مهندسی دریا
سال:1389 | دوره:6 | شماره:12 |تعداد مقالات:8

رسوبگذاری یک مشکل همیشگی در بنادر رودخانه ای و خورها بوده است. جهت رفع این مشکل و نیز تامین امنیت ناوبری، عملیات لایروبی بایستی به طور مداوم صورت گیرد. در حال حاضر روشهای زیادی جهت جلوگیری از ورود رسوبات به بندرگاه معرفی شده است. هدف از انجام این تحقیق، آشنایی با یک روش سازه ای جدید و کم هزینه برای جلوگیری از ورود رسوبات به درون حوضچه بنادر رودخانه ای و جزر و مدی می باشد. این روش که مبتنی بر تغییر الگوی جریان در ورودی بندر است، استفاده از دیوار انحراف جریان (CDW) می باشد.در این تحقیق به بررسی کارایی سازه دیوار انحراف جریان در جلوگیری از ورود رسوبات به درون بندر و همچنین تاثیر پارامترهای شکلی دیوار روی عملکرد هیدرودینامیکی آن پرداخته شده است. در ابتدا هیدرودینامیک جریان با استفاده از داده های آزمایشگاهی جریان کالیبره شد. سپس مقدار ورود رسوبات به حوضچه بندر با توجه به پارامترهای مختلف از جمله شکل دیوار انحراف، زاویه راس، طول و محل دیوار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از اینست که با انتخاب دقیق پارامترهای شکلی دیوار، میتوان رسوبگذاری درون حوضچه را تا حدود 30 درصد کاهش داد.

در این تحقیق به تحلیل الاستوپلاستیک غیرخطی ورق خمیده خن کشتی، واقع در محل اتصال کف به دیواره کناری، پرداخته شده است. با استخراج منحنی های تنش متوسط-کرنش متوسط از تحلیل های اجزای محدود بر روی مدلهایی با مشخصات ابعادی و مکانیکی متغیر، تاثیر هر یک از پارامترهای موثر بر رفتار این منحنی ها مطالعه و تفسیر شده اند. جهت انجام این تحلیل ها از یک نرم افزار تجاری اجزای محدود استفاده شده و سعی بر آن بوده تا شرایط مرزی و بارگذاری مطابق با واقعیت در نظر گرفته شود. با توجه به نتایج تحلیل های انجام شده، در این دسته از پوسته ها پس از تراز استحکام نهایی، کاهش قابل توجه ای در ظرفیت باربری مشاهده شده که این رفتاری متفاوت از الگوی مفروض الاستیک-کاملا پلاستیک بوده که تاکنون برای این ناحیه از کشتی در تحلیل تدریجی استحکام نهایی بدنه کشتی مورد استفاده قرار گرفته است. در انتها، بر اساس نتایج حاصل، روابطی تجربی به منظور شبیه سازی منحنی تنش متوسط-کرنش متوسط این بخش از بدنه کشتی ارائه گردیده که از این روابط میتوان در تحلیل تدریجی استحکام نهایی بدنه کشتی استفاده نمود.

اندازه گیری حرکات ششگانه یک شناور در امواج دریا که بهSeakeeping Trial  معروف است موضوع مهمی است که برای برخی از شناورها انجام می شود. هدف از این تحقیق، تدوین اصول و روش اندازه گیری دریامانی شناور پروازی در دریا می باشد. بدین منظور از اصول مورد استفاده در روش اندازه گیری دریامانی شناور جابجایی استفاده میگردد. شناور پروازی به دلیل داشتن تریم دینامیکی و همچنین شتاب ها و رفتار دینامیکی که تغییر آن نسبت به زمان بسیار شدیدتر از شناورهای جابجایی می باشد، عملا پیچیدگی های بیشتری در حرکات از خود بروز می دهد. در این مقاله برای اولین بار سعی می شود تا روابط حاکم مابین مقادیر اندازه گیری شده شتاب خطی و نرخ سرعت زاویه ای در مختصات محلی و آنچه بعنوان سرج، اسوی، هیو، رول، پیچ و یاو در سیستم مختصات هیدرودینامیکی شناخته می شود، برای شناور پروازی تدوین گردد. بدین منظور ابتدا انواع سیستم های مختصات تعریف می گردد. سپس تبدیلات بین این سیستم های مختصات ارائه می گردد. دستورالعمل تست دریامانی و اصول تبدیل و انتقال ارائه می گردد. نمونه اندازه گیری در دریا و تبدیلات مربوطه ارائه میگردد. در آخر نتایج حاصله از این تحقیق تشریح می گردد.

خصوصیت چسبناکی - کشسانی مخلوطهای آسفالتی، استفاده از آنها را به عنوان لایه حفاظتی در خاکریزهای ساحلی، امکان پذیر می سازد. در این تحقیق با ایجاد یک نمونه آزمایشگاهی از خاکریز ساحلی، به بررسی خصوصیات لایه آسفالتی دانه سنگی نرم به عنوان لایه حفاظتی خاکریز ساحلی، پرداخته شده است. بیش از 100 آزمون آزمایشگاهی با در نظر گرفتن شرایط مختلفی از الگوی بارگذاری بر رویه آسفالتی حفاظتی اجرا گردیده است. متغیرهای اصلی آزمایشات عبارت از ارتفاع و پریود موج نزدیک شونده به خاکریز، زاویه شیب رو به دریای خاکریز، عمق آب آرام و تعداد سیکل های موج برخوردی به خاکریز ساحلی می باشند. اندازه گیری ها و مشاهدات اصلی آزمایشات شامل مقاومت مکانیکی و چگونگی فرسایش لایه حفاظتی، الگوی فرسایش بستر خاکی مجاور پاشنه آسفالتی خاکریز و فرآیندهای اندرکنشی موج و سازه شامل بالاروی موج و روگذری آن از خاکریز می باشد.

در مقاله حاضر، یک طرح جدید و ابتکاری جهت کاهش پاسخ سکوهای ثابت دریایی با به کارگیری یک مخزن متحرک مستغرق مورد بررسی قرار گرفته است. این طرح شامل سکویی چهارپایه می باشد که مهاربندهای آن در قسمت تحتانی حذف شده و مخزن مستغرق متحرکی که دارای نیروی شناوری است، به آن افزوده شده است. ایجاد نیروی کششی متغیر وابسته به پاسخ مخزن در پایه ها به همراه لنگر بازگرداننده خارجی، الگوی توزیع بار داخلی را تغییر داده و موجب ایجاد سختی افزوده وابسته به زمان شده است. فرایند تحلیل استاتیکی با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی هندسی و تغییر شکل های بزرگ انجام گرفته که برای این منظور، از برنامه ای مفصل که در محیط متلب توسعه داده شده، استفاده شده است.با انجام تحلیل های استاتیکی مشخص شد که مخزن با حرکت خود، لنگر بازگرداننده ای تولید می کند که موجب کاهش دامنه پاسخ سکو می گردد. میزان لنگر تولیدی به حجم مخزن و دامنه نوسان آن وابسته است که می توانند به درستی انتخاب گردند. البته این مطلب زمانی می تواند مفید باشد که مخزن به عمقی مناسب برده شود تا از نیروی امواج در امان باشد. شایان ذکر است که استفاده از مخزن مستغرق متحرک در سکوهای نرمتر مناسبتر است یا به عبارت دیگر با افزایش عمق آب قرارگیری سکو عملکرد سیستم بهبود می یابد.

هدف از این مطالعه، شبیه سازی بلند مدت میدان موج در جنوب خلیج فارس به روش شبه زمانی می باشد. به این منظور ابتدا کلیه منابع اطلاعات باد و موج از قبیل اطلاعات اندازه گیری شده، ماهواره ای و مدلهای عددی موجود در منطقه گردآوری و با هم مقایسه شده اند. نهایتا اطلاعات باد اصلاح شده مدلNCEP/NCAR  به دلیل داشتن بیشترین بازه زمانی به عنوان باد ورودی به مدل انتخاب شده است. سپس مدلSWAN  در حالت پایدار برای حالات مختلفی از سرعت و جهت باد اجرا گردیده است. گام بعدی تشکیل جداول دو بعدی درونیابی برای هر یک از پارامترهای موج با توجه به سرعت و جهت باد در نقاط مورد اهمیت بوده است. پس از تشکیل این جداول، سری زمانی باد اصلاح شده NCEP/NCAR با استفاده از این جداول درونیابی شده و سری زمانی مشخصات موج بدست می آید. تطابق نسبتا خوبی بین نتایج مدل و داده های نقاط واسنجی وجود دارد، لذا می توان با اطمینان خوبی از نتایج مدل استفاده نمود. با توجه به طولانی بودن مدت مدلسازی می توان با اعمال آنالیز حدی، مشخصات موج با دوره بازگشتهای بزرگتر را بدست آورد. مزیت این روش آن است که بجای اجرای مدل در حوزه زمانی به مدت 60 سال با اجرای مدل برای حالاتی محدود در حوزه فرکانسی و استفاده از جداول درونیابی مدت زمان اجرا به شدت کاهش می یابد.

سازه های شناور متشکل از پانتون ها دارای کاربردهای بسیاری در کارهای دریایی نظیر اسکله های و موج شکن های شناور، پل های شناور و سازه های شناور فراساحلی هستند. در این مقاله به بررسی تاثیر همزمان مختصات مهاربندی و زاویه برخورد امواج بر نیروهای مهاربندی شناورهای پانتونی چند ردیفه پرداخته شده است. مختصات مهاربندی شامل آرایش، تعداد مهاربندها و پیش کشیدگی مهاربندها می باشد. شناورهای پانتونی مورد نظر از 12 پانتون که با اتصالات صلب به یکدیگر متصل شده اند، تشکیل شده و در معرض امواج نامنظم دریا گرفته اند. برای انجام تحلیل های هیدرودینامیکی از نرم افزار MOSES استفاده شده است. با توجه به نتایج مشاهده می شود، هر چند با افزایش پیش کشیدگی، سختی مهارها و کل سازه افزایش می یابد و قابلیت جذب نیروی بیشتری پیدا می کند و این امر باعث باز توزیع بهتر و متعادل تر نیروی وارد بر شناور در کل مهاربندها می شود، ولی افزایش بیشتر پیش کشیدگی مهارها از یک مقدار مشخص تاثیر چندانی در رفتار سازه نخواهد داشت.

در سال های اخیر استفاده از وسیله های بدون سرنشین به دلیل کاهش خطرات انسانی در بخش دریا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. پیش بینی رفتار دینامیکی یک وسیله زیر سطحی هوشمند در مرحله طراحی بسیار مهم است. به عبارت دیگر برای طراحی یک زیرسطحی هوشمند باید قابلیت کنترل و مانور آن توسط مدلهای ریاضی دقیق مورد بررسی قرار گیرد. مدل ریاضی شامل نیروها و ممانهای هیدرودینامیکی است که به صورت معادلات حرکت بیان می شوند. بنابراین ضروری است که پیش از ساخت به منظور بهینه کردن طراحی، قابلیت مانور و رفتار دینامیکی وسیله زیرسطحی پیش بینی شود که این امر با شبیه سازی کامپیوتری امکان پذیر است.زیرسطحی SUT-2 یک زیرسطحی هوشمند است که در طی سال های اخیر طراحی و ساخته شده است. تست های آزمایشگاهی حرکت آن انجام گردیده و نتایج آن در بهینه کردن رفتار دینامیکی و طراحی زیرسطحی فوق مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله به بررسی رفتار دینامیکی زیرسطحی هوشمندSUT-2  و نتایج تست و شبیه سازی پرداخته شده و ویژگی های آن تحلیل گردیده است. این نتایج می توانند در بهبود قابلیت مانور زیرسطحی و طراحی کنترلر هوشمند مورد استفاده قرار گیرند. روش ارائه شده محدود به زیرسطحی SUT-2 نبوده و در بررسی و طراحی انواع وسایل و ربات های زیردریایی قابل استفاده خواهد بود.