فهرست مطالب

مجله انجمن مهندسی صوتیات ایران
سال چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • پروفسور پرویز قدیمی *، سامان کرمانی صفحات 1-10
    در مقاله حاضر، محاسبات آوصوتی حاصل از یک آونازک ورق (هیدروفویل) با استفاده از معادلات ناویه- استوکس، روش کرشهف و هم چنین روش فوکز- ویلیامز و هاکینگز، انجام گرفته و این نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. آونازک ورق (هیدروفویل) ان ای سی ای-0012 در محیط آب و عدد رینولدز 106 5 در نرم افزار انسیس- سی اف ایکس در هفت زاویه حمله مختلف تحلیل هیدرودینامیکی شده است. برای محاسبات آکوستیکی، برنامه ای به نام اکوپی با قابلیت پردازش موازی نوشته شده است. تراز فشار صوتی با استفاده از این روش ها در زاویه حمله 10 درجه و برای پنج سطح انتگرالی مختلف که به ترتیب در فواصل 0، 01/0، 076/0، 25/0 و 1 از وتر طول کورد از سطح آونازک ورق (هیدروفویل) قرار دارند، استخراج گردید. و با تراز فشار صوتی متعدد حاصل شده از حل ناویه- استوکس مقایسه شده اند. در نهایت، با مقایسه حل برای سطوح انتگرالی مختلف، سطح انتگرالی بهینه برای روش های کرشهف و هم چنین فوکز- ویلیامز و هاکینگز، تعیین شدند. از طرفی دیگر، رفتار صوتی فویل در زوایای حمله مذکور ارائه شده اند. مشخص گردید که روش فوکز- ویلیامز و هاکینگز بدلیل در نظر گرفتن رفتارهای غیرخطی فشار، نتایج بهتری را نسبت به روش کرشهف به ارمغان می آورد.
    کلیدواژگان: تحلیل آوصوتی، آونازک ورق (هیدروفویل)، معادلات ناویه، استوکس، روش کرشهف، روش فوکز، ویلیامز، هاکینگز
  • حمدالله صالحی *، ماهرخ آریادوست صفحات 11-19
    در این مقاله، ما انتشار امواج صوتی در بلورهای فونونی یک-بعدی و دو-بعدی را بررسی کرده ایم. بلورهای فونونی متشکل از ردیف های مربعی شامل استوانه های مملو از فلزات گروه سوم جدول تناوبی برای مثال آلومنیوم و نیکل در زمینه هوا و اپوکسی می باشند. ابتدا با استفاده از روش بسط امواج تخت ساختار نواری این بلورها را محاسبه نمودیم، سپس ضرایب جذب و تراگسیل و بعلاوه توزیع فشار در آن ها را تعیین کردیم. اندازه ابعاد بلور متناسب با طول موج صدا می باشد، بنابراین، می توان بلورهایی با ابعاد میکرومتر تا نانومتر ساخت و با بسامد هایی که از هرتز تا تراهرتز متغیر می باشند. نتایج این شبیه سازی عددی، نمودارهای پراکندگی، ضرایب جذب و تراگسیل و توزیع فشار را برای پنج فلز نشان می دهند.
    کلیدواژگان: بلورهای فونونی، ساختار نواری فونونی، ضریب جذب، ضریب تراگسیل، روش بسط موج تخت
  • حسن ذکی دیزجی * صفحات 20-28
    در دو دهه ی اخیر جهش قابل توجهی در توسعه و به کارگیری فن اوری غیرمخرب در زمینه ی کیفیت- سنجی محصول های کشاورزی پدید آمده است. آزمون فراآوایی، به عنوان یکی از روش های غیرمخرب در زمینه ی کیفیت -سنجی محصولات کشاورزی در حال توسعه می باشد. در میان سبزیجات بومی، گوجه فرنگی به دلایل بسیار زیاد، جایگاه ویژه ای دارد، اما مطالعات اساسی در مورد آسیب شناسی بافت آن انجام نشده اند. به همین دلیل، گوجه فرنگی برای انجام این پژوهش در نظر گرفته شده است. در این پژوهش، از سامانه کیفیت- سنج فراآوایی (یو کیو اس) برای بررسی آسیب شناسی بافت گوجه فرنگی در اثر اعمال بار استفاده شد. این سامانه با پردازش علامت های ارسالی و دریافتی به صورت غیرپیوسته، شاخص های فراصدایی مانند سرعت عبور امواج، میزان تنکش (تضعیف) و غیره را تعیین می کند. در این پژوهش، تعداد 360 نمونه گوجه فرنگی رسیده نوبرانه خوزستان، در چهار گروه نودتایی تقسیم بندی شدند. از میان آن ها، گروه چهار به عنوان گروه شاهد انتخاب شد و لذا عمل بارگذاری بر روی آن انجام نشد. سه تراز دیگر در سه سطح انرژی 8/0، 1 و 2/1 ژول تحت بارگذاری ضرب های به روش سقوط آزاد قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مقیاس آسیب (انرژی) گوجه فرنگی و مدت زمان انبار داری آن بر سرعت امواج فراآوایی و سفتی اثر معنا داری دارند. بنابراین، استفاده از روش فراآوایی، امکان تعیین و پیش بینی برخی مولفه های مرتبط با رسیدگی و آسیب دیدگی بافت گوجه فرنگی در خطوط تامین این محصول، مانند عملیات جداسازی و درجه بندی میوه را فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: کیفیت، سنج، گوجه فرنگی، آزمون غیرمخرب، شاخص های فراآوایی، ضریب تنکش (تضعیف)، سرعت موج
