هیدروفیزیک
سال:1395 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

یکی از مشکلات بنادر موضوع رسوب گذاری در حوضچه و کانال دسترسی بنادر و تغییرات ساحل و بستر دریا پس از ساخت بندر است، به طوری که لا روبی رسوبات انباشته شده برای تامین آبخور مورد نیاز کشتی ها و استفاده بهینه از بنادر هزینه بسیار زیادی دارد. یکی از مهم ترین پارامترها در مسائل مهندسی سواحل انتقال رسوب است. زیرا گاهی اوقات کمبود مواد رسوبی نشان دهنده وجود فرسایش در منطقه و در سایر نقاط تراکم مواد، نشان دهنده رسوب گذاری است. در این تحقیق ابتدا از مقایسه تصاویر هوایی، تغییرات خط ساحلی در منطقه بندرلنگه مطالعه می شود. سپس با استفاده از مجموعه نرم افزاری LITPACK از بسته نرم افزاری DHI، داده های موج، جریان جزرومدی و دانه بندی رسوبات به مدل سازی خط ساحلی و میزان رسوب در منطقه پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که سواحل اطراف بندر لنگه در سال های گذشته تغییرات قابل ملاحظه ای نداشته است و این وضعیت با منابع ناچیز رسوبی موجود در منطقه در تطابق است.

در مناطقی همچون تنگه هرمز بررسی پارامتر جریان حجمی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. چراکه در این مناطق جریانات زیرسطحی می تواند باعث تغییر مقدار جریان حجمی ای شود که در حمل و نقل دریایی به خصوص در دریانوردی های زیر سطحی باعث بروز مشکلات می شود. در این مقاله مشخصه جریان و پارامترهای جریان حجمی عبوری (m3/ (s⁄m)) در محدوده تنگه هرمز با استفاده از مدول HD بررسی شده است. بدین منظور مشخصه جریان در منطقه تحقیق با مدل عددی MIKE21 شبیه سازی شده و پس از صحت سنجی به بررسی مقادیر مولفه های جریان حجمی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که بازهتغییرات مولفه جریان حجمی عبوری در راستای تنگه هرمز به سمت خلیج فارس (مولفهP ) در محدوده بین -1.4 تا0.6 m3/s/m و در عرض تنگه هرمز (مولفهQ ) در محدوده بین -0.6 تا 0.5 m3/s/m است. به طور کلی نتایج این بررسی نشان می دهد که به دلیل وابستگی مولفه های جریان حجمی به سرعت سطحی، مقدار حجمه آب در زیر سطح به دلیل گردش های ترموهالاینی و افزایش سرعت زیر سطحی در هنگام خروج از تنگه و همچنین اختلاف عمق افزایش می یابد. طراحی این الگو (جریان حجمی عبوری) در ناوبری و رسم نقشه های مسیر دریانوردی و نیز رسم مسیر حرکت زیردریایی جهت حرکت آسان در زیر آب بسیار پراهمیت است.

هدف از این پژوهش مدل سازی سه بعدی تغییرات چگالی و انتشار دوگانه دما و شوری در یک حوضه دریایی مستطیل شکل با مرزهای بسته با کف ناتراز در یک منطقه دریایی با طول جغرافیایی بین 47 تا 58 درجه شرقی و عرض جغرافیایی بین 24 تا 30 درجه شمالی است. در این پژوهش، شبکه ای که برای شبکه بندی محیط استفاده شده، شبکه آراکاوای تعدیل یافته است و گام شبکه ای در راستای شرق سوی و شمال سوی 0.5 عرض جغرافیایی و در راستای قائم با توجه به نوع آرایه قائم 0.1 سیگما می باشند. برای حل عددی معادلات، باید جمله های موجود در این معادلات گسسته سازی شود و این گسسته سازی بر روی شبکه ای صورت می گیرد که شبکه مدل نامیده می شود. به این منظور لازم است که محیط مورد مطالعه شبکه بندی شود. شبکه بندی به صورت پنج لایه در دستگاه مختصات کروی زمین با آرایه قائم سیگما انجام گرفته است. وزش باد به طور یکنواخت و مداوم در مدت 4 روز بر سراسر سطح این حوضه در نظر گرفته شده است. نتایج این مدل سازی سه بعدی، چگونگی تغییرات انتشار دما و شوری هر پنج لایه در همه لایه ها را در امتداد طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی نشان می دهد. میدان چگالی برحسب مقدار دما و شوری اولیه از سطح تا عمق افزایش می یابد و میدان چگالی به مقدار میانگین آن می رسد، یعنی به حالت مانا یا پایدار می رسد.

