فهرست مطالب

نشریه مهندسی دریا
پیاپی 18 (پاییز و زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/11/14
  • تعداد عناوین: 8
|
  • ناصر شابختی، امیر گیوکی صفحات 1-12
    در این مقاله پاسخ سکوهای فراساحلی ثابت فلزی در عمق های مختلف تحت اثر نیروی موج، که مهاربندهای آن مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی فوق ارتجاعی می باشد، مورد مطالعه قرار گرفته شده است. برای این منظور سکوهای واقع شده در عمق های آب مختلف شامل 70، 110 و 150 متری بررسی شده است. ابتدا برای ارزیابی رفتار غیرخطی سکوها و بدست آوردن مقاطع سکوها در رفتار غیرخطی از تحلیل بارافزون با استفاده از نرم افزار SACS استفاده شده است، سپس تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی با استفاده از نرم افزارالمان محدود ANSYS برای سکوهای در عمق های مختلف و در دو حالت مجهز به سیستم مهاربندی آلیاژحافظه دار شکلی وبدون آلیاژ حافظه دار شکلی تحت امواج طوفانی انجام شده است. با مقایسه وبررسی نتایج مشخص می گردد که سکوی موجود در عمق 70 متری تحت امواج طوفانی دارای رفتار خطی بوده واستفاده از آلیاژ حافظه دار شکلی تاثیری در رفتار سکو نخواهد داشت، در حالیکه درسکوهای واقع شده در عمق های 110 و 150 متری با استفاده از سیستم مهاربندی آلیاژ حافظه دار شکلی رفتار غیر خطی وکرنش های پسماند در سازه حذف گردیده وانرژی وارده به سکو بوسیله آلیاژ حافظه دار شکلی جذب می گردد و انرژی در المانهای اصلی سازه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: سکوهای فراساحلی ثابت فلزی، سیستم مهاربندی آلیاژ حافظه دار شکلی، فوق ارتجاعی، پارامتر هندسی عمق
  • سید حمیدرضا صاحب الزمانی، مسعود منتظری نمین صفحات 13-21
    مدلی عددی برای شبیه سازی اندرکنش موج و ستون نوسان گر آب در فضای دوبعدی قائم به زبان فرترن ارائه شده است. معادلات حاکم، معادلات ناویراستوکس هستند. سطح آزاد آب در مدل دوبعدی با استفاده از روش حجم سیال حل شده است. همچنین در این مدل، برای جذب امواج انعکاس یافته، از یک دیوار متخلخل با تخلخل متغیر در ابتدای کانال استفاده شده است. لازم به ذکر است که برای حل معادله پواسون از یک روش ضمنی بدون نیاز به تکرار استفاده شده است. برای تعیین فشار و تراز آب درون دستگاه ستون نوسان گر آب از یک روش تکراری استفاده شده است. با حصول اطمینان از صحت عملکرد مدل، اندرکنش موج و دستگاه ستون نوسان گر آب شبیه سازی شده و با داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. سپس اثر امواج منظم مختلف و همچنین اثر میزان بازشدگی بر راندمان دستگاه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی و آزمایشگاهی هم خوانی مناسبی داشتند.
    کلیدواژگان: دستگاه ستون نوسان گر آب اندرکنش موج روش حجم سیال
  • محمدسعید سیف*، محمدرضا تابش پور صفحات 23-34

    در این مقاله به آنالیز هیدرودینامیکی سکوی ISSC TLP در حالت صدمه دیده ناشی از انقطاع یک تاندون پرداخته شده است. هدف از این مهم، پرداختن به رفتار سکو در حین قطع یک تاندون ناشی از شرایط نامناسب دریایی می باشد. در بخش اول این مقاله به مدل سازی سکو و شرایط محیطی پرداخته شده و با قطع یک تاندون، اثرات گذرا روی تاندون های دیگر ارزیابی شده و نتایج نیروهای پایدار نیز با نتایج تحلیلی صحت سنجی شده است. در ادامه نیز، تاریخچه زمانی 6 درجه آزادی، شتاب سرج و هیو و تغییرات نیروی تاندون ها، در امواج با پریود و ارتفاع مشخص استخراج شده است. به منظور انجام آنالیز هیدرودینامیکی این سازه شناور، از یک نرم افزار المان مرزی چند منظوره استفاده گردید. نتایج نشان می دهد مدل سازی بنحو مناسب صورت پذیرفته و تعیین الگوی رفتار سکو در حالت صدمه دیده در امواج منظم امکان پذیر می باشد.

    کلیدواژگان: سکوی ISSC TLP، المان مرزی، پارگی تاندون، تئوری تفرق
  • مریم بنی اسدزاده بافتی، طاها طباطبایی عقدا صفحات 35-43
    از جمله مسائل مهم در طراحی سازه های جدید و ارزیابی سازه های بتنی موجود، انجام آزمون های کنترلی معیار های دوام حین و پس از ساخت بتن، در جهت ایجاد توسعه پایدار و حفظ آن در منطقه می باشد که در این مقاله بر روی 216 آزمونه از 6 طرح اختلاط با نسبت های مختلف آب به سیمان و پوزولان هایی مانند خاکستر بادی و میکروسیلیس، برخی از آزمون های دوام بتن مقایسه شده است. بر طبق نتایج تحلیلی به دست آمده از پراکندگی داده های آزمون ها و نیز براساس ملاحظات اجرایی، آزمون نفوذ آب در بتن روشی مطمئن برای رد کیفیت بتن نمی باشد. همچنین در دسترس نبودن تجهیزات و گران بودن آزمون نفوذ تسریع شده یون کلرید، باعث شده علیرغم استفاده گسترده در خارج از کشور، عملا در پروژه های بتنی جنوب کشور به ندرت استفاده شود. در این میان، روش جذب آب موئینه به دلیل سرعت بالا، سهولت، ارزان بودن و همچنین تکرار پذیری خوب به نظر می رسد، می تواند به عنوان یکی از معیارهای کنترل پایایی بتن در این مناطق پیشنهاد گردد، که البته این امر خود مستلزم تحقیقات بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: پایایی بتن، جذب آب بتن، نفوذ آب در بتن، نفوذ تسریع شده یون کلرید، خلیج فارس
  • احمدرضا قاسمی، عبدالله بهروز وزیری، محمد محمدی فشارکی صفحات 45-58
    در این تحقیق توزیع فشار هیدرودینامیکی به شکل متغیر با زمان برای یک شناور تندرو تحلیل شده و با توجه به آن تحلیل تنش و جابجایی شناور انجام شده است. توزیع فشار هیدرودینامیکی با توجه به سرعت افقی و عمودی شناور برای زاویه خیز کف متفاوت در دو مرحله همسطح شدن و غرق شدن قسمت گوه ای شکل شناور، مطالعه شده و در زمانهای متوالی از وضعیت متغیر شناور، به آن اعمال شده است. در مدلسازی اجزای محدود، بدنه شناور به چند قسمت با زاویه خیز کف متفاوت تقسیم شده و بارگذاری متناظر دینامیکی اعمال شده است. برای تحلیل اثر هر لایه، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس پوسته کامپوزیتی به شکل لایه ای مدل شده است. سپس با تغییر ضخامت هسته و بهینه سازی سیستم قاب بندی شناور ضریب اطمینان شکست افزایش و وزن سازه کاهش یافته است. در پایان نتایج تحلیل تنش و کرنش به همراه بیشترین جابجایی در قسمتهای مختلف شناور بررسی شده و نتایج به دست آمده مقایسه و ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: شناور تندرو، فشار هیدرودینامیکی، پوسته کامپوزیت، بهینه سازی، روش اجزای محدود
  • امیر مقیسه، عباس رهی صفحات 59-70
    در این تحقیق به مطالعه عمر شکست خوردگی رایزر پرداخته خواهد شد. به این منظور ابتدا نیروهای وارد بر رایزر بررسی شده و مدلی از رایزر که شامل تمام عوامل تحریک آن باشد به دست خواهد آمد. برای برآورد نیروهای هیدرولیکی وارد بر رایزر از تئوری امواج دامنه کوتاه و رابطه اصلاح شده موریسون استفاده خواهد شد. سپس روابط حاکم بر تعادل دینامیکی رایزر استخراج گردیده و با توجه به نوسان رایزر در اثر نیروهای وارده، توزیع ممان خمشی و نیز اثرات وزن و حضور سکو در سطح دریا به دست می آید و تاریخچه بارگذاری در هر مقطع با استفاده از برآیند تنش های خمشی و محوری محاسبه می گردد. از آنجا که رایزرها در معرض دو محیط خورنده آب دریا و نیز نفت حاوی سولفید هیدروژن (نفت ترش) قرار دارند، حضور یک ترک اولیه می تواند اثرات مخربی داشته باشد و وقوع شکست خوردگی محتمل خواهد بود. به این منظور با در نظر گرفتن یک ترک اولیه، عمر شکست در طول رایزر و در حضور سیال خورنده تخمین زده می شود. در نهایت اثر حضور عامل خورنده آب دریا و نیز سولفید هیدروژن بر رشد ترک و در نهایت عمر شکست رایزر مطالعه خواهد گردید. به منظور حل معادلات حاکم بر تعادل دینامیکی رایزر از روش های عددی رانج کاتا و تفاضل محدود استفاده خواهد شد.
    کلیدواژگان: رایزر، ترک اولیه، شکست خوردگی، آب دریا، نفت ترش
  • سعید مهاجرنصب، محمد علی داستان دیزناب، محمدرضا تابش پور، حمید مهدیقلی، محمد سعید سیف صفحات 71-82
    در این مقاله، اصلاح روش تحلیل موج دوام (EWA) در ارزیابی سکوهای دریایی بر اساس تئوری موج نو معرفی شده است. موج دوام روشی جدید برای تخمین پاسخ سازه های فراساحل در حالت های دریایی مختلف با استفاده از رکوردهای افزایشی است. مطالعه فوق، یک روش کاربردی جهت انتخاب مدت زمان تحلیل و روند افزایشی رکوردها ارائه می کند. روند تولید رکوردهای امواج بر اساس تئوری موج نو ارائه شده است. علاوه بر این، ارزیابی یک مدل ساده شده چند درجه آزادی از یک سکوی پایه ثابت واقعی تحت امواج حدی نیز بر اساس روش فوق انجام گرفته است. همچنین مقایسه ای بین این تحلیل و شبیه سازی 3 ساعته امواج تصادفی برای بررسی دقت این روش صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده، کاربردی ساده تر در طراحی و ارزیابی سکوهای دریایی دارد.
  • علیرضا فیاضی، علی اکبر آقاکوچک صفحات 83-91
    پیشبینی حداکثر ارتفