به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

مقالات رزومه دکتر مجتبی بابایی

  • مجتبی بابایی*
    شناسایی، آشکارسازی، طبقه بندی و جداسازی مهمات منفجرنشده یکی از نیازهای ضروری کشورها و جوامعی است که درگیر جنگ بوده اند. روش های غیرتخریبی اکتشاف این گونه مواد که بیشتر مبتنی بر روش های ژئوفیزیکی است، به لحاظ اقتصادی و ایمنی از اهمیت خاصی برخوردارند. روش القای الکترومغناطیسی روش ژئوفیزیکی کارآمدی است که در شناسایی مین های زمینی و دریایی کاربرد دارد. به طور کلی در فرایند پردازش داده های حاصل از برداشت های ژئوفیزیکی و به ویژه در روش القای الکترومغناطیسی، این بی هنجاری ها با اجسام ساده هندسی نظیر کره یا کره وار مدل سازی می شوند. در گام اول تفسیر داده ها و برای تعیین ابعاد مدل که نشان دهنده نوع مین یا بمب است و همچنین برای تعیین محل آن، لازم است مفسر دید روشنی از نحوه وابستگی پاسخ القای الکترومغناطیسی به پارامترهای هندسی و فیزیکی این گونه مواد داشته باشد. برای این منظور، در این مقاله چگونگی تغییرات و رفتار پاسخ القای الکترومغناطیسی دریافتی در پیچه گیرنده برحسب عمق، ابعاد و جهت گیری بی هنجاری بررسی می شود و نمودارهای به دست آمده برحسب متغیرهای مذکور تحلیل می شوند. نتایج این تحلیل ها ضمن اینکه خود تا حدود زیادی وضعیت و موقعیت بی هنجاری را به صورت کیفی معلوم می کند، می تواند در روش های عددی محاسبه کمیت های هندسی و فیزیکی بی هنجاری نیز مفید واقع شود.
    کلید واژگان: روش القای الکترومغناطیسی, مهمات منفجرنشده, کره وار, تحلیل پاسخ ها}
    Mojtaba Babaei *
    Identifying, detecting, classifying and separating unexploded ordnance (UXO) is one of the essential needs of countries and societies that have been involved in war. Marine mines submerged in seawater or buried in land are a common danger in many areas of the world. The majority of mines are composed of metal and explosive materials. There are many non-destructive schemes for detecting the location, orientation and depth of a metallic mine (modeled as a perfectly conducting sphere and spheroid). These methods of exploration of such materials, which are mainly based on geophysical methods, have a special importance and capability in terms of economy and safety. A major challenge of detecting a metallic object is to discriminate the object, such as an unexploded ordnance, from the noisy environment. It takes time and resources to identify the object, especially due to false signals from other metal objects and cultural features such as metal buildings, pipelines, and oil well casings. By measuring the secondary response of an electrically conductive object placed in a low frequency primary magnetic field, distinct spectral characteristics such as electrical conductivity, magnetic permeability, object geometry, and size can be obtained. Being one of the frequency domain methods, the Electromagnetic Induction method (EMI) is an efficient geophysical method that is used to identify land mines and sea mines. This technique takes into account Eddy-Current Response (ECR) induced on the conducting marine mines as well as Current-Channeling Response (CCR) associated with the perturbation of currents induced in the conductive marine environment. In the processing of the data obtained from geophysical surveys, especially in the EMI, such anomalies are modeled with simple geometric objects such as spheres or spheroids. In the first step of data interpretation and to determine the dimensions of the model that indicates the type of mine or bomb and also to determine its location, it is necessary for the interpreter to have a clear view of how the electromagnetic induction response depends on the geometrical and physical parameters of such materials. For this purpose, in this article, the changes and behavior of the received electromagnetic induction response in the receiver coil are investigated according to the depth, dimension and orientation of the abnormality. The graphs obtained are examined and analyzed using the mentioned variables. While qualitatively determining the state of abnormality to a large extent, the obtained results can be useful in numerical methods of calculation of geometrical and physical quantities of anomalies.