  • بابک محمدزاده اصل *، سامان فریدسلطانی صفحات 29-39
    در این مقاله، پرتودیسی (شکل دهی پرتو) متوالی دو مرحله ایی روزنه ترکیبی (روزنه هگذارده) با هدف بهبود تفکیک پذیری (رزولوشن) جانبی در کنار عدم وابستگی آن به عمق و بهبود کنتراست نسبت به روش تمرکز دینامیک در حالت (مد) دریافت ارائه شده است. پرتودیسی (شکل دهی پرتو) دو مرحله ای پیشنهادی شامل دو پرتودیسگر (شکل دهنده پرتو) به صورت متوالی می باشد. خروجی پرتودیسگر (شکل دهنده پرتو) مرحله اول، یک مجموعه خطوط تصویر ب-حالت (بی -مد) با تفکیک پذیری (رزولوشن) پایین می باشد که با استفاده از یک نقطه کانونی ثابت در حالت (مد) ارسال و دریافت به دست می آیند. شکل دهنده پرتو مرحله دوم ب-حالت (بی -مد) خطوط متمرکزشده تصویر مرحله اول را به عنوان داده ورودی استفاده کرده و از خروجی آن یک تصویر با تفکیک پذیری (رزولوشن) بالا خواهد شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند تفکیک پذیری (رزولوشن) جانبی (برحسب اف دبلیواچ ام) در تراز 6 دسی بل نسبت به روش تمرکز دینامیک در حالت (مد) دریافت، تقریبا 5/2 برابر بهبود می یابد. روش پیشنهادی ارائه شده به طور متوسط، کنتراست را از لحاظ معیارهای نسبت کنتراست و نسبت کنتراست به نوفه (نویز) به ترتیب به میزان 5 دسی بل و 60 درصد در قیاس با روش تمرکز دینامیک در حالت (مد) دریافت بهبود داده است. روش پرتودیسی (شکل دهی پرتو) دو مرحله ای متوالی جهت شبح شبیه سازی شده، کیست 2 میلی متری که در تصاویر روش تمرکز دینامیک در حالت (مد) دریافت قابل تشخیص نبود را به طور واضح نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تصویربرداری فراصدایی، روزنه ترکیبی، روش تمرکز دینامیک در حالت (مد) دریافت، پرتودیسی (شکل دهی پرتو) متوالی
  • پرویز قدیمی *، سامان کرمانی، هاشم نوروزی صفحات 40-50
    شناورهای زیرآ بی از مهم ترین تجهیزات صنایع دریایی، خصوصا در راستای دفاعی می باشند. از این رو، استتار این دسته از شناورها، یک عامل اساسی در بقا ی آنها به حساب می آید. نوفه های گرمایی و آوصوتی دو دسته عمده ی نوفه در شناورهای زیرآ بی می باشند. لذا، در مقاله حاضر، این نوفه های پیرامون یک نمونه شناور زیرآ بی و در سه سرعت متفاوت، بررسی گردیدند. برای این هدف، تحلیل های گرماآوصوتی (ترمو هیدروآکوستیک) با حل معادلات ناویه- استوکس و انتقال حرارت صورت گرفته است. الگو های فوکس ویلیام و هاکینز نیز برای بدست آوردن ترازفشار صوتی در دوردست بکار گرفته شده اند. برای محاسبه ی معادلات ناویر- استوکس و انتقال حرارت از حلگر انسیس- سی اف ایکس و برای محاسبه ی تراز فشار صوتی استفاده شد، و یک برنامه رایانه ای موازی در پایتون به نام «آکوپای» مهیا گردید. مشخصه های شدت پرتودهی گرمایی و تراز فشار صوتی (اس پی ال) به ترتیب برای سنجش نوفه ی گرمایی و نوفه ی آوصوتی ارزیابی شده اند. نتایج بدست آمده نشان داده اند که تاثیر تغییرات سرعت بر روی نوفه ی گرمایی بسیار ناچیز می باشد. هم چنین، با افزایش سرعت وسیله، افزایش ویک داغ پشت شناور زیرآ بی و ارتقاء شدت پرتودهی حاصل شدند. از سویی دیگر، تحلیل های گرماآوصوتی توزیع غیر-یکنواخت سرعت و فشار را در عدد رینولدز 106×45 نشان دادند.
