بیو انرژی
داود باولی بهمئی؛ یحیی عجب شیرچی؛ شمس اله عبداله‌پور؛ سامان آبدانان مهدی زاده
چکیده
این تحقیق با هدف بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم‌های بی‌هوازی گاز-بالابر لجن فاضلاب شهری انجام شد، زیرا هم‌زنی یکنواخت برای ارتباط مؤثر بین باکتری‌های متانوژن و مواد مغذی مهم است. نمونه‌برداری لجن فاضلاب شهری در تصفیه‌خانه غرب اهواز (چنیبه) در تابستان 1401 انجام شد. یک مدل برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تایید فرآیند شبیه‌سازی با استفاده ...
بیشتر
این تحقیق با هدف بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم‌های بی‌هوازی گاز-بالابر لجن فاضلاب شهری انجام شد، زیرا هم‌زنی یکنواخت برای ارتباط مؤثر بین باکتری‌های متانوژن و مواد مغذی مهم است. نمونه‌برداری لجن فاضلاب شهری در تصفیه‌خانه غرب اهواز (چنیبه) در تابستان 1401 انجام شد. یک مدل برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تایید فرآیند شبیه‌سازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) توسط نرم افزار ANSYS Fluent 19.0 ارائه شد. سرعت گاز ورودی به هاضم تعیین شد و یک لوله گاز- بالابر و بافل آویزان مخروطی به طرح هاضم اضافه شد. سرعت‌های مختلف گاز ورودی برای بهینه‌سازی اختلاط در هاضم مورد بررسی قرار گرفت و شاخص‌های ارزیابی مانند سرعت ذرات لجن، گرادیان سرعت ذرات لجن، انرژی جنبشی تلاطم و ویسکوزیته گردابی ذرات لجن مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت بهینه گاز ورودی 0.3 ms-1 تعیین شد. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات (PIV) تایید شد و درصد همبستگی کافی بین کانتورهای CFD و PIV وجود داشت (98.8% در محل اتصال دیواره به کف هاضم). نتایج نشان داد که مدل مورداستفاده برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تأیید فرآیند شبیه‌سازی موفق بوده است و می‌توان آن را برای هاضم‌های بی‌هوازی گاز- بالابر استوانه‌ای شکل با نسبت ارتفاع به قطر 1.5، نسبت قطر لوله گاز- بالابر به قطر هاضم 0.2، نسبت ارتفاع لوله گاز- بالابر به ارتفاع سیال 0.75، فاصله بافل آویزان مخروطی از سطح سیال 0.125 برابر ارتفاع سیال و قطر بیرونی بافل به قطر هاضم 2/3 توصیه کرد.
پردازش تصویر
مریم نداف زاده؛ احمد بناکار؛ سامان آبدانان مهدی زاده؛ محمدرضا زارع بوانی؛ سعید مینایی
چکیده
در کشاورزی دقیق، مکان‌یابی خودکار محصولات یکی از موضوعات تحقیقاتی مهم است. در این پژوهش شناسایی دقیق ردیف‌های کشت محصول ریحان به‌منظور مسیریابی خودکار یک ربات گزارش میشود. در یک مرحله از این تحقیق با اخذ تعداد شش تصویر در هر دوره‌ی رشد (هفته سوم، هفته چهارم و هفته پنجم) به حذف علف‌های هرز میان ردیف‌های کشت محصول پرداخته شد؛ که ...
بیشتر
در کشاورزی دقیق، مکان‌یابی خودکار محصولات یکی از موضوعات تحقیقاتی مهم است. در این پژوهش شناسایی دقیق ردیف‌های کشت محصول ریحان به‌منظور مسیریابی خودکار یک ربات گزارش میشود. در یک مرحله از این تحقیق با اخذ تعداد شش تصویر در هر دوره‌ی رشد (هفته سوم، هفته چهارم و هفته پنجم) به حذف علف‌های هرز میان ردیف‌های کشت محصول پرداخته شد؛ که بدین منظور از سه روش مختلف (گشودگی مساحت، حذف ابعادی و ماسک‌گذاری) استفاده گردید. در مرحله‌ای دیگر تعداد شش تصویر از ردیف‌های کشت بدون وجود علف‌های هرز مورد بررسی قرار گرفت. سپس با انجام عملیات پردازش تصویر و پیاده‌سازی چندین الگوریتم مسیریابی (الگوریتم‌های مبتنی بر تبدیل هاف، تبدیل موجک، فیلتر گابور، رگرسیون خطی و الگوریتم پیشنهادی این مطالعه) بر روی تصاویر، به بررسی خروجی هر یک از این الگوریتم‌ها نسبت به مسیر ایده‌آل تعیین‌شده توسط کاربر پرداخته شد. پس از مقایسه‌ی دقیق مسیرهای تشخیص داده شده توسط الگوریتم‌های مختلف مسیریابی نسبت به مسیرهای ایده‌آل و با توجه به نتایج آزمون آماری t-test در سطح احتمال 5%، برتری روش‌های مسیریابی مورد مطالعه به‌ترتیب زیر مشخص گردید: روش پیشنهادی، روش فیلتر گابور، روش رگرسیون خطی، روش تبدیل هاف و روش تبدیل موجک. در نهایت الگوریتم پیشنهادی با بیشترین میزان انطباق نسبت به مسیر ایده‌آل (با میانگین خطای تشخیص 3.65 پیکسل) و کمترین مدت زمان اجرای عملیات (4.79 ثانیه) به‌عنوان مناسب‌ترین الگوریتم مسیریابی انتخاب و با استفاده از آن عملکرد یک ربات طراحی‌شده مورد ارزیابی قرار گرفت.
پردازش تصویر
سامان آبدانان مهدی زاده
چکیده
با وجود کاهش شدید منابع آبی ایران و رشد روزافزون جمعیت، نیاز به تولید غذا و محصولات کشاورزی بیش از گذشته است. در گذشته، اغلب کاشت گیاهان به‌صورت کشت مستقیم بذر صورت می‌پذیرفت و منابع آبی بسیار خصوصا آب‌های زیرزمینی برای کشت مستقیم بذر و جوانه‌زنی گیاه مصرف می‌شد. از جمله روش‌های کاهش مصرف آب، کود و سموم کشت نشایی به‌جای کشت مستقیم ...
بیشتر
با وجود کاهش شدید منابع آبی ایران و رشد روزافزون جمعیت، نیاز به تولید غذا و محصولات کشاورزی بیش از گذشته است. در گذشته، اغلب کاشت گیاهان به‌صورت کشت مستقیم بذر صورت می‌پذیرفت و منابع آبی بسیار خصوصا آب‌های زیرزمینی برای کشت مستقیم بذر و جوانه‌زنی گیاه مصرف می‌شد. از جمله روش‌های کاهش مصرف آب، کود و سموم کشت نشایی به‌جای کشت مستقیم بذر است. لذا هدف از پژوهش حاضر مدل‌سازی دینامیکی و ساخت سامانه کاشت بذر در سینی نشاء در نظر گرفته شد. بدین منظور ابتدا یک بازوی کارنده مدل‌سازی و موقعیت کارنده در هر لحظه به‌دست آمد. سپس براساس مدل‌سازی دینامیکی بازو ساخته و عملیات کشت بذر در سینی نشاء صورت پذیرفت. ارزیابی سامانه کاشت دو سطح سرعت پیشروی 5 و 10 سانتیمتر بر ثانیه برای بذر چغندرقند انجام گرفت که ظرفیـت نامی این بذرکار بین 3579 تا 4613 سلول در ساعت بود. در ضمن شاخص‌های نکاشت و چندگانه کاشت در 3000 سلول نیز به‌ترتیب 0.03 و 8.17 درصد به‌دست آمد. با توجه به دقت کاشت، سرعت عملکرد کارنده و همچنین مصرف اندک انرژی (25.56 واتساعت) این سامانه توانایی جایگزینی بذرکاری دستی در سینی نشاء را دارد.
مهدی ملک محمدی؛ مجید رهنما؛ سامان آبدانان مهدی زاده؛ نواب کاظمی
چکیده
استفاده از سوختی جایگزین بنزین و همچنین کاهش آلاینده‌های خروجی در موتور اشتعال جرقه‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این پژوهش از ترکیب اتانول با بنزین (در پنج سطح، 0، 10، 20، 30 و 40 درصد) به‌عنوان سوخت تجدیدپذیر و از نانو ذرات کربنی (در سه سطح 0، 20 و 80 پی‌پی‌ام) به‌عنوان کاتالیزور در یک موتور انژکتوری بنزینی (در دورهای 1000، 2000 و ...
