استفاده روزافزون افراد، سازمان ها، ارگان های دولتی و حتی زیرساخت های حیاتی مانند نیروگاه ها، از شبکه های کامپیوتری و اینترنت ، سبب شده تا بسیاری از تعاملات فردی و مالی وابسته به شبکه های کامپیوتری باشد. از سویی دیگر، این مسئله شبکه های کامپیوتری و کاربران آنها را به طمعه هایی جهت افراد سودجو تبدیل کرده است. بسیاری از افراد با نفوذ در شبکه و سرقت اطلاعات فردی و یا مالی، خسارات زیادی را به افراد، سازمانها و حتی دولت ها وارد کرده اند. به طور کلی می­توان واژه نفوذ را به فعالیت­هایی اطلاق کرد که توسط نفوذگر به منظور ورود به سیستم اطلاعاتی جهت خواندن، آسیب رساندن و سرقت اطلاعات صورت می گیرد. بر اساس بسیاری از برآوردها، درصد بالایی از نفوذهای انجام شده -بیش از 85 درصد- از طرف کاربران داخلی انجام می­ شود و مابقی از خارج از محیط صورت می گیرد[5] . از این رو هیچ فرد و یا سازمانی که با سیستم­های اطلاعاتی سر و کار دارد، نمی تواند از این قبیل حوادث امنیتی مصون باشد. در نتیجه سیستم های شناسایی نفوذ تبدیل به بخش جدایی ناپذیر از ساختار امنیتی غالب سیستم های اطلاعاتی گردیده اند[17]. سیستم شناسایی نفوذ، تنها سیستمی است که به شکل فعال قادر به شناسایی استفاده­های غیرمجاز و نیز سوءاستفاده از سیستم­های اطلاعاتی توسط حمله­گرهای داخلی و خارجی می­باشد. سیستم شناسایی نفوذ اطلاعات مرتبط با منابع مختلف در شبکه های کامپیوتری را جمع آوری و به منظور پی بردن به فعالیت های نفوذی تحلیل می کنند.  غالبا فعالیت های نفوذی به منظور دستیابی، دستکاری و ایجاد اختلال در سیستم های کامپیوتری صورت می گیرد. در نتیجه این سیستم یکی از اجزای بسیار ضروری در حفظ امنیت ساختارهای اطلاعاتی است و می ­تواند در کنار دیوار آتش[1] به حفظ امنیت سیستم اطلاعاتی کمک کند. به عنوان نمونه هایی از سیستم شناسایی نفوذ می توان به سیستم های تشخیص نفوذ تحت شبکه، دیوارهای آتش تحت وب، سیستم شناسایی بدافزار botnet و … اشاره کرد. به علاوه سیستم شناسایی نفوذ در راستای حفظ سیستم اطلاعاتی از حملات خطرناک، قادر است تا دیوار آتش را به گونه ای مناسب پیکربندی کند.

 

 

 

 

 

• اهدف تحقیق

 

 

 

امروزه امنیت شبکه­ های اطلاعاتی، یکی از مسائل چالش برانگیز در حوزه علوم کامپیوتری می­باشد. دامنه حملات به شبکه­ های کامپیوتری هر روز گسترده­تر می­ شود؛ اما مسئولیت شناسایی و مسدود کردن حملات در کاربران نهایی و سرویس­دهندگان اینترنت به عهده مدیران این سیستم­ها واگذار شده است. وجود نقاط آسیب­پذیر در سیستم­های اطلاعاتی به همراه رشد انفجاری انواع مختلف بدافزار، باعث شده تا روند به­روز نگه­داشتن سیستم­های شناسایی نفوذ مبتنی بر امضا با دشواری­هایی مواجه گردد. در نتیجه این سیستم­ها قادر به شناسایی حملات نوظهور نخواهند بود. سیستم­های شناسایی نفوذ مبتنی بر ناهنجاری نیز علی­رغم قابلیت تطبیق­پذیری­شان و توانمندی در شناسایی حملات نوظهور, بسیار وابسته به تعریفی که از مدل نرمال سیستم ارائه می­ شود، هستند.

 

طی ­چند سال اخیر، شبکه­­های اجتماعی تبدیل به قطب مرکزی اطلاعات و ارتباطات گردیده و به شکل روزافزون مورد توجه و حمله قرار گرفته­اند. این مسئله سبب شده تا تشخیص نفوذگران از کاربران عادی، تبدیل به یکی از مسائل چالش­برانگیز در رابطه با شبکه­ های اجتماعی گردد. در تحقیق پیش رو بر اساس رویکرد مبتنی بر ناهنجاری، به بررسی چگونگی شناسایی نفوذگران در شبکه­ های اجتماعی خواهیم پرداخت. تمرکز اصلی ما بر این مطلب استوار است که قادر باشیم به صورت پویا و با کمترین پیچیدگی زمان و فضا، نفوذگر را شناسایی کرده و به شکل فعال، نسبت به وی عکس العمل نشان دهیم.

 

یکی از ویژگی­های شبکه­ های اجتماعی این است که الگوی  ارتباطی و در نتیجه الگوی رفتار اجتماعی کاربران شبکه را به وضوح انعکاس می­ دهند [5]. به همین دلیل برای ساخت مدل رفتار نرمال در شبکه و شناسایی انحرافات از این مدل نرمال جهت شناسایی رفتار نابهنجار کاربران شبکه، تمرکز ما در این تحقیق بر شناسایی نفوذگران بر مبنای رفتار آنها در شبکه­ های اجتماعی خواهد بود. برای شناسایی نفوذگران در یک شبکه، مفهوم متفاوتی از نفوذ، مبنای کار قرار داده شده است: “نفوذ، ورود یک فرد به اجتماعی[2] است که به آن تعلق ندارد”.  بر اساس این مفهوم می­بایست ابتدا گراف ارتباطات شبکه را شکل داده، اجتماعات را در گراف تعیین کرد و در ادامه تعلق داشتن و یا نداشتن یک فرد به یک اجتماع را استخراج کرد.

 

برای شناسایی الگوهای ارتباطی کاربران، از داده ­های جریان شبکه[3] که شامل جریان داده میان میزبان­های نهایی که توسط آدرس­های IP نشان داده می­شوند، می­توان استفاده کرد. همان طور که می­دانیم بسیاری از روش­های تشخیص نفوذ، قادر نیستند تنها با داشتن این اطلاعات ساده کار کنند و نیاز به ویژگی­های متعددی در مورد ارتباطات کاربر در شبکه دارند.

 

یکی از دلایلی که سبب شده تا در این تحقیق توجه خود را معطوف به مجموعه داده­ جریان شبکه کنیم، این است که این نوع مجموعه داده دارای تعداد ویژگی کمتری نسبت به مجموعه داده ­های متداول -که در رویکرد مبتنی بر ناهنجاری استفاده می­شوند- می­باشند؛ در نتیجه می ­تواند در رسیدن به هدف این تحقیق که همان استفاده از سیستم در کوتاهترین زمان است به ما کمک کند. این نوع مجموعه داده بر مبنای اطلاعات ضبط شده دیواره­ های آتش، از فراهم کننده­ های سرویس اینترنتی[4] جمع آوری می­شوند. همان طور که ذکر شد، مجموعه داده ­های متداول جهت تحقیق در زمینه سیستم­های شناسایی نفوذ مبتنی بر ناهنجاری – مانند KDD99- دارای تعداد ویژگی بیشتری نسبت به داده ­های جریان شبکه هستند. علاوه بر این، با توجه به ظهور روش­های نفوذ و بدافزارهای جدید، بدیهی است که استفاده از مجموعه داده ­هایی که مربوط به سال­های اخیر باشد را می­توان در اولویت کار قرار داده شود.

