در این تحقیق از اطلاعات و داده های آژانس بین المللی انرژی اتمی در سال های 1995 و 1996 در منطقه ی دریای خزر در ماه های آگوست و سپتامبر استفاده شده است و نحوه تأثیرات پارامتر ها و مشخصه های موثر در سرعت صوت که شامل دما، شوری و چگالی هستند، در مقاطعی از جنوب دریای خزر تا شمال آن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. در اغلب ایستگاه ها تأثیر بیشتر دما روی سرعت صوت مشخص است و تأثیرات شوری بیشتر در نزدیکی دهانه ورودی آب های شیرین و مناطق ساحلی در قسمت های شرقی دریا دیده می شود. رسم نمایه قائم دما و سرعت صوت، ضخامت لایه ی آمیخته و لایه ی صوتی را در اکثر ایستگاه ها به وضوح نشان می دهد که غالباً در عمق های 10 تا 30 متری قرار دارند. محاسبات مربوط به سرعت صوت، همچنین رسم پربندهای سرعت صوت و مطالعه ی دمای آب در طول مقاطع دریای خزر، کاهش سرعت صوت و دما را از منطقه ی سواحل جنوبی به سمت سواحل شمالی نشان می دهد. مطالعه توزیع قائم سرعت صوت کاهش شدید سرعت صوت را در لایه ی ترموکلاین نشان می دهد و همچنین تشکیل کانال های صوتی آمیخته و عمیق را در سواحل ایران به همراه بعضی کانال های صوتی محلی شاهد هستیم. در حالی که در قسمت های شمالی و نزدیک به سواحل کشورهای همسایه ی دریای خزر قسمت های کم عمق اجازه ایجاد کانال صوتی عمیق را نمی دهد.

گرم شدن زمین به علت سوخت های فسیلی دارای نتایجی از جمله تاثیر بر الگوی بارندگی، بالا آمدن آب دریاها و تاثیر متفاوت بر زندگی گیاهان، حیات وحش و انسان ها می باشد. همه این دلایل دانشمندان را به یافتن منابع تجدید پذیر، ترغیب می نماید. منابع انرژی تجدیدپذیر به طور برجسته شامل انرژی باد، انرژی خورشیدی و در مقیاس کوچکتر انرژی برق آبی ، در حال گسترش می باشند. از مزایای انرژی امواج، عدم آلودگی به واسطه تولید گاز دی ا کسیدکربن، فرصت-های تجاری مشترک دریایی، حفظ منابع سوخت، کاهش خطر پذیری سوخت در آینده و افزایش تنوع در منابع تامین برق می باشد. با این وجود تناوبی بودن و وابستگی این منابع به شرایط آب و هوا، چالش برانگیز می باشد. صورت دیگری از انرژی های تجدیدپذیر که تاکنون علاقه مندی زیادی را به خود معطوف نموده است، انرژی امواج و جریان جزر ومدی می باشد. این منبع انرژی، پتانسیل بزرگی را از نظر کاربرد در مقیاس بزرگ دارا می باشد. زیرا قابل پیش بینی و پر قدرت است و بهترین راه کار برای تولید انرژی پاک در قرن بیست و یک می باشد. منابع انرژی دریایی در سواحل ایران شناسایی نشده اند، که این مطلب مشکل جدی بر سر راه توسعه این منابع انرژی می باشد و ما قصد داریم این بررسی را انجام دهیم. موضوع مورد مطالعه, امکان استخراج انرژی الکتریکی با استفاده از امواج دریا و انرژی جزر و مد به عنوان یکی از منابع تجدید پذیر انرژی در سواحل جنوبی کشور با هدف ایجاد نیروگاه آزمایشی و تعمیم آن در سواحل جنوبی کشور می باشد. ابتدا یک روش تجزیه و تحلیل آماری جهت تخمین توان الکتریکی امواج جزر و مد با استفاده از دامنه جزر و مد به کار