فهرست مطالب

علوم و فناوری های پدافند نوین - سال هشتم شماره 2 (پیاپی 28، تابستان 1396)

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال هشتم شماره 2 (پیاپی 28، تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/02/23
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدحسین خانزاده *، مهندس محمدرضا نباتی راد صفحات 85-95
    تغذیه چندگانه نواحی حساس - به عنوان ریزشبکه مبتنی بر اینورتر - برای افزایش قابلیت اطمینان سامانه، حفظ پایداری و عملکرد آن در زمان از دست رفتن یک یا چند واحد از منابع تغذیه کننده شبکه، بسیار مهم می باشد. از طرفی، قابلیت عملکرد جزیره ای تضمینی بر در دسترس بودن ناحیه مورد نظر، در زمان خاموشی سامانه قدرت است. برای استفاده از انواع انرژی های تجدیدپذیر و تولیدات پراکنده در ساختار ریزشبکه، استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت، امری ضروریست. بنابراین روش دنبال کردن فرکانس (FT)، با کنترلی غیر متمرکز و به منظور پایدار سازی ریزشبکه مبتنی بر اینورتر معرفی می شود. در روش نوین ارائه شده، تمام واحدها فرکانس یکی از واحدها را به عنوان واحد مرجع دنبال کرده و توان مورد نیاز شبکه را پس از اعمال کنترل افت تامین می کنند. نتایج پیاده سازی این سامانه کنترلی بر روی دو شبکه با ساختارهایی متفاوت در نرم افزار PSCAD، تصدیقی بر عملکرد صحیح آن می باشد.
    کلیدواژگان: ریزشبکه، کنترل غیر متمرکز، اشتراک گذاری بار، مبدل منبع ولتاژ، دنبال کردن فرکانس (FT)
  • صفا خزایی *، مهندس ابوالفضل کهده نارویی صفحات 97-111
    استفاده از الگوهای استتار مناسب برای ابنیه، یکی از چالش های موجود در حوزه پدافند غیرعامل است. در این تحقیق با هدف طراحی الگوهای استتار مرئی، یک روش خودکار بر مبنای پردازش تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک مکانی بالا ارائه شده است. در این روش، ابتدا محدوده ساختمان مورد نظر بر روی تصویر ماهواره ای مشخص و از تصویر حذف می گردد. سپس به کمک روش تولید بافت، تصویر آن محدوده با استفاده از محدوده های پیرامونی ساختمان بازسازی می شود. در مرحله بعد، از تصویر بازسازی شده محدوده ساختمان، رنگ های اصلی به کمک الگوریتم خوشه بندی K-means استخراج شده و سپس الگوی استتاری با تخصیص رنگ مرکز هر خوشه به همه پیکسل های تصویری آن خوشه ایجاد می شود. الگوی استتاری به دست آمده بر روی دو مجموعه داده متفاوت به دو صورت ارزیابی بصری و محاسبه میزان برجستگی ارزیابی شده است. موفقیت الگوی طراحی شده در ارزیابی بصری و همچنین کاهش 27 درصدی میزان برجستگی در مجموعه داده دوم، توانایی بالای روش پیشنهادی در استتار ابنیه را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: طراحی الگو: استتار مرئی: بافت: تصاویر ماهواره ای: خوشه بندی
  • مهندس سیدسبحان موسوی، عبدالرسول میرقدری * صفحات 113-122
    نهان کاوی یکی از موضوعات چالش برانگیز و جذاب برای پژوهشگران در زمینه توسعه روش های نهان نگاری است. نهان کاوی روشی است برای تشخیص اطلاعات پنهان شده در نهانه که توسط الگوریتم های نهان نگاری ایجاد شده است. انواع مختلفی از روش های استخراج ویژگی برای نهان کاوی ارائه شده است که هر کدام از آن ها دارای مزایای مربوط به خود می باشند. ساخت مجموعه ای از ویژگی های مختلف می تواند عملکرد نهان کاو را بهبود بخشد. بیشتر الگوریتم های نهان کاوی مدرن یک دسته بندی کننده را بر اساس بردارهای ویژگی، آموزش می دهند. یکی از محبوب ترین و دقیق ترین دسته بندی کننده ها، ماشین بردار پشتیبان است. در این مقاله بر اساس تجربیات و مطالعه روش های مختلف نهان کاوی، یک روش نهان کاوی کارآمد با استفاده از پنجره گذاری روی ضرایب فرکانس بالای تبدیل موجک پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی، تصمیم نهایی روی کل تصویر به کمک روش رای گیری اکثریت با استفاده از استخراج ویژگی های مناسب هر پنجره اعلام شده است. نتایج عملی و شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی برای کشف وجود پیام در تصاویر به ویژه در نرخ های جاسازی پایین در مقایسه با روش های نهان کاوی موجود دقت بیشتری تا حدود 99 درصد دارد.
    کلیدواژگان: تبدیل موجک، پنجره گذاری، پوشانه، دسته بندی کننده، نهان کاوی، نهانه
  • سعید رضا مساح *، حسین صالح زاده، مهندس علی محمدی، قاسم دهقانی اشکذری صفحات 123-132
    در پنج دهه گذشته به سازه های زیرزمینی به عنوان سازه های امن در مباحث پدافند غیرعامل پرداخته شده است. گسترش روزافزون به کارگیری فضاهای زیرزمینی، نیاز به پژوهش ها و بررسی های موشکافانه تر در خصوص بارهای وارده در این فضاها را بایسته کرده است. در این پژوهش اثر بارهای ضربه ای شدید ناشی از انفجار سطحی که برروی پوسته بتنی دالان زیرزمینی وارد می شود، برای پوسته با بتن دارای مقاومت فشاری 30 مگاپاسکال، با بتن ابر توان مند الیافی، با و بدون میل گرد، بررسی شده است. در این راستا، نرم افزار آباکوس برای شبیه سازی رفتار این گونه سازه ها زیر اثر بارهای ناشی از انفجار بیرونی به کار گرفته شده است. هم سنجی یافته ها بر پایه تغییرات تنش های پوسته دالان، تغییرات فشاری و اندازه جابه جایی پوسته دالان در برابر بار انفجاری انجام شده است. در اثر انفجار ماده منفجره در تراز زمین دو گونه موج القایی و ضربه ای پدید می آید که به گونه ای هم زمان در این پژوهش به کار گرفته شده اند. یافته های این پژوهش نشان می دهد که افزودن الیاف فولادی به بتن ابر توان مند، با و بدون شبکه فولادی، در هم سنجی با بتن مسلح با مقاومت فشاری 30 مگاپاسکال، در شرایط بارگذاری برابر، افزایش مقاومت فشاری پوسته بتنی در برابر امواج ناشی از انفجار را به همراه خواهد داشت.
    کلیدواژگان: سازه زیرزمینی، بتن ابر توان مند، بتن مسلح با الیاف، انفجار سطحی
  • حمید بیگدلی، حسن حسن پور *، جواد طیبی صفحات 133-145
    در این تحقیق یک روش جدید برای حل مسائل بازی با مجموع صفر دو نفره تک هدفی و چند هدفی با عایدی های فازی پیشنهاد شده است. با استفاده از مفهوم تقریب نزدیک ترین بازه اعداد فازی، مسئله بازی تک هدفی به یک مسئله بازی تک هدفی با عایدی های بازه ای تبدیل می شود و یک جفت مسئله برنامه ریزی خطی برای محاسبه جواب های خوش بینانه و بدبینانه هر یک از بازیکنان به دست می آید. با استفاده از قضیه قوی دوگانی ثابت می شود که در بازی ماتریسی بازه مقدار، ارزش خوش بینانه بازی برای بازیکن 1 با ارزش بدبینانه بازی برای بازیکن 2، و ارزش بدبینانه بازی برای بازیکن 1 با ارزش خوش بینانه بازی برای بازیکن 2 برابرند. سپس دو مسئله برنامه ریزی خطی چند هدفی برای تعیین ارزش های خوش بینانه و بدبینانه بازی چندهدفی بازه مقدار و راهبردهای بهینه پارتوی متناظر آن ها برای هر یک از بازیکنان ارائه می شود. به عنوان یک کاربرد، نبرد بین نیروهای آمریکایی و آلمانی در جنگ جهانی دوم در شکاف آورانشه از دید نظریه بازی ها بررسی می شود و نشان داده می شود که با استفاده از روش مذکور راهبرد های بهینه به دست آمده از این مدل برای فرماندهان منطبق بر تحلیل دکترین نظامی آمریکا از این تصمیم است. درنهایت، مثال دیگری از یک نبرد نظامی بررسی می شود که در آن هر یک از فرماندهان دو هدف دارند.
    کلیدواژگان: بازی مجموع صفر فازی، راهبرد بهینه، عایدی فازی، تقریب نزدیکترین بازه، تحلیل نبرد، بازی چند هدفی
  • مهدی نقیان فشارکی *، سعیده ساداتی، امیر حسین مومنی ازندیانی، سید مصطفی حسینی صفحات 147-159
    رویکرد های طرح ریزی موجود اگر چه می توانند در شرایط عدم قطعیت و به صورت غیر متمرکز طرح ریزی نمایند، اما اکثر آن ها در مواقعی که ‏شرایط پیچیده سناریوهای فرماندهی و کنترل همچون نیاز به طرح ریزی دقیق، تصمیم گیری بلادرنگ، ‏ارتباطات محدود بین عامل ها و پویایی محیط حاکم است، بازده خوبی نداشته و گاهی با شکست مواجه می شوند. از بین رویکردهای موجود، مدل های توسعه یافته DEC-POMD مانند MAOP-COMM، برای این شرایط مناسب هستند. می توان با بهبود مدل MAOP-COMM، طرح ریزی دقیق تری برای عامل ها انجام داد. در این مقاله با ارتقاء اکتشاف ‏تابع ارزش و به کارگیری «پیش بینی دومرحله ای» در استراتژی یافتن خط مشی بهینه و اخذ تصمیم صحیح، الگوریتم اخیر بهبود داده شد. در مرحله بعد رویکرد بهبود یافته را در قالب یک وب سرویس پیاده سازی شد تا برای هر سناریوی دلخواه با شرایط محدود شده، سناریو طراحی شده را از معمار سناریو دریافت کند و با فرض پویا بودن محیط، طرح ریزی لازم را به طور برخط انجام داده و دنباله اقدامات عامل ها را در هر لحظه تعیین نماید. نتایج به دست آمده، برتری ‏الگوریتم بهبود یافته را نشان می دهد، به گونه ای که سرویس طراحی شده با الگوریتم بهبود یافته می تواند در شرایط عدم قطعیت به صورت ‏غیر متمرکز و برخط با کارایی مضاعف و درصد بالایی از صحت تصمیم گیری برای عامل ها طرح ریزی نماید.
