پایان نامه مصور سازی انتشار طیف الکترومغناطیس در محدوده مادون قرمز به منظور استخراج آسیب پذیری شناسایی دارایی ها

دانلود پایان نامه پروژه کسر خدمت با موضوع مصور سازی انتشار طیف  الکترومغناطیس در محدوده مادون قرمز  به منظور استخراج آسیب پذیری  شناسایی دارایی ها

این  پروژه با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است و همچنین آماده پرینت می باشد

چکیده

امروزه اصل موضوع پدافند غیر عامل از اهمیت و استراتژی مهمی برای کشور ایران به جهت دفاع از کیان آن برخوردار است. بنابراین آنالیز و بررسی عملکرد مواد مختلف در مقابل امواج منتشر شده از یک منبع انتشار و همچنین مصور سازی فاصله میرایی امواج منتشر شده از یک منبع نشر دهنده به منظور استتار تجهیزات نظامی و استراتژیک از اهمیت بسزایی برخوردار است.

در این طرح مطالعاتی مدل سه بعدی مصور سازی شده از نحوه انتشار موج مادون‌قرمز در ناحیه حرارتی امواج الکترومغناطیس از یک منبع انتشار به ‌منظور یافتن حد فاصله بیشینه انتشار و آنالیز رفتار اجسام مختلف در مقابل این امواج جهت تشخیص توسط سنجنده ها مورد مدل‌سازی قرار گرفت. در واقع در این کار فاصله میرایی امواج مادون‌قرمز حرارتی منتشر شده از یک منبع حرارتی در فضا با توجه به شرایط محیطی که امواج در آن ساطع می شود به دست تولید گردید. آنچه معلوم است امواج با طول‌موج‌های مختلف قابلیت نفوذ در محیط های با شرایط متفاوت مختلفی را دارند. ازاین‌رو مصورسازی از انتشار امواج در محیط جو باحالتی که محیط به مناطق دارای درختان فراوان تغییر کند قابل اهمیت می باشد. امروزه با توجه به وجود حسگر های مختلف که قابلیت تشخیص امواج الکترومغناطیس مادون‌قرمز ساطع‌شده از منبع حرارت را دارند داشتن یک مدل تصویری که بتواند با استفاده از دانستن میزان انرژی در مبدأ انتشار در فاصله های مختلف از منبع میزان انرژی در طول‌موج خاص را ارائه دهد ضروری به نظر می رسد، ازاین‌رو در این پروژه مدلی تصویری سه بعدی ارائه می شود، که کاربرد های بالای در جهت مکان دهی سنجنده های مختلف نسبت به مبدأ انرژی تولیدی را در طول‌موج‌های حرارتی را نتیجه می دهد. با استفاده از این مصورسازی سه بعدی انجام شده برای یک دارایی می توان آسیب‌پذیری دارایی را در حوزه شناسایی در این طول‌موج‌ها استخراج نمود. نتایج بدست آمده برای طرح مطالعاتی انجام گرفته نشان داده مواد مختلف با شرایط متفاوت که در برابر منبع انتشار قرار می-گیرند، دارای رفتارهای متفاوتی از نظر عبور دهی، جذب و انعکاس موج برخوردی دارند. همچنین نتایج بدست آمده از کارایی بالای مدل تولیدی جهت ارزیابی و آنالیز میرایی امواج و توانایی بالایی در جهت آنالیز شناسایی دارایی ها دارد.

واژگان کلیدی: موج مادون قرمز حرارتی، مدل مصور سه بعدی، آسیب پذیری دارایی ها، نرم افزار Comsol.    