روش­های طراحی کنترل کننده برای سیستم­های غیرخطی را می­توان به سه دسته تقسیم کرد. روش اول شامل خطی سازی سیتم­های غیرخطی حول نقطۀ کار است [1]. در این حالت قوانین کنترل کلاسیک برای سیستم­های تقریبی استفاده می­ شود. با وجود سادگی این قوانین سیستم کنترل به صورت کلی کارایی تضمین شده­ای ندارد. روش دوم طراحی کنترل کننده بر اساس دینامیک سیستم­های غیر خطی است. در این روش خصوصیات سیستم­های غیر خطی حفظ می­ شود، که همین امر به دلیل وجود دینامیک پیچیدۀ این سیستم­ها طراحی را بسیار سخت می­ کند [2]. علاوه بر این، روش­های فوق، از مدل­سازی ریاضی دقیقی بهره می­برند که در حالت تئوری کارایی بسیار خوبی دارد، اما در عمل به علل مختلفی از جمله تغییر در شرایط عملیاتی، عدم قطعیت­های دینامیک اعم از ساختار یافته و ساختار نیافته، و اغتشاشات خارجی، دچار افت عملکردی می­شوند. در حقیقت به دست آوردن یک مدل ریاضی دقیق برای فرایندهای سیستم­های پیچیدۀ صنعتی بسیار سخت است. به علاوه عوامل دیگری هم وجود دارند که قابل پیش ­بینی نیستند، مانند اغتشاش، دما، تغییرات پارامترهای سیستم و غیره. بنابراین دینامیک سیستم را نمی­توان فقط بر اساس مدل احتمالاً دقیق ریاضی بیان کرد. روش سوم کنترل کننده­ های غیر خطی را توسط ابزار محاسباتی هوشمند از جمله شبکه­ های عصبی مصنوعی[1] (ANNs) و سیستم­های منطق فازی[2] (FLSs) پیاده­سازی می­ کند [3-8]. این تکنیک­ها در بسیاری از کاربردهایشان به خوبی نتیجه داده­اند و به عنوان ابزاری قدرتمند توانسته ­اند مقاومت بالایی را برای سیستم­هایی که به لحاظ ریاضی خوش تعریف نبوده و در معرض عدم قطعیت قرار گرفته­اند، ایجاد کنند [9,10]. تئوری تقریب عمومی[3] عامل اصلی افزایش استفادۀ اینگونه مدل­ها است و بیان می­دارد که با این روش­ها به لحاظ تئوریک قادر به تخمین هر تابع حقیقی و پیوسته­ای با دقت دلخواه هستند. مدل­های مختلف شبکه­ های عصبی مصنوعی و منطق فازی برای حل بسیاری از مشکلات پیچیده به کار می­روند و نتایج نیز عموماً مطلوب است [11-14]، و می­توان به این نکته معترف بود که این روش­ها جایگزینی بر روش‌های کنترلی معمولی و کلاسیک خواهند بود. به عنوان نمونه ­ای از قدرت­نمایی و کاربرد هوش مصنوعی می­توان به طراحی کنترل کننده­ هایی برای فضاپیماها و ماهواره­ها اشاره کرد که مثالی از آن را در [15] آورده شده است.
 

 

1-1-     پیشینۀ پژوهشی

 

در ادامۀ بررسی پیشینۀ پژوهشی در موضوع تحقیق به بررسی کارهای انجام شده به صورت گزینشی و خلاصه می­پردازیم:
شاید یکی از قدیمی­ترین طراحی­ها برای سیستم­های ناشناخته که با موفقیت همراه بود در مقاله­ای که در [27] آورده شده است، ارائه گشته است. این طراحی توسط Gregory C. Chow در سال1973 برای سیستم­های خطی با پارامترهای نامشخص و بر اساس تئوری کنترل بهینه صورت گرفته و به لحاظ تئوری نتایج مطلوبی را از خود نشان داده است. طراحی فوق فقط برای سیستم­های خطی جواب­گو بود و در عالم واقع و در عمل کاربرد چندانی نداشت اما زیر بنای طراحی­های جدید و بهتر را بنا نهاد.
بعد از سال 73 و در تلاش برای طراحی برای سیستم­های ناشناختۀ غیرخطی مقالات، پایان نامه ­ها و کتب زیادی منتشر شد که اگر بخواهیم به همۀ آنها اشارۀ کوچکی هم داشته باشیم فرصت زیادی را می­طلبد. در اینجا با توجه به امکانات و منابع موجود و به ترتیب تاریخ انتشار مواردی را در حد اشاره­ای مختصر و بیان کلی نقاط ضعف و قوت بیان می­کنیم.
در ابتدا می­توان به رسالۀ دکتری آقای Moon Ki Kim از دانشگاه ایلینویز شیکاگو [28] اشاره کرد، که در آن زمان (1991) استراتژی جدیدی را در صنعت ماشین­سازی مورد بررسی و تحقیق قرار داد. کار او روش جدیدی در طراحی سیستم­های کنترل به نام کنترل­کنندۀ فازی تطبیقی (AFC)[4] بود که با توجه به قدمت آن مزایا و معایب کار تا حدود زیادی مشخص است و نیازی به توضیح اضافه نیست.

 

کارهای مشابه زیادی تا سال 2006 انجام گرفت که از توضیح در مورد آنها اجتناب می­کنیم و فقط چند نمونه را به عنوان مثال برای بررسی علاقه­مندان در مراجع می­آوریم [29-35].
منابع اصلی ما که در حقیقت معیارهای عملکردی و مقایسه­ ای برای ما محسوب می­شوند از سال 2007 به بعد خصوصاً 3 سال اخیر هستند که چند مورد از آن­ها را با بیان مزایا و معایبشان به اختصار بیان می­کنیم.

 

1. اولین مورد، مقاله­ای است که در سال 2007 به چاپ رسیده است [47]. در این مقاله به کمک قوانین فازی و ترکیب آن با کنترل تطبیقی کنترل کننده ­ای برای ردگیری خروجی سیستم MIMO با دینامیک نامشخص طراحی شده است. ایدۀ اصلی این کار رفع مشکل ردگیری این سیستم­ها در حالت بلوک­_مثلثی بوده است. مشکل مشخص نبودن تابع تبدیل به دلیل غیرخطی بودن به کمک منطق فازی تا حدودی کم اثر شده و تقریب مناسبی صورت گرفته است. با بهره گرفتن از روش طراحی پس­گام، کنترل کنندۀ تطبیقی فازی برای سیستم­های غیرخطی MIMO قابل اجرا شده است. در این طراحی تعقیب ورودی از سوی خروجی در حالت حلقه بسته تضمین شده است. این روش با توجه به استفاده از فازی تا حدودی ار پیچیدگی­های ریاضی مساله کاسته اما با این وجود با بهره گرفتن از فازی نوع دوم و شبکه­ های عصبی باز هم می­توان آن را ساده­تر کرد ضمناً برای تضمین پایداری سیستم می­توان از روش لیپانوف و . . . استفاده نمود.

 

1. دومین مورد مقاله­ایست که در سال 2008 در مجلۀ بین ­المللی Information & Mathematic Science به چاپ رسیده است[48]. در این مقاله می­توان گفت مطلبی را که ما در بالا در مورد مقالۀ قبلی بیان کردیم، مد نظر قرار گرفته شده و به کمک فازی نوع دوم ساده­سازی به حد مطلوب رسیده و به کمک تکنیک لیاپانوف پایداری هم تضمین شده است. نتایج شبیه­سازی نیز بیان­گر تاثیر کنترل کنندۀ تطبیقی بر کارایی کل سیستم می­باشند. شاید ایرادی که بتوان به این طراحی وارد دانست این باشد که این کنترل کننده در سیستم­ها با تأخیر زمانی به خوبی عمل نمی­ کند. که در مورد بعدی راه حل این مشکل هم تا حدودی بیان شده است.

 

• در سال 2009 مقاله­ای منتشر شد که به کمک کنترل تطبیقی کنترل کننده ­ای را در آن طراحی کرده بودند که عمل ردگیری را در سیستم­های غیرخطی ناشناخته که دارای تأخیر طولانی هستند را به خوبی انجام می­داد [48]. این طراحی توانست که به خوبی خطای حالت ماندگار را نیز کاهش دهد. اما مشکل این کار در مواجهه با سیستم­های پیچیده آشکار می­شد. شاید دلیل آن هم ناتوانی این روش در ساده­سازی ریاضی سیستم باشد.

 

1. حضور و تأثیر توأم شبکه­ های عصبی، منطق فازی و کنترل تطبیقی (ANFIS)[5] به خوبی نقش خود را در کنترل سرعت موتور القایی در مقاله­ای که در سال 2010 به چاپ رسید [49] نشان می­دهد. این ترکیب از کنترل کننده­ها به قدری مفید واقع شده که تولباکسی در Matlab به همین نام موجود است. به این نحوه که با تنظیم خودبه­خودی پارامترهای سیستم و انتخاب بهینه­ترین حالت از نظر خود با در نظر گرفتن خروجی­های سیستم کارایی بسیار مناسبی را نیز به دست می­دهد. این مقاله علاوه بر این می ­تواند منبع آموزشی مناسبی برای علاقه­مندان باشد. سادگی ریاضی، کارایی مناسب، سرعت عمل و دقت خوب از ویژگی­های این نوع طراحی است. اما شاید بتوان گفت که تنها موردی که برای این نوع طراحی ایراد محسوب می­ شود این است که سیستم در کاربردهای متنوع ممکن است در انتخاب بهینه­ترین حالت دچار مشکل شود. راه حل مستقیمی برای این مشکل وجود ندارد ولی با بهره گرفتن از تئوری کنترل بهینه و با صرف کمی خلاقیت ریاضی به بهای پیچیدگی کمی بیشتر، این نقیصه به راحتی قابل رفع است.

از سال 2010 به بعد کارهای جدی­تری و البته در کاربردهای خاص در این زمینه انجام گرفته و هر کدام نیز نتایج خوبی را به دست داده­اند. بعضی از تحقیقات نیز جنبۀ کلی­تری داشتند که بررسی آن­ها می ­تواند در این پایان نامه کمک حال ما باشد. در ادامه به چند مورد به اختصار اشاره کرئه و توضیحات تکمیلی و تحلیلی را به آینده و متن اصلی پایان نامه واگذار می‌کنیم.

 

• مقالۀ اول در سال 2011 به چاپ رسیده و طراحی کنترل کنندۀ تطبیقی را برای سیستم­های T-S فازی با پارامترهای نامعلوم و خطای عملیاتی را بیان می­ کند [51].

 

• مورد بعدی و در سال 2012 طراحی کنترل کنندۀ تطبیقی برای سیستم­های غیرخطی است که در آن تابع تبدیل سیستم به کمک منطق فازی تقریب زده شده است [52].

 

• و مقالۀ بعدی استفاده از تکنیک کنترل تطبیقی مقاوم در طراحی برای سیستم­های غیرخطی نامعلوم است که بیانی کلی از این طراحی را به خوبی آورده است و می ­تواند منبع تحقیقی مناسبی باشد. این مقاله نیز در سال 2012 به چاپ رسیده است [53].

مقالات و پایان نامه ­های دیگری هم هستند که در این زمینه اشاراتی دارند اما موارد مذکور شاید در نوع خود به لحاظ ارتباط با موضوع تحقیق ما نزدیکتر و قابل حصول­تر باشند. اما در اگر آینده نیز منبع مناسب دیگری را هم به دست بیاوریم در به کارگیری و تحلیل آن و استفاده در بهبود کار خود درنگ نخواهیم کرد.

در اواخر قرن بیستم با گسترش فناوری های هوشمند ،توسعه شبکه های ارتباطی و اینترنت ،توسعه شبکه های حسگر و سنسورها  تلاش ها ومطالعات گسترده ای برای استفاده از این دسته فناوری ها به منظور ارائه راه حل های برای بهبود زندگی انسان ها شروع شد.]5,6[

 

یکی از کاربرد های مهم این فناوری ها ارتباط با اشیا و کسب اطلاعات از طریق این اشیا بود این پارادایم اولین بار توسط کلوین اشتون در سال 1998 در یک سخرانی ارائه شد در واقع  راه حل هایی ارائه گردید که با بکارگیری آنها از طریق اینترنت در هرزمان و در هر كجا با هر شی ارتباط برقرار كرد و شناسایی آنها در شبكه، همچنین دستیابی  به اطلاعات محیطی و وضعیت آن شكلهای جدیدی از ارتباط میان افراد و اشیاء و حتی بین خود اشیاء فراهم گردید  وباعث معرفی اینترنت اشیاء  شد كه علاوه بر افراد و اطلاعات، حاوی اشیاء نیز می شدند]7[ تعریف اشیا با توجه به پروژه های تحقیقاتی اروپا بر روی اینترنت اشیابه صورت زیر بیان شده است :اشیا عبارتند از تمامی  شرکت کنندگان فعال در کسب و کار، اطلاعات وفرایندها  که قادر به تعامل و ارتباط در میان خود و با محیط اطراف بوده وبه تبادل داده ها و اطلاعات در محیط های احساس می پردازند  ، همچنین امکان واکنش به حوادث دنیای واقعی ، فیزیکی را دارند  اشیا نقش  مؤثر بر فرایندهای در حال اجرا  دارند   و همچنین امکان ایجاد اقدامات و خدمات با یا بدون دخالت مستقیم انسان را نیز دارا  می باشند .

 

صنعت نفت و گاز به عنوان یکی از مهمترین صنایع می باشد که لزوم استفاده از فناوری های جدید در جهت افزایش اثرات مطلوب این صنعت با تامین ایمنی همه جانبه کارکنان و تجهیزات و تاسیسات ،به صفر رساندن حوادث و آسیب ها از طریق حذف شرایط ناایمن ،ارتقا سلامت افراد و حفاظت از محیط زیست به عنوان سرمایه بشری می باشد .

 

اینترنت اشیا یکی از مجموعه فناوری های نوین می باشد که می تواند در فرایند های اکتشاف و تولید ،پالایشگاه ها ،پترو شیمی ،خط لوله ،حمل و نقل و توزیع استفاده شود.استفاده از این فناوری در صنعت نفت و گاز باعث افزایش امنیت کارکنان ،شناسایی مسایل بهداشتی و ایمنی ،بهینه سازی تولید ،تحمل خطا و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.بررسی این فناوری ها و چگونگی پیدایش اینترنت اشیا به عنوان اولین محدود تحقیق مشخص شده است .پس از انتشار اینترنت اشیا به عنوان یک راه حل برای ارتباط با اشیا و گرد آوری اطلاعات از آنها معماری های برای استقرار و پیاده سازی این راه حل ارائه کردید

 

 

اولین معماری ،معماری سه لایه بود که در سه لایه تعریف شد:1-لایه ادراک (اطلاعات) 2-لایه شبکه 3-لایه کاربردی این معماری پایه و اساس معرفی معماری های دیگر در اینترنت اشیا است. که در این تحقیق به طور مفصل این معماری و معماری های دیگر اینترنت اشیا که براساس معماری سه لایه ارائه شده اند می پردازیم.سپس به معرفی نقش های این فناوری در صنایع نفت و می پردازیم. برای بکار گیری این فناوری نیاز به ایجاد محیط و وضعیتی امن هستیم بنابراین به مطالعه نقش امنیت و معماری های آن در اینرنت اشیا به منظور ارائه چارچوبی برای امنیت در صنایع نفت و گاز در هنگام استقرار اینترنت اشیا مبادرت می کنیم .

 

گستردگی اینترنت اشیا به عنوان یک راه حل باعث افزایش آسیب پذیری در برابر حوادث شده است همچنین بکارگیری ظرفیت های ارتباطی، تنوع فناوری های به کاررفته و نوع داده های مبادله شده (دیتا،صوت،تصویر،مالتی مدیا) در صنایع نفت و گاز،تنوع محیط های عملیاتی  باعث پیچیدگی و دشواری در امنیت شده اند .

 

دستیابی به یک چارچوب برای رسیدن به درجه قابل قبول امنیت در اینترنت اشیا همان هدفی است که این پژوهش دنبال می کندبه این منظور دستاوردهای مطالعات و پژوهش هایی را كه به منظور ارائه چارچوبی مناسب جهت تدوین معماری اینترنت اشیا است، عرضه می گردد. بدین ترتیب كه پس از مرور اجمالی ادبیات و تبیین چارچوب علمی تحقیق، یافته های مراحل مختلف پژوهش ارائه می گردد . ابتدا مطالعات گسترده ای بر مبانی نظری انجام گرفته است. در ادامه به بررسی چند چارچوب معماری  و معماری امنیت در اینترنت اشیا پرداخته میشود كه از بین آنها چارچوب معماری امن سه لایه  را انتخا ب و بامولفه های  ، الزامات ساختار عملیات در صنعت نفت و گاز  باز تعر یف كرده و چارچوبی جدید در بکارگیری امن اینترنت اشیا در صنت نفت و گاز ارائه خواهیم داد

 

سعی شده  در چارچوب پیشنهادی ارائه شود که در آن علاوه به تمرکز بر لایه های  سعی می شود جنبه های که از خارج محیط در ایجاد امنیت نقش دارند نیز شناسایی و در چارچوب لحاظ شود زیرا این جنبه ها به دلیل تنوع محیطی و تکنولوژیکی اینترنت اشیا تاثیر بسزایی در امنیت خواهند گذاشت و نهایتا در آخرین مرحله با انجام مطالعه موردی سعی بر تشریح مدل داشته وسپس به ارزیابی مقایسه ای بین مدل طراحی شده با مدل های ارائه شده  می پردازیم و در نهایت با  کمک پرسشنامه و با جمع آوری آرای خبرگان در مورد چارچوب پیشنهادی، مدل ارائه شده اعتبارسنجی گردیده و نتایج حاصل از نظرسنجی به دقت تحلیل و بررسی خواهد شد

 

2-1طرح مسئله

 

بنا به قرار گیری ایران در منطقه نفت خیز و توسعه صنعت نفت و گاز به عنوان نیروی محرکه  اقتصادی و سیاسی نیازمند استفاده از بروز ترین فناوری ها دربخشهای مختلف این صنعت استراتژیک هستیم (مانند تامین ایمنی همه جانبه کارکنان و تجهیزات و تاسیسات ،به صفر رساندن حوادث و آسیب ها از طریق حذف شرایط ناایمن ،ارتقا سلامت افراد و حفاظت از محیط زیست، اکتشافات هوشمند و هدفمند، افزایش تولید، نظارت برپالایشگاه ها ، مانیتورینگ خطوط لوله حمل و نقل و توزیع).یکی از این دسته فناوری ها ،فناوری اینترنت اشیا می باشد که با بهره گرفتن از این فناوری می توان به تمامی اهداف ذکر شده دست پیدا کرد ولی بکار گیری این فناوری نیاز به استفاده از وضعیتی است که امنیت را در حد قابل قبول تضمین نماید هدف، طراحی وضعیتی  امن برای بکار گیری اینترنت اشیا با توجه به خصوصیات و نوع عملیاتی است که در صنت نفت و گاز صورت می گیرد

