امکان اجرای آن روی رایانه ای با قابلیت متوسط، می توان برای مقاصد عملیاتی در مراکز پیش بینی مورد استفاده قرار داد.

انتشار گازهای گلخانه ای (GHGs) و انباشت مداوم آن ها در جو به طور مستقیم بر دمای هوا تأثیر می گذارد و افزایش دمای هوا تهدید جدی برای آب وهوای کره زمین محسوب می شود. هدف از این پژوهش مدلسازی مکانی دمای فصلی ایران می باشد به این منظور از دو سری داده استفاده شد: 1-داده های دمای میانگین 115 ایستگاه سینوپتیک (2014-1980) و 2-داده های پایگاه EH5OM برای دوره 2015 تا 2050 به شکل دیدبانی های 3 ساعته (8 بار در روز) تحت سناریو A1B. برای ریزمقیاس نمایی داده های پایگاه EH5OM از مدل REGCM4 استفاده شد. سپس داده های ساعتی دمای هوا ریز پیمانه نمایی شده و با تفکیک مکانی 27/0 × 27/0 درجه قوسی با استفاده از روش زمین آمار کریجنیگ به ابعاد 15×15 کیلومتر تبدیل شدند که درنتیجه ماتریسی به ابعاد 7200×4 به دست آمد. صحت سنجی داده های مدلسازی شده با استفاده از سه آماره (r2)، (MAE) و (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت و صحت آن ها با اطمینان بالایی تایید گردید. مدلسازی دمایی نشان داده است که دما در ایران در فصول تابستان و زمستان برای دوره 2015 تا 2050 تحت سناریو A1B به ترتیب با مقادیر 09/1 و 33/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. خودهمبستگی دمایی با آماره Geary's C حاکی از ارتباط قوی واحدهای فضایی دما در ایران است. مرکز ثقل دمایی ایران تحت واداشت گرمایش جهانی در تمامی فصول موردمطالعه افزایشی بوده و همچنین تابع توزیع جهت دار مبین انحراف فضایی دمای فصلی ایران از حالت نرمال بود که منجر به آشکارسازی نقش ارتفاعات و جهت گیری از یکسو و سامانه بزرگ مقیاس جوی از سوی دیگر در دمای ایران شده است.

پژوهش حاضر با هدف بررسی خصوصیات روانسنجی مقیاس بهزیستی معنوی در میان دانشجویان انجام شد. بدین منظور 521 دانشجو 209) پسر و 312 دختر) از بین دانشگاههای تهران انتخاب شدند. نتایج پژوهش نشان داد که پایایی بازآزمایی و همسانی درونی مقیاس بهزیستی معنوی به ترتیب برابر با 0.85 و 0.90 است. پایایی خرده مقیاس های بهزیستی مذهبی و بهزیستی وجودی نیز در حد مقبولی است. همچنین نتایج نشان داد مقیاس بهزیستی معنوی روایی همگرا و واگرای مناسب دارد. نتایج تحلیل عامل اکتشافی و تاییدی بیان کننده روایی سازه مقایس در میان دانشجویان بود. از دیگر یافته های پژوهش این بود که میانگین نمره ها بهزیستی معنوی دختران به طور معنی داری بیشتر از پسران است.