    کلیدواژگان: طرح ریزی مشارکتی، فرماندهی و کنترل، طرح ریزی برخط، معماری سرویس گرا، فرایند تصمیم مارکوف
  • بهنام کریمی فرزقی، رضا نادری * صفحات 161-169
    تحلیل دقیق تر و مطمئن تر سازه ها در صورتی امکان پذیر است که بتوان با دقت بیشتر عوامل موثر در تحلیل را شناسایی کرد. یکی از عوامل مهم در تحلیل، تعیین نوع و میزان بارگذاری سازه است. در بین انواع بارگذاری، بارهای دینامیکی به ویژه بارهای ناشی از انفجار و ضربه، بسیار پیچیده تر و تعیین دقیق آن ها مشکل تر می باشد. با توجه به مشکلات مدل سازی های آزمایشگاهی انفجار، استفاده از مدل سازی های عددی برای تحلیل این پدیده قابل توجیه است. در این بین روش های با شبکه بندی مانند اجزای محدود با توجه به خصوصیات انفجار مانند سرعت بسیار بالا و تغییر شکل های شدید، در برخی مواقع باعث ایجاد خطاهای عددی می شوند. در این مقاله انفجار در زیر آب، با استفاده از روش بدون شبکه ذرات هموارساز SPH توسط زبان برنامه نویسی فرترن برنامه نویسی و مدل سازی شده و فشار ناشی از انفجار در زیر آب و تغییرات سطح آب در اثر انفجار مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نیز نتایج مثال حل شده با رابطه تجربی مورد مقایسه گرفته که نتایج قابل قبولی ارائه می نماید. برنامه نوشته شده می تواند برای مدل سازی های انفجار در آب مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل از این مدل سازی در تعیین فشار و ضربه وارد بر سازه های دریایی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: انفجار، مدل سازی عددی، روش بدون شبکه SPH، برنامه نویسی فرترن، انفجار در آب
  • سیدرحمان اقبالی *، مهندس مهسا ابراهیمی، فرزانه اسدی ملک جهان، مهندس سید محمدرضا کوچکی محمدپور صفحات 171-180
    ایمنی و امنیت ساختمان محفظه ایمنی راکتور و مقاومت آن ها در برابر نیروهای خارجی دارای اهمیت ویژه ای است. توجه به این مسئله پس از حادثه برخورد هواپیما به برج های دوقلو در تاریخ 11 سپتامبر 2001 بیشتر شده است. یکی از عوامل موثر در میزان آسیب پذیری یک ساختمان در مقابل نیروهای خارجی، فرم هندسی آن می باشد. هدف از انجام این تحقیق انتخاب فرم هندسی بهینه ساختمان محفظه ایمنی راکتور به منظور کاهش آسیب پذیری آن در مقابل برخورد هواپیما است. دو فرم هندسی مختلف، یکی به صورت مکعبی با سقف صاف و دیگری با بدنه استوانه ای و سقف گنبدی به صورت عددی مدل سازی شدند. مدل سازی و حل عددی با استفاده از نرم افزار ABAQUS 6.12-1 انجام شد. از آنجا که نقطه تمرکز این مقاله مطالعه تاثیر فرم ساختمان است، به منظور کاهش زمان حل و ساده سازی فیزیکی، بتن به صورت جسمی همگن و بدون میلگردهای مسلح کننده انتخاب گردید. برخورد هواپیمای فانتوم F4 به بدنه ساختمان محفظه ایمنی و سقف آن در زوایای مختلف شبیه سازی و پاسخ ها در کل سازه و نیز در محل برخورد با یکدیگر مقایسه شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که فرم استوانه ای نسبت به فرم مکعبی، آسیب پذیری کمتری در برخورد یک جسم از خود نشان می دهد به جز در نقطه اتصال گنبد به بدنه.
    کلیدواژگان: ساختمان محفظه ایمنی، برخورد، فرم استوانه ای، فرم مکعبی، فانتوم F4، آباکوس
|
  • Dr. Mohammad Hosein Khanzade *, Mohammadreza Nabati Rad Pages 85-95
    Multi supply in sensitive areas - as an inverter based Microgrid - is necessary for improving reliability and stabilizing the network in case of losing one or some of the electricity generation units. In addition, islanded mode of Microgrids is a guarantee of continuing operation during black out or failing stiff power system. In order to utilize variety types of distributed generations and renewable energies in Microgrid structure, usage of Power Electronic Interfaces (PEI) is inevitable. As a result, Frequency Tracking (FT) method with decentralized control in order to stabilizing inverter-based Microgrid is introduced. In the proposed novel method, all generation units follow the frequency of one generation unit as a Master and provide required power in network after deployment of Droop Control. The simulation results of proposed control system on two distinct networks in PSCAD confirm its proper functioning.