فهرست مطالب

چکیده     3

فهرست شکلها       9

فهرست جداول      12

مقدمه     13

پیشگفتار  2

ضروت و اهداف انجام تحقیق            2

روش تحقیق         3

ساختار تحقیق        4

مروری بر نرم افزار Comsol  در تحقیقات علمی            6

مبانی تئوری تحقیق            20

مقدمه     21

قوانین حاکم بر انتشار امواج  21

انتقال حرارت        21

تابش      22

تشعشع    22

شدت تشعشع         26

رابطه شدت تشعشع با گسیل آن           27

شدت تشعشع فرودی            29

شدت تشعشع خروجی          29

شناخت جسم سیاه    31

جسم سیاه تقریبی    32

خورشید به عنوان یک جسم سیاه         33

توزیع پلانک        35

قانون وین            36

قانون استفان بولتزمن          37

قانون سرمایش نیوتن           38

گسیلمندی 41

جذبمندی  44

جذبمندی نیم کروی کلی       45

بازتابندگی            46

عبورپذیری          46

قانون کیرشهف      48

سطح خاکستری     49

تشعشع در طبیعت  51

تبادل گرمایی بین اجسام غیر سیاه        55

دمای جسم            57

ضریب گسیلمندی از نظر محققان سنجش از دور  57

قانون وینز           59

مدل مصور پیشنهادی و ارزیابی         62

مقدمه     63

طراحی مدل سهبعدی           63

ایجاد محیط فیزیکی انتشار    63

طراحی منبع انتشار 65

طراحی منبع انتشار بصورت مکعب    67

تعیین مواد هندسه ی طراحی شده        67

تعیین فیزیک هندسه ی طراحی شده     68

مش بندی محیط     69

مدل انتقال گرما     70

بررسی منبع گرما   73

نتیجهگیری و پیشنهادها        76

مقدمه     77

نتیجهگیری          78

پیشنهادات            79

مراجع    81

فهرست شکل‌ها

مقدمه     13

مروری بر نرم افزار Comsol  در تحقیقات علمی            6

شکل2-1) انتشار دمای سه بعدی کامسول در زمان بیشترین دما        8

شکل2-2)  مقایسه ی بین نتایج تجربی و اندازه گیری شده  8

شکل2-3)  مدل کوره ی گرمایی شبیه سازی شده 9

شکل2-4) انتشارسه بعدی دما در کوره ی گرمایی شبیه سازی شده    10

 شکل2-5) هندسه ی کامسول اتاق اداره            11

 شکل2-6)  توزیع دمای سطحی و حرکت سیاله در اتاق    12

شکل2-7)  مقایسه دما در اتاق با pcm و بدون pcm در سقف    شکل2-8)  مقایسه دما در اتاق با pcm و بدون pcm در کف    12

شکل2-9)  یک کانال مستطیلی مایل با صفحه گرمایی و RBS         13

 شکل2-10)  پلان اتاق با نقاط مشخص شده برای اندازه گیری   شکل2-11)  هندسه ی مدل اتاق برای صحت تجربی  14

 شکل2-12) مقایسه ی رفتار دمایی                                         شکل2-13) مقایسه ی رفتار فلوکس گرمایی        15

شکل2-14)  هندسه ی سیلندری از ظرف مخصوص اهنگری(آبی رنگ)، پودر (سفید رنگ) و نگهدارنده ی سرامیکی (قرمز رنگ) با گرمکننده و مش(سمت راست) قبل از تبخیر          16

شکل2-15) دما در ظرف مخصوص ذوب و پودر در طول گرم شدن(سمت چپ) و شروع تبخیر (سمت راست)         16

شکل2-16)  اندازه گیری شده(آبی رنگ) و مدل شده (زرد رنگ) در نرخ تبخیر کلی      17

مبانی تئوری تحقیق            20

شکل 3-1 ) تاثیر طول موج طیف بر عبور از موانع (Modest, 2013)        23

شکل 3-2) محدوده طیفی امواج الکترومغناطیس شامل طیف مرئی و مادون قرمز حرارتی (Modest, 2013)           24

