دراسة رياضية و نمذجة رقمية لجريان سائل وحيد الطور في وسط مسامي أحادي البعد

تعتبر عمgيات استثمار المكامن النفطية من أهم مراحل الصناعة النفطية. فالجدوى الاقتصادية لمكمن المستثمر ترتبط بالتخطيط الصحيح و الفهم الدقيق لخصائص المكمن بمكوناته الصخرية و السوائل التي ترتشح ضمن وسطه المسامي. إن التعقيد الذي تتميز به الأوساط المسامية الصخرية الحاملة للمواد الهيدروكربونية، ذات التحولات الطورية المقرونة بظواهر حرارية و فيزيوكيميائية، تجعل من الطرق الكلاسيكية المعتمدة لدراسة المكمن و التخطيط لاستثماره غير دقيقة و غير كافية للتنبؤ بسلوك و أداء المكمن. بدأ الاعتماد حديثاً على طريقة المحاكاة و النمذجة الرياضية التي تمكننا من التقليل من المخاطر في اتخاذ القرار المتعلق بطريقة الاستثمار الامثل، لتحقيق أفضل جدوى إقتصادية ممكنة. و ذلك من خلال ما توفره هذه الطريقة من قدرة تنبؤية تساعد على فهم أفضل لسلوك و أداء المكمن بشرط توفر المعطيات اللازمة لحل النموذج الرياضي المعاير، بطريقة تحليلية أو رقمية . نورد في هذا البحث، صياغة نموذج رياضي لمكمن متجانس أحادي البعد يرتشح ضمنه سائل وحيد الطور، و طريقة الحل الرقمي لهذا النموذج الرياضي، و تطبيق النموذج المصاغ لمحاكاة مكمن ببئر حقن و أخرى للإنتاج و آلية توزع الضغط في الطبقة المنتجة بين البئرين .

تطوير محاكي بيانات التدريب لمتحكم معوض عصبي للأطراف السفلية

تصمم المعوضات العصبية لاستعادة الوظائف الحركية المفقودة لدى مرضى شلل الأطراف السفلية بالاعتماد على الإثارة الكهربائية الوظيفية. إِذ تحدد متحكمات المعوضات العصبية العلاقة بين نبضات الإثارة المطبقة و زوايا المفاصل من أجل توليد أنماط الإثارة المناسبة للحركات المطلوبة. و يحتاج تطوير المتحكمات الذكية إلى بناء نموذج عكسي باستخدام مجموعة بيانات التدريب المؤلفة من دخل (نبضات الإثارة) و خرج (زوايا المفاصل) التي يتم الحصول عليها بأساليب تجريبية. بسبب كثرة التجارب المزعجة للمريض و الحاجة لتكرارها خلال مراحل تصميم المتحكمات، يستخدم هذا البحث النمذجة و المحاكاة لتوليد مجموعة بيانات دخل (نبضات الإثارة)/خرج (زوايا المفاصل) من خلال: تطوير نموذج لجسم الإنسان، و محاكاة تجارب تطبيق الإثارة الكهربائية لمجموعة عضلات مربعة الرؤوس الفخذية الباسطة للركبة خلال تأرجح الساق. ربطت الدراسة بين ثلاثة برامج لتطوير نموذج جسم الإنسان: برنامج Visual Nastran 4D لبناء نموذج أجزاء الجسم وبرنامج Virtual Muscle 4.0.1 لنمذجة العضلات الباسطة للركبة، و مكتبة Simulink لتمثيل خصائص المفصل غير الفعالة، ثم استخدم النموذج في محاكاة تعيين مجموعة البيانات من خلال تطبيق إشارات جيبية و عشوائية لإثارة العضلات الباسطة للركبة. يلائم النموذج المطور مختلف مستخدمي المعوضات العصبية، بسبب استخدامه لبرامج ذات واجهات مستخدم رسومية تسمح بتعديل بارامترات جسم الإنسان و العضلات بسهولة، مما يجعله نموذجاً عاماً، يستخدم في تطوير المتحكمات لاستعادة الحركات المفقودة مثل النهوض، و المشي، و القفز و غيرها....و لأن نتائج المحاكاة تشابه نتائج التجارب العملية، يقلل استخدام النموذج المطور عدد التجارب المنفذة على المرضى خلال عملية تصميم متحكمات المعوضات العصبية.

التصميم بمساعدة الحاسوب و تحسين أداء خط إنتاج درفلة الحديد على الساخن

يقدم هذا البحث دراسة هدفها تحسين أداء آلة درفلة الحديد على الساخن , و جعلها مطابقة للمواصفات الدولية حيث تشمل الدراسة مرحلتين: الأولى و تتضمن النمذجة الرياضية و محاكاة آلة الدرفلة . أما المرحلة الثانية فتشمل تطوير و اختبار نظم التحكم البديلة . اختبرت صحة هذا النموذج من خلال تحليل منحنيات الأداء المستخلصة من محاكاتها و مقارنتها مع قيم منحنيات و جداول المحطة الحقيقية المأخوذة من HSRMP و ذلك من خلال تضمين هذا النموذج لبارامترات النظام المميزة و المتغيرات الممثلة للأداء الحقيقي للمحطة , هذا يجعل منه أداة مفيدة تتيح محاكاة أداء المحطة , تفسير سلوك المتغيرات و اختبار الحالات إضافة إلى إمكانية تغير العمل و استراتيجيات التشغيل لتحسين التشغيل بشكل عام . من هذا النموذج أنجز التحليل المبدئي و الذي أثبت إمكانية تحسين أداء المحطة بتنفيذ التعديلات التالية : • تقليل قيمة الثابت التكاملي للنماذج المرتبطة بالحلقات المتوضعة في المرحلة الأخيرة • توحيد كل نسب التغذية الردية للحلقات Fed back . • نقل الدائر ليتوضع في المرحلة الأخيرة . ملاحظة : ان الرمز HSRMP هو اختصار للعبارة Hot Strip Rolling Mill Plant و تعني معمل درفلة الحديد على الساخن .

نمذجة و محاكاة محطات معالجة مياه الصرف الصحي في التجمعات السكانية الصغيرة في المنطقة الساحلية

نتيجة زيادة الوعي البيئي و الاهتمام الفعلي بحماية البيئة من التلوث، فقد زادت القيود المفروضة على التخلص من مياه الصرف الصحي، و نشأت الحاجة إلى محطات لمعالجة هذه المياه قبل التخلص منها في المسطحات المائية سواء المياه الناتجة من التجمعات السكانية الكبيرة أو الصغيرة. و نظراً لأهمية هذه المنشآت و تكلفتها المادية الهائلة في الإنشاء و التشغيل و الصيانة، و بهدف تسهيل عملية التصميم و حساب كلفتها الأولية تم إصدار بعض البرمجيات التي تساعد المهندس في تصميم مختلف أجزاء المحطة، و اختيار تجهيزاتها و المقارنة بين عدة بدائل بطرق موضوعية لاختيار الأنسب. كما أن بعض هذه البرامج ديناميكية لها القدرة على محاكاة عمل محطة المعالجة مع الزمن و التنبؤ بكفاءة عملها. من هذه البرمجيات برنامج STOAT)). و هو عبارة عن بيئة عمل متعددة تهدف إلى نمذجة محطات معالجة مياه الصرف المعاشية و الصناعية و محاكاتها و يعتبر من أحدث التقنيات التي تستخدم آخر التطورات في نمذجة عمليات المعالجة، تقنية المحاكاة و مجموعة كبيرة من الأدوات التي تبسط بناء النموذج و المحاكاة و إظهار النتائج على شكل مخططات و جداول، مما يسمح لنا بفحص التفاعلات المعقدة بين الوحدات المختلفة ضمن المحطة بشكل تفاعلي و ديناميكي. و هذا مهم من أجل التصميم الفعال و تشغيل محطات معالجة مياه الصرف و إدارتها. و من هنا تأتي حالة دراستنا في المنطقة الساحلية بسبب وجود عدد من محطات المعالجة الحديثة التابعة للتجمعات السكانية الصغيرة و هي قيد التشغيل، مثل محطة خربة المعزة في محافظة طرطوس، و قد تبين لنا من خلال دراستنا و باستخدام البرنامج، فعالية أداء هذه المحطة ضمن النماذج التي تم اعتمادها (ASAL1,ASM1)، مع إمكانية بناء سيناريوهات مختلفة مثل وصول تدفقات لحمولات تلوث عالية للتنبؤ بأداء هذه المحطة.

