دانشکده نقشه برداری گروه سیستم اطلاعات مکانی پایان نامه کارشناسی ارشد بررسی و ارزیابی الگوریتم‌های مونت‌کارلو و ...

شکل ۳-۳ نمونه ای از یک شبکه پسخور ۴۷
شکل ۳- ۴ مدل یک نورون مصنوعی ۴۷
شکل ۳- ۵ ساختار شبکه عصبی پرسپترون چند لایه. ۴۹
شکل ۳- ۶ ساختار شبکه المن یک لایه. ۵۳
شکل ۳- ۷ ساختار دو لایه یک شبکه Elaman. 53
شکل ۴-۱ نمودار میزان تغییرات CO در ایستگاه‌های مورد بررسی. ۶۵
شکل ۴-۲ نمودار میزان تغییرات O₃ در ایستگاه‌های مورد بررسی. ۶۶
شکل ۴-۳ نمودار نمای هرست برای سری زمانی O₃. 68
شکل ۴-۴ نمودار نمای هرست برای سری زمانی CO. 69
شکل ۴-۵ اندازه مقادیر ویژۀ مؤلفه‌ها برای انتخاب مؤلفه‌های اصلی. ۷۰
شکل۴-۶ نمودار میله‌ای مقادیر ویژۀ مؤلفه‌ها برای دو مؤلفه اصلی اول. ۷۲
شکل۴-۷ تابع خودهمبستگی سری زمانی رطوبت. ۷۴
شکل۴-۸ تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی رطوبت. ۷۵
شکل۴-۹ الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ۷۵
شکل۴-۱۰ الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۳۶. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۳۶. ۷۶
شکل۴-۱۱ پیش‌بینی O₃ و خطای آن در مرحلۀ آموزش شبکه MLP. 82
شکل۴-۱۲ پیش‌بینی O₃ و خطای آن در مرحلۀ تست شبکه MLP. 82
شکل۴-۱۳ همبستگی بین داده‌های واقعی(o₃) و داده‌های پیش‌بینی شده در شبکهMLP. 83
شکل۴-۱۴ رابطۀ بین خطا و مقادیر واقعی (o₃) در شبکهMLP. 83
شکل۴-۱۵ پیش‌بینی CO و خطای آن در مرحلۀ آموزش شبکه MLP. 85
شکل۴-۱۶ پیش‌بینی CO و خطای آن در مرحلۀ تست شبکه MLP. 86
شکل۴-۱۷ همبستگی بین داده‌های واقعی (CO) و داده‌های پیش‌بینی شده در شبکهMLP. 86
شکل۴-۱۸ رابطۀ بین خطا و مقادیر واقعی (CO) در شبکهMLP. 87
شکل۴-۱۹ پیش‌بینی O₃ و خطای آن در مرحلۀ آموزش شبکه المن. ۸۸
شکل۴-۲۰ پیش‌بینی O₃ و خطای آن در مرحلۀ تست شبکه المن. ۸۹
شکل۴-۲۱ همبستگی بین داده‌های واقعی (O₃) و داده‌های پیش‌بینی شده در شبکه المن. ۸۹
شکل۴-۲۲ رابطۀ بین خطا و مقادیر واقعی (O₃) در شبکه المن. ۹۰
شکل۴-۲۳ پیش‌بینی CO و خطای آن در مرحلۀ آموزش شبکه المن ۹۱
شکل۴-۲۴ پیش‌بینی CO و خطای آن در مرحلۀ تست شبکه المن ۹۲
شکل۴-۲۵ همبستگی بین داده‌های واقعی(CO) و داده‌های پیش‌بینی شده در شبکه المن. ۹۲
شکل۴-۲۶ رابطۀ بین خطا و مقادیر واقعی(CO) در شبکه المن. ۹۳
شکل۴-۲۷ الف- هیستوگرم متغیر O₃. ب- هیستوگرام متغیر Ln O_3. 94
شکل۴-۲۸ الف- هیستوگرم متغیر CO. ب- هیستوگرام متغیر Ln CO_. 95
شکل۴-۲۹ پیش بینی CO و خطای آن با کمک مدل بیز. ۹۸
شکل۴-۳۰ همبستگی بین مقادیر واقعی (CO) و مقادیر پیش‌بینی شده در مدل بیز. ۹۹
شکل۴-۳۱ پیش‌بینی O₃ و خطای آن با کمک مدل بیز. ۹۹
شکل۴-۳۲
همبستگی بین مقادیر واقعی (O₃) و مقادیر پیش‌بینی شده در مدل بیز. ۱۰۰
شکل۵-۱ همبستگی بین مقادیر واقعی (O₃) و مقادیر پیش‌بینی شده در شبکه MLP بدون برهم زدن ترتیب داده‌ها. ۱۰۳
شکل۵-۲ همبستگی
بین مقادیر واقعی (CO) و مقادیر پیش‌بینی شده در شبکه MLP بدون برهم زدن ترتیب داده‌ها. ۱۰۳
شکل۵-۳ سری زمانی CO 105
شکل۵-۴ سری زمانی SO₂ 105
شکل۵-۵ سری زمانی PM₁₀ 106
شکل۵-۶ سری زمانی فشار ۱۰۶
شکل۵-۷سری زمانی NO₂ 106
نمودار نمای هرست برای سری زمانی PM₁₀ . 109
نمودار نمای هرست برای سری زمانی NO₂. 109
نمودار نمای هرست برای سری زمانیSO₂ . 110
نمودار نمای هرست برای سری زمانی دما. ۱۱۰
نمودار نمای هرست برای سری زمانی فشار. ۱۱۰
نمودار نمای هرست برای سری زمانی رطوبت. ۱۱۱
نمودار نمای هرست برای سری زمانی سرعت باد. ۱۱۱
نمودار نمای هرست برای سری زمانی جهت باد. ۱۱۱
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۴۸. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۴۸ . ۱۱۲
تابع خودهمبستگی سری زمانی دما. ۱۱۲
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی دما. ۱۱۲
تابع خودهمبستگی سری زمانی O₃. 113
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی O₃. 113
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ۱۱۳
تابع خودهمبستگی سری زمانی NO₂. 114
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی NO₂. 114
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۵. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۵. ۱۱۴
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی CO. 115
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ۱۱۵
تابع خودهمبستگی سری زمانی CO. 115
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۱۶. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۱۶. ۱۱۶
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی SO2. 116
تابع خودهمبستگی سری زمانی SO2. 116
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی PM₁₀. 117

تابع خودهمبستگی سری زمانی PM₁₀. 117
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۲۴. ۱۱۷
تابع خودهمبستگی سری زمانی فشار. ۱۱۸
تابع خودهمبستگی جزئی سری زمانی فشار. ۱۱۸
الف- تابع خودهمبستگی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۴۸. ب- تابع خودهمبستگی جزئی باقیمانده‌ها برای مدل AR از مرتبۀ ۴۸. ۱۱۸
فهرست جداول
جدول ۲-۱ رابطه بین غلظت آلاینده‌ها و شاخص PSI . 20
جدول ۳-۱ مقادیر میانگین، بیشینه، کمینه، میانه و انحراف معیار برای داده‌های مورد استفاده ژانویه ۲۰۰۷_. ۳۳
جدول ۴-۲ ضرایب همبستگی بین ایستگاه‌ها برای آلایندۀ CO. 66
جدول ۴-۱ ضرایب همبستگی بین ایستگاه‌ها برای آلایندۀ O₃. 66
جدول ۴-۳ مشخصات مؤلفه‌های ایجادی از متغیرهای اولیه. ۷۰
جدول ۴-۴ مشخصات مؤلفه‌ها پس از ایجادچرخش. ۷۱
جدول ۴-۵ مقادیر بردارهای ویژه در روش آنالیز فاکتور اصلی ۷۲
جدول ۴-۶ تأخیرهای زمانی موثر برای پیش‌بینی یک گام زمانی جلوتر. ۷۶
جدول ۴-۷ تعداد مؤلفه‌های بدست آمده برای هر پارامتر. ۷۹
جدول ۴-۸ تغییرات خطا برای مقادیر مختلف O₃ 84
جدول ۴-۹ تغییرات خطا برای مقادیر مختلف CO 87
جدول ۴-۱۰ تغییرات خطا برای مقادیر مختلف (O₃) 90
جدول ۴-۱۱ تغییرات خطا برای مقادیر مختلف CO 93

مطلب دیگر :

پارت جو: جستجوی سریع قطعات الکترونیک

جدول ۵-۱ مقایسۀ دقت های بدست آمده برای پیش‌بینی دو آلایندۀ CO و O_3. 102
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی رطوبت. ۱۱۹
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی دما ۱۱۹
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی O₃ 120
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی NO₂ 120
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی فشار ۱۲۰
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانی SO₂ 121
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانیPM₁₀ 121
مؤلفه‌های بدست آمده برای تأخیرهای زمانیCO 121

فصل ۱             : مقدمه

۱-۱-        مقدمه

آلودگی هوا پدیده جدیدی نیست که امروزه به صورت یک معضل در آمده باشد و ذهن انسانها را برای پیش‌بینی کردن آن به دغدغه انداخته باشد. متأسفانه فعالیت‌های روز افزون انسانها مخصوصاً پس از انقلاب صنعتی باعث ایجاد آلودگی هوا در مقیاس‌های بزرگ شده است.
واضح است که شناخت رفتارهای زیستی در تولید آلاینده‌های هوا کمکی در مدیریت و کنترل کیفیت هوا و در نتیجه آن بالا بردن سطح سلامت اجتماعی و کاهش اثرات سوء آلودگی هوا می‌تواند داشته باشد؛ چرا که با داشتن این شناخت می‌توان برنامه‌ریزی لازم جهت کاهش منابع تولید آلودگی هوا و در ادامه آن داشتن محیطی سالم را در فکر پروراند.
مؤسسه حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA، شش آلاینده اصلی را به عنوان معیار برای بررسی میزان آلودگی هوا انتخاب نموده و آن ها را به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم کرده است. آلاینده‌های اولیه موادی هستند که از منابع مستقیماً به هوای محیط وارد می‌شوند و شامل پنج آلاینده منواکسیدکربنCO، دی‌اکسیدنیتروژن NO₂، دی‌اکسیدگوگرد SO₂، ذرات معلق با قطر کمتر از ۱۰ میکرون PM₁₀ و هیدروکربن‌های فرار VOC_s می‌باشند. آلاینده‌های ثانویه به موادی اطلاق می‌شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین بوجود می‌آید و در این گروه می‌توان از ازن O₃ نام برد.
در این تحقیق از میان آلاینده‌های نام برده پیش‌بینی دو آلایندۀ CO و O₃ مبنای کار قرار گرفته است. ضرورت پیش‌بینی ازن را به دلیل اثرات منفی آن بر سلامتی انسان، حیوانات و گیاهان می‌دانیم و اینکه با مدلسازی ازن می‌توان اقدام به هشدار سریع در مکان‌هایی که غلظت آن بالا می‌رود، کرد. همچنین از آنجائیکه منبع اصلی تولید گاز مونو کسید کربن اتومبیل‌ها هستند بنابراین به دلیل حجم ترافیکی سنگین ناشی از ترابری در شهر تهران، استفاده از خودروهای غیراستاندارد و مشکل احتراق ناقص سوخت‌های مورد استفاده در خودروها، پیش‌بینی CO را مورد توجه قرار داده‌ایم. با توجه به اثرات مهلکی که مونوکسید کربن می‌تواند بر سلامتی انسان داشته باشد، اتخاذ تصمیمات لازم برای برنامه ریزی صحیح در مقابله با این معضل ضروری به نظر می‌رسد.
همان طور که نیاز است بایستی برای داشتن تصمیمی مناسب در آینده، اطلاعات مناسبی از رفتار سیستم خود بدست آوریم تا بتوانیم با مدلسازی رفتار سیستم، چگونگی عملکرد آن را در دیگر زمان‌ها بررسی کنیم. در چنین مسیری پس از مدلسازی مناسب از سیستم می‌توانیم، پیش‌بینی مناسبی از رفتار آن در آینده و در نتیجه تصمیمات بهینه‌تری برای جلوگیری از حوادث نا‌خواسته ایجاد نمائیم. در مسیر مدلسازی سیستم‌ها، شناخت پارامتر‌های اثر‌گذار در سیستم، ارتباط این پارامترها و نوع اثر گذاری هر یک در سیستم از جمله اصلی‌ترین بحث در تحلیل و شناسایی سیستم می‌باشد.
با این رویکرد ما در این تحقیق به دنبال تحلیلی مناسب از محیط هستیم تا بتوانیم رفتار آن را پیش‌بینی کرده و ترسیم دقیق‌تری از آینده را برای خود داشته باشیم. برای مدلسازی رفتار آلاینده‌های هوا غالبا روش‌های شبکه‌های عصبی، منطق فازی، رگرسیون‌ها و روش‌های آماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این تحقیق ما بدنبال این هستیم که با بهره گرفتن از روش شبکه‌های عصبی و رگرسیون‌های خطی به مدلسازی و پیش‌بینی دو آلایندۀ CO و O₃ بپردازیم.
شبکه ­های عصبی از توانایی بالایی در استخراج الگوها از میان داده­ ها و همچنین حل مسائل پیچیده با ماهیت طبیعی برخوردار هستند. دقت اجرای این شبکه­ها در حالت وابستگی پارامترهای ورودی و حتی وجود نویز در داده­ ها مناسب بوده و با امکان آموزش­پذیری مجدد در هنگام ورود داده‌های جدید، از انعطاف­پذیری بالایی برخوردار هستند. در این تحقیق از میان معماری‌های مختلف شبکه‌های عصبی، از دو شبکۀ عصبی پرسپترون چند لایه[۱] و شبکه عصبی المن[۲] به منظور پیش‌بینی دو آلایندۀ CO و O₃ استفاده شده است. شبکۀ عصبی پرسپترون چند لایه علی رغم کلاسیک بودن آن در مدلسازی‌ سیستم‌های هوشمند، بدلیل انعطاف پذیری زیاد آن در مدلسازی فرایندها و نیز کاربرد فراوان آن در بحث پیش‌بینی آلاینده‌های هوا انتخاب شده است. همچنین در این تحقیق از شبکه عصبی المن بدلیل ماهیت ساختاری و کاربردی این شبکه در مدلسازی سری‌های زمانی بهره گرفته‌ایم.

بررسی معایب شبکه های آبرسانی شهری (بعنوان نمونه شبکه ی آب لنگرود) و بهینه سازی و طراحی ...

۵-۹- توزیع فرکانس هد در گره های شبکه                                    ۸۴
۵-۱۰- توزیع فرکانس مصرف در گره های شبکه                                      ۸۵
۵-۱۱- نمودار توزیع فرکانسی ضریب اصطکاک در لوله های شبکه                          ۸۶
۵-۱۲- نمودار توزیع فرکانسی سرعت در لوله های شبکه                                 ۸۷
۵-۱۳- دیاگرام تراز ارتفاعی در گره ها                                         ۸۷

چ

۵-۱۴- دیاگرام مصارف در گره ها                                           ۸۸
۵-۱۵- دیاگرام فشار در گره ها                                       ۸۸
۵-۱۶- دیاگرام تناظر مقدار قطرها به لوله ها                                   ۸۹
۵-۱۷- دیاگرام تناظر طول با لوله ها                                           ۸۹
۵-۱۸- دیاگرام سرعت در لوله ها                                           ۹۰
۵- ۱۹- دیاگرام ضریب اصطکاک در لوله ها                                   ۹۰
۵-۲۰ – دیاگرام جریان در لوله ها                                         ۹۱
۵- ۲۱- کانتور وضعیت فشاری شبکه                                          ۹۲
۵-۲۲- کانتور وضعیت مصرف در شبکه                                         ۹۳
۵-۲۳ – کانتور وضعیت هد در شبکه                                          ۹۳
۵-۲۴- کانتور تراز ارتفاعی در شبکه                                       ۹۴
۶-۱- نمودارهای همگرایی برای الگوریتم در گام بهینه سازی                           ۱۰۰
۶-۲- نمودار مقایسه ی هد در گره ها پیش و پس از بهینه سازی                         ۱۰۲
۶-۳- نمودار مقایسه ی فشار در گره ها پیش و پس از بهینه سازی                            ۱۰۲
۶-۴- نمودار مقایسه ای سرعت در لوله ها پیش و پس از بهینه سازی                          ۱۰۳
۶-۵- نمودار مقایسه ای تلفات واحد طول در لوله ها پیش و پس از بهینه سازی                        ۱۰۴
۶-۶- نمودار مقایسه ای جریان در لوله ها پیش و پس از بهینه سازی                         ۱۰۵
۶-۷- کانتور فشار در جغرافیای شبکه ی آبرسانی لنگرود                               ۱۰۶
۶-۸- کانتور تغییرات هد در جغرافیای شبکه آبرسانی لنگرود                           ۱۰۸
چکیده
بررسی معایب شبکه های آبرسانی شهری (بعنوان نمونه شبکه ی آب لنگرود) و بهینه سازی و طراحی شبکه ی بهینه برای یک منطقه ی خاص با بهره گرفتن از الگوریتم جفتیابی زنبورهای عسل HBMO
با توجه به بحران جهانی آب، امروزه رویکردی ویژه به طراحی و استفاده ی بهینه از شبکه های آبرسانی در سرتاسر کره خاکی پدید آمده است. این نگرش به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند ایران بسیار جدی تر می بایست دنبال شود. همانگونه که از نتایج ارائه شده در این پایان نامه برخواهد آمد ؛ شبکه ی آبرسانی لنگرود علاوه بر فرسودگی و غیرمهندسی ساز بودن آن عملکرد مناسبی برای توزیع آب بصورت صحیح برای ساکنان شهر ندارد. کمبود فشار و دبی، آشکارا در نقاط متعددی از شهر برای مردم ایجاد مشکل کرده است. در این پایان نامه روشی کاربردی جهت بهینه سازی شبکه ی آبرسانی شهر لنگرود با بهره گرفتن از یکی جدیدترین الگوریتمهای فراکاوشی به نام الگوریتم جفتیابی زنبورهای عسل ارائه گردیده است که علاوه بر بار آکادمیک کاربردی نیز می تواند باشد. ویژگی تمام شبکه های فرسوده اینست که با

 کمبود اطلاعات مواجه اند لذا در این پایان نامه از تقریبهای نوینی برای تخمین آنها استفاده گردید. مهمترین این تقریبها یکی در تخمین دبی ها در گره های اصلی شبکه با روش منحنی های تیسن و به کمک نرم افزار جی آی اس به کار رفته است و دیگری در کالیبراسیون ضرایب زبری در لوله های شبکه ؛ که بطور مفصل یک بخش از پایان نامه را به خود اختصاص داده است. آنچه در این فرایند انجام گرفته است نهایتا جهت تعیین وضعیت فعلی شبکه بوده است. در فصل پایانی بعنوان اطلاعات ورودی برای بهینه سازی شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. بهینه سازی مدل کلی شبکه با بهره گرفتن از الگوریتم فراکاوشی و تکاملی جفتیابی زنبورهای عسل انجام گرفته است.

کلیدواژه: بهینه سازی ، شبکه های آب شهری ؛ جفتیابی زنبورهای عسل ؛ کالیبراسیون دبی و ضرایب زبری
 
Abstract
Developing an optimization process for a specific urban water distribution system (Langarud city’s water network) using Honey-Bee Mating Optimization

مطلب دیگر :

داوری های تجاری بین المللی : دانلود پروژه ، پایان نامه، سمینار، …

Saman Sabbaghpour
In the developing countries, many of the urban water networks are so old and they are not designed as well as modern cities, therefore, it is of high concerns to find the basic information of a water network specially the friction factors of the pipes. Even sometimes the flow rate in the main nodes of the network is not known. This problem should be solved before doing any other calculations on the network.
In this dissertation a new meta-heuristic approach based on the nature of honey bees mating have been used for the calibration of a real city in the north of Iran named Langarud. This city has nearly a population of 68000 people and about 43000 water users. Langarud’s area is about 900 square kilometers. The method is used to determine the Hazen-Williams roughness factor of the main pipes of the town and a correction factor for the nodal demands in the main nodes of the network. As the flow rate is not known in the main nodes , Theisen polygons method were used to approximation of the flow rates in the main nodes.
After calibrating the network, HBMO technique is used again so as to optimize the Langarud’s water network model which has been achieved from the calibration process. The optimization stage is held for increasing the pressure in nodes uniformly with changing the pipes diameters in a way that the cost of this changing becomes the least. This is a multi-objective optimization as the operational parameters of the network will be optimized simultaneously with the cost of changing network’s pipes.
After the optimization process, the network’s parameters are improved and as the HBMO algorithm was previously used to a benchmark problem named New York Tunnel and showed a great consistency in results with other best methods in the literature, the accuracy of the method is proved. This algorithm is linked by the Epanet software and has the ability to be used for other proposes of optimization like designing a new network optimally. In the end of the thesis, an analysis is held to the results of both calibration a
nd optimization stages.
Keywords: Pressure drop, Honey-Bee Ma
ting, Urban water network, Water distribution, Optimization.
فصل اول : کلیات
 فصل اول : کلیات
 

• پیشگفتار

در قرن اخیر یکی از مهمترین مسائلی که ذهن بشر را درگیر ساخته است ؛ تمام شدن منابع طبیعی مورد نیاز اوست. یکی از مهمترین این منابع که به واقع زندگی بدون آن ناممکن است ؛ آب یا همان مایع حیات است. در این میان شکی نیست دستیابی به آب آشامیدنی سالم و پاکیزه حق هر انسانی است و این مورد حتی در مجمع عمومی سازمان ملل نیز بعنوان یکی از حقوق بنیادین بشر شناخته شده است. هم اینک کمبود فزاینده آب در بسیاری از کشورها به یک بحران تبدیل شده است. یک دهه قبل پیش بینی می شد که تا سال ۲۰۲۵ یک سوم کشورها با کمبود آب مواجه خواهند شد. با این حال هم اینک به آستانه این بحران نزدیک شده ایم.‏ هم اینک دو میلیارد نفر از مردم جهان در کشورهایی زندگی می کنند که دارای بحران آب هستند و در صورتی که روندهای جاری تغییر پیدا نکند تا سال ۲۰۲۵ دو سوم مردم دنیا با این بحران روبه رو خواهند شد. بدتر اینکه همان طوری که در قرن گذشته بر سر تصاحب منابع نفتی جنگ روی می داد ممکن است در قرن حاضر جنگ هایی برای کنترل منابع آب رخ دهد.‏ در قرن بیستم جمعیت جهان سه برابر شد ولی مصرف آب هفت برابر بیشتر شد. تا سال ۲۰۲۵ که دو میلیارد نفر دیگر به جمعیت جهان افزوده می شود، انسان ها به ۸۰ درصد افزایش در ذخایر آب نیاز خواهند داشت. هیچ کس نمی داند که این آب از کجا خواهد آمد!.‏ زیرا ذخایر آب کره خاکی کاملا محدود است. خشکسالی از دیرباز یکی از دغدغه های انسان بوده است و امروز با گرمایش زمین در اثر آلودگی های زیست محیطی و گسترش بیابانها و مناطق خشک انسان به فکر فرو رفته است تا راهی جهت مقابله با بحران جهانی آب پیدا کند.
در طی سالهای میانی و پایانی قرن گذشته تلاش روزافزونی توسط دانشمندان جهان در عرصه های مرتبط با آب صورت گرفت تا منجر به راه حلهایی برای مهار بحران آب گردد. یکی از مهمترین این راه ها مصرف بهینه ی این ماده ی حیاتی است و نمود اصلی آن در طراحی شبکه های آبرسانی شهری یا نشت یابی و اصلاح آنهاست. بدون شک میزان آب زیادی در تاسیسات آبرسانی یک شهر در گذشته به هدر می رفت. نشت لوله های آب در اثر خوردگیهای ایجاد شده در جداره ی لوله ها ؛ عملکرد نادرست پمپها ؛ مشکلات فنی مخازن و بطور خلاصه دو عامل فرسودگی و طراحی غیرمهندسی تاسیسات یک شبکه ی آبرسانی شهری عمده ی مواردی هستند که می توانند علاوه بر به هدر رفتن این مایع ارزشمند ؛ موجباتی را فراهم آورد تا عملکرد یک شبکه دچار اختلال گردد. این اختلال ها بصورت فشار زیاد یا کم آب در مناطق مصرف خود را نشان می دهد. بعلاوه این موارد می توانند موجب توزیع ناهمگون آب در میان افراد یک جامعه ی شهری شود.

۱-۱-­­­­­ مقدمه نقش اساسی و حیات بخش مواد پروتئینی درزندگی و سلامت انسان آنچنان زیاد است که برخی ...

هستند که توسط انواع زیادی از گیاهان تولید می شوند. اینولین در تعدادی از گیاهان به عنوان منبع
ذخیره ی انرژی خصوصاً در ریشه ها و ساقه های زیر زمینی است. بیشتر گیاهانی که اینولین را جهت ذخیره ی انرژی سنتز و ذخیره می کنند. از فرم های دیگر کربوهیدرات همانند نشاسته جهت
ذخیره ی انرژی استفاده نمی‌کنند (فاتح، ۱۳۸۹). امروزه یکی از اهداف اصلی پرورش دهندگان جوجه گوشتی بالابردن کلیه پارامترهای تولید از جمله ضریب تبدیل غذایی، میانگین افزایش وزن، کاهش چربی حفره بطنی می باشد. باور بر این است که اشکال مختلف تهیه شده از گیاه آرتیشو تقویت کننده عملکرد کبد وکلیه مخصوصا در هنگام استرس های متابولیکی (سوخت وساز) است (Pecht, 1996). عصاره برگ های آرتیشو به صورت سنتی برای یرقان و نارسایی کبدی و به عنوان ماده بی ضرر برای کاهش کلسترول استفاده گردیده است. (چراغچی باشی، ۱۳۹۰). علیرغم همه اثرات مفید فوق وقابلیت تولید انبوه این گیاه تاکنون اثرات این گیاه برعملکرد و افزایش بازدهی اقتصادی جوجه های گوشتی در دوره رشد مطالعه نشده است. به منظوریافتن راه های جدید برای افزایش بازده ای اقتصادی جوجه های گوشتی بااستفاده حداکثری ازمنابع غذایی داخل کشور (پتانسیل های بومی) توجه به گیاهان داروئی بومی، اهمیت دارد در این تحقیق با توجه به گزارش های مختلف شفاهی و نوشتاری و

 مساعدت شرکت باریج اسانس در جهت گسترش تحقیقات روی گیاه آرتیشو، پروژه ای در قالب پایان نامه طراحی شد و اثر عصاره این گیاه روی رشد جوجه های گوشتی

مطلب دیگر :

نقش نهاد های محلی (شهرداری و شورای شهر) در توسعه گردشگری

 بررسی شد.

۱-۵- اهداف پژوهش

• بررسی سطوح مختلف عصاره آرتیشو در آب آشامیدنی در مرحله رشد برعملکرد رشد جوجه گوشتی
• بررسی سطوح مختلف عصاره آرتیشو در آب آشامیدنی در مرحله رشد برراندمان لاشه و اجزای آن در جوجه گوشتی

. با عنایت به مسائل فوق و واقعیات اقتصاد ایران ضروری است تا با بررسی آثار ...

• فرضیه های تحقیق

بر اساس سوالات مذکور فرضیه های این تحقیق به صورت زیر مطرح می گردد:

• سیاست پولی بر تولید ناخالص داخلی تاثیر گذار است.
• سیاست پولی بر سطح قیمت ها تاثیر گذار است.
• سیاست تغییر در حجم پول توانایی بیشتری در تاثیر گذاری بر تولید ناخالص داخلی را دارا می باشد.
• سیاست تغییر در حجم پول توانایی بیشتری در تاثیر گذاری بر سطح قیمت ها را دارا می باشد.

• روش تحقیق

تجزیه و تحلیل از روش اقتصادسنجی « خود رگرسیون برداری » ( VAR[1] )، است. معمولا برای بررسی رفتار متقابل چند متغیر سری زمانی از سیستم معادلات هم زمان استفاده می گردد. هر یک از معادلات این سیستم بر مبنای نظریه های اقتصادی تبیین شده است. در واقع، در چنین سیستم هایی در مورد اینکه هر یک از متغیر های درون زا بر اساس مبانی تئوریک تابعی از چه متغیرهایی هستند باید تصمیم گیری شود. در چنین الگویی برخی از متغیرها درون زا و گروهی دیگر از متغیرها برون زا یا از پیش تعیین شده تلقی می گردند. قبل از برآورد چنین الگویی لازم است از مشخص بودن معادلات این سیستم اطمینان حاصل کرد. به این معنی که با توجه به مساله تشخیص معادلات سیستم، روش های مناسب تخمین مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین قبل از برآورد سیستم معادلات همزمان لازم است متغیرهای الگو را به دو دسته

 درونزا و برون زا تقسیم بندی کرده و سپس به شناسایی الگو دست یافت. چنین تصمیماتی معمولا توسط محقق صورت می گیرد که به شدت از سوی سیمز ( ۱۹۸۰ ) مورد

مطلب دیگر :

نقشه کاداستر

 انتقاد واقع شده است. در واقع وجود مشکلاتی در رابطه با سیستم معادلات همزمان از جمله قضاوت در مورد درون زایی یا برون زایی متغیرها، موجب ارائه الگوی جدیدی به نام الگوی خود رگرسیون برداری یا الگوی VAR به وسیله وی گردید. الگوهایی که سعی می کند رفتار یک متغیر را بر اساس مقادیر گذشته آن متغیر وسایر متغیرهای موجود در سیستم به صورت همزمان توضیح دهند، الگوی خود رگرسیون برداری (VAR ) نامیده می شود.

از مزیت های الگوی VAR این است که نیازی به نگرانی درباره تعیین درون زا و برون زا بودن متغیرها نیست. زیرا تمام متغیرهای مدل درون زا محسوب می شوند. از طرف دیگر، پیش بینی هایی که از این روش به دست می آید در بسیاری از موارد بهتر از نتایج مدل های پیچیده معادلات همزمان است. این الگو قادر است رابطه خطی بین متغیر های ابزار و اهداف را از تابع عکس العمل ( IRF ) تبیین و مورد استفاده قرار داده تا مسیر های مطلوب متغیر های هدف شناسایی شوند.
امروزه رهیافت VAR به یک روش رایج در تحلیل های سیاست اقتصادی تبدیل شده است. این رهیافت روشی ساده و قوی برای توصیف اثرات متقابل چندین متغیر را فراهم می کند. این روش توانایی شناسایی اثرپذیری اقتصاد کلان از تصمیمات سیاسی و عکس العمل بازخورد مقامات سیاسی به نوسانات اقتصادی را دارد.
ساختار الگوی خود رگرسیون برداری (VAR )به صورت زیر می باشد:
                                   (۱-۱)                                           
به طوری که متغیر های R و Z به ترتیب متعیر های ابزاری و هدف می باشند. A(L) یک تابع تاخیری چند جمله ای پارامتر های ضرایب مدل است، a مقدار ثابت، u عامل خطا (با شرایط استاندارد)، وt  نماد زمان می باشند.

• واژه های کلیدی

بررسی اثر کازیمیر با در نظرگرفتن شرایط مرزی به عنوان قیود دیراک پایان نامه ‌ کارشناسی ارشد استاد راهنما ...

۲-۲    کوانتش سیستم های مقید. ۳۰
۲-۳    کوانتش میدان کلین گوردون در حجم محدود با بهره گرفتن از قیود دیراک     ۳۲
۲-۳-۱   حل معادله میدان کلین گوردون. ۳۲
۲-۳-۲   کوانتش دستگاه بدون حل معادلات حرکت. ۳۳
۲-۳-۳     محاسبه میدان کلین گوردون با شرط مرزی نویمان. ۳۷
۲-۴   کوانتش میدان الکترومغناطیس با بهره گرفتن از قیود دیراک در حجم محدود  ۳۷
۲-۴-۱   اصول کار. ۳۷
۲-۴-۲   کوانتش میدان الکترومغناطیسی ۳۸
۲-۴-۳    تعریف شرایط مرزی و محاسبه قیود. ۳۹
۲-۴-۴    اعمال قیود بر بسط مولفه های میدان. ۴۱
فصل سوم خلاء الکترومغناطیسی ۴۲
۳-۱    معرفی ۴۳
۳-۲     نوسانگر هارمونیک ۴۳
۳-۳     رابطه مدهای میدان و نوسانگر هارمونیک ۴۵
۳-۴   کوانتش مدهای میدان. ۴۶
۳-۵     میدان در فضای آزاد. ۴۷
۳-۶    ضرورت میدان خلاء. ۴۹
۳-۷   اثر کازیمیر. ۵۰

	نه

فصل چهارم نیروی کازیمیر برای میدان های اسکالر و الکترومغناطیس ۵۴
۴-۱     میدان اسکالر کوانتیده در فاصله محدود. ۵۵
4-1-1   منظم سازی میدان اسکالر با تابع نمایی ۵۶
۴-۱-۲     منظم سازی میدان اسکالر با تابعی دیگر. ۵۸
۴-۲     نیروی کازیمیر برای میدان الکترو مغناطیس ۵۹
۴-۲-۱       صفحات رسانای موازی ۵۹
۴-۲-۲     به دست آوردن نیروی کازیمیر میدان الکترو مغناطیسی با بهره گرفتن از روش بررسی سازگاری قیود  ۶۲
۴-۳   فشار تابشی خلاء: توضیح فیزیکی نیروی کازیمیر. ۶۶
فصل پنجم نیروی کازیمیر برای یک ریسمان باز ۶۸
۵-۱   ریسمان باز در حضور میدان مغناطیسی B 69
5-2   معادلات میدان، شرایط مرزی و قیود ریسمان. ۷۰
۵-۳   انرژی نقطه صفر ریسمان. ۷۵
۵-۴   منظم سازی انرژی نقطه صفر و محاسبه نیروی کازیمیر. ۷۶
۵-۵   حالت کلی دیگر. ۷۷
۵-۶   نتیجه گیری ۷۸
مراجع. ۷۹
چکیده
هدف اصلی این پایان نامه پیوند بین دو مبحث دستگاه های مقید و اثر کازیمیر می باشد. نقطه مشترک این دو مبحث مهم را می توان در شرایط مرزی یافت. در این تحقیق برای به دست آوردن نیروی کازیمیر میدان های کلین گوردون، الکترومغناطیس و ریسمان باز، از روش کوانتش سیستم های مقید با در نظر گرفتن شرایط مرزی به عنوان قیود استفاده شده است. برای این منظور پس از محاسبه سازگاری قیود مذکور با هامیلتونی کل و اعمال زنجیره کامل قیود بر بسط فوریه مولفه های میدان مد های غیر فیزیکی حذف شده و به فضای فاز کاهش یافت دست می یابیم. سپس با تبدیل کروشه دیراک مدهای باقی مانده به جابه جا گر، سیستم را کوانتومی می کنیم و عملگر انرژی را بر حسب مدهایی فیزیکی بیان می کنیم. منشا اثر کازیمیر در مقایسه مدهای حاضر در عملگر انرژی دستگاه دارای شرایط مرزی با دستگاه بدون مرز است. به بیان دیگر نشان می دهیم که اعمال قیود ناشی از شرایط مرزی منجر به حذف برخی از مدها و ظهور نیروی کازیمیر می شود.
کلمات کلیدی: اثرکازیمیر، دستگاه های مقید، شرایط مرزی، کروشه دیراک.

پیش گفتار
0-1   پیدایش اثر کازیمیر
از زمان انتشار مقاله معروف کازیمیر[۱] مشخص گردیده است که تغییر در طیف افت و خیزها (چه کوانتومی و چه گرمایی) توسط مرزهای خارجی سبب ایجاد نوعی بر هم کنش می شود. اثر کازیمیر، در ساده ترین حالت، نیروی جاذبه بین دو صفحه صاف رسانای موازی است که منشاء آن تغییر حالت خلاءالکترومغناطیسی توسط مرزها می باشد. اگر بخواهیم در یک عبارت ساده منشاء ایجاد نیروی کازیمیر را شرح دهیم باید بگوییم که: شرایط مرزی،‌ طیف میدان کوانتومی ‌خلاء را تغییر می دهد و این تغییر طیف سبب پیدایش نیروی کازیمیر می شود.
اثر کازیمیر یکی ازنتایج اصلی الکترودینامیک کوانتومی (QED) است. توجیه این نیرو فقط در قالب الکترودینامیک کوانتومی امکان پذیر است و هیچ گونه تفسیر کلاسیکی از آن نمی توان یافت، به عبارت دیگر در حد کلاسیک(۰ħ→) نیروی کازیمیر برابر با صفر می شود[۲].
این اثر شامل نیرویی می شود که نه می توان آن را اثر بار، ‌نه گرانش و نه رد وبدل کردن ذرات بین دو جسم دانست. یک کمیت فیزیکی مهم در بحث نیروی کازیمیر فشار تابش میدان است. در غیر از حالت تشدید،‌ فشار تابش داخل حفره کوچک تر از بیرون است و صفحه ها به طرف یکدیگر جذب می شوند و چون ثابت شده است که در حالت تعادل ، مولفه های جاذبه کمی قوی تر از مولفه های دافعه هستند بنابراین برای دو
صفحه تخت کاملا موازی نیروی کازیمیر از نوع جاذبه است.
گر چه این نیرو فقط در فاصله های چند میکرونی قابل اندازه گیری است و مقدارش خیلی کوچک است ولی در فاصله های زیر میکرومتر، ‌قوی ترین نیروی بین دو جسم طبیعی به شمار می رود. هر چند ما در زندگی خود به طور مستقیم با این قبیل فاصله های کوچک سروکار نداریم اما اهمیت این فاصله ها در نانوساختارها و سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) مشخص می شود[۳]. MEMS قابلیت های فراوان کاربردی در علوم مهندسی دارد و یکی از عمده ترین موارد استفاده آن در حال حاضر در سنسورهای فشار کیسه هوای اتومبیل ها است. از آن جا که قطعات MEMS در ابعاد میکرون و زیر میکرون ساخته شده اند، ‌نیروی کازیمیر باعث اتصال عناصر کوچک این قطعات خواهد شد. این اثر را می توان به نوعی از طریق فرضیه انرژی نقطه صفر (Zero Poin Energy) یا انرژی خلاء نیز بیان کرد. انرژی نقطه صفر به کوچک ترین انرژی امکان پذیر در یک سیستم مکانیک کوانتومی گفته می شود واگر بخواهیم رابطه آن را با نیروی کازیمیر بیان کنیم باید بگوییم که : نیروی کازیمیر مشهورترین اثر مکانیکی نوسانات خلاء است.

مطلب دیگر :

تحقیق رایگان با موضوع کنوانسیون حقوق کودک

0-2   هدف کلی
پس از آن که بحث دستگاه های مقید و کوانتش لاگرانژی های تکین نخستین بار توسط دیراک و برگمن مطرح شد، مقالات و مطالعات زیادی در این مورد و کوانتش آنها انجام شد. با توجه به آنکه کوانتش این دستگاه ها با اعمال قیود روی فضای حالتها انجام می شود، (که در مورد قیود نوع اول روی فضای حالت نرمال و در مورد قیود نوع دوم در فضای فاز کاهش یافته اعمال می شود)، از کروشه های دیراک به جای کروشه های پواسون باید استفاده کرد و سپس آنها را به جای جابه جاگرهای کوانتومی تبدیل کرد.
در پایان نامه [۴]، کوانتش میدان های اسکالر و الکترومغناطیس به طور کامل مورد بحث قرار گرفته است. در این پایان نامه از نتایج مرجع[۴] استفاده کرده و پس از در نظر گرفتن شرایط مرزی برای هر میدان به عنوان قیود دیراک و بررسی سازگاری آنها و به دست آوردن هامیلتونی و همچنین با بهره گرفتن از کروشه های دیراک به جای کروشه های پواسون، مؤلفه های میدان محاسبه شده است. سپس با بهره گرفتن از مؤلفه های میدان به دست آمده و هم ارزی این معادلات میدان با انرژی میدان و هم چنین اعمال ویژه بسامدها، انرژی خلاء را از جمع روی همه مدهای بردار موج و طول موج به دست می آوریم که به مقدار نامتناهی ω ħ می رسیم. برای متناهی کردن این مقدار از چندین تکنیک منطم سازی(تابع نمایی ، تابع زتای ریمان و تابع قطع) استفاده می کنیم. در نهایت از اختلاف انرژی خلاء فیزیکی( اعمال شرایط مرزی) و انرژی خلاء آزاد (بدون در نظر گرفتن شرایط مرزی) انرژی کازیمیر را به دست می آوریم. یعنی:
باید توجه کرد که هر تغییر در شرایط مرزی مقدار این انرژی را تغییر می دهد.در نهایت با محاسبه انرژی فیزیکی، نیروی کازیمیر با مشتق گیری نسبت به فاصله به دست می آید.
روشی که در بالا توضیح داده شد به طور اصولی در کلیه میدان های اسکالر و الکترومغناطیس به کار می رود. همچنین در مقاله دهقانی و شیرزاد [۵] هامیلتونی برای ریسمان باز چه در شرایط معولی و چه در شرایطی که میدان مغناطیسی B بر ریسمان وارد می شود، به دست آمده است،کاری که در این تحقیق انجام شده است، همانند روش بالا انرژی خلاء را به دست آورده و با متناهی کردن آن توسط تابع زتای ریمان و سپس مشتق گیری از آن، نیروی کازیمیر در ریسمان باز چه در حضور میدان مغناطیسی و چه در غیاب آن را پیداکرده ایم.
0-3   محتوای پایان نامه
در فصل اول به طور مفصل به انرژی نقطه صفر، تاریخچه و مفهوم خلا کوانتومی ، پیدایش نیروهای وان در والس و در نتیجه ایجاد نیروی کازیمیر پرداخته شده است. و نشان داده شده است که نیروهای وان در والس را می توان به انرژی نقطه صفر ربط داد. سپس رهیافت های مختلف در به دست آوردن نیروی کازیمیر که شامل رهیافت انرژی نقطه صفر و رهیافت فشار تابشی نقطه صفر است را مورد بررسی قرار داده و در هر دو رهیافت پس از بررسی اختلاف آنها به نیروی کازیمیر رسیده ایم.
به مبحث مهم اثر دینامیک کازیمیر در سه قسمت وابستگی اثر دینامیک کازیمیر به شرایط مرزی، وابستگی آن به شکل سطح مرزها و اندازه گیری های تجربی این اثر پرداخته شده است. مانسته اثر کازیمیر در فیزیک کلاسیک و نقش اثر کازیمیر در شاخه های مختلف فیزیک نیز در پایان این فصل قید شده است.
فصل دوم این پایان نامه به معرفی دستگاه های مقید، لاگرانژی های تکین، قیود نوع اول و دوم، قیود اولیه و ثانویه، کروشه های پواشون و دیراک و کوانتش میدان های اسکالر و الکترومغناطیس اختصاص داده شده است که این کوانش در حجم محدود و با بهره گرفتن از قیود دیراک انجام شده است. در این بخش از نتایج به دست آمده از مرجع [۴] استفاده شده است. سپس از میدان های به دست آمده در این بخش،در فصل چهارم استفاده کرده نیروی کازیمیر متناظر برای هر میدان را به دست آورده ایم.
در فصل سوم این پایان نامه ، مفهوم خلاء الکترومغناطیس به طور اصولی مورد بحث قرار داده شده است. پس از بررسی نوسانگر هارمونیک و هامیلتونی و معادلات حرکت آن، در پایان این فصل با تعریف میدان مناسب، و استفاده از تابع قطع برای متناهی کردن مقدار انرژی پتانسیل و همچنین فرمول جمع اویلر- ماکلارین نیروی کازیمیر را به دست آورده ایم.
در فصل چهارم، در ابتدا نیروی کازیمیر را برای یک میدان کلین گوردون به دست آورده ایم. در بخش دوم این فصل نیروی کازیمیر را برای میدان الکترومغناطیسی با بهره گرفتن از بسط مولفه های میدان به دست آمده در فصل دوم به دست آورده ایم. با این تفاوت که در مبحث های جداگانه به طور مفصل منظم سازی انرژی حالت پایه را با تابع خفیف بسامدی، تابع زتای ریمان و تابع قطع انجام داده ایم. در بخش سوم این فصل نیز با بهره گرفتن از فشار تابشی خلاء به نیروی کازییمر بر واحد سطح دست یافته ایم.
فصل پایانی این پایان نامه به محاسبه نیروی کازیمیر برای یک ریسمان باز در حضور میدان مغناطیسی اختصاص داده شده است. در آن جا به معرفی ریسمان باز، کنش ریسمان، معادلات میدان، هامیلتونی و شرایط مرزی ریسمان همراه با قیود مربوط پرداخته ایم، سپس انرژی نقطه صفر ریسمان را به دست آورده ایم و در پایان نیروی کازیمیر ریسمان را محاسبه کرده ایم. نتیجه مهمی را که به آن رسیده ایم این است که اعمال میدان مغناطیسی بر روی ریسمان به نیروی کازیمیر ریسمان هیچ تاثیری وارد نمی کند. بنابراین میدان مغناطیسی در نیروی کازیمیر ریسمان ظاهر نمی گردد.

فصل اول

مقدمه