ماهیت آشوب ناک جو، موجب بروز عدم قطعیت پیش بینی عددی وضع هوا می شود که ناشی از نقص در شرایط اولیه مدل، خطاهای مدل مانند خطای تقریب برخی معادلات فیزیکی و کم بودن ذاتی پیش بینی پذیری پدیده های فیزیکی است. یکی از روش های غلبه بر این عدم قطعیت، تولید یک سامانه همادی با ایجاد پریشیدگی در عوامل تولید آن است. ازآنجاکه بارش یکی از دشوارترین پراسنج های قابل پیش بینی به شمار می رود، این تحقیق بر آن است تا با توسعه یک سامانه همادی چند فیزیکی برای مدل میان مقیاس WRF، عملکرد آن را در شبیه سازی بارش در مناطق مرکزی ایران بررسی کند. این سامانه با 84 عضو، متشکل از دو طرح واره لایه مرزی، پنج طرح واره کومولوسی و حالت بدون کومولوس و هفت طرح واره میکروفیزیکی، با سه دامنه تودرتو با تفکیک 4، 12 و 36 کیلومتری روی مناطق مرکزی ایران شامل 132 ایستگاه برای دوازده روز بارشی منتخب از زمستان 2016-2015 اجرا شد. با استفاده از داده های مشاهداتی همدیدی سازمان هواشناسی، بارش 24 ساعته خروجی سامانه همادی با محاسبه سنجه های درستی سنجی استاندارد منتخب ارزیابی شد. نتایج نشان داد از بین طرح واره های انتخابی، طرح واره لایه مرزی MYJ، طرح واره های کومولوسی KF و GF و طرح واره های میکروفیزیکی WSM6، Goddard و New Thompson بهترین عملکرد را داشتند. علاوه بر این بررسی، سنجه های درستی سنجی برای سه دسته بارشی کمتر از 1 میلی متر، بین 1 تا 10 میلی متر و بین 10 تا 50 میلی متر، نشان دهنده کیفیت مناسب پیش بینی بارش سامانه همادی است و عملکرد آن با افزایش تعداد اعضاء بهبود می یابد.

جریان های محلی نقش تعیین کننده ای در انتقال آلاینده های جوی دارند. جو پایدار به همراه جریان های کم سرعت فراهم کننده شرایط مساعد برای افزایش غلظت آلودگی در مناطق شهری می باشند. این شرایط جوی زمینه ساز پیدایش جریان های محلی خصوصا در مناطق مجاور کوهستان ها است. لذا در این وضعیت جوی، به طور عمده جریان های محلی نقش کلیدی را در انتقال آلاینده ها بازی می کنند. از سوی دیگر یکی از عامل های مهم در برآورد میزان دید پروازها حجم آلاینده ها و پراکندگی آنها در مناطق فرودگاهی است. از اینرو آشکارسازی و شناخت این دسته از جریان ها در شهرهایی همچون تهران که از یک سو در دامنه رشته کوه ها قرار دارند و از سوی دیگر دارای بیشترین تراکم جمعیتی می باشند به طور مستقیم در تعیین و پیش بینی کیفیت هوا و سلامت ساکنین آن نقش دارد. چرا که رشته کوه ها با در بر داشتن تاثیرات مختلف دینامیکی و ترمودینامیکی عاملی در پیچیدگی بیشتر الگوی جریان ها شهرهای مجاور آنها (نظیر نقش رشته کوه البرز روی تهران) می باشند. در این مقاله به منظور آشکارسازی بهتر این جریان ها از یک نمایه قائم ایده آل، که شاخص یک جو پایدار با حداقل سرعت جریان است، به عنوان شرایط آغازین و مرزی مدل میان مقیاس، استفاده شده است. در ادامه جریان های محلی از جمله جریان های گرما واداشتی توسط مدل میان مقیاس پیش بینی وضع هوایWRF  شبیه سازی و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بیانگر تاثیر چیره جریان های ناشی از اثر کوهستان نسبت به جریان های شهری (اثر جزیره گرمایی) می باشد. با توجه به نتایج حاصل از این مقاله به نظر می رسد وجود مناطق شهری در مجاورت ارتفاعات می تواند تا حد زیادی انتقال جرم (آلودگی) و انرژی در لایه مرزی و از این لایه به جو آزاد را افزایش دهد. در کنار شبیه سازی های عددی، بررسی های مشاهداتی نشان دهنده تاخیر زمان گذار 2 الی 3 ساعتی در مناطق شمالی و جنوبی شهر است که این پدیده با شبیه سازی های ایده آل همخوانی دارد. وقوع این امر در ساعات گذار عصرگاهی پتانسیل افزایش آلودگی را تا حد قابل توجهی در این ساعات بالا می برد که این امر از دیدگاه مدیریت شهری بسیار حائز اهمیت است.