محاكاة توزع الحرارة الناتجة عن العلاج بالليزر على النسيج الحيوي و دراسة معادلة الانتشار الحيوي Bio-heat equation

شهد العالم في السنوات الماضية قفزة نوعية في مجال العلوم الفيزيائية الطبية و لاسيما ما يتعلق بتطبيقات الليزر في الحالات المرضية المختلفة حتى أصبح أداة لا يمكن الاستغناء عنها من قبل بعض الاختصاصات مثل التجميل و الجراحة. لكل نوع ليزر هناك نسيج أو عدة أنسجة يؤثر فيها بشكل نوعي دون سواها، و يؤدي هذا التأثير إلى إنتاج حرارة عالية في النسيج المعالج، و هذه الحرارة هي التي تظهر الخواص العلاجية لليزر، لذلك فإن الاستعمال الأمثل لأجهزة الليزر يجب أن يكون بعد فهم التفاعل المتبادل بين الليزر و النسيج الحيوي و فهم العوامل الفيزيائية المؤثرة في العلاج التي لها الأثر الكبير في الأثر الحراري و من ثم يمكن التحكم من تقليل الأذية الحرارية غير المرغوب فيها.

تأثير إضافة معامل الزمن على أداء الشبكة العصبية الاصطناعية في تقدير التّبخر اليومي في المنطقة الجبلية من الساحل السوري

تهدف هذه الدراسة إلى بناء أنموذج رياضي لتقدير التبخر من المنطقة الجبلية من الساحل السوري، باستخدام الشبكة العصبية الصنعيَّة و ذلك اعتماداً على أربعة بارمترات جوية، و هي درجة الحرارة، الرطوبة النسبية، سرعة الرياح و السطوع الشمسي، و من ثم دراسة تأثير إضافة معامل الزمن على تقدير التبخر. بني الأنموذج الرياضي باستخدام Neural Fitting Tool إحدى أدوات الماتلاب، و قد اعتمد على البيانات اليومية للبارامترات المذكورة في منطقة الدراسة بالإضافة إلى معامل الزمن، كما استُخدِمت بيانات التبخر اليومي المقيسة بوساطة حوض التبخر الأميركي صنف A كمخرجات مأمولة لغرض التحقق من صحة أداء الشبكة. و تظهر النتائج تفوق الشبكة المضاف لها معامل الزمن حيث بلغ معامل الارتباط فيها لمجموعة التحقق 0.8919 و متوسط مربع الخطأ 0.02166 بينما كانت قيمة معامل الارتباط للشبكة المستخدمة للتنبؤ بقيمة التبخر اعتماداً على المعطيات المناخية بدون إدخال معامل الزمن 0.8324 و متوسط مربع الخطأ 0.0327.

تصميم و محاكاة جزئيين لمنصة اتصال لاسلكي محدد برمجياً (SDR)

تعرف أنظمة الاتصال اللاسلكي المحددة برمجياً SDR بأنها منصات قابلة للبرمجة لإعـادة التشكيل بدرجة عالية، الأمر الذي يمكّن من بناء و تشكيل نظم الاتصال اللاسلكية النقالة من الجيلين الثالث و الرابع التي يتعاظم استخدامها و الحاجة إليها بشكل سريع. و ينـدرج ضـمن هذه الأنظمة (SDR) الكثير من معالجات الإشارة الرقمية المتقدمـة مثـل: تقـدير القنـاة و التسوية و تصحيح الأخطاء الأمامي و الهوائيات المتكيفة و المـستقبل الـشوكي و التعـديل و خوارزميات ضغط المعلومات المتقدمة و عملية ترميز الإشارة الصوتية - الفوكودر.

