مهندسی دریا
سال:1394 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:11

با آزمایشات گسترده روی کاتامارانهای مجهز به هیدرفویل عوامل اصلی هیدرودینامیک تاثیرگذار بر عملکرد اینگونه شناورها را مشخص نموده است. اصول طراحی شناورهای موجود بر اساس این دستاوردها مورد بحث قرار گرفته و بستر لازم برای توسعه روش شبکه گردابه های غیرخطی در این تحقیق فراهم آمده است. صحت روش فوق با مقایسه انجام گرفته با نتایج آزمایشگاهی در خصوص بهینه سازی یک کاتاماران مجهز به هیدرفویل 40 متری انجام شده است. بررسی فوق نشان می دهد که این روش می تواند با دقت خوبی در مسایل مرتبط با بهینه سازی هیدروفویل و بدنه و اثرات متقابل آنها بکار گرفته شود. همچنین نتایج بهینه سازی بیانگر این موضوع است که فاصله هیدروفویل ها می تواند بصورت قابل توجهی در بهبود نسبت نیروی برآ به پسای شناور موثر باشد.

نیروهای ناشی از Sloshing به دلیل توانایی تخریب سازه های مخازن نگهدارنده خود، از اهمیت بسیار زیادی به ویژه در نزد طراحان کشتی برخوردار می باشند. این موضوع در طراحی مخازن حمل مایعات مانند تانکهای LNG، LPG و نفت خام از حساسیت ویژه ای برخوردار است. در اینجا از یک روش لاگرانژی بدون شبکه به نام (Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH برای مدلسازی Sloshing استفاده شده است. روش ارایه شده از معادله بقا جرم و نویر - استوکس به عنوان معادلات پایه ای استفاده می کند. SPH برای حل معادلات برروی ذرات از دو مرحله پیش بینی اولیه و اصلاح ثانویه استفاده می کند. در مرحله پیش بینی اولیه سرعت موقتی ذرات بر اساس مجموعه نیروهای وارده و بدون در نظر گرفتن شرط تراکم ناپذیری بدست آمده و ذرات بر اساس این سرعت موقتی به حرکت واداشته می شوند. معمولا در طی مرحله اول چگالی ذرات ثابت نمی ماند، درنتیجه به مرحله ثانویه ای نیاز است که چگالی ذرات را به مقدار ثابت اولیه بازگرداند. در مرحله دوم معادله بقای جرم به گونه ای تعریف می شود که بتوان به کمک آن مقدار انحراف از چگالی ثابت اولیه را محاسبه نمود. سپس به کمک معادله پوآسون فشار، تغییر چگالی ذرات با یک میدان فشاری به گونه ای مرتبط می شود که در صورت افزایش چگالی، فشار مثبت ایجاد شده ذرات را از یکدیگر دور نماید، و در صورت کاهش چگالی موضعی ذرات، با ایجاد یک نیروی فشاری منفی ذرات بطرف یکدیگر حرکت کنند. در مقاله حاضر از روش SPH برای شبیه سازی Sloshing در یک مخزن نیمه پر مایع با شکل اولیه سینوسی و دامنه کوچک استفاده شده است.

برآورد نیروی امواج و جریانهای دریایی بر سازه های لاغر با توجه به کاربرد آنها در طراحی سازه های دریایی اعم از سازه های ساحلی یا فراساحلی به لحاظ اینکه اکثرا به عنوان بارگذاری غالب محسوب می شوند، دارای اهمیت بسیار زیادی بوده و بدین منظور روشهای تحلیلی و تجربی زیادی از جمله فرمول موریسون در این مورد پیشنهاد شده است، نظر به اینکه هر کدام از این روشها نقطه ضعفهایی دارند، در این مقاله جهت برآورد نیروی امواج و جریانهای دریایی بر سازه های لاغر از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده است. شبکه عصبی استفاده شده در این تحقیق از نوع شبکه یادگیری با نظارت می باشد که برای تربیت و آزمایش آن از داده های آزمایشگاهی استفاده شده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از شبکه عصبی و فرمول موریسون به روشنی نشان داده است که شبکه عصبی با دقت بیشتر و بهتری نیروی امواج و جریانهای دریایی را بر سازه های لاغر پیش بینی کرده و از سرعت عمل بالاتری نسبت به سایر روشها برخوردار است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تاثیر امواج بر فعالیتهای مرتبط با محیط دریا از قبیل ساخت و نگهداری سازه های ساحلی و فراساحلی، کشتیرانی و حمل و نقل دریایی، حفاظت از سواحل و حفظ محیط زیست موجب شده است تا راه حل های کوناکونی برای تعیین مشخصه های موج توسط محققین ارایه شود. اندازه گیری میدانی، بررسی تحلیلی، روش های تجربی و نیمه تجربی، مدلسازی های فیزیکی و شبیه سازی های عددی از جمله روش هایی هستند که بنابر مقتضیات طرح (اهمیت، دقتموردنظر ، امکانات و زمان) مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود، به دلیل ماهیت پیچیده و تصادفی امواج، رویکرد به بررسی های جامع و درازمدت اقلیم موج همراه با لحاظ مساله عدم قطعیت این پدیده ضروری است. در این راستا، پیش یابی موج (Wave hindcast) با استفاده از مدل های عددی، یکی از جدیدترین تلاش ها در زمینه شناخت صحیح اقلیم موج به شمار می رود. در این مقاله امواج ناشی از باد در کل دریایی خزر در بازه زمانی ژانویه 1992 تا آگوست 2003 شبیه سازی شده اند. به این منظور، داده های باد مدل هواشناسی جهانی ECMWF در فواصل زمانی 6 ساعته و روی شبکه ای با ابعاد 56/. درجه اخذ و با مقایسه با اندازه گیری های مستقیم مانند برداشت های ماهواره ای اصلاح شده است. سپس با استفاده از مدول SW نرم افزار Mike 21 که یک مدل ریاضی نسل سوم تبدیل باد به موج است، موج ناشی از میدان باد گسترده روی سطح دریا محاسبه شده است. کالیبراسیون و درست سنجی نتایج مد پس از اجرا به کمک داده های موج و باد کنترل کیفیت شده سینوپتیک، بویه ای و ماهواره ای انجام شده است. پس از اجرای مدل، به کمک نرم افزار آماری EVA، بهترین تابع قابل برازش به داده ای حدی تعیین شده و به کمک آن مشخصات آماری امواج دریایی خزر با دوره های بازگشت مختلف محاسبه شده است. کلیه نتایج خام و پردازش شده مدل در یک پایگاه اطلاعاتی ذخیره شده و از طریق یک بسته نرم افزاری، قابل دسترسی و به روز رسانی می باشد.

به منظور بررسی رفتار کمانشی و استحکام نهایی ورق کف کشتی، یک سری تحلیلهای الاستوپلاستیک به کمک روش اجزای محدود بر روی ورقهای تقویت نشده در ساختمان کف کشتی انجام می شود. بدین منظور بخشی از ورق کف کشتی با احتساب شرایط مرزی تقارن در نظر گرفته می شود هچنین یک سری تحلیلهای الاستیک به کمک روش اجزای محدود بر روی ورقهای ممتد بدون تقویت کننده انجام می گردد تا بدان وسیله اثر فشار جانبی بر روی رفتار کمانشی ورق ممتد مشخص شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

Liu و همکاران (1987) یک راه حل نظری برای حل مساله پراکنش امواج در یک محیط تراوا که در آن انرژی موج تلف می شود، ارایه کردند. با استفاده از مفهوم اتلاف حجمی انرژی موج تابشی، این روش برای محاسبه ضرایب بازتاب و عبور امواج از یک فیلتر موج که از تعدادی صفحه مشبک قائم تشکیل گردیده، تعمیم داده شده است. سپس، نتایج حاصل از این مدل نظری با بکارگیری نتایج آزمایشگاهی انجام شده با امواج منظم مورد ارزیابی قرار گرفته است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

امواج سطح آزاد ناشی از حرکت شناور به عنوان یکی از مولفه های اصلی نیروی درگ شناور شناخته می شوند. این مولفه از نیروی درگ را مقاومت موجسازی شناور نامند. روش المان مرزی یکی از روشهای عددی است که بصورت پتانسیل جریان را بررسی می کند. از جمله کاربردهای این روش می توان به محاسبه مقاومت شناورها اشاره کرد که در این حالت با حل جریان غیر لزج، ضریب مقاومت موجسازی شناور و الگوی موج ایجاد شده نتیجه می شود.در مواردی که شرط سطح آزاد بصورت خطی فرض شود، می توان از مدل ساده شده روش المان مرزی که تابع گرین نام دارد استفاده کرد.با استفاده از تابع گرین تنها سطح خیس شده شناور شبکه بندی می شود.هدف از این مقاله توسعه کدی به منظور محاسبه مقاومت موجسازی شناور میباشد که به علت خطی فرض شدن شرط سطح آزاد، از تابع گرین استفاده شده است.به منظور بررسی صحت کد نوشته شده، نتایج بدست آمده با نتایج شناور Wigley مورد مقایسه قرار گرفته است. بعلاوه با تغییر عدد فرود، مواردی همچون الگوی موج، ضریب مقاومت موجسازی، توزیع فشار و سرعت بر روی بدنه و سطح آزاد مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین نتایج بدست آمده با نتایج روشهای غیر خطی و روشهای تئوری مقایسه شده است. نتایج ارایه شده می توانند در طراحی فرم بدنه شناور موثر واقع شوند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.