    Keywords: Electromagnetic Induction Method, Unexploded Ordnance, Spheroid, Analysis Of Responses}
  • مجتبی بابایی*، محمداحسان مسیبیان

    مین های دریایی مدفون در دریا یا خشکی تعداد زیادی از مردم را در سراسر دنیا تهدید می کند و افراد زیادی بر اثر برخورد با این مهمات منفجر نشده جان خود را از دست می دهند. لازم است این گونه مهمات با روش های غیر تخریبی شناسایی شوند. روش های متعددی برای شناسایی، جداسازی و آشکارسازی این گونه اجسام معرفی شده است. یکی از این روش ها در ژیوفیزیک، روش الکترومغناطیس در حوزه زمان و همچنین حوزه فرکانس است که به کمک آنها، این گونه بی هنجاری ها آشکارسازی و پارامترهای فیزیکی و هندسی آنها تخمین زده می شوند.یکی از روش های حوزه فرکانس، روش الکترومغناطیس القایی است. تعداد زیادی از مهمات منفجر نشده، در ساده ترین شکل با کره و با تقریب بهتر با کره وار شبیه سازی می شوند. در این مقاله، با استفاده از پاسخ های القای الکترومغناطیسی ناشی از جریان های گردابی ایجاد شده در سطح جسم کاملا رسانا و جریان کانالی در محیط میزبان با رسانندگی ضعیف، عمق و شعاع جسم مدفون برای چهار حالت جهت گیری پیچه های گیرنده و فرستنده نسبت به یکدیگر به دست می آید. روش به کار رفته برای تعیین عمق و شعاع، روش بهینه سازی ازدحام ذرات است که یک روش فراگیر بهینه سازی است و از آن می توان در حل مسایلی استفاده کرد که پاسخ آنها یک نقطه یا سطح در فضای چند بعدی است. این الگوریتم در ابتدا با مقادیر تصادفی تنظیم می شود و اهداف را با تکرارهای به روز شده جستجو می کند. برای برآورد شعاع و عمق مهمات منفجر نشده که به صورت کره شبیه سازی شده اند، این روش بهینه سازی نخست روی داده های بدون نوفه و پس از آن روی داده های با نوفه اجرا می شود سپس نتایج برای ارزیابی توانایی روش مقایسه می شوند. میزان خطای تخمین برای داده های بدون نوفه تقریبا برابر صفر است و وقتی به داده ها نوفه اضافه می شود، عمق بی هنجاری و شعاع با خطایی پذیرفتنی محاسبه می شود.

    کلید واژگان: الکترومغناطیس القایی, مهمات منفجرنشده, الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات, برآورد عمق و شعاع کره}
    Mojtaba Babaei *, MohammadEhsan Mosayebian

    Landmines buried in the sea or land threaten a large number of people around the world, and many people die as a result of these unexploded ordnance. Such ammunition needs to be identified by non-destructive methods. Numerous methods have been used to identify, discriminate and detect them. One of these methods in geophysics is electromagnetism in the time and also frequency domain, by which such anomalies are detected and their physical and geometric parameters are estimated. The electromagnetic induction method (EMI) is one of the frequency domain methods used for this purpose. This technique takes into account Eddy-Current Response (ECR) induced on the conducting marine mines as well as Current-Channeling Response (CCR) associated with the perturbation of currents induced in the conductive marine environment. Sea water is a good conducting medium in low-frequency range. Thus, displacement current can be neglected. The effect of noise due to the background medium can also be neglected. The sphere has often been used as a tractable model of a conducting anomaly in studying the response of electromagnetic induction (EMI) system. A large amount of unexploded ordnance is simulated in the simplest form with a sphere and a spheroid (for more accurate approximation).In this study, using the electromagnetic induction responses which are caused by eddy currents generated on the surface of the object and also the channel current in the host environment, the depth and radius of the buried object are obtained for four different modes of receiver and transmitter coil orientation. The transmitting and receiving coils can be approximated as magnetic dipoles. The incident fields emanating from the transmitting coil are uniform over the extent of the object. The object is considered as a perfect conductor compared to the host environment. To determine the depth and radius, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed. This technique is a global optimization method that can be used to solve problems whose answer is a point or surface in a multidimensional space. PSO is adjusted with random particles (models) and searches for targets by updating generations. The algorithm is implemented on the noise-free and noisy data respectively to evaluate the algorithm performance. The simulation results indicate that this method can be an effective way to estimate the depth and radius of the sphere. For noise-free data, the error is almost zero, and when noise is added to detect them, the depth of the anomaly and the radius are calculated with a perfectly acceptable error.