نمذجة و محاكاة حركة المركبات المنعطفة يساراً على التقاطعات الطرقية المضبوطة بإشارات ضوئية

تهدف هذه الدراسة إلى بناء نموذج محاكاة على الحاسب الشخصي لمحاكاة حركة المركبات المنعطفة يساراً و ذلك على التقاطعات الطرقية المضبوطة بإشارات ضوئية (برنامج بطورين). آما تهدف إلى تحليل عدة حالات مرورية و إظهار نتائج الحسابات الخاصة لتحديد قيم عوامل الاستفادة من حارة المرور و تحديد قيم عوامل تأثير الانعطاف اليساري. كل هذا باستخدام تقانة المحاكاة و نظرية الطوابير. كل الافتراضات المطلوبة لبناء النموذج تم الحصول عليها من مراقبة سلوك السير العادي على عدة تقاطعات طرقية في مدينة دمشق.

محاكاة عمل المحرك العنفي النفاث "ثنائي المحور" باستخدام "فيجول بيسك"

يعتبر المحرك النفاث الوحدة الأساسية في الطائرة لإنتاج قوة الدفع و تحريك الطائرة، لهذا تعطى الأهمية القصوى أثناء التصميم و الإنتاج و الاختبار. إن الوصول إلى محرك مثالي يتطلب حسابات تصميمية كثيرة و معقدة إضافة إلى إجراء عديد من التجارب على المحرك و كل هذا يحتاج إلى حجم عمل و زمن و تكلفة اقتصادية كبيرة. و من أجل اختصار الوقت و التكلفة نقوم بإنتاج نموذج رياضي للمحرك المدروس يحاكيه من حيث شكل العمليات الانتقالية و تغيرها مع الزمن، كذلك البارامترات التي يستقر عندها في نهاية كل عملية انتقالية، بحيث يساعد على تقدير الأداء و المواصفات الأساسية للمحرك. و قد تمكنا في هذا البحث من وضع نموذج رياضي ديناميكي للمحرك النفاث ثنائي المحور مبني على أساس العلاقة الايروديناميكية و الميكانيكية بين دواري الضاغط و إجراء التكامل بالزمن بحيث نحاكي عمل محرك حقيقي وفق برنامج حاسوبي باستخدام لغة البرمجة فيجول بيسك، حيث يمكن استخدام النموذج الرياضي الديناميكي للمحرك في: دراسة الأنظمة الانتقالية للمحرك، دراسة تأثير الظروف الخارجية المتحولة (زمنياً) على عمل المحرك، و كذلك دراسة تأثير عوامل التحكم (تغير غزارة الوقود المقدم للمحرك - تغير قطر فوهة النفث) على استقرار المحرك. و هذا يمكننا من تحديد أداء المحرك النفاث في مراحل التصميم الأولى.

تقييم تأثير التشويش من أمدية بعيدة على أداء قنوات المعلومات الرادارية لرادار متعدد الوظائف و اقتراح تحسين هذا الأداء باستخدام تقنيات حديثة (نمذجه و محاكاة حاسوبية)

يقدم البحث أسلوبا لتقييم انخفاض أداء قنوات المعلومات لرادار متعدد الوظائف في ظروف أحد أنواع المعاكسة الإلكترونية ( ECM) - التشويش من أمدية بعيدة. SOJ) standoff jamming) في حالات التشويش على الوريقة الرئيسية لمخطط إشعاع الهوائي. تم التقييم باستخدام معايير نسبة الإشارة للضجيج للضجيج (SNR) و احتمال كشف الأهداف عند وجود التشويش و عدمه , كما تم اقتراح تحسين هذا الأداء من خلال إدخال تقنيات حديثة منها: دارة المعدل الثابت للإنذار الكاذب (CFAR), تقنية ضغط النبضة Pulse (compression (PC باستخدام المرشح الموافق ، القفز التردد (frequency agility (FA، تنويع التردد Frequency Diversity، الاستقبال اللوغاريتمي (Logarithmic Reception) و أنظمة AGC) Automatic Gain Control) ذات التغذية العكسية. اعتمدت الدراسة على البيئة البرمجية MATLAB التي تمتلك أدوات رياضيّة و إمكانيات بيانية و تفاعلية متطورة.