شکل 3-3) وابستگی جهتی شدت تشعشع           26

شکل 3-4) مفهوم آهنگ تشعشع گسیل شده را بر حسب شدت طیفی تشعشع گسیل          28

شکل 3-5) سطح بازتاب کننده پخشی و گسیلنده پخشی       31

            33

شکل 3-6) شکل یک کاواکی 33

شکل 3-7) رفتار تشعشعی خورشید و وابستگی به طول موج          34

شکل 3-8) تابع توزیع پلانک            35

شکل 3-9) توزیع طیفی جسم سیاه با نقطه ماکزیمم(λmax)            36

شکل 3-10 نمای شماتیک از استوانه در معرض انتشار امواج داخل کوره       53

شکل 3-11) تبادل گرمایی بین اجسام غیر سیاه    56

شکل 3- 12) ضریب گسیلمندی تعدادی از مواد (Claudia, 2013)   59

مدل مصور پیشنهادی و ارزیابی         62

شکل 4-1) نمای کلی از محیط انتشار طراحی شده            64

شکل 4-2) نمای کلی از محیط انتشار و دیوار مانع عمود بر جهت انتشار        64

شکل 4-3) نمای کلی از محیط انتشار و برش موازی با جهت انتشار  65

شکل 4-4) منبع انتشار موج مادون قرمز حرارتی            66

شکل 4-5)منبع انتشار مکعبی شکل     67

شکل 4-6)مواد انتخابی برای هندسه ی موردنظر            68

شکل 4-7)انتخاب چند فیزیک            68

شکل 4-8)مش      69

شکل 4-9)دما       71

شکل 4-10)سطوح هم دما    71

شکل 4-11)سطح دمایی       72

شکل 4-12)منحنی هم دما(دیوار جلویی)           72

شکل 4-13)منحنی هم دما(دیوار پشتی)            73

شکل 4-14)پهپاد به عنوان منبع گرما  74

شکل 4-15)تانک25 T به عنوان منبع گرما       74

شکل 4-16)تانک T72به عنوان منبع گرما        75

نتیجه گیری و پیشنهادها      76

فهرست جداول

جدول 3-1 وابستگی رنگ موج انتشار به مقدار دمای منبع ساطع کننده           25

جدول 3-2) معادلات مدل‌های انتقال حرارت متفاوت و مقاومت گرمایی آن ها   39

جداول 3-3) جدول مقادیر ثابتهای قوانین انتقال حرارت     40

جدول 3-)4 خواص ترموفیزیکی گازها در فشار اتمسفر     54

فصل اول

مقدمه

پیشگفتار

گسترش و پیشرفت روز افزون سنجنده ها و صنعت سنجش از دوری امکان رسد و نظارت بر ادوات نظامی و استراتژیک کشورها را برای دارندگان تکنولوژی سنجش از دور فراهم می آورد. امروزه تنوع وسیعی از داده های سنجش از دوری با تکنولوژی های متفاوت اخذ و با استفاده از الگوریتم های پیشرفته آنالیز گردیده و اطلاعات متنوعی از آن ها استخراج می شود. به دلیل اهمیت حفظ و استتار ناوگان دفاعی و نظامی کشور، مطالعه روش-های علمی و دقیق جهت گسترش علمی تکنولوژی استتار امری ضروری است.

در طرح مطالعاتی انجام گرفته در این تحقیق مدل سه بعدی مصور سازی شده جهت ارزیابی فاصله میرایی موج منتشر شده از یک منبع حرارتی برای طول موج های مختلف در شرایط محیطی متفاوت بررسی می گردد. همچنین با استفاده از قرار دادن دیواره هایی با جنس های متفاوت بررسی و آنالیز جامعی از رفتار این اجسام در مقابل موج الکترومغناطیس منتشر شده در ناحیه مرئی انجام خواهد گرفت.

 نتایج بدست آمده در این تحقیق می تواند در مستند سازی رفتار اجسام در مقابل موج منتشر شده از منبع حرارتی مورد ارزیابی و با توجه به آنالیز های بدست آمده در انتخاب بهترین مواد جهت استتار و انجام پدافند غیر عامل به کار گرفته شود.

ضروت و اهداف انجام تحقیق

توسعه روز افزون تکنولوژی سنجش و پایش ادوات نظامی از طریق سنجنده های مستقر بر ماهواره ها باعث اهمیت بالای استتار و پدافند غیر عامل در مقابل چنین تکنولوژی هایی شده است. سنجنده¬های سنجش از دوری دارای تکنولوژی های متفاوتی هستند. در سال های اخیر این سنجنده ها در محدوده وسیعی از طیف الکترومغناطیس به اخذ داده می پردازند. اما آنچه در مسائل نظامی از اهمیت بالاتری برخوردار است، محدوده مادون قرمز حرارتی می باشد.