تاکنون روش های مختلفی برای استخراج انرژی امواج، ابداع شده که اکثر این روش ها بازده مناسبی در آب های کم عمق و موج های کم ارتفاع ندارند. گل ولای بستر دریا قابلیت جذب بخش درخورتوجهی از انرژی موج عبوری را در طول موج های مختلف دارد. با الهام گیری از این ویژگی طبیعی می توان ایده یک مبدل جدید انرژی امواج را با قابلیت کار با راندمان بالا در آب های کم عمق مطرح کرد. اگر در نزدیکی سواحل، کف دریا به وسیله مبدلی پوشانده شود، می توان بخش شایان توجهی از انرژی موج عبوری را جذب کرد. این مبدل با توجه به جزء اصلی سازنده اش که صفحه ای ویسکو الاستیک و انعطاف پذیر و فرش مانند است، فرش مبدل انرژی امواج (CWEC) نامیده می شود. در این مقاله با استفاده از مدل سازی تحلیلی، قابلیت این فرش درجذب انرژی امواج در شرایط مختلف دریایی بررسی شده و به مقایسه این مبدل با دیگر مبدل های انرژی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که به دلیل بازدهی فراوان این فرش در آب های کم عمق با دامنه موج کم و مکانیزم عملکردی کاملا مغروق آن و ایجادنکردن هرگونه خطر برای حیات زیر آب، می توان آن را به عنوان یکی از گزینه های مناسب برای استفاده در خلیج فارس مطرح کرد. سپس ایده جدید استفاده از المان های پیزوالکتریک در دستگاه CWEC جهت افزایش بازدهی آن، طرح و بررسی شد. نتایج نشان داد که ترکیب پیزوالکتریک به CWEC می تواند بازده این دستگاه مبدل انرژی را به طورقابل ملاحظه ای افزایش دهد.

در این مقاله از محاسبات اصول اولیه در چارچوب نظریه تابعی چگالی و نظریه اختلالی تابعی چگالی، برای بررسی خواص الاستیکی و پیزوالکتریکی حالت پایه ترکیب فرضی SrHfO3 درساختار چهارکنجی با گروه فضایی P4mm استفاده شد. برای پی بردن به ماهیت فروالکتریکی ماده در مقیاس اتمی، قطبش و تانسور بارهای موثر بورن محاسبه شدند. نتایج نشان می دهد که بار موثر بورن اتم های Hf و O بسیار بزرگ تر از مقادیر معمولی یونی است که نشان دهنده پیوند قوی میان اتم های O و Hf است. محاسبه انرژی تشکیل نشان داد که این ترکیب در صورت شکل گیری، به عناصر سازنده تجزیه نمی شود. مقادیر غیرصفر و قابل توجه تانسور پیزوالکتریک نشان دهنده وجود پیزوالکتریسیته در این ترکیب است. اثر تنش تک محور در امتداد محور c بلورشناسی بر روی قطبش، بارهای موثر بورن و ضرایب تنش و کرنش پیزوالکتریک این ترکیب نیز بررسی شد. مقدار قطبش با افزایش تنش تک محور از مقادیر منفی به مقادیر مثبت افزایش می یابد. این تغییرات نشان می دهند که تنش کششی، فروالکتریسیته ترکیب را افزایش می دهد، در حالی که تنش فشاری می تواند منجر به حذف فروالکتریسیته ترکیب شود. بررسی وابستگی ضرایب تنش و کرنش پیزوالکتریک به تنش تک محور نشان می دهد که با استفاده از تنش می توان کیفیت پیزوالکتریسیته ترکیب را بهبود بخشید. این نتایج می تواند در حوزه مواد جدید پیزوالکتریک بدون سرب حائز اهمیت باشد.

هدف اصلی از این مقاله بررسی تغییرات ماهانه در دامنه مولفه های اصلی جزرومدی در سواحل شمالی خلیج فارس و دریای عمان است. بدین منظور از داده های تاید گیج های ساحلی در بنادر بوشهر، جاسک و چابهار استفاده شده است. مدت زمان برداشت اطلاعات تاید گیج از تغییرات سطح لحظه ای آب دریا در ایستگاه های ذکرشده به ترتیب در حدود 24، 6 و7 سال است. با آنالیز ماهانه داده های جزرومدی، دامنه مولفه های جزرومدی M2، s2، k1 و o1 به تفکیک برای هر ماه به دست آمده است. نتایج عددی به دست آمدهبا استفاده از نرم افزار فورمن نشان می دهد، باوجود اینکه بیشترین مقدار دامنه مولفه های جزرومدی مربوط به مولفه نیم روزانه ماه M2 در حدود 72 سانتی متر در بندر جاسک می باشد، ولی اصلی ترین تغییرات ماهانه یعنی اختلاف بین بیشترین و کمترین مقدار دامنه برای تمامی ماه ها در فاصله زمانی ذکرشده در بالا مربوط به مولفه k1 با دامنه تغییرات در حدود 30 سانتی متر است. همچنین برای سایر مولفه ها نظیر s2، o1 و M2 به ترتیب مقادیر تغییرات ماهانه در حدود 18، 11 و 9 سانتی متر به دست آمده است.

کانال های آبی و خور ها که در قسمت آب های داخلی قرار دارند، مناطقی هستند که مستقیما به دریا ها متصل می شوند و امکان دسترسی به آب های آزاد را فراهم می کنند. خور تیاب که در فاصله 30 کیلومتری جنوب شهر میناب واقع شده است نیز کانالی آبی است که به خلیج فارس و منطقه استراتژیک تنگه هرمز متصل است. پژوهش پیش رو نتایج اندازه گیری میدانی در پنج ایستگاه در خور مذکور، جهت بررسی علمی و دقیق رسوبات معلق و دانه بندی رسوبات بستر، با استفاده از کدورت سنج متصل به دستگاه CTD و نمونه برداری با بطری نمونه بردار نیسکین وگرب است. اندازه گیری ها در دو نوبت -نقطه به نقطه به روش رفت و برگشتی در تاریخ 23 مهر 94 و به روش ایستا در تاریخ 28 آبان 94 در یک سیکل کامل جزرومدی- صورت گرفت. نتایج اندازه گیری ها بیانگر افزایش رسوبات معلق در زمان جزر است که بیشترین رسوبات به حیطه ابتدای کانال تعلق دارد. دانه بندی رسوبات نشان می دهد که از دهانه خور به سمت بالا دست، دانه بندی بستر کاهش پیدا می کند، بدین ترتیب که در ابتدای کانال، دور ترین ایستگاه از دهانه خور، مقدار سیلت و لای برابر با 40.71 درصد است، در حالی که این مقدار در نزدیکی دهانه کانال به 3.48 درصد می رسد.

محاسبه نرخ انتقال رسوب موازی ساحل به منظور مطالعه دقیق الگوی فرسایش و رسوب گذاری، از جمله مهم ترین موضوعات در مهندسی سواحل است. در پژوهش حاضر، نرخ انتقال رسوب موازی ساحل از اول فروردین ماه تا آخر تیرماه سال 1391 با استفاده از تله گیر ستونی معلق به صورت روزانه اندازه گیری (سواحل شهر نور، در شمال کشور ایران) شد. روابط تجربی موجود عمدتا بر اساس روش های برازشی بر روی داده های مشاهداتی و اندازه گیری شده ارائه شده است. نتایج استفاده از فرمول داک 85 نشان داد که نرخ انتقال رسوب برای ساحل شهرستان نور برابر با 334340 مترمکعب بر سال است. در مرحله اول شبکه عصبی مصنوعی با متغیرهایی که با روش تجزیه و تحلیل عاملی به عنوان متغیر مستقل انتخاب شده بودند، اجرا شد. نتایج نشان داد که در مجموع عملکرد شبکه با تابع انتقال تانژانت هیپربولیک بهتر از سیگموئید بوده است. بهترین شبکه، شبکه ای با ورودی های ارتفاع موج شکنا، عرض منطقه خیزآب ساحلی، سرعت جریان در امتداد ساحل و نرخ انتقال رسوب به دست آمد. یک پارامتر خروجی (Q) به عنوان یک شبکه، منجر به پاسخ قابل قبول تر و قابل اعتمادتری با حداکثر مقدار ضریب تبیین 0.96 برای پیش بینی نرخ انتقال محاسبه شد. به این ترتیب با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده در این پژوهش می توان به برآورد دقیق تری از نرخ انتقال رسوب موازی ساحل پرداخت.