بیشتر
استفاده از سوختی جایگزین بنزین و همچنین کاهش آلاینده‌های خروجی در موتور اشتعال جرقه‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این پژوهش از ترکیب اتانول با بنزین (در پنج سطح، 0، 10، 20، 30 و 40 درصد) به‌عنوان سوخت تجدیدپذیر و از نانو ذرات کربنی (در سه سطح 0، 20 و 80 پی‌پی‌ام) به‌عنوان کاتالیزور در یک موتور انژکتوری بنزینی (در دورهای 1000، 2000 و 3000 دور بر دقیقه) مصرف شدند. آزمایش‌ها در سه تکرار و به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد و اکسیژن و برخی از آلاینده‌های موتور از قبیل صدا، مونو اکسید کربن، هیدروکربن‌های نسوخته و دی‌اکسید کربن خروجی موتور اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش مصرف اتانول مقدار تولید مونو اکسید کربن و هیدروکربن‌های نسوخته کم میشود. همچنین مقدار تولید اکسیژن و دی‌اکسید کربن افزایش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌یابد. افزودن نانو ذرات کربنی باعث کاهش صدای موتور در دورهای بالا (در دور 3000 دور بر دقیقه مقدار صدا از 17/82 دسیبل با بنزین خالص به 79 دسیبل در مخلوط بنزین با 80 پی‌پی‌ام نانو ذرات کربنی) میشود. نتایج نشان داد استفاده از سیستم تزریق هوا به اگزوز قبل از کاتالیست نسبت به تیمار بنزین خالص، ترکیب‌های مختلفی از 80 پی‌پی‌ام نانو ذرات کربنی و همچنین اتانول صفر درصد برتری دارد.
حدیث بی آبی؛ سامان آبدانان مهدی زاده؛ محمدرضا صالحی سلمی
چکیده
تشخیص خودکار و به‌موقع بیماری‌های گیاهی، یک موضوع اساسی در نظارت و تولید محصولات سالم و باکیفیت است. لذا طراحی و توسعه روشی سریع، خودکار، ارزان و دقیق به‌منظور تشخیص بیماری گیاهان در مراحل اولیه از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. در این پژوهش تصاویر از 40 لیلیوم آلوده به بیماری آتشک و 40 گیاه سالم توسط دوربین دیجیتال اخذ و پس از تقسیم‌بندی ...
بیشتر
تشخیص خودکار و به‌موقع بیماری‌های گیاهی، یک موضوع اساسی در نظارت و تولید محصولات سالم و باکیفیت است. لذا طراحی و توسعه روشی سریع، خودکار، ارزان و دقیق به‌منظور تشخیص بیماری گیاهان در مراحل اولیه از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. در این پژوهش تصاویر از 40 لیلیوم آلوده به بیماری آتشک و 40 گیاه سالم توسط دوربین دیجیتال اخذ و پس از تقسیم‌بندی تصاویر تعداد 9 ویژگی رنگی از سه کانال RGB، Lab و HSV از ساقه و برگ گیاه و همچنین یک ویژگی مورفولوژیکی (طول ساقه) از گیاه استخراج شد. با اعمال الگوریتم پرچینهای زبانی طی 100 هزار تکرار موثرترین این ویژگیها (L برگ، L ساقه، a برگ، b برگ، H برگ، b ساقه، H ساقه، V برگ و طول ساقه) انتخاب و بهوسیله خوشهبند k-means گروهبندی شدند. در نهایت نشان داده شد که دقت خوشهبند برای دو گونه بیمار، سالم و دقت کلی به‌ترتیب برابر با 42/96 و 100 و 63/97 درصد به‌دست آمد.
طراحی و ساخت
حدیث بی آبی؛ سامان آبدانان مهدی زاده؛ مریم نداف زاده؛ محمدرضا صالحی سلمی
چکیده
در زمینه‌ی کشاورزی، نظارت منظم و دورهای جهت کنترل سلامت و کیفیت گیاهان امری ضروری است. اندازه‌گیری مقدار کلروفیل و کارتنوئید برگ به‌عنوان یکی از شاخص‌های سلامت محصول محسوب میشود. در این پژوهش مجموعه‌هایی از تصاویر برگ‌های 6 گیاه مختلف (ختمی، لگنوم، برگ بیدی، انجیر معابد، رز و کنار) با هدف پیش‌بینی کلروفیل و کارتنوئید در فضاهای ...
بیشتر
در زمینه‌ی کشاورزی، نظارت منظم و دورهای جهت کنترل سلامت و کیفیت گیاهان امری ضروری است. اندازه‌گیری مقدار کلروفیل و کارتنوئید برگ به‌عنوان یکی از شاخص‌های سلامت محصول محسوب میشود. در این پژوهش مجموعه‌هایی از تصاویر برگ‌های 6 گیاه مختلف (ختمی، لگنوم، برگ بیدی، انجیر معابد، رز و کنار) با هدف پیش‌بینی کلروفیل و کارتنوئید در فضاهای رنگی پیشنهادشده (RGB،Lab ،HSV و I1I2I3) مورد بررسی قرار گرفتند. هر فضای رنگی شرایط مختلفی از احتمال توزیع یک گروه رنگ را ارائه میدهد، بدین ترتیب پس از بررسی فضاهای رنگی با توجه به نتایج آنالیز آماری در سطح احتمال 5%، مناسب‌ترین پارامترهای رنگی (R، a و c) جهت آموزش الگوریتم درخت تصمیمگیری انتخاب گردید. بر اساس نتایج بهدستآمده، نشان داده شد که بین روش پردازش تصویر و مقادیر اندازه‌گیری شده توسط دستگاه طیفسنج همبستگی بالای 92/0 برای کلروفیل و 85/0 برای کارتنوئید وجود دارد. همچنین شایان ذکر است که استفاده از روش پیشنهادی این تحقیق میتواند هم از لحاظ اقتصادی (هزینههای مربوط به نیروی انسانی و تهیه دستگاه اسپد) و هم از نظر صرفهجویی در زمان بسیار مقرون بهصرفه باشد.
پردازش تصویر
فائزه بهزادی پور؛ محمود قاسمی نژاد رایینی؛ محمدامین آسودار؛ افشین مرزبان؛ سامان آبدانان مهدی زاده
چکیده
امروزه، اهمیت کیفیت سمپاشی در سمپاش ها و بهره مندی بیشتر از دستگاه سمپاش و سم مصرفی مهمترین مسئله پیش روی کاربران و سازندگان سمپاش ها است. بنابراین آزمایشی با سمپاش توربینی زراعی (توربولاینر) مدل توربینا اس.ای.800 به صورت آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی ...
بیشتر
امروزه، اهمیت کیفیت سمپاشی در سمپاش ها و بهره مندی بیشتر از دستگاه سمپاش و سم مصرفی مهمترین مسئله پیش روی کاربران و سازندگان سمپاش ها است. بنابراین آزمایشی با سمپاش توربینی زراعی (توربولاینر) مدل توربینا اس.ای.800 به صورت آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل فشار سمپاشی با سه سطح 1000، 2500 و 3500 کیلوپاسکال، دور پروانه با دو سطح 1998 و2430 دور در دقیقه و سرعت پیشروی با دو سطح 9 و 5/13 کیلومتر بر ساعت بودند. آنالیز تصاویر با نرم افزارهای ImageJ وMATLAB R2015a انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزایش فشار، قطر حجمی50 درصد، قطر میانه عددی و شاخص کیفیت پاشش دارای روندی کاهشی بودند و افزایش دور پروانه و سرعت پیشروی موجب کاهش قطر حجمی 50 درصد و قطر میانه عددی شد. در ترکیب تیمارها، افزایش فشار و دور پروانه، باعث کاهش 72، 69 و 46 درصد به‌ترتیب در قطر حجمی 50 درصد، قطر میانه عددی و شاخص کیفیت پاشش شد. با توجه به اهمیت شاخص کیفیت پاشش در این آزمایش، بیشترین میزان این شاخص (91/2) در حالتی رخ داد که دستگاه با فشار 1000 کیلوپاسکال، دور پروانه 2430 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 9 کیلومتر بر ساعت تنظیم شده بود.
فاطمه نادی؛ سامان آبدانان مهدی زاده؛ اولدوز نورانی زنوز
چکیده
تجزیه و تحلیل دقیق یک جمع کننده خورشیدی با توجه به بالا بودن تعداد پارامترهای مؤثر بر عملکرد آن کار پیچیده ای است. هدف از انجام این تحقیق، مقایسه تجربی و نظری عملکرد جمع کننده خورشیدی با توجه به توزیع جریان و درجه حرارت در دینامیک سیالات محاسباتی و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه برای پیش بینی دمای خروجی از جمع کننده خورشیدی صفحه تخت است. ...
بیشتر
تجزیه و تحلیل دقیق یک جمع کننده خورشیدی با توجه به بالا بودن تعداد پارامترهای مؤثر بر عملکرد آن کار پیچیده ای است. هدف از انجام این تحقیق، مقایسه تجربی و نظری عملکرد جمع کننده خورشیدی با توجه به توزیع جریان و درجه حرارت در دینامیک سیالات محاسباتی و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه برای پیش بینی دمای خروجی از جمع کننده خورشیدی صفحه تخت است. دمای خروجی از جمع کننده خورشیدی صفحه تخت به‌صورت عددی با دینامیک سیالات محاسباتی و با شبکه عصبی مدل شد و با نتایج تجربی مقایسه شد. به‌منظور آموزش و ارزیابی شبکه های عصبی مصنوعی از پنج عامل ورودی میزان تشعشع خورشید، سرعت هوا، زمان روز، رطوبت و دمای هوا استفاده شد. برای مدل سازی عددی انتقال گرمای جمع کننده خورشیدی صفحه تخت از نرم افزار تجاری حجم محدود استفاده شد. در کار حاضر یک مدل دو بعدی از جمع کننده خورشیدی شامل صفحه جاذب، شیشه و فاصله هوایی بین صفحه جاذب و شیشه در تحلیل انتقال گرما ارائه شد. اثرات آشفتگی با مدل تلاطم مدل شد. حداکثر اختلاف دما بین نتایج عددی و تجربی با دینامیک سیالات محاسباتی حدود 6/4 کلوین به‌دست آمد. تحلیل آماری برای مقایسه نتایج پیش بینی دمای خروجی دو روش شبکه عصبی و دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی به -لحاظ آماری نسبت به روش دینامیک سیالات محاسباتی تطابق بهتری با داده های تجربی دارد.
زهرا عبداله زارع؛ محمدامین آسودار؛ نواب کاظمی؛ مجید رهنما؛ سامان آبدانان مهدی زاده
چکیده
گسترش کاربرد ردیف‌کارهای نیوماتیک برای بذوری با خصوصیات فیزیکی مختلف، ارزیابی این ماشین‌ها را جهت افزایش کیفیت عملکردشان تحت مکش‌ها و سرعت‌های مختلف ضروری ساخته است. بنابراین در این تحقیق اثرات سرعت پیشروی واقعی در دو سطح (محدوده‌ی ۳ تا ۴ و ۶ تا ۸ کیلومتر در ساعت) و مکش در سه سطح (2/5-، 3/5- و 4/5- کیلوپاسکال) برای دو بذر هندوانه و خیار ...
بیشتر
گسترش کاربرد ردیف‌کارهای نیوماتیک برای بذوری با خصوصیات فیزیکی مختلف، ارزیابی این ماشین‌ها را جهت افزایش کیفیت عملکردشان تحت مکش‌ها و سرعت‌های مختلف ضروری ساخته است. بنابراین در این تحقیق اثرات سرعت پیشروی واقعی در دو سطح (محدوده‌ی ۳ تا ۴ و ۶ تا ۸ کیلومتر در ساعت) و مکش در سه سطح (2/5-، 3/5- و 4/5- کیلوپاسکال) برای دو بذر هندوانه و خیار با هدف تعیین سرعت پیشروی و فشار بهینه بذرکار به کمک ابزار دقیق و تکنولوژی پردازش تصویر مورد مطالعه قرار گرفت. این تحقیق در دو شرایط آزمایشگاهی و مزرعه‌ای با دو نوع بذر هندوانه و خیار در سه تکرار به‌صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. اثر سرعت پیشروی و مکش با استفاده از شاخص‌های نکاشت، چندگانه، خطا (ضریب تغییرات) و بالاترین شاخص کیفیت تغذیه ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که دو عامل سرعت و مکش در ارتباط با هم و غیرمساوی روی یکنواختی فاصله‌ی کشت تأثیر داشتند. مدل‌های رگرسیونی استخراج شده نشان داد که بهترین یکنواختی فاصله‌ی کاشت برای بذر هندوانه در شرایط آزمایشگاهی در سرعت پایین و مکش 3/5- کیلوپاسکال و شاخص خطای 7% به‌دست آمد و در شرایط مزرعه‌ای مناسب‌ترین یکنواختی در مکش 2/5- کیلوپاسکال و سرعت بالاتر با میزان شاخص خطا 9% رخ داد. همچنین با شیوه‌ای مشابه نتایج برای بذر خیار نشان داد که در شرایط آزمایشگاهی با سرعت پایین، مکش 4/5- کیلوپاسکال و میزان شاخص خطا 6/3% و در مزرعه با سرعت پایین، مکش 2/5- کیلوپاسکال و میزان شاخص خطا به اندازه 20% مناسب‌ترین یکنواختی به‌دست آمد.
