مهندسی دریا
سال:1385 | دوره:3 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

سازه های دریایی شناور بالاخص سیستم های شناور تولید، ذخیره و انتقال (FPSOs) نفت هنوز مورد استفاده وسیعی در مخازن کوچک و بزرگ نفت و گاز در آب عمیق بشمار می آیند. برای پیش بینی  پاسخ های این سازه شناور تحت اثر بارهای محیطی وارده در طول عمر بهره برداری از روش طراحی مبتنی بر پاسخ (Response - Based) به طور اغلب استفاده می گردد. گر چه این روش هنوز مراحل اولیه تکامل را می گذراند، به دست آوردن پاسخ های سازه شناور تحت تاثیر بارهای هیدرودینامیکی ناشی از شرایط محیطی دراز مدت دریا از ملزومات به کار گیری صحیح این روش محسوب می گردد. اگر چه اغلب اجرای یک شبیه سازی کامل برای هر 3 ساعت زمان از اطلاعاتی محیطی در نظر گرفته شده عملی نمی باشد، بنابراین تکنیک شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی پاسخ های سکوی شناور FPSO تحت تاثیر بارهای تصادفی باد، موج و جریان توسعه داده شده است.مقایسه نتایج به دست آمده از اعمال این روش (شبکه های عصبی مصنوعی) بر روی سکوهای FPSO با تناژ 200.000 تن (DWT) با روش مدل ریاضی متداول نشان میدهد که این روش قادر به پیش بینی پاسخ های شناور تحت بارهای تصادفی به طور موفقیت آمیز می باشد.

در این تحقق جریان گل آلود (turbidity current) در حالت سه بعدی، مغشوش و غیر دایم به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از تحلیل ابعادی مدلی تئوری جهت پیش بینی رشد عرضی و طولی جریان به دست آمده است. عرض جریان، b، و فاصله نوک دماغه پیشانی از ورودی، x شاره چگال نسبت به مقیاس طولی شناوری اولیه l o=(Qo3.Bo)1/5 بدون بعد شده اند و نیز زمان متناظر با، b، و x، نسبت به عبارت to=(Qo3/Bo)1/5.Uo که مقیاس زمانی شناوری اولیه نام نهاده شده بدون بعد می شود. نتایج نشان می دهد، در منحنی های عرض بدون بعد بر حسب طول بدون بعد و همچنین در منحنی های عرض بدون بعد بر حسب زمان بدون بعد دو ناحیه (b/lo≤ 2) R1 و (b/lo> 2) R2 قابل تشخیص است. این امر حاکی از آن است که در این دو ناحیه، مقدار و نوع نیروهایی که با هم در تعادل هستند متفاوتند. در ناحیه R1 نرخ رشد عرض جریان کمتر از ناحیه R2 می باشد، به طوریکه عرض جریان در ناحیه R1 و R2 به ترتیب، متناسب با X 0.25 و X 1.2 می باشد. پراکندگی نتایج پخش طولی نشان میدهد که وجود سه ناحیه R1، R2 و R3 قابل تشخیص است. ناحیه R1 بیشترین و ناحیه R2، کمترین نرخ رشد (پخش) طولی نسبت به دو ناحیه دیگر را دارا هستند. نرخ رشد طولی در نواحی R2 و R3 به ترتیب متناسب با t 0.55 و t 0.7 می باشد و در ناحیه R1 تقریبا متناسب با t 0.89 است.

انفجار زیر آب یکی از پدیده های مخرب سازه های دریایی و ساحلی میباشد و گر چه طراحی یک سازه بر مبنای بارهای انفجاری بصرفه نمی باشد ولی می توان با بررسی امواج حاصل از انفجار و اثر تخریبی آنها ملاحظاتی را در مکان یابی و هندسه این سازه ها در نظر گرفت. به طوری که کمترین آسیب به وجود آید. در این تحقق پس از معرفی مکانیزم انفجار زیر آب و روش های مختلف تحلیل آن به مدلسازی عددی انتشار موج انفجاری در آب بر اساس یک روش برگزیده توسط نویسندگان پرداخته می شود و به کمک یکی از کدهای چند منظوره تجاری جهت تطبیق روش های عددی با روابط تجربی دو نمونه موردی با موفقیت بررسی می شود.