    کلیدواژگان: نوفه ی گرمایی، نوفه ی آوصوتی، شناور زیرآ بی، پردازش موازی
  • ابوالفضل فورگی نژاد *، مهندس مرتضی طاهری صفحات 51-60
    یکی از روش‏ هایی که برای پایش کیفیت در خطوط تولید استفاده می شود انطباق طراز (الگویی) می‏ باشد. در این پژوهش، از طراز (الگوی) انتشار موج فراآوایی در آمیزه های که جزء روش های غیر-مخرب محسوب می شود، استفاده شد. آزمایش ‏های غیر-مخرب علاوه بر شناسایی عیوب، در پژوهش های بسیاری برای مطالعه ویژگی های مختلف مواد از قبیل خواص مکانیکی و ساختاری، مورد استفاده قرار گرفته اند. مزیت اصلی آزمایش های غیر-مخرب، شناسایی عیوب و بررسی خواص مواد بدون ایجاد تغییر در قطعه مورد آزمایش ، می باشد. در پژوهش حاضر، از این روش برای بررسی فرمول بندی آمیزه رویه تایر رادیال سواری استفاده گردید. به منظور بررسی فرمو ل بندی آمیزه رویه تایر رادیال سواری ابتدا 14 نمونه با فرمول بندی های متفاوت تهیه گردید و برای هرکدام از نمونه ها سرعت انتشار امواج طولی صدا اندازه گیری گردید. به منظور اعتبار سنجی نمونه دیگری با فرمول بندی جدید ساخته شد و سرعت انتشار موج طولی در آن اندازه گیری گردید. نتایج بدست آمده از نمونه اعتبار سنجی نشان دادند که روش ارائه شده می تواند با دقت سرعت انتشار موج طولی در آمیزه رویه تایر رادیال سواری را پیش بینی نماید، لذا، از این روش می توان در بخش کنترل کیفیت خطوط تولید، برای بررسی اعتبارسنجی فرمول بندی آمیزه رویه تایر رادیال سواری در خط تولید استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آزمون غیر، مخرب، فراآوایی، فرمول بند لاستیک
  • محمدحسن مرادی *، امیر اخوان صفحات 61-74
    تخمین راستای ورود موج صوتی همواره یکی از حوزه های فعال تحقیقاتی در زمینه پردازش علامت بوده است. در روش های متداول موجود در این حوزه معمولا از مفهوم پرتودیسی (شکل دهی پرتو) به منظور ایجاد یک صافی (فیلتر) مکانی و تخمین راستای انتشار موج استفاده می شود. از جمله ضعف های این روی کرد می توان به پایین بودن تفکیک پذیری (رزولوشن) توان تمایزپذیری پایین و حساسیت بالای آن ها به دگرنامی (الیاسینگ) مکانی اشاره نمود. با هدف برطرف نمودن اشکالات ذکر شده، در این مقاله از الگو های بازنمایی تنک توام به منظور تخمین راستای منابع صوتی پهن باند استفاده شده است. بدین منظور یک روش لاگرانژی- پایه افزوده برای تخمین ماتریس ضرایب تنک پیشنهاد شده است. عملکرد الگوی تنک توام ارائه شده با سه الگوریتم معروف در این حوزه (بارتلت، میوزیک و کاپن) مقایسه گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که روش پیشنهادی از نظر تفکیک پذیری زاویه ای، تمایزپذیری منابع نزدیک به هم، پایداری در مقابل پدیده دگرنامی (الیاسینگ) مکانی و آشکارسازی منابع صوتی هم زمان، نسبت به سه روش بارتلت، میوزیک و کاپن برتری دارد. از طرف دیگر، پایداری در مقابل نوفه در روش تنک توام تقریبا مشابه روش میوزیک و کاپن (پرتودیسگر بهینه) می باشد. مقایسه روش پیشنهادی با یکی از مهم ترین روی کردهای تنک موجود در حوزه تخمین جهت صدا نشان می دهد که پیچیدگی (زمان اجرا) در روش ارائه شده در این مقاله کاهش یافته است، ضمن اینکه عملکرد خوب آن بر حسب معیار های تفکیک پذیری زاویه ای، تمایزپذیی و نرخ آشکارسازی حفظ شده است.
    کلیدواژگان: تخمین راستا، بازنمایی تنک توام، بردار فرمان (جهت دهی)، بردار ضرایب تنک، قاموس ابرکامل (دیکشنری فوق کامل)
|
  • Parviz Ghadimi Prof. *, Saman Kermani Pages 1-10
    In the present article, hydro-acoustic computations of a hydrofoil has been accomplished, using Navier-Stokes and Kirchhoff as well as Fowcs-Williams-Hawkings methods and the results have been compared against each other. A Hydrofoil NACA-0012 in water has been considered at Reynolds number and hydrodynamic analysis has been conducted at seven different angles of attack, using Ansys-CFX solver. For the acoustic computation, a computer code named AcoPy has been developed which has the capability of parallel processing. Sound pressure level has been obtained for these methods at angle of attack of 10 degrees for five different surface integrals and at distances of , 0.01, 0.076, 0.25, and 1.0 of the hydrofoil chord. The computed sound pressure levels have been compared against those obtained by the Navier-Stokes equations. Finally, by comparison of the results of various surface integrals, an optimum surface integral has been determined for the Kirchhoff as well as Fowcs-Williams-Hawkings methods. On the other hand, acoustics behavior of the foil has been presented for various angles of attack. It was concluded that the FWH method, due to the consideration of nonlinear behavior of the pressure, produces better results than the Kirchhoff method.
    Keywords: Hydroacoustic analysis, Hydrofoil, Navier, Stokes equations, Kirchhoff method, Ffowcs, Williams, Hawkings method
  • Hamdollah Salehi *, Mahrokh Aryadost Pages 11-19
    In this paper, we have investigated the propagation of sound waves into one- and two- dimensional phononic crystals. The phonon crystals constituted of square rows consist of metal filled cylinders in epoxy and air background. The metals are of the third group of periodic table, for instance Aluminum and Nickel. Frist, we calculated the band structure by using the plane wave expansion method (PWE). Then, we determined the absorption and transmission coefficient, and Pressure distribution. The crystal sizes of the crystals are directly proportional to the wave length, therefore making it possible to create crystals which vary from macrometers to nanometers and with frequencies which vary from Hz to THz. The results of the numerical simulation for absorption and transmission coefficient and pressure distribution for five metals are presented.
    Keywords: Phononic crystals, Phononic band structure, Absorption coefficient, Transmission coefficient, Plane wave expansion method
  • Hasan Zaki Dizaji * Pages 20-28
    In last two decades, a considerable enhacement in developing and using of nondestructive techniques in the field of agriculture yields quality-metering is achived. Ultrasonic test, as a nondestructive test method, is being developed in agriculture yields quality-metering. Among native fruits, tomato, for many reasons have a special place, but main studies about damages to its texture have not been conducted. For this reasons, tomato was selected for this study. In this study, Ultrasonic Quali-Meter System (UQS) is utilized to investigate the texture and other sougth properties of tomatos by sending and receiving the ultrasound waves through the tomatos. UQS by sending and receiving non-continuous signals determines ultrasonic indexes such as velocity of waves passing through tomatos, attenuation coefficient and so on. In this study, 360 ripe early tomato (first tomato) samples of Khuzestan province were made available and prepared for the tests. The tomatoes are divided into four groups of 90 units each. Out of these groups, the fourth group was selected as the instance group, on which loading it is not performed. The other three groups were exposed to traumatic loading by free drop test method at three energy levels of 0.8, 1 and 1.2 J.. Every day, out of each group, 9 samples were randomly selected and surveyed for the ultrasonic, biochemical, mechanical and physical indices. Results showed that tomato damage level and storage time have meaningful effect on ultrasonic wave velocity and stiffness. Hence, use of the ultrasonic method provides the possibility of determination and estimation of some parameters related to tomato ripening in supplying lines such as separating operation and fruit grading.
    Keywords: Quality, Meter, Tomato, Nondestructive test, Ultrasonic, Ultrasonic indexes, Attenuation coefficient, Wave velocity
  • Babak Mohammadzadeh Asl *, Saman Faridsoltani Pages 29-39
    In this paper, a two stage synthetic aperture sequential beamforming (SASB) is presented to abtain better lateral resolution besides more range independent lateral resolution and contrast enhancement compared to dynamic receive focusing (DRF) method. Proposed two stage beamforming includes two sequential beamformers. First, a set of B-mode image lines using a single focal point in both transmit and receive are stored. The second stage uses the focused image lines from the first stage as input data, so a high resolution image will be obtained. Obtained results show for the lateral resolution (in terms of FWHM) there is improvement of almost a factor of 2.5 (dB 6) compared to DRF method. The proposed method on average improves 5 dB and 60% in contrast ratio (CR) and contrast to noise ratio (CNR) compared to DRF method, respectively. Also, the SASB image for the simulated phantom clearly shows the 2 mm diameter cyst which is not detectable in the DRF image.
    Keywords: Ultrasound imaging, Synthetic aperture, Dynamic receive focusing method, Sequential beamforming
  • Parviz Ghadimi Dr. *, Saman Kermani, Hashem Nowruzi Pages 40-50
    Underwater vessel is one the most important naval equipments, especially from the defence point of view. Therefore, Camouflage of these vessels is a key factor in their survival. Thermal noise and hydroacoustic noise are two major noises of underwater vessels. As a result, in this paper, these noises are investigated around an underwater vessel body with three different speeds. To this end, thermohydroacoustic analyses are conducted using the Navier-stokes and heat transfer equations. In addition, Ffowcs Williams and Hawkings model are implemented to obtain sound pressure level in far field. Ansys-CFX solver is used to compute the Navier-stokes and heat transfer equations and a parallel processing code in Python named AcoPy is prepared for calculating the sound pressure level. Thermal radiation intensity and sound pressure level (SPL) characteristics are evaluated for thermal noise and hydroacoustic noise, respectively. The obtained Results have shown that change in speed does not have any significant effects on the thermal noise. Also, increase of hot wake behind the underwater vessel with enhancement of its radiation intensity is achieved by an increase in the vessel speed. On the other hand, thermohydroacoustic analysis has shown non-uniform pressure and velocity distribution at Reynolds number Re=45×106.
    Keywords: Thermal noise, Hydro, acoustic noise, Underwater vessel, Parallel processing
  • Abolfazl Foorginejad Dr *, Morteza Taheri Engineer Pages 51-60
    Pattern matching is a method that used for quality control in production lines. In this study, the pattern of ultrasonic wave propagation in rubber compounds was used. Ultrasonic test is a non-destructive test. In addition to identifying defects, non-destructive tests are used to study material characteristics such as the mechanical and structural properties. The main advantage of non-destructive tests is detecting defects and characteristics of materials without changing the test piece. In this research, this method was used to investigate passenger radial tire tread compound formulation. To investigate the radial passenger tire tread compound formulation at first 14 samples with different formulations were prepared and for each of the samples the propagation velocity of the longitudinal sound waves was measured. Another sample with a new formulation was developed and longitudinal wave velocity was measured for validation of proposed method. The validation results show that the proposed method can accurately predict longitudinal wave propagation velocity in radial passenger tire tread compounds. Thus, this method can be used for validation of compound formulation in rubber production lines.
    Keywords: Non, destructive test, Ultrasonic, Rubber formulation
  • Mohammad Hassan Moradi *, Amir Akhavan Pages 61-74
    Direction of arrival estimation of acoustic wave has been an active research area in signal processing field. Conventional methods in this area usually use the beamforming concept to provide a spatial filter and to estimate the propagation direction of wave. Low resolution, low discriminability of closely spaced sources and high sensitivity to spatial aliasing effect are the main disadvantages of this approach. In order to prevent these drawbacks, this study utilized the joint sparse representation models to estimate the direction of wideband acoustic sources. To this end, an Augmented Lagrangian-based method is proposed in the estimation of sparse coefficient matrix stage. The performance of the joint sparse model is compared with three well-known methods (Bartlett, MUSIC and Capon) in the context of direction of arrival estimation. Simulation results show that the method with sparsity constraint outperforms the three previously mentioned methods in terms of angular resolution, discriminability of closely spaced sources, robustness to spatial aliasing and detection of simultaneous acoustic sources. Furthermore, the robustness of the joint sparse method in terms of noise level was almost similar to that of MUSIC and Capon (optimum beamformer). Comparison of the proposed method and one of the most significant sparse approaches in estimation of sound direction show that, complexity (execution time) is reduced by the presented method in this paper while the good performance in terms of angular resolution, discrimination power and detection rate are also preserved.
    Keywords: Direction estimation, Joint sparse Representation, Steering vector, Sparse coefficient vector, Overcomplete dictionary