    Keywords: Microgrid, Decentralized Control, Load Sharing, Voltage Source Converter, Frequency Tracking (FT)
  • S. Khazaei*, A. Kahdeh Narouei Pages 97-111
    Designing a suitable camouflage pattern for a building is one of the fundamental challenges in the field of passive defence. In this study, to design visible camouflage patterns, an automatic method based on high resolution satellite images processing is proposed. In the proposed method, the area around the target building on the image is first removed. Then, using the surrounding of the removed part, an artificial image is reconstructed by a texture extraction method. In the next step, the main colors of the image are extracted from reproduced image using K-means clustering algorithm, and then, the camouflage pattern is created by assigning the color of center of each cluster to all pixels of that cluster. The obtained camouflage pattern is evaluated on two different dataset in both visual assessment and computation the saliency value. Successful visual assessment and the 27 percent decrease in obtained saliency value using the second dataset indicate the high ability of the proposed method to camouflage buildings.
    Keywords: Pattern Design, Visible Camouflage, Texture, Satellite Images, Clustering
  • S. S. Mousavi, A. Mirghadri * Pages 113-122
    Steganalysis is one of the challenging and attractive subjects for the scientists interested in the development of steganography methods. Steganalysis is the procedure to detect the hidden information from the stego created by known steganography algorithms. Different kinds of extraction methods have been proposed for steganalysis, each have their own advantages when attacking different kinds of steganography methods. Making a combination of different feature sets will improve the performance of the steganalysis system. Most modern steganalysis algorithms train a supervised classifier on the feature vectors. One of the most popular and most accurate classifier is support vector machine (svm). In this paper, based on experiences and study different ways, an efficient steganalysis method using windowing on high-frequency coefficients of wavelet transform is proposed. In the proposed method, the final decision on the entire images is announced by majority voting technique using extracted convenient features of each window. Experimental and simulation results show that the proposed method for the detection message embedded in images, especially in low rates compared to existing steganalysis methods has more carefully hidden by about 99 percent.
    Keywords: Wavelet Transform, Windowing, Cover, Classifier, Steganalysis, Stego image
  • Dr. Saeed Reza Massah *, Dr. Hossein Salehzadeh, Ali Mohammadi, Dr. Ghassem Dehghani Ashkozari Pages 123-132
    Underground structures have entered into the passive defensce discussions as the secure structures in the past five decades. The resistance of tunnel concrete lining subjected to the loads generated by an external explosion is investigated in this study. For this purpose, investigation of tunnel lining subjected to blast waves has been performed using ABAQUS software. Effects of intensive impact loads caused by surface blast on the underground tunnel concrete lining with compressive strength of 30 MPa and also with ultra high strength concrete, both reinforced with steel fibers, with and without steel bars, have been studied. The comparison of the results based on the variation of elastic stresses and strains in tunnel lining has been performed. Explosion of explosive materials induce two types of shock and induction waves at the ground level, both considered simultaneously in this study. The results indicates that the addition of steel fibers to the regular and ultra high strength concrete, with and without steel bars, in comparison to regular reinforced concrete with compressive strength of 30 MPa, under similar loading conditions, can lead to increase in compressive strength of the lining when subjected to explosion.
    Keywords: Underground Structure, Ultra-high Strength Concrete, Fiber-Reinforced, Surface Explosion
  • Hamid Bigdeli, Hassan Hassanpour *, Javad Tayyebi Pages 133-145
    A new method for solving single-objective and multi-objective two-person zero-sum game problems with fuzzy payoffs is proposed in this paper. ýThe single-objective game problem with fuzzy payoffs is converted to a single-objective game problem with interval payoffs by considering the concept of nearest interval approximation of fuzzy numbersý, and a pair of linear programming problems is obtained to compute the optimistic and pessimistic solutions for each of the players. ýBy the strong duality theorem of linear programmingý, ýit is proved that the optimistic value of Player I is equal to the pessimistic value of Player II and also, the pessimistic value of Player I is equal to the optimistic value of Player II in interval-valued matrix gameý. ýThen, two multiobjective linear programming problems are introduced to compute the optimistic and pessimistic values of interval-valued multiobjective game and their corresponding Pareto optimal strategies for each of the players. As an application, the battle between U.S. and Germany forces in Avranches Gap in World War II is discussed by game theory and is concluded that the obtained optimal strategies of model by the mentioned method for commanders is identical with the analysis of the U.S. military doctrine. Finally, an example of a military battle is considered in which each of the commanders has two objectives.
    Keywords: Fuzzy zero-sum game?, ?Optimal strategy?, ?Fuzzy payoff, Nearest interval approximation, Analysis of battle, Multi-objective game
  • M. Naghian Fesharaki*, S. Sadati, A. H. Momeni Azndarian, S. M. Hosseini Pages 147-159
    Although existing Planning methods can plan under uncertainty and decentralize situation, most of them malfunction in some complicated conditions of command and control scenarios such as real time decision making, needing more accurate planning, bounded communication between agents, dynamic worlds and partially observable environments. Among suitable models for these situations, extended models of DEC-POMDPs such as MAOP-COMM can be considered for handing these conditions. It is possible to improve MAOP-COMM model to do planning for agents with double precision. In this paper, the algorithm of MAOP-COMM model has been improved by upgrading value function heuristic and using "two steps look ahead" in the strategy of finding best policy and making correct decision. In the next step, the improved method was implemented in a web service frame work. The web service gets the desired bounded scenario from the architect and performs online planning to generate plans and sequence of actions regarding to environment dynamicity. The obtained results, show preference of the improved algorithm, So that the designed service with improved algorithm can perform online planning for agents in a decentralized multi-agent system in uncertain condition with better performance and high percent of correct decision making.
    Keywords: Collaborative Planning, Command, Control, Online Planning, Service Orient Architecture, Markov Decision Process
  • B. Karimi Ferezghi, R. Naderi * Pages 161-169
    An accurate and safer analysis for structure is possible if we can identify factors in the analysis more accurately. One of the important factors in the analysis is the identification the kind and intensity of structural loading. Among the types of loading, especially dynamic loads and impact loads resulting from the explosion, is far more complicated and difficult to determine. According to lab explosion modeling problems, using numerical modeling to analyze these phenomena can be reasonable. Uses grid methods like Finite element method caused a numerical error due to intense deformation and high velocity of blast. In this paper, underwater explosion was modeled and programmed with numerical mesh-less method, Smooth Particle Hydrodynamics (SPH), using Fortran programming language and explosion pressure and water level changes in the blast were studied. Finally the solving problem is compared with empirical relation. The results of this model are very similar to empirical relationship. This program can be used for underwater explosions modeling and the results can be used to determine pressures and impacts on marine structures.
    Keywords: explosion, Numerical modeling, meshless method, SPH, Fortran Programming, Under water explosion
  • S. R. Eghbali*, M. Ebrahimi, F. Asadi Malekjahan, M. Koochaki Mohamadpour Pages 171-180
    Safety and secutity of reactor containment building and its resistance against external forces is particularly important. Paying attention to this subject has been increased due to the incident plane hit the twin towers on September 11, 2001. One of the factors in the vulnerability of a building against the external collision is its geometry. The purpose of this study is to select the optimal geometry of a concrete containment building with the lowest vulnerability against an aircraft crash. Thus, two different geometric forms, one with cubic body and a flat roof and the other with a cylindrical body and domed roof were modeled numerically. Numerical modeling was performed using ABAQUS 6.12-1 software. Considering the impact of building form and in order to reduce the solution time and considering physical symplicity, homogeneous concrete without reinforced bars were chosen. Strike of Phantom F4 to the roof and body of the containment building was simulated at various angles and responses were compared in the whole structure and in the contact location. Results of this study indicate that the cylindrical form is less vurnable in comparison with cubic form exept in the intersection of wall and dome.
    Keywords: Containment Building, Aircraft Crash, Cylindrical Form, Cubic Form, Phantom F4, ABAQUS