مقاله حاضر مدلی عددی را ارایه می دهد که می تواند به منظور شبیه سازی توزیع ارتفاع موج دو بعدی در پلان بر روی لایه لجنی نرم به کار رود. مدل بر مبنای معادلات شیب ملایم بنا شده و ترکیب پیچش موج، تفرق موج، بازتابش موج و شکست موج را شامل می شود. افت شدید انرژی تابشی از وجود لایه لجن سیال نیز شبیه سازی شده است. کاهش ارتفاع موج از مدل چند لایه اندرکنش موج - لجن با در نظر گرفتن توزیع قائم درصد آب در لایه لجن سیال محاسبه می شود. معادلات ساختاری مدل لزج - کشسان - خمیری برای مدل رفتاری لجن سیال فرض می شوند. به منظور افزایش سرعت محاسبات، از شبکه عصبی مصنوعی در محاسبه افت ارتفاعی موج استفاده می شود. کاربرد مدل در ساحل شرقی لوئیزیانا در دهانه رودخانه می سی سی پی تطابق مناسبی را با اندازه گیریهای ارتفاع موج نشان می دهد.

وقتی که جسمی در حالت کاملا غوطه ور حرکت می کند نیرویی در مقابل حرکت بر جسم وارد می شود که به آن مقاومت ویسکوز می گویند و این نیروی مقاومت به دو مولفه مقاومت اصطکاکی و مقاومت فرم (ویسکوز فشاری) تقسیم می شود. اگر جسم در نزدیکی سطح باشد نیروی دیگری به نام نیروی مقاومت موج سازی نیز بر جسم وارد می شود. در این پروژه تحلیل و عملکرد هیدرودینامیکی شناور زیر سطحی کاملا غوطه ور در سرعت بالا ارایه شده است. در این مقاله ابتدا مدلی با حدود 1.000.000 سلول ساخته و نیروهای لیفت و درگ را در سرعتهای مختلف و زوایای حمله مختلف با استفاده از معادلات ناویر استوکس و معادلات شبیه سازی جریان آشفته k – ε حل نموده و نتایج محاسباتی به دست آمده توزیع فشار و نیروهای وارده بر کره و وسیله زیر سطحی UUV را با داده های تجربی مقایسه کرده ایم که این نتایج از دقت بالایی برخوردار است.

دریاچه ارومیه دارای ویژگیهای خاص طبیعی، هیدرودینامیکی و زیست محیطی است که آن را از سایر دریاچه های جهان متمایز می سازد. احداث میانگذر شهید کلانتری در این دریاچه می تواند تاثیر قابل توجهی بر رژیم طبیعی آن داشته باشد. تغییر احتمالی شرایط زیست محیطی، تغییر در هیدرولیک و گردش طبیعی آب و ... از جمله اثرات ساخت میانگذر بر ویژگی های دریاچه هستند. مطالعه الگوی جریان در دریاچه ارومیه از اهمیت خاصی برخوردار است و چنین مطالعه ای می تواند به عنوان مبنایی برای سایر مطالعات وابسته تلقی شود.در این تحقیق، مدل سازی هیدرودینامیک دریاچه توسط نرم افزار MIKE21 به صورت دو بعدی در سطح انجام شده و الگوی جریان دریاچه در یک سال شاخص در شرایط متعارف محیطی تعیین شده است. سپس تاثیر نسبی تعدادی از عوامل به وجود آورنده جریان بررسی شده است. مشاهده شده است که، مدل دو بعدی به لحاظ به دست دادن نتایج نزدیک به واقعیت مقادیر سرعت و تراز دریاچه مدل مناسبی برای هیدرودینامیک دریاچه ارومیه است. همچنین در شرایط متعارف، باد اصلی ترین عامل به وجود آورنده جریان است و برای به دست آوردن پارامترهای طراحی وابسته به جریان در دریاچه توجه به آن ضروری است.