. 127
7-2- نتیجه گیری.. 127
127
128
7-3- ارائه پیشنهاد. 128
 
فهرست شکل­ها
 
شکل2-1: اجزای سازنده بال.. 9
شکل2-2: محل نصب و شکل بال.. 11
شکل2-3: انواع هواپیما از جهت محل عمودی نصب بال.. 12
شکل2-4: نامگذاری اجزای بال.. 12
شکل2-5: اجزای تشکیل دهنده تیرک طولی.. 13
شکل2-6: انواع رایج تیرک­های طولی.. 14
شکل2-7: انواع بال بر اساس نسبت مخروطی.. 17
شکل2-8: زوایای دایهدرال و انهدرال.. 19
شکل2-9: اثر زاویه دایهدرال در پایداری عرضی.. 19
شکل2-10: سطوح کنترلی بال.. 20
شکل2-11: ایجاد غلتش در هواپیما به وسیله کاهنده برآ 23
شکل2-12: کاربرد مواد مختلف در نمونه هواپیمای مسافربری.. 27
شکل3-1: مجموعه ­ای از بارهای وارده به هواپیما 31
شکل3-2: تعادل پروازی هواپیما 32
شکل3-3: نمونه ­ای از بارهای وارده به بال هواپیما بر حسب مسیر پروازی.. 33
شکل3-4: نیروی وزن و برآی وارده به هواپیما 38
شکل3-5: اثرات توزیع سوخت بر خمش بال.. 40
شکل3-6: دیاگرام V-n برای هواپیمای مسافربری.. 41
شکل4-1: نمایش پاسخ فرکانسی مختلط.. 57
شکل 4-2: مسائل مطرح شده در آیروالاستیسیته. 61
شكل4-3: مدل تیر برای بال یک بعدی.. 63
شکل4-4: بررسی پایداری سیستم از روی پاسخ­های آن.. 70
شکل4-5: مدل آیروالاستیک مقطع بال.. 72
شکل4-6: نمودار قسمت ­های حقیقی و موهومی نسبت به سرعت 75
شکل4-7: اثر میرایی سازه­ای در یافتن سرعت فلاتر. 77
شکل 5-1:  نقشه بال ایرباس320.. 83
شکل5-2: مکان قرارگیری تیرک­های طولی.. 84
شکل5-3: نمای شماتیک بال طراحی شده. 85
شکل5-4: چند حالت مختصات هندسی مخزن سوخت در بال در مقایسه با میزان آزادی بال از زیر بار گشتاور خمشی   85
شکل5-5: نمای کلی محل و قسمت بندی مخازن سوخت در هواپیمای ایرباس 320.. 87
شکل5-6: مراحل تحلیل یک مدل در نرم افزار Abaqus. 88
شکل5-7: توزیع نیروی برآ و توزیع بار ناشی از وزن سوخت… 90
شکل6-1: دو حالت متفاوت برای اعتبارسنجی مدل سازه­ای.. 94
شکل 6-2: جابجایی عمودی بال بر حسب تعداد گره­ها 96
شکل6-3: کانتور تنش فون مایسز در تیرک­های طولی برای n=2.5.. 97
شکل6-4: کانتور تنش فون مایسز در دنده­های عرضی بال برای n=2.5.. 97
شکل6-5: کانتور تنش در دنده­های عرضی ریشه، شکستگی و نوک بال برای n=2.5.. 98
شکل 6-6: تنش­های عمودی و برشی ماکزیمم در دنده­های عرضی ریشه و محل شکستگی بال
برای n=2.5.. 99
شکل6-7: کانتور تغییر مکان عمودی بال در حالت­های مختلف پروازی.. 100
شکل 6-8: تغییرات تنش در طول بال در تیرک طولی جلویی برای سه حالت پروازی مختلف… 101
شکل 6-9: تغییرات تنش در طول بال در تیرک طولی پشتی برای سه حالت پروازی مختلف… 101
شکل6-10: تغییرات ضریب اطمینان در طول بال در تیرک طولی جلویی.. 102
شکل6-11: تغییرات ضریب اطمینان در طول بال در تیرک طولی پشتی.. 102
شکل 6-12: نمایش قرارگیری دنده­های عرضی بال با زاویه­ های نصب مختلف… 103
شکل 6-13: تاثیر حالت­های متفاوت دنده­های عرضی بر توزیع تنش در ریشه بال.. 104
شکل 6-14: جابجایی نوک بال برای حالت­های متفاوت زاویه نصب دنده­های عرضی.. 104
شکل 6-15: توزیع تنش فون مایسز در راستای طول بال در تیرک جلویی برای حالت­های متفاوت زاویه نصب دنده­های عرضی   105
شکل 6-16: جابجایی بال در راستای طول بال.. 105
شکل 6-17: توزیع تنش در ریشه بال برای سطح مقطع متفاوت تیرک­های طولی.. 106
شکل 6-18: جابجایی نوک بال برای تیرک­های طولی با سطح مقطع متفاوت.. 107
. 107
شکل 6-20: توزیع تنش در طول بال در تیرک جلویی برای حالت­های متفاوت مصرف سوخت… 109
شکل 6-21: جابجایی در طول بال برای حالت­های متفاوت مصرف سوخت… 109
شکل6-22: همگرایی فرکانس اول بر حسب تعداد گره­ها 110
شکل 6-23: مودهای فرکانسی بال.. 112
شكل6-24: نمایش محور الاستیک و سطح مقطع تیر مخروطی.. 113
شكل 6-25: مقایسه سرعت فلاتر بر حسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت TR
(=10 λ) 114
شكل6-26: مقایسه فرکانس فلاتر بر حسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت TR
(=10 λ) 115
شكل6-27: مقایسه سرعت فلاتر بر حسب نسبت مخروطی برای زوایای عقب­گرد مختلف
(=10  λ ) 116
شكل6-28: مقایسه فرکانس فلاتر بر حسب نسبت مخروطی برای زوایای عقب­گرد مختلف
(=10 λ) 116
شكل6-29: مقایسه سرعت فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.. 117
شكل6-30: مقایسه فرکانس فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.. 117
شكل6-31: مقایسه سرعت فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.8.. 118
شكل6-32: مقایسه فرکانس فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.8.. 118
شكل6-33: مقایسه سرعت فلاتر برحسب نسبت مخروطی برای نسبت­های متفاوت λ و Λ=0.. 119
شكل6-34: مقایسه سرعت فلاتر برحسب نسبت مخروطی برای نسبت­های متفاوت λ و Λ=45.. 119
شكل6-35: بال طراحی شده در نرم افزار CATIA… 120
شكل6-36: سیستم­های مختصات و سطح مقطع بال دارای شکستگی.. 121
شكل6-37: تغییرات ممان اینرسی و ممان اینرسی قطبی نسبت به فاصله از ریشه بال.. 122
شكل6-38: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به زاویه عقب­گرد برای ارتفاع­های پروازی متفاوت.. 123
شکل6-39: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به افزایش ارتفاع به ازای زوایای عقب­گرد متفاوت.. 124
شکل6-40: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به ? به ازای زاویه عقب­گرد23.4 =Λ… 124
فهرست جدول­ها
 
جدول2-1: کاربرد مواد مرکب در هواپیماهای پیشرفته. 26
جدول 2-2: فواید و معایب استفاده از مواد مرکب… 27
جدول3-1: متوسط ضریب بار انواع هواپیما 32
جدول4-1: نوع حرکت و مشخصه­های پایداری برای مقادیر مختلف  و ….. 70
جدول5-1: مشخصات بال طراحی شده. 84
جدول5-2: عنوان و حجم مخازن سوخت در هواپیمای ایرباس 320.. 86

 

جدول5-3: خصوصیات المان­های به کار برده شده Abaqus. 88
جدول5-4: خواص مکانیکی آلومینیوم. 89
جدول6-1: بیشترین جابجایی برای حالت1.. 95
جدول6-2: بیشترین جابجایی برای حالت2.. 95
جدول6-3: مقایسه ماکزیمم جابجایی عمودی و تنش در المان­های جامد و پوسته­ای.. 96
جدول 6-4: حالت­های مختلف استفاده از مخازن سوخت… 108
جدول6-5: فرکانس­های طبیعی بال طراحی شده توسط تحلیل اجزای محدود. 110
جدول 6-6: مقایسه سرعت و فركانس فلاتر برای یک بال یکنواخت… 113
جدول6-7: مشخصات بال طراحی شده. 120
جدول6-8: سرعت و فرکانس فلاتر بال دارای شکستگی.. 122
جدول6-9: سرعت و فرکانس فلاتر نسبت به تغییرات  λدر ارتفاع 5182 متر. 125
جدول6-10: سرعت و فرکانس فلاتر نسبت به تغییرات  λدر ارتفاع 10058 متر. 125

 

پیشگفتار

 

مدل­سازی و تحلیل سازه­های مختلف هواپیماهای امروزی، از مهمترین مسائل صنعت هواپیمایی می­باشد. در اصول طراحی کلاسیک و مدرن، طراحی بال از اولین اقدامات در طراحی یک هواپیما به شمار می ­آید و این قسمت از هواپیما را معمولا قبل از بدنه، دم و دیگر اجزای هواپیما طراحی می­ کنند. با توجه به نقش اساسی بال در تولید نیروی برآ طراحی و تحلیل بال یکی از اساسی­ترین موضوعاتی است که یک طراح هواپیما با آن درگیر است. با توجه به اینکه سازه بال تحت مانورهای مختلف پروازی در معرض بارهای مختلف قرار می­گیرد، در اجزای مختلف این سازه تنش­های مختلفی ایجاد می­ شود. برای این تحلیل، نرم افزارهای مختلفی که عملکرد آن­ها بر مبنای روش اجزاء محدود است، موجود می­باشد.
روش اجزای محدود، یک روش حل عددی است که برای بسیاری از مسایل مهندسی قابل استفاده است. مسایل پایدار، گذرا، خطی و غیرخطی در تحلیل تنش، انتقال حرارت، الکترومغناطیس و غیره می­توانند با بهره گرفتن از روش اجزای محدود استفاده شوند. بدون شک افتخار داشتن عنوان اولین کسی که این روش را برای حل مسایل مهندسی ابداع نمود، به کورانت[1]می­رسد. او در مقاله­ای که در سال 1943 منتشر شد، از درون­یابی تکه­ای چندجمله­ای­ها، در مدلی که به نواحی مثلثی تقسیم شده بود برای حل مساله پیچش استفاده کرد. گام بعدی در ایجاد روش اجزای محدود را می­توان فعالیت­های شرکت بوئینگ در نظر گرفت. در سال 1950 شرکت بوئینگ برای مدل­سازی بال­های هواپیما از المان­های مثلثی استفاده کرد. با این همه، هنگامی که در سال 1960 شخصی به نام کلاگ[2]در مقاله­ای اصطلاح اجزای محدود را به کار برد، این روش عمومیت یافت. این مقاله كاربرد اجزای محدود ساده (میله­های مفصل شده و ورق مثلثی) برای تحلیل سازه هواپیما را نشان می­دهد]1و2[. همراه با توسعه كامپیوترهای دیجیتالی با سرعت­های بالا، كاربرد روش اجزای محدود هم با نرخ فزاینده­ای پیشرفت نمود.
پدیده­های آیروالاستیسیته استاتیکی و دینامیکی، مربوط به اندرکنش بین نیروهای سازه­ای و آیرودینامیکی است که منجر به ایجاد تغییر در توزیع بارهای آیرودینامیکی به عنوان تابعی از سرعت جریان می­ شود. پدیده­های ناپایداری استاتیكی و دینامیكی، واگرایی و فلاتر، می­توانند باعث از هم گسیختگی سازه­های هوایی شوند. بر اساس آنالیز پایداری خطی، نوسانات بالای آنچه که سرعت فلاتر نامیده می­ شود، میرا نمی­شوند و دامنه آنها به صورت نامحدود افزایش می­یابد و به فروپاشی دم یا بال منتهی می­ شود.

 

1-2- تاریخچه

 

از ابتدای ابداع هواپیما باتوجه به نقش اساسی بال در ساختمان هواپیما و تولید نیروی برا مطالعات و تحقیقات فراوانی بر روی بال انجام گرفته است. عموما این تحقیقات را می­توان در زمینه ­های آیروالاستیسیته و بررسی پدیده فلاتر و واگرایی بال، بهینه سازی، تحلیل تنش استاتیکی و دینامیکی بال و تاثیر مواد مواد مرکب بر سایر پارامترهای طراحی بال نام برد.
تا کنون در ارتباط با تحلیل بال هواپیما با توجه به بارگذاری­های دینامیکی مختلف کارهای گوناگونی انجام شده و کتاب­های بسیاری نیز در این زمینه منتشر گردیده است[3-5]. ناسا تحقیقات گسترده­ای در این زمینه انجام داده است که می­توان به[6] اشاره کرد. در آغاز دهه 90 تحقیق بر روی اثرات بارگذاری­های دینامیکی مختلف بر روی بال به صورت گسترده­تری پیگیری شد. در سال 1968 تحلیل تنش سازه­های هوایی تحت نیروهای ضربه­ای بررسی شد و تاثیر این نیروها بر روی تغییر شکل سازه مشخص گردید[7]. در سال 1990 لیبرسکیو و نثیر[3] تحقیقی بر روی پاسخ پانل­های مواد مرکبی به انفجارهای صوتی انجام دادند[8]. پاسخ دینامیکی سطوح هوایی با ساختار غیر خطی در سال 1992 بررسی شد[9]. نحوه­ توزیع تنش بر روی بال مثلثی و رابطه بین زاویه عقب­گرد و تنش در لبه­های بال با روش فتوالاستیک توسط سوزوکی[4] به انجام رسید[10]. طراحی بال­های فلزی و مواد مرکب هواپیما جهت دستیابی به چگونگی تاثیر مواد مرکب در وزن سازه و میزان تنش توسط کندی[5] و مارتین[6] مورد بررسی قرار گرفته است[11]. موچٌاندی[7] و همکارانش با در نظر گرفتن آلیاژ آلومینیوم به عنوان جنس سازنده، تاثیر انواع سطح مقطع تیرک طولی و مخروطی شدن تیرک را با بهره گرفتن از روش اجزای محدود بر توزیع تنش، مورد بررسی قرار دادند[12]. گائو[8] و همکارانش عملکرد دو نوع متفاوت سوراخ­ها و تقویت کننده­ های گوناگون در یک تیرک با سطح مقطع C شکل تحت بار برشی استاتیکی را بررسی کردند[13]. چیت[9] و همکارانش تحلیل استاتیکی و دینامیکی بال بدون شکستگی دارای تیرک­های طولی و تیغه­های عرضی را با نرم افزار اجزای محدود انجام دادند. در این مطالعه، از المان پوسته برای پوسته و المان تیر برای تیرک­های طولی و تقویت کننده­ها استفاده شده است. آن­ها با تغییر ضخامت پوسته و همچنین تغیر در سطح مقطع تیرک­های طولی، تغییرات تنش و تغییر مکان را در طول بال مشاهده کردند[14]. هاراکار[10] و همکارانش با قرار دادن بار­های مختلف روی بال معمولی، با بهره گرفتن از روش اجزای محدود تحلیل کمانشی و تنشی را انجام دادند. با بدست آوردن فاکتور کمانش کمتر از 1 در پوسته بالایی نشان دادند که در این بال کمانش اتفاق نمی­افتد[15]. اوزوزترک[11] تحلیل آیرودینامیکی، سازه­ای و آیروالاستیک یک هواپیمای بدون سرنشین را بررسی کرد. تحلیل سازه­ای بال تحت بارهای آیرودینامیکی حدی در دیاگرام V-n، با بهره گرفتن از مدل اجزای محدود انجام شده است. توزیع تنش فون مایسز برای بال و دم ساخته شده از مواد مرکب خاص را انجام داده و نتایج برای چند ماده از قبیل کربن اپوکسی و فایبرگلاس را ارائه دادند[16]. همچنین تحقیقات زیادی در زمینه اصول بهینه­سازی ساختارهای مواد مرکب بال انجام گرفته است که می­توان به[17و18] اشاره کرد. در سال 2011 ژانگ[12] شبیه سازی عددی و طراحی بهینه یک بال به منظور یافتن بهترین مواد مرکب بال انجام داد[19]. سازه­های بال با در نظر گرفتن مواد ایزوتروپیک و مواد مرکب توسط نرم افزار ANSYS تحلیل شده و بهترین جهت­گیری فیبرها در سازه مورد مطالعه قرار گرفته است[20]. مطالعات قابل توجهی در زمینه بهینه­سازی سازه­های هوایی با محدودیت­های فلاتر، فرکانس طبیعی و تنش­های حالت دائمی انجام شده است[21و22]. سیوالد[13] یک روش مدل­سازی عددی برای پیکربندی بال دلخواه توسعه داد و یک ابزار شبیه سازی برای ارزیابی و پیش بینی جرم آن­ها به کار گرفت و جعبه بال با المان تیر غیرخطی مدل شده است[23]. آنتیلا[14] عمر خستگی یک هواپیمای DHC-6 را با یک روش تحلیلی مناسب با تمرکز روی بال که به عنوان جزیی از هواپیما که بیشتر تحت خستگی بحرانی قرار دارد تخمین زد[24]. کمار[15] و همکارانش، پیش بینی عمر خستگی برای رشد ترک در محل بیشینه تنش انجام دادند[25].
در زمینه آیروالاستیسیته سازه­های هوایی نیز تحقیقات زیادی انجام شده است.         فلاتر سازه‌های هوایی مساله‌ای بسیار قدیمی است و کتاب‌های  بسیاری در این زمینه چاپ شده است[3-5، 26 و 27]. اولین مطالعات بر روی مساله فلاتر در سال 1916 توسط لانچستر[16] و همکارانش در جریان جنگ جهانی اول در مورد مسائل فلاتر بمب افکن هندی پاگ[17] انجام گرفته است[4]. یکی از اولین مطالعات انجام گرفته در مورد آیروالاستیسیته بال هواپیما مقاله­ای از گلند[18] بود که سرعت فلاتر یک بال یک سر درگیر و یکنواخت را بدست آورد[28]. در بسیاری از مقالات مطالعه رفتار آیروالاستیک یک بال یکنواخت و مستقیم تحت بارگذاری ناپایا ارائه شده است[29]. هاسنر[19] و استین[20] فلاتر یک بال با زاویه عقب­گرد را در رژیم جریانی مادون صوت بررسی کردند[30]. پاتیل[21] و هاجز[22] رفتار غیرخطی یک تیر یک سر درگیر را مورد بررسی قرار دادند[31]. گرن[23] و لیبرسکیو فلاتر و واگرایی یک بال پیشرفته بازاویه عقب­گرد را که جرم­های متمرکز در طول و نوک خود حمل می­ کند، تحت بارگذاری ناپایا بدست آورده و مورد بررسی قرار دادند[32]. کوین[24] و لیبرسکیو ناپایداری آیروالاستیک یک بال هواپیما را در جریان تراکم ناپذیر مورد بررسی قرار داده­اند. آن­ها بال را مانند تیر جدار نازک مواد مرکبی ناهمسانگرد مدل کرده و سرعت فلاتر را تعیین کردند[33]. حدادپور و فیروزآبادی ناپایداری فلاتر بال هواپیما بدون اثر زاویه عقب­گرد را در یک جریان مادون صوت تحت اثر نیروهای ناپایا و شبه پایا بررسی کرده ­اند[34]. معادلات خطی دینامیکی برای بال انعطاف پذیر تحت مانور صعود با زاویه عقب­گرد با اثر تغییر فرم برشی بال توسط فاضل­زاده و همکارانش استخراج شده و سرعت فلاتر تحت بارگذاری ناپایا بررسی شده است[35]. رشیدی و فاضل­زاده تاثیر مدل بارگذاری شبه پایا و ناپایا و زاویه عقب­گرد بر سرعت فلاتر بال هواپیما را مورد بررسی قرار دادند[36]. فاضل­زاده و همکارانش تاثیر مانور غلتشی بر ناپایداری استاتیکی و دینامیکی یک بال یک سر درگیر را بررسی کردند[37]. مزیدی و همکارانش تاثیر موتور بر فلاتر بال هواپیما تحت مانور غلتشی را بررسی کردند[38]. مزیدی و همکارانش تاثیر موتور با نیروی پیشران زمانمند بر پاسخ آیروالاستیک یک بال را بررسی کردند[39]. پنگ[25] و همکارش در سال 2012 با درنظر گرفتن بالک در انتهای بال هواپیمای مسافربری، تاثیر این بالک بر روی سرعت و فرکانس فلاتر را مورد مطالعه قرار دادند[40]. بیبین[26] و همکارانش در سال 2012 با مدل­سازی بال بدون شکستگی متشکل از تیرک­های طولی و تیغه­های عرضی، تحلیل تنش و فلاتر را برای این نوع بال در نرم­افزار اجزای محدود انجام دادند[41].

1-1-کلیات   …………………………………………………………………………………………………………………………..   2

 

1-2-تعریف فلور و فلورستیک   ……………………………………………………………………………………………..   3

 

1-3 تعریف زیستگاه   …………………………………………………………………………………………………………….   3

 

1-4 پیشینه پژوهش‌های فلورستیک در ایران………………………………………………………………………..   4

 

1-5 منابع شناسایی فلور ایران   …………………………………………………………………………………………….   6

 

1-6 نواحی فلورستیک ایران   ………………………………………………………………………………………………..   7

 

1-7 معرفی استان کرمان   …………………………………………………………………………………………………….   9

 

1-7-1- آب و هوای استان کرمان   ……………………………………………………………………………………   11

 

1-8- معرفی منطقه مورد مطالعه   ……………………………………………………………………………………..   11

 

1-8-1- موقعیت جغرافیایی شهربابک   ……………………………………………………………………………..   11

 

1-8-2- آب و هوای شهربابک   ………………………………………………………………………………………….   12

 

عنوان                                                                                                               صفحه

 

 

 

1-8-3- زمین‌شناختی كمربند (ارومیه – بزمان)   …………………………………………………………….   13

 

1-8-4- مهم‌ترین پدیده‌های ژئوتوریسمی كمربند ارومیه- بزمان در محدوده شهرستان شهربابک     ………………………………………………………………………………………………………………………….   14

 

1-9- ویژگی‌های منطقه آبدر   …………………………………………………………………………………………..   15

 

1-10- اهداف و ضرورت انجام پروژه:   ………………………………………………………………………………   17

 

 

 

فصل دوم: مواد و روش‌ها

 

2-1 مطالعات صحرایی   …………………………………………………………………………………………………….   19

 

2-2- مطالعات آزمایشگاهی   …………………………………………………………………………………………….   20

 

2-2-1- شناسایی نمونه‌ها   ………………………………………………………………………………………………   20

 

2-2-2- شناسایی شکل زیستی هر گونه   ………………………………………………………………………..   21

 

2-2-3- تعیین کرولوژی گونه‌ها   ………………………………………………………………………………………   22

 

2-2-4- شناسایی زیستگاه‌ها   …………………………………………………………………………………………..   22

 

2-2-5- تعیین پوشش گیاهی منطقه   ……………………………………………………………………………..   23

 

2-2-6- تهیه بانک اطلاعات   …………………………………………………………………………………………….   24

 

2-2-7- تهیه برچسب‌های شناسایی نمونه‌ها   ………………………………………………………………….   25

 

عنوان                                                                                              صفحه

 

 

 

2-2-8- انتقال نمونه‌ها به هرباریوم   ………………………………………………………………………………….   25

 

 

 

فصل سوم: نتایج

 

3-1- نتایج مطالعات فلوریستیکی   …………………………………………………………………………………….   28

 

3-2- زیستگاه‌های موجود در منطقه‌ی آبدر   …………………………………………………………………….   38

 

3-3- ریز زیستگاه‌های موجود در منطقه   ………………………………………………………………………….   40

 

3-4- پوشش کیاهی منطقه   ………………………………………………………………………………………………   41

 

 

 

فصل چهارم: بحث و بررسی داده‌ها

 

4-1- عوامل انتشار گونه‌ها در منطقه موردمطالعه   …………………………………………………………..   44

 

4-1-1- ارتفاع   ………………………………………………………………………………………………………………….   46

 

4-1-2- جهت شیب   …………………………………………………………………………………………………………   48

 

4-1-3- اقلیم   ……………………………………………………………………………………………………………………   50

 

4-1-4- عوامل زیستی   ……………………………………………………………………………………………………..   52

 

4-1-4-1- انسان   ……………………………………………………………………………………………………………..   53

 

4-2- پوشش گیاهی منطقه   …………………………………………………………………………………………….   54

 

4-3- تنوع زیستگاهی منطقه   ………………………………………………………………………………………….   55

 

عنوان                                                                                              صفحه

 

 

 

4-4- فیتوجغرافی   ……………………………………………………………………………………………………………..   56

 

4-5- گونه‌های بومی   …………………………………………………………………………………………………………   57

 

4-6- نتیجه‌گیری   ………………………………………………………………………………………………………………   58

 

4-7- پیشنهاد‌های پژوهشی آینده   ……………………………………………………………………………………   60

 

 

 

منابع

 

الف: منابع فارسی   ………………………………………………………………………………………………………………   61

 

ب) منابع انگلیسی   …………………………………………………………………………………………………………….   64

 

 

 

پیوست

 

پیوست جدول 1: لیست کامل گونه‌های جمع‌ آوری شده به همراه مشخصات نقاط جمع‌ آوری، شکل زیستی و کرولوژی   ……………………………………………………………………………………………………   67

 

پیوست جدول 2: لیست گونه‌های جمع‌ آوری شده به همراه زیستگاه و ریز زیستگاه   ……..   93

 

عنوان                                                                                                                صفحه

 

 

 

جدول 3-1: تعداد جنس و گونه‌ی مربوط به هر کدام از گروه‌های گیاهی   ……………………..   30

 

جدول3-2: لیست غنی‌ترین تیره‌های گیاهان آوندی پوشش منطقه   ……………………………….   31

 

جدول 3-3: لیست غنی‌ترین جنس‌های گیاهان آوندی   …………………………………………………..   32

 

جدول 3-4: گونه‌های بومی ایران   ……………………………………………………………………………………..   33

 

جدول3-5: برخی گیاهان دارویی و خوراکی منطقه مورد مطالعه   ……………………………………   34

 

جدول 3-6: تعدادی از علف‌های هرز منطقه موردمطالعه   ………………………………………………..   35

 

 

جدول 3-7: برخی گیاهان که پتانسیل زینتی شدن دارند   ………………………………………………   37

 

جدول 3-8: گونه‌های درختی و درختچه ای منطقه   ……………………………………………………….   37

 

فهرست شکل‌ها

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                صفحه

 

 

 

شکل1-1: نقشه نواحی فلورستیک آسیای جنوب غربی   ……………………………………………………..   9

 

شکل 1-2: نقشه ناهمواری‌های استان کرمان   …………………………………………………………………..   10

 

شکل 1-3: نقشه موقعیت شهرستان شهربابک در استان کرمان   …………………………….   12

 

شکل 1-4: موقعیت کمربند ماگمایی ارومیه- بزمان   ………………………………………………….   14

 

شکل 1-5: : نقشه زمین‌شناسی، آتشفشان آبدر (مزاحم)   …………………………………………..   16

 

شکل 2-1: کلید شناسایی زیستگاه‌های رتبه 1 بر اساس طبقه بندی EUNIS    …………   23

 

شکل 2-2: بانک اطلاعات گونه‌ها   ……………………………………………………………………………………..   24

 

شکل 2-3: برچسب نمونه‌های هرباریومی   ………………………………………………………………………..   25

 

شکل 2-4: نمونه هرباریوم   ………………………………………………………………………………………………..   26

 

 

 

عنوان                                                                                                               صفحه

 

 

 

شکل 3-1: تصویر ماهواره‌ای از منطقه مورد مطالعه هم را با موقعیت و شماره‌ی ایستگاه‌های جمع‌ آوری نمونه‌ها    …………………………………………………………………………………………………………….   28

 

شکل 3-2: نمودار میزان گلدهی گیاهان منطقه در فصول مختلف سال‌های جمع‌ آوری  …..  29

 

شکل 3-3: نمودار میزان میوه دهی گیاهان منطقه در فصول مختلف سال‌های جمع‌ آوری…  29

 

شکل 3-4: نمایش سهم هر یک از گروه‌های گیاهی در پوشش منطقه برحسب درصد   …..  30

 

شکل 3-5: سهم غنی‌ترین تیره‌ها در پوشش گیاهی منطقه (برحسب درصد)   ………………..   31

 

شکل 3-6: تعداد گونه‌ها و جنس‌های غنی‌ترین تیره‌ها در پوشش گیاهی منطقه   ………….   32

 

شکل 3-7: سهم گونه های بومزاد از کل جمع‌ آوری در منطقه بر حسب درصد   ………………  33

 

شکل 3-8: نمودار شكل زیستی گیاهان منطقه برحسب درصد   ……………………………………….   36

 

3-9: نمودار كورولوژی گیاهان منطقه   ………………………………………………………………………………   38

 

شکل 3-10 نمایش سهم هر یک از زیستگاه ها در پوشش گیاهی منطقه   ……………………..   38

 

شکل 3-11: نمایش مقدار گونه جمع آوری شده در هر یک از شیب ها   ………………………..   41

 

شکل 4-1: تاثیر ارتفاع روی پوشش گیاهی منطقه در شیب شمالی   ………………………………..  48

 

شکل 4-2: مقایسه پوشش گیاهی شیب شمالی و شرقی   ………………………………………………..   50

 

فهرست نشانه‌های اختصاری

 

 

 

شیب جنوب شرقی………………………………………………………………………………………………………….SE

 

شیب جنوب غربی…………………………………………………………………………………………………………SW

 

شیب جنوبی………………………………………………………………………………………………………………………S

 

شیب شرقی……………………………………………………………………………………………………………………….E

 

شیب شمال شرقی…………………………………………………………………………………………………………NE

 

شیب شمال غربی………………………………………………………………………………………………………..NW

 

شیب شمالی……………………………………………………………………………………………………………………..N

 

شیب غربی……………………………………………………………………………………………………………………….W

 

کلیات

 

 

 

کشور ایران در میان تمام کشورهای جنوب غرب آسیا از نظر فلورستیکی، متنوع‌ترین و پرجاذبه‌ترین شرایط را دارا است. تنوع فلور و پوشش گیاهی ایران قبل از هر چیز مدیون تنوع گسترده اقلیمی، پیشینه پوشش گیاهی منطقه و نیز پتانسیل تکامل آن است (Mehrabian, 2005). خاك‌های خاص و بسترهای صخره‌ا‌‌ی اغلب به دلیل جدا افتادگی و تمایز دارای جنس‌های اندمیک هستند (دلیلی که رشینگر در اغلب مقالات بر روی آن تأکید داشته است) علاوه بر آن، تنوع فلور و پوشش گیاهی ایران از طریق روی آوردن و پناه گرفتن آن دسته فلوری که پراکندگی وسیعی دارند غنای بیشتری یافته است (Takhtajan, 1986). با توجه به این که قسمت اعظم کشور ایران در حیطه نواحی کوهستانی قرار دارد، قلمروهای کوهستانی به دلیل تنوع در شرایط کلیماتیکی، ادافیکی، توپوگرافیکی و در نهایت اکولوژیکی، زیستگاه‌های متعددی را پدید آورده‌اند، هر یک آشیان اکولوژیکی مناسبی را برای جذب گونه‌های گیاهی ایجاد می‌کنند که مجموعه این شرایط سبب ایجاد تنوع بالا در فلور نواحی کوهستانی می‌گردد. از طرفی در نواحی کوهستانی شیب اکولوژیکی ناشی از ناهمگنی شرایط اقلیمی به نوبه خود در ایجاد تنوع و تیپ‌های اکولوژیکی متفاوت و درنهایت در ایجاد تنوعات سازشی بسیار مؤثر است. بنابراین، انجام مطالعات در این اکوسیستم‌ها ضروری به نظر می‌رسد (Mehrabian, 2005).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-2- تعریف فلور و فلورستیک

 

 

 

رستنی‌های یک منطقه را فلور می‌گویند. به کتاب و یا دیگر آثاری که رستنی‌های یک منطقه را شرح می‌دهد نیز فلور می‌گویند. فلور در معنی دوم، ابزاری برای شناسایی تاکسون‌های یک منطقه به شمار می‌آید. فلورستیک مطالعه‌ی فلور‌ها (رستنی‌های مناطق) و تهیه‌ی فلور‌ها (کتاب‌های رستنی‌های مناطق) است (Stace, 2006). واکاوی‌های فلورستیکی معمولاً در مقیاس‌های بزرگ (و در سطحی کوچک) به‌ویژه در سطح جامعه گیاهی به کار گرفته می‌شوند. اطلاعات حاصله از پوشش گیاهی ممکن است در حل مسائل اکولوژیکی مانند حفاظت زیستی و مدیریت منابع طبیعی مفید باشد و با ارزیابی اطلاعات گیاهی می‌توان روند تغییرات آینده را پیش‌بینی کرد (مصداقی، 1390).