    Keywords: Electromagnetic Induction, unexploded ordnance, Particle Swarm Optimization Algorithm, depth, radius estimation of sphere}
  • Amir Karimiara, Mahmoud Mirzaei *, Mojtaba Babaei
    A constrained nonlinear optimization method based on nonlinear programming techniques has been applied to map geometry of bedrock of sedimentary basins by inversion of gravity anomaly data. In the inversion, the applying model is a 2-D model that is composed of a set of juxtaposed prisms whose lower depths have been considered as unknown model parameters. The applied inversion method is a nonlinear one, which minimizes the objective functions by definition of different objective functions and an initial simple model to improve the initial model parameters. In this study, for different cases, sufficient objective functions are defined based on the condition which is encountered in the inverse problem. To control the under- determinacy part of the inverse problem and to prevent unreasonable instability in the resultant model, damping terms are added to the objective function. The act of synthetic inversion for different cases of parameterization has been examined and the results are analyzed. The results have almost depicted the recovery of the model and also fitting of the original and model response data. In addition, the method has been used to invert real gravity data in Aman Abad area. From the inversion results, depths of the basin, features like fractures and uplift in bedrock, along specific profiles have been determined. Thicker parts of sediments in the basin along the profiles have also been recognized, which have the potential for exploring drinking water in this area.
    Keywords: Optimization, Objective function, Geometry of bedrock, Inversion, Constrains, Gravity data}
  • مجتبی بابایی، وحید ابراهیم زاده اردستانی، الهام امیریان
    تشخیص لبه های چشمه های بی هنجاری، یک ابزار ضروری در تفسیر داده های میدان پتانسیل است. روش های زیادی برای تشخیص لبه ها وجود دارد که بسیاری از آنها شامل فیلترهای بالا گذر بر اساس مشتقات داده های میدان پتانسیل است. در این مقاله از یک روش تشخیص لبه ی جدید به نام فیلتر ریخت شناسی ریاضی پیشرفته (Enhanced Mathematical Morphology) یا EMM استفاده می شود. فیلتر EMM به صورت نسبت فرسایش مشتق افقی کل به اتساع مشتق افقی کل و یا ترکیبی از این دو عملگر تعریف می شود. این فیلتر می تواند لبه های منابع کم عمق و عمیق حتی با چگالی کم را به طور هم زمان نمایش دهد. فیلتر EMM به محاسبه مشتقات عمودی نیازی ندارد که همین امر باعث می شود این روش از نظر محاسباتی پایدار باشد. در این مقاله ضمن ارائه رابطه جدیدی برای فیلتر EMM، ابتدا این فیلتر به منظور اعتبار سنجی روش، بر روی داده های مصنوعی با و بدون نوفه اجرا و سپس بر روی داده های واقعی گنبد نمکی قم آزمایش شد و مرز بی هنجاری معلوم گردید.
    کلید واژگان: تشخیص لبه, فیلتر ریخت شناسی ریاضی ارتقا یافته, فرسایش, اتساع, گنبد نمکی قم}
    Mojtaba Babaei, Vahid Ebrahimzade Ardestani, Elham Amirian
    Enhancement on the edges of the causative source is a tool in the interpretation of potential field data. There are many methods for recognizing the edges, most of which involve high pass filters based on derivatives of potential field data. In this paper, a new edge detection method is introduce, called the enhanced mathematical morphology (EMM) filter for interpretation of field data. The EMM filter uses the ratio of the erosion of the total horizontal derivative to the dilation of the total horizontal derivative to recognize the edges of the sources, and can display the edges of the bodies simultaneously. Edge detection of the potential field data has been widely used as a significant tool for geophysical exploration technologies, which can delineate the horizontal locations of causative sources. Normally, various high-pass filters are used to recognize the edges of the potential field data (Evjen 1936; Fedi and Florio 2001; Verduzco et al. 2004; Cooper and Cowan 2006; Cooper and Cowan 2011; Ma and Li 2012; Ma 2013).
    The EMM filter uses the ratio of the erosion of THD to the dilation of THD to recognize the edges of the source. Mathematical morphology was developed by Matheron and Serra in 1964 (SERRA, 1983); which is an image analysis and recognition tool. The structuring element (SE) is a basic operator in mathematical morphology, used to interact with an image and to draw conclusions about how a shape fits or misses the shapes in the image. SE consists of a matrix of 0s and 1s that can have any arbitrary shape and size. The basic operations of mathematical morphology are dilation and erosion. Dilation is defined as the maximum value in the window ascertained by the SE. Erosion is defined as the minimum value in the window ascertained by the SE. The EMM filter is expressed as (Lili et al., 2013):
    where imerode (F,SE) and imdilate (F,SE) represent the erosion and dilation of the THD, respectively.
    In this paper, a new relationship is presented for EMM filter that is tested on synthetic data with and without noise as well as the real potential field data in Qom salt dome. The EMM method successfully delineates the edges of the causative sources, which gives better resolution of the deeper source than other filters, and can display the edges of the bodies in a more centralized way. In this article, a new relationship is defined for the EMM filter as:
    The EMM filter was used to recognize the edges of the sources. It can display the edges of the shallow and deep bodies simultaneously. The EMM filter does not require the computation of vertical derivatives, which makes this method computationally stable. The EMM filter is tested on synthetic, and real potential field data in Qom salt dome and the edge detection was done with reasonable results.
    Keywords: edge detection, enhanced mathematical morphology, filter, Erosion, dilation, Qom salt dom}
  • مریم چگنی، محمود میرزایی*، مجتبی بابایی، وحید ابراهیم زاده اردستانی
    میکروگرانی یک روش ژئوفیزیکی است که به طور فزاینده ای برای بررسی های محیطی و ژئوتکنیکی به کار می رود. اندازه گیری های میکروگرانی به تغییرات چگالی زیرسطحی پاسخ می دهد و روشی غیرمخرب برای شناسایی و تشخیص ناهمگونی های زیرسطحی است. مواد زیرسطحی گوناگون چگالی های جرمی متفاوتی دارند؛ بنابراین برداشت های میکروگرانی، با جمع آوری اندازه گیری های سطحی میدان گرانی زمین، نواحی شامل ناهنجاری ها یا تباین های جرم حجمی را جستجو و کاوش می نماید.
    هدف از این پژوهش تفسیر داده های میکروگرانی برداشت شده در قسمت کوچکی از محل احداث سد تلمبه ای سیاه بیشه در شمال ایران، جهت تعیین کیفیت و نوع ساختار تشکیلات زیرسطحی در محل حفر تونلی است که به محدوده ریزشی برخورد کرده است. بعد از پردازش و تصحیحات جزرومد، رانه و هوای آزاد و بوگه و توپوگرافی، بی هنجاری بوگه محاسبه شده است. با استفاده از برازش چندجمله ای های متعامد و بهنجار با داده های بی هنجاری های گرانی بوگه به دست آمده، آثار گرانی منطقه ای برآورد و سپس بی هنجاری های باقیمانده محاسبه شدند. سه بی هنجاری منفی در نقشه گرانی باقیمانده شناسایی شده است. داده های گرانی این بی هنجاری ها با روش معکوس سازی سه بعدی، با به کار بردن نرم افزار گروت2 مدل سازی شده اند. نتایج حاصل از برگردان سازی داده ها، توزیع تباین چگالی بی هنجاری های جرمی سه بعدی بوده است که از آن ها برش هایی افقی و مقاطع عمودی، به موازات محورهای سه گانه مختصات کارتزین، انتخاب و به تصویر کشیده شده اند. سپس این توزیع تباین چگالی های جرمی ترسیم شده در مقاطع سه گانه با استفاده از اطلاعات میدانی زمین شناسی و یک گمانه به ساختارهای مختلف زمین شناسی زیرسطحی نسبت داده شده اند. در روی مقاطع، نواحی بی هنجار با چگالی کم، به تشکیلات آهکی خردشده، هوازده و محتملا شامل آب نسبت داده شده است. این نواحی به علت نفوذپذیری و تراکم کم از مناطق آسیب پذیر و ریزشی در حفر سازه تونل تشخیص داده می شوند. نواحی شناسایی شده با تباین چگالی جرمی بیشتر در روی مقاطع، به وجود سنگ های آهکی متراکم یا سایر تشکیلات مقاوم تر مثل آذرین نفوذی، با آسیب پذیری و خطر ریزش کمتر در ایجاد سازه تونل، نسبت داده شده است.
    کلید واژگان: بی هنجاری گرانی, تباین چگالی, تراکم, تونل, معکوس سازی سه بعدی, میکروگرانی}
    Maryam Chegeni, Mahmoud Mirzaei *, Mojtaba Babaei, Vahid Ebrahimzadeh Ardestani
    The gravity method is one of the geophysical tools used for geological, engineering and environmental investigations where the detection of geological boundaries, cavities, subsurface karstic features, subsoil irregularities, or landfills are essential. In higher accuracy measurements, the microgravity method has been widely and successfully used for locating and monitoring subsurface materials.
    Since microgravity methods measure gravity variations at the surface, they are directly influenced by the density distribution in the subsurface and particularly by the presence of formation material, which may create a mass deficit relative to the density of the surrounding terrain. In many cases, deep or small-scale heterogeneities generating low-amplitude anomalies can be detected and the reliability of further interpretation requires highly accurate measurements which are carefully corrected for any quantifiable disturbing effects. The main purpose of the research, that was conducted in small part of a dam site, is to determine the quality and type of subsurface structures in location of tunnel construction. Study area for collecting microgravity data was located at a small part, considered for construction of Siah Bisheh dam, road Tehran to Chalous. Position of microgravity stations were over a tunnel path which in some parts encountered with collapsing structures. The study area was part of Alborz Mountains. Geology formation(Shemshak formation), consisting of lime beds together with igneous rocks which are severely affected by fractures. Data were collected along 13 profiles with separating distance of 15 m. The stations distance and number of data were 15 m and 148 respectively. Bouguer gravity anomaly was calculated after making corrections such as earth tide, free air, Bouguer, topography and terrain effects. The regional effect obtained using a program that is written in FORTRAN to fit orthogonal and orthonormal polynomials on the observed data and then residuals were estimated. Three negative anomalies were distinguishable in residual gravity map. Data of these anomalies are modeled with a 3-D inversion approach using GROWTH 2.0 software. The GROWTH 2.0 is an inversion tool which enables the user to obtain, in a nearly automatic and non-subjective mode, a 3D model of the subsurface density anomalies based on the observed gravity anomaly data. The current version of the tool has been developed from an earlier code (Camacho et al., 2002). In a nearly automatic approach, the software provides a 3-D model informing on the location and shape of the main structural building blocks of the subsurface structures. Then densities contrast of these anomalies was estimated. Result of the inversion was a 3-D distribution of densities contrast. To show this distribution of the densities contrast, the horizontal and vertical sections at different depth and different horizontal positions were selected and interpreted. From these sections it is indicated that the effective depth of the data, for identifying martial of subsurface structures from the inversion, is about 50 m. In the sections, areas with low densitig contrasts are related to the fractured limestone and those with high contrast ones are related to the compact limestone or igneous rocks. Existence of igneous and lime rocks that have more density and compactness, increase the quality of the structures in the path of the tunnel construction. Areas including fractured limestone, with lower density, decrease the quality of the structure and increase the risk of water permeability and collapsing in the path of the tunnel construction. Thus by interpreting of the results of the microgravity data inversion, areas with high and low compactness and good and bad quality rocks for tunnel construction are recognized, those are related to the fractured or karstic limestone and limestone and igneous rocks. Also boundaries of these formations where densitig contrasts vary suddenly, are related to the existence of faults.
