عنوان پایان‌نامه
تعیین شکل سطوح ناهموار مسطح با استفاده از روش تابع گرین تصاویر مختلط
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1938;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49733
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهزاد یکتاخواه
- استاد راهنما
- رضا فرجی دانا
- چکیده
- در این تحقیق، مسئله تعیین شکل سطوح ناهموار در محیط¬های چند لایه با روشی سریع و دقیق بررسی شده است. در اینجا دو مسئله متفاوت در نظر گرفته شده است. یکی تشخیص شکل ناهمواری رسوبات در کف مخازن نگهداری مایعات است که در صنعت نفت اهمیت دارد و دیگری تعیین شکل ناهمواری لایه¬های خاک است که کاربردهای مهمی در تشخیص اجسام مدفون و زمین شناسی دارد. مسئله اول در محیط¬های چند لایه دو بعدی با و بدون حضور دیواره¬های مخزن در یک و چند فرکانس و مسئله دوم در محیط¬های چند لایه دو و سه بعدی بررسی شده است. روش ارائه شده ترکیبی از یک روش حل سریع و دقیق مسئله پراکندگی و یک روش بهینه سازی است. برای حل فرمول¬بندی معادلات انتگرالی مسئله پراکندگی مستقیم و محاسبه میدان¬های پراکنده شده از سطح ناهموار در یک محیط چند لایه از روش ممان و توابع گرین تصاویر مختلط استفاده شده است. برای حل مسئله معکوس و یافتن شکل ناهمواری سطح مجهول، سطح ناهموار با توابع بی-اسپلاین با تعداد محدودی پارامتر مجهول مدل شده است که در این صورت حل مسئله معکوس تبدیل به محاسبه پارامترهای مجهول می¬شود. با بکارگیری روش بهینه سازی تبرید شبیه سازی شده که یک روش بهینه سازی سراسری است پارامترهای مجهول بدست می¬آید و در نتیجه سطح بازسازی می¬شود. نتایج شبیه سازی در مسائل مختلف، سرعت و دقت بازسازی را حتی در محیط-های نویزی نشان می¬دهد. روش ارائه شده در این تحقیق برخلاف بیشتر کارهای انجام شده در این زمینه، محدودیتی برای حداقل یا حداکثر تغییرات ناهمواری سطح ندارد و به علت استفاده از یک روش بهینه سازی سراسری، توانایی بازسازی سطوح با دقت بالا را با اطلاعات میدان پراکنده شده تنها در یک فرکانس دارد.
- Abstract
- Reconstruction of unknown surfaces profiles in multilayered media with an accurate and computationally efficient scheme is studied here. Two different problems are considered. In the first problem the sludge profiles in storage tanks that have specific application in oil industry are determined, and in the second problem the rough boundaries in layered soil that have important applications in underground imaging and geosciences are determined. The first problem is studied in 2D multilayered media with and without the storage tank walls in single and multifrequency case and the second problem is studied in 2D and 3D multilayered media. The proposed scheme combines a fast and accurate forward scattering solver with an efficient optimization algorithm. The forward scattering solver combines method of moments (MoM) with complex images Green's function technique to solve integral equation formulation of the forward scattering problem. In order to solve the inverse scattering problem, to determine the rough surface profile, the surface is represented by B-spline basis functions with unknown coefficients. In this way, one has to find the unknown coefficients to determine the surface profile. This is done by making use of simulated annealing as a robust global optimization algorithm. Numerical results show the accuracy of the proposed scheme in reconstruction of the unknown surfaces profiles even in noisy environments. In contrast to other works, the method presented here has no limitation on minimum and maximum fluctuations of the surface and by making use of a global optimization algorithm, it can reconstruct the rough surface profile accurately just by using the scattered field data in a single frequency.