گرفته شده است. سپس انرژی پتانسیل جزر ومدی و چگالی توان مربوطه محاسبه شده است. بیشترین توان جزر و مدی مربوط به خور موسی است. اساس کار تولید جریان الکتریکی از طریق نوسانگرهای ستونی, جذب کننده های نقطه ای و تور بین های زیر آبی می باشد. که باتوجه به زمان تناوب و ارتفاع موثر, میزان انرژی امواج برآورد شده است و سپس با توجه به شکل بستر, جهت باد و امواج, مکان های پیشنهادی جهت ایجاد نیروگاه مشخص شده است. نتایج نشانگر امکان استحصال چند صد کیلو وات برق در سال از این طرح می باشد. که چشم اندازی موفقیت آمیز برای تولید انرژی از منابع پایان ناپذیر می باشد. واژه های کلیدی: انرژی تجدید پذیر, جزر و مد, موج, توان الکتریکی, سواحل جنوبی ایران

هر ساله توفانهای موسمی بسیار بزرگ که تندبادهایی با سرعت بیش از 120 کیلومتر بر ساعت را ایجاد میکنند، سراسر دریاهای گرمسیری را درنوردیده و به سوی خطوط ساحلی حرکت میکنند. این امر غالباً باعث میشود که بخشهای وسیعی از نوارهای ساحلی در نقاط مختلف جهان دچار آسیبهای جدی و فراوانی شوند خلیج فارس را میتوان در همه مناطق آب کم عمق دانست و دانستن این نکته که چه مناطقی سیلاب خیز هستند به دلیل وجود جزایر متعدد ضروری است. برای بهبود پیش بینی سیلابهای ساحلی در این تحقیق، امواج ناشی از توفان با مدل شبیه سازی شده است. مدل سوآن برای شبیه سازی ارتفاع موثر امواج در محدوده جزیره قشم استفاده شده است. ابتدا اطلاعات باد استفاده شده و نتایج شبیه سازی را در آوریل سال 2007 اعتبارسنجی نموده و پس از اطمینان از صحت مدل به شبیه سازی امواج در طی توفان گونو پرداخته ایم. با کمک اطلاعات باد شش ساعته در ماه می سال 2007 میلادی امواج در منطقه خلیج فارس، منطقه اولیه، شبیه سازی شده و به عنوان شرایط مرزی برای منطقه ی مورد مطالعه، منطقه ای در طول جغرافیایی 5/56- 8/52 درجه شرقی و عرض 3/27- 5/26 درجه شمالی شامل جزیره قشم، مورد استفاده قرار گرفته است. اثرات توفان گونو با استفاده از اطلاعات فشار جو و سرعت باد در منطقه مورد مطالعه در ده روز اول ماه ژوئن مورد تحلیل قرار گرفته و امواج با شرایط مرزی بدست آمده در این ناحیه شبیه سازی شده است که افزایش ارتفاعی تا حدود 5/2 متر را در روز هفتم نشان میدهد. به منظور پیش بینی ارتفاع موثر امواج معادله رگرسیونی بین فشار جو، سرعت باد و ارتفاع موثر موج برآورد نموده که نشان دهنده این است که 85 % از تغییرات در ارتفاع موج وابسته به تغییرات در سرعت باد و فشار جو است. تأخیر زمانی میان سرعت باد و ارتفاع موج در طی توفان گونو با محاسبه همبستگی متقابل بین این دو پارامتر بدست می آید که بیانگر 12 ساعت تأخیر زمانی در به وجود آمدن بیشینه ارتفاع موج است. با توجه به این که عمده توفان های این منطقه در خلال ماههای ژوئن و ژوئیه رخ میدهد، با فرض دو توفان چرخندی و واچرخندی در جولای سال 2009 به بررسی و تحلیل اثرات این دو نوع توفان پرداخته ایم. با کمک شکل توزیع ارتفاع موثر در این سه توفان، به راحتی مناطق خطرپذیر مشخص شد.

امواج داخلی در سطح مشترک بین دو شاره با چگالی های مختلف تولید می شوند که این اختلاف دانسیته ناشی از تفاوت دما و شوری آب در اعماق مختلف است. تحقیقاتی که در زمینه ی امواج داخلی صورت گرفته است نشان می دهد که جریان های جزر-و مدی مهم ترین عامل تولید کننده ی این امواج هستند. امواج داخلی فاکتور مهمی در اختلاط عمودی اقیانوس ها هستند. این امواج بر روی توزیع صوت و سرعت عمودی انتشار صوت تاثیر گذارند و این امر پژوهش گران آکوستیک اقیانوسی را به بررسی این امواج علاقه مند کرده است. هم چنین امواج داخلی که بر شیب سواحل و نزدیکی لبه ساحل ایجاد می شوند، سبب تغییر شکل در لایه پیکنوکلاین، که در محدوده وسیعی از دریا وجود دارد، می شوند. زاویه انتشار امواج داخلی بر رسوب گذاری و شیب کف موثر است. هم چنین این امواج بر حرکت ماهی ها در آب نیز تاثیر گذار است و لذا به دلیل آن که امواج داخلی تاثیر به سزایی بر فرآیند های اقیانوسی دارند، مطالعه این نوع امواج از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این پایان نامه به منظور بررسی امواج داخلی و ساختار فیزیکی تنگه هرمز انجام شده است. در دوره ماه های دسامبر 96 تا مارس 98 یک سری آزمایشات و اندازه گیری ها توسط دانشمندان آمریکایی در تنگه هرمز انجام شد. در این پایان نامه با استفاده از داده های جمع آوری شده در طی دوره ی فوق و به کمک معادلات مربوطه، چگالی و سپس فرکانس شناوری و سرعت صوت محاسبه و نمایه قائم آن ها رسم و تغییرات این پارامتر ها در ایستگاه های مختلف در جنوب تنگه هرمز بررسی می شود.

در این پایان نامه به بررسی مکانی و زمانی تغییرات دما و فشار سطح دریای خزر، برهم کنش هوا- دریا، بررسی پدیده فراچاهی و فروچاهی اکمن و ارتباط آن با دمای سطح آب، و تأثیر دمای سطح آب بر روی نوسان های بارش سطح دریای خزر در دوره 19 ساله 2000-1982 پرداخته می شود. لذا از داده های ماهانه فشار و دمای سطح، داده های ماهانه تنش باد شرق- غرب و تنش باد شمال- جنوب، و داده های ماهانه بارش استفاده شده است. داده ها بر روی شبکه ای با گام یک درجه هستند که دریای خزر را پوشش می دهد. در این بررسی از تحلیل داده ها، آنالیز توابع متعامد تجربی(eof) و حل عددی معادله ویژه مقداری، آنالیز تجزیه مقدار تکینی(svd)، تحلیل های هم بستگی، آنالیزهای طیفی و تحلیل سری های زمانی استفاده شده است. نتایج تحلیل های فوق نشان می دهد که کشیدگی نصف النهاری دریای خزر و موقعیت آن در عرض های میانی سبب می شود تا فشار سطح آن تحت تأثیر بسیاری از سامانه های جوی قرار گیرد. در این بین، توده پرفشار سیبری از شرق و پرفشار آزور از غرب به ترتیب در طی فصول سرد و گرم، بیشترین تأثیر را دارند. بادهای غالبی که برای این دوره شناخته می شود باد جنوب شرقی، شمال غربی، شرق و شمال شرقی است که به ترتیب مهم ترین بادهای فصل زمستان، تابستان، بهار و پاییز این دوره هستند، که به ترتیب بر نواحی شرقی و شمال شرقی، غربی و جنوب غربی، شمال، و جنوب شرقی خزر بیشترین تأثیر را دارند. بیشترین تغییر فشار سطح دریا با مکان به ماه ژانویه تعلق دارد که تقریباً با وزش همه این بادها همراه است. مولفه های زناری و نصف النهاری تنش سطحی این بادها، منجربه انتقال افقی جرمی آب می شود که به انتقال افقی اکمن موسوم است. این انتقال ها با همگرایی قوی در نواحی جنوبی و جنوب غربی خزر، و واگرایی قوی در نواحی شرقی خزر شمالی و میانی و خلیج کارابگاز همراه است. به منظور حفظ اصل پایستگی جرم، جریان قائم (پمپاژ) اکمن به خوبی در دریای خزر شکل می گیرد. با محاسبه سرعت جریان قائم اکمن نشان داده شد که در نواحی همگرایی جریان قائم رو به پایین فروچاهی، و در نواحی واگرایی جریان قائم رو به بالای فراچاهی اتفاق می افتد. قوی ترین همگرایی ها و فروچاهی ها به فصول تابستان، و واگرایی ها و فراچاهی ها به فصول زمستان این دوره تعلق دارد. وزش باد به طور مستقیم و غیرمستقیم بر تغییرات دمای سطح دریای خزر تأثیرگذار است. به عبارتی برهم کنش قوی بین هوا و دریا وجود دارد. بیشترین این تغییرات به وزش بادهای جنوب شرق و شمال غرب مربوط می شود که به ترتیب کاهش دمای نواحی شمالی، و افزایش دمای نواحی جنوبی خزر را به همراه دارند. واکنش دریا به این نیروهای جوی 1، 2 و 7 ماه بعد صورت می گیرد. باد شرق نیز بر روی تغییرات دمای سطح خزر شمالی تأثیر به سزایی دارد که با یک تأخیر زمانی 3 و 4 ماه آشکار می شود. همچنین تغییرات دمای سطح خزر به شدت تحت تأثیر برون شارش رودخانه هایی چون ولگا و اورال قرار دارد، که بیشتر این تغییرات در ماه های فصل بهار به خصوص ماه می صورت می گیرد که از افزایش برون شارش این رودها حاصل می شود. فراچاهی اکمن باعث می شود تا در تابستان، دمای سطح نواحی شرقی خزر شمالی و میانی علی رغم توزیع یکنواخت گرما کاهش یابد. کاهش ناگهانی دمای سطح خزر شمالی و مرکزی در فصول پاییز و زمستان را نیز می توان به وقوع جریان فراچاهی نسبت داد. تغییر دمای سطح در اثر وزش بادهای جنوب شرق و شمال غرب، بارش های شدید نواحی غربی و جنوبی خزر را برای همه فصول به دنبال دارد. تأثیر همزمان باد جنوب شرقی و برون شارش رودخانه ولگا و باد شمال شرق بر روی دمای سطح، نیز می تواند منجربه وقوع بارندگی های نواحی مرکزی خزر شود.

در این پایان نامه حسگر های تار نوری تهیه شده در آزمایشگاه ، برای اندازه گیری ph و خوردگی معرفی می شود. در ساخت حسگر تار نوری ph سنج ، ابتدا به روش شیمیایی غلاف تار برداشته می شود. برای تقویت میدان محوشونده در هسته تار ، تار را با شعاع مناسبی خم کرده و به شکل مارپیچ درآوردیم. هماهنگ دوم لیزر nd : yag در طول موج 532nm = ? به عنوان چشمه لیزری در این حسگر مورد استفاده قرار گرفت. سپس تغییر توان خروجی این لیزر را پس از عبور از تار نوری یاد شده هنگامی که در محلول متیل قرمز ، که به عنوان معرف ph استفاده شده است ، قرار گرفته مورد بررسی قرار دادیم.اندازه گیری تغییر شدت خروجی بر اثر تغییر غلظت محلول نشان می دهد که شدت خروجی از تار رابطه نمایی خود را حفظ می کند. با ایجاد محیط های اسیدی و بازی با ph های مختلف دستگاه را برای اندازه گیری ph زینه بندی کردیم. این اندازه گیری ها پس از شش ماه توسط حسگر تار نوری ساخته شده صورت گرفت و مشاهده شد که نتایج به همان شکل قبلی تکرار شده است. در مرحله دوم حسگر تار نوری دیگری برای اندازه گیری میزان خورندگی محلول nh4cl در آزمایشگاه معرفی می شود. برای ساخت چنین حسگری ابتدا حدود 2 الی 3 سانتیمتر روکش و غلاف تار نوری به روش شیمیایی برداشته شده است و آن را با طلا به ضخامت 300nm در دستگاه پلاسما لایه نشانی کرده ایم. سپس این تار با فیلم fe-c آبکاری شده است. برای تقویت میدان محوشونده در اطراف هسته تار ، آن را با شعاع مناسبی خم کرده و به صورت u شکل درآوردیم. هماهنگ دوم لیزر nd:yag در طول موج 532nm=? به عنوان چشمه لیزری به کار گرفته شده و تغییر توان خروجی این لیزر پس از عبور از تار نوری یاد شده هنگامی که تار نوری لایه نشانی و آبکاری شده در محلول nh4cl قرار داشت مورد بررسی قرار گرفت.در نهایت با تغییر غلظت و ph محلول یاد شده در زمان های متفاوت تغییر شدت خروجی از تار اندازه گیری شده است.آزمایش نشان می دهد ، با کاهش ضخامت لایه fe-c در اثر خوردگی ، شدت نور عبوری از تار نوری افزایش می یابد به طوری که می توان آن را به عنوان یک حسگر لیزری برای آشکارسازی خوردگی سطوح به کار برد.

یکی از ویژگیهای مهم خلیج فارس مانند هر حوضه ی آبی دیگر خصوصیت آکوستیکی آن است که لازم است مورد بحث و بررسی قرار گیرد. در این بین مطالعه ی لایه ی آمیخته و لایه ی صوتی از جهات مختلفی حائز اهمیت است، زیرا از نقطه نظر نظامی و از لحاظ زیستی و صنعت شیلات دارای کاربردهای متنوعی است. امواج صوتی در میان تمام امواج انتشاری، به بهترین صورت ممکن در دریا منتشر می شوند. امواج رادیویی و نوری در نواحی گل و لای و رسوبات دریا خیلی تضعیف می شوند و اتلاف انرژی صوتی در دریا در مقایسه با اتلاف رادیویی و نوری بسیار ناچیز است . به همین دلیل انتشار امواج صوتی در آب دریا به سادگی انجام می پذیرد. عمق لایه ی صوتی به عنوان یک پارامتر مهم در آکوستیک زیر آبی، عبارت است از عمق لایه ای که سرعت صوت در آنجا برای اولین بار بیشینه می شود. امواج صوتی تنبل هستند و با ازدیاد سرعت میل دارند به سمت محیطی بروند که از سرعت آنها کاسته شود. این امر سبب انحراف امواج صوتی و به دام افتادن آنها در یک کانال می شود و حرکت آنها در فضا از گسترش کروی به استوانه ای تبدیل می شود. این کانال می تواند هم در لایه ی رویین دریا و هم در اعماق به وجود آید. لایه ی آمیخته، لایه ی بالایی اقیانوس است که در اثر وزش باد مخلوط شده و دما در همه جای آن یکنواخت می ماند. بین عمق لایه ی صوتی و عمق لایه ی آمیخته با توجه به بستگی سرعت صوت به دما و شوری رابطه ی تنگاتنگی وجود دارد. عمق لایه ی آمیخته به ژرفایی از آب گفته می شود که اولین بار تغییرات دما در آن به وجود می آید که این تغییرات دما را معمولا در حدود 1° c در نظر می گیرند. در این پژوهش به بررسی عمق لایه ی آمیخته و عمق لایه ی صوتی در خلیج فارس پرداخته می شود و سعی می شود تغییرات این دو لایه در فصول مختلف سال مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین عوامل این تغییرات بیان شده و بین این دو مقوله مقایسه ای صورت می گیرد. برای بررسی عمق لایه ی صوتی و عمق لایه ی آمیخته از داده های ctd و adcp اندازه گیری شده توسط دانشگاه میامی آمریکا در سال های 1998 - 1996 در قسمت جنوبی تنگه ی هرمز استفاده شده است. این داده ها دو نوع هستند، سری اول داده های گشت های دریایی است که در ایستگاه های مختلف جمع آوری شده است و سری دوم به صورت سری زمانی داده های ctd است. ابتدا داده های مورد نظر مرتب شده و سپس با کمک نرم افزار matlab و با استفاده از روابط ریاضی، چگالی و سرعت صوت در عمق های مختلف، محاسبه شده است. با بررسی نمایه های قائم دما، شوری، چگالی و سرعت صوت، لایه های آمیخته و صوتی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج این پژوهش نشان می دهند که در خلیج فارس تغییرات سرعت صوت بسته به فصول مختلف سال با عمق متفاوت است. در بهار و زمستان غالبا به علت تغییر اندکی که در دمای سطح آب تا بستر وجود دارد، تغییرات سرعت صوت هم ناچیز است و لایه ی آمیخته در این فصول بسیار عمیق است. هم چنین در زمستان و بهار لایه ی صوتی تا بستر افزایش یافته و بازتاب صوت از سطح و بستر صورت می گیرد. در تابستان و پاییز به دلیل تابش زیاد خورشید و گرم شدن سطح آب، اختلاف زیادی بین دمای اعماق مختلف به وجود می آید و لایه ی آمیخته در لایه های بالایی و نزدیک سطح آب قرار می گیرد. با توجه به وابستگی زیاد سرعت صوت با دما، سرعت صوت نیز در تابستان و پاییز برای اعماق مختلف آب تفاوت چشم گیری دارد. در نمایه ی سرعت صوت در تابستان درعمق حدود 40 متری شاهد بیشینه ای برای سرعت صوت هستیم که نشان دهنده ی عمق لایه ی صوتی است. بررسی لایه ی آمیخته و لایه ی صوتی در فصول مختلف سال گویای رابطه ی نزدیک آنها و تبعیت زیاد عمق لایه ی صوتی از عمق لایه ی آمیخته است. به طور کل شوری روند رو به افزایشی دارد. به علت تبخیر زیاد در فصل تابستان میزان شوری لایه های بالایی افزایش می یابد، ولی با ازدیاد ژرفا به جز مواردی که تغییرات دما از سطح تا بستر بسیار اندک است، در مجموع تغییرات شوری اثر قابل توجهی بر تغییرات سرعت صوت و عمق لایه ی صوتی ندارد.

در این تحقیق ابتدا خصوصیات جغرافیایی خلیج فارس مورد مطالعه قرار می گیرد. داده های سری زمانی مربوط به مشخصه های باد و موج بصورت فصلی در این منطقه تحلیل شد. این داده ها توسط سازمان بنادر و کشتیرانی به مدت یک سال و با فاصله زمانی یک ساعته، از تاریخ 1/3/2007 تا 29/2/2008، در عسلویه، منطقه شمالی خلیج فارس، اندازه گیری شده اند. در این منطقه باد به صورت نسیم دریا و خشکی رفتار می کند و تغییرات سرعت آن در محدوده 58 /0 تا 3 /13 متر بر ثانیه است. معمولا کمینه سرعت باد در نیمه شب و بیشینه آن هنگام ظهر اتفاق می افتد. با توجه به نمودارهای ضرایب همبستگی ارتفاع موثر امواج طی فصول مختلف، نتیجه می شود که امواج در فصل پاییز بیشترین نظم و در فصل زمستان کمترین نظم را دارند. طی فصول مختلف رابطه سن موج و شیب موج بررسی شد و مشخص شد که امواج در اغلب حالات امواج دورا می باشند. روابط بین انرژی بدون بعد و فرکانس بدون بعد طی فصول مختلف بررسی شده و مشخص شد که این روابط به رابطه جانسواپ نزدیکتر می باشند. مدلهای تجربی پیش بینی ارتفاع موثر و پریود موثر مورد ارزیابی قرار گرفته و مشخص شد که دقت مناسبی را در این منطقه ندارند. با توجه به نمودارهای جهت باد طی فصول مختلف نتیجه شد که جهت باد طی یک شبانه روز تغییرات ساعتگرد دارد. دقت توابع توزیع گامبل و ویبل برای ارتفاع موثر امواج ارزیابی شد و مشخص شد که تابع توزیع ویبل از دقت بالاتر برخوردار می باشد. ملاحظه شد متوسط سرعت موج در بهار کمترین مقدار و در زمستان بیشترین مقدار را دارد. ارتفاع موثر امواج بین 3 /0 تا 7/2 متر تغییر می کند. در این تحقیق، همبستگی متقابل سرعت باد و ارتفاع امواج محاسبه شده است. به علت تغییرات دائمی جهت باد، اندازه این ضرایب کم است. این ضرایب یک تاخیر یک ساعته بین ارتفاع امواج و سرعت باد را نشان می دهند. در این تحقیق کمیت های سرعت باد، جهت باد، ارتفاع موثر امواج، جهت امواج و پریود امواج، توسط مدل آماری arima مدل سازی شدند. توان امواج در منطقه طی فصول مختلف ارزیابی شد و مشخص شد که امواج در فصل زمستان بیشترین انرژی و در فصل تابستان کمترین انرژی را دارند. مقادیر نیروی موج وارد بر پایه استوانه ای شکل محاسبه شد و با توجه به محاسبات انجام شده توسط روشهای موریسون( morison ) حالت امواج خطی و موریسون( morison ) حالت استوکس مرتبه دوم ( stokes second order )، نتیجه شد که مقادیر موریسون( morison ) حالت امواج خطی اختلاف بسیار کمی با مقادیر محاسبه شده به روش موریسون( morison ) حالت استوکس مرتبه دوم دارا می باشند.

در این پژوهش ضمن بررسی روش های مختلف تهیه نانوذرات زیستی (نانوهواویزها)، حرکت شان در شاره های گوناگون با کمک روش های عددی و آزمایشگاهی جدید مورد مطالعه قرار می گیرد. ابتدا حرکت یک نانوذره معلق در شاره آرام با روش عددی جدیدی بررسی می شود. در نتیجه این بررسی معلوم می شود که فرایندهای حاکم بر حرکت ذرات در دستگاه های مختصات استوانه ای و دکارتی بسیار شبیه هم هستند. همچنین جملات جدیدی برای تخمین حرکت براونی در دستگاه مختصات استوانه ای پیشنهاد می شوند. در ادامه فرایندهای پاشندگی و رسوب ذرات معلق در یک شاره متلاطم با استفاده از روش های شبیه سازی عددی بررسی می شوند. حرکت شاره با کمک روش شبیه سازی عددی مستقیم (dns) شبیه سازی و مسیر حرکت ذرات با رویکرد لاگرانژی مبتنی بر جفت شدگی یگانه دنبال می گردد. مشاهده خواهد شد که ناحیه همدوس نزدیک دیوار و تنش وشکسانی روی دیوار نقش مهمی در فرایندهای پاشندگی و رسوب ذرات دارند. در پایان نانوذرات مختلف با دو روش کاملاً متفاوت تهیه و با طراحی یک سامانه شارشی چندفازی آزمایشگاهی جدید که تنها از یک شمارنده cpc استفاده می کند حرکت نانوذرات زیستی در یک لوله استوانه ای تحت شرایط شاره متلاطم بررسی خواهد شد. اندازه گیری ها با نتایج حاصل از روابط موجود مقایسه خواهد شد. خواهیم دید که معادله نیمه تجربی فَن و احمدی که با کمک یک مدل زیرلایه به دست آمده است بیشترین همخوانی را با نتایج به دست آمده دارد. آزمایش های دیگری جهت بررسی بازده رسوخ پذیری نانوذرات گذرنده از یک انحناء 90 تحت شارش متلاطم انجام شده و مشاهده می شود که بازده رسوخ پذیری نانوذرات با افزایش کسر انحناء افزایش می یابد و تغییرات عدد رینولدز تاثیری بر بازده رسوخ پذیری ندارد.

در این پژوهش، ابتدا حسگرهای نوری بهویژه حسگرهای بدون بر چسب مرور شدهاند. سپس مبانی فیزیکی و روش های محاسباتی بلورهای فوتونی بررسی شدهاند. یک ساختار موجبر بلور فوتونی نورکند مبتنی بر رهیافت شاره های نوری برای حسگری بدون برچسب یشنهاد شدهاست. موجبرهای بلور فوتونی دارای ویژگیهای منحصر بهفرد ی اند که می توان از مهندسی پاشندگی و وجود نورکند در این ساختارها نام برد. طراحی و شبیهسازی عملکرد زیستحسگر مبتنی بر شاره های نوری از طریق روشهای محاسباتی حوزه زمانی تفاضل متناهی و حوزه فرکانس انجام شده است. برای محاسبات طیفهای تراگسیل در موجبر بلور فوتونی از روش تفاضل متناهی در حوزه زمان استفاده شده است. زیرا در این روش وابستگی زمانی معادلات ماکسول در یک گره فضایی اعمال میشود و بنابراین همه ویژگیهای فیزیکی در مدل شامل می شود. برای محاسبات ساختار نواری در موجبربلور فوتونی از روش بسط موج تخت در حوزه فرکانس استفاده شده است. نو رکند مبتنی پاشندگی ماده و نورکند ساختاری بررسی شد. ساختار حسگر پیشنهادی نورکند، شامل یک کاواک حلقه مانند است که به موجبر بلور فوتونی نورکند میکروشارهای جفت شده است. حساسیت به تغییرات ضریب شکست این حسگر 293 nm/riu محاسبه شده است. سپس پیکربندی ساختارحسگرهای موازی در یک بستر پیشنهاد شدهاست. این ساختار شامل موجبر بلور فوتونی و چند میکروکاواک تشدید جفتشده به موجبر بلور فوتونی است. هنگامی که نور به این ساختار جفت می شود درطیف نور تراگسیل، طول موجهای متناظر با هر کدام از کاواکها، بهدام میافتند و منجر به ایجاد چندین چال در طیف تراگسیل می شود. عملکرد این ساختار بهطور عددی بررسی شده است. در بخش نهایی این تحقیق، یک موجبر بلور فوتونی قابل تنظیم، بدون تغییر در پارامترهای ساختاری، با قابلیت کاربرد در بینابنمایی جذبی ،os-phcw ، شیاردارمیکروشارهای پیشنهاد شده است. مشخصه اصلی ساختار پیشنهاد شده این است که بهدلیل نورکند، میدان الکتریکی تقویت شده قویا در شیار هوا ایگزیده می شود. بررسیهای عددی نشان میدهد که میتوان منحنی مد شیار هوا را با استفاده از تزریق میکرو- شاره در حفرههای انتخابی هوا در بلور فوتونی کنترل و تنظیم کرد. میتوان با کنترل پاشندگی مد هدایت شده شیار، ناحیه در این ناحیه به g ، نورکند مد شیار را به گونهای تنظیم کرد که خط جذبی یک نمونه در این ناحیه قرار گیرد. ضریب تقویت دلیل اثرات نورکند بزرگ است در نتیجه درآشامی می تواند در ناحیه شیار افزایش یابد.

دما و شوری زیاد در آب های خلیج فارس و همچنین ورود آب های رودخانه ای، شرایط مساعدی را برای ظهور پدیده کشند قرمز در این منطقه فراهم آورده است. از این رو در سال های گذشته شاهد وقوع این پدیده به طور متناوب بوده ایم. در واقع کشند قرمز، در نتیجه رشد سریع جلبک ها ایجاد می شود، اما همچنان دلیل اصلی وقوع این پدیده مشخص نیست. از این پدیده بیولوژیکی به عنوان آلودگی دریایی یاد می شود و تاثیرات مخربی بر زندگی ساکنین منطقه و حیات جانوران دریایی دارد. به همین خاطر شناختن سرچشمه و شیوه گسترش کشند قرمز در خلیج فارس، می تواند به ما در پاک سازی و پیش گیری کمک شایانی کند. به کارگیری مدل های عددی، روش تازه ای است که برای این منظور به کار می رود. در این تحقیق شیوه توزیع این آلودگی را در شرایط و زمان های مختلف توسط مدل سه بعدی هیدرودینامیکی شبیه سازی می شود. به این منظور از مدل کوهرنس برای شبیه سازی پخش شدگی کشند قرمز و سرچشمه های آن استفاده شده است.چنین مدلی قابلیت ردیابی لاگرانژی و پخش آلودگی را با به کارگیری مختصات سیگما در جهت قائم و مختصات دکارتی در جهت افقی قرار دارد. نتایج به دست آمده از مدل نشان می دهد که سواحل بندرعباس و قشم بیشترین احتمال آلودگی را دارد. همچنین پیش بینی می شود که سرچشمه کشند قرمز در دریای عمان و تنگه هرمز قرار داشته باشد که از طریق تنگه هرمز وارد خلیج فارس می شود و سپس تحت تأثیر چرخه پادساعتگرد نخست خلیج در امتداد سواحل ایران به سمت شمال حرکت کرده و سپس به سواحل کویت و امارات متحده عربی می رسد. همچنین نتایج مدل نشان می دهد که پس از گذشت شش ماه از شروع پدیده (آگوست)، کشند قرمز به سواحل ایران می رسد. نتایج حاصل از شبیه سازی مدل در مورد نحوه گسترش کشند قرمز در خلیج فارس با شواهد و داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و از الگوی جریانات موجود پیروی می کند.

چکیده ندارد.