    Keywords: Microgravity, Gravity anomaly, 3-D inversion, Contrast density, tunnel, Compactness}
  • مجتبی بابایی
    در این مقاله عمق کره رسانای مدفون به عنوان مدلی از یک مین فلزی در یک محیط با رسانایی ضعیف، با استفاده از داده های القای الکترومغناطیسی محاسبه می شود. جسم رسانا در محیط با رسانندگی محدود به وسیله پیچه فرستنده، تحت تابش میدان الکترومغناطیسی قرار می گیرد. در این حالت دو مد، یکی حاصل از جریان القایی ایجاد شده در سطح جسم (جریان گردابی) و دیگری حاصل از آشفتگی جریان شارشی در محیط رسانا در برخورد با جسم (جریان کانالی)، در محل گیرنده دریافت خواهد شد. در این مقاله برای چهار حالت جهت گیری هندسی پیچه ها، پاسخ القای الکترومغناطیسی محاسبه و به کمک روش کمترین مربعات، عمق کره برای دو حالتی که فقط پاسخ جریان گردابی در محل پیچه گیرنده دریافت می شود تعیین می گردد. با محاسبه بیشینه مقدار جریان گردابی، مساله تخمین عمق به مساله یافتن پاسخی برای معادله غیرخطی به شکل تبدیل می شود. روش بر روی داده های مصنوعی، با و بدون نوفه اعمال و در دو حالت، عمق کره محاسبه گردید. در همه موارد عمق کره با خطای کمتر از 6 درصد به دست آمد.
    کلید واژگان: القای الکترومغناطیسی, جریان گردابی, مهمات منفجر نشده, تخمین عمق}
    M. Babaei*
    In this paper, a novel scheme for depth estimation of a buried conductive sphere as a metallic mine using electromagnetic induction (EMI) data is presented. In electromagnetic induction method, the transmitter coil produces the incident magnetic and electric fields that obey the Maxwell’s equations. In the receiver coil, the received response is created in two modes. Eddy-current mode ( ec V ) is derived from the perfect conductor placed in the shallow depth and another mode called current-channeling response ( cc V ) which depends on the conductivity of the medium. As expected, these responses differ depending on the direction of the incident field related to the receiver coil’s axis. There is a case that the transmitter coil’s axis is parallel to the ground surface and only the eddy current response is measured in the receiver coil. By defining the maximum value of , ecV ,the problem with depth determination transformed into the problem with finding a solution for a nonlinear equation of the form   0 zf .The method is applied to synthetic data with and without random errors. In all of the cases examined, the maximum error in depth is less than 6%.
    Keywords: Electromagnetic Induction, Eddy Current, Unexploded Ordnance, Depth Estimation}
فهرست مطالب این نویسنده: 6 عنوان
  • دکتر مجتبی بابایی
    بابایی، مجتبی
    استادیار ژئوفیزیک، گروه ژئوفیزیک، واحد همدان، دانشگاه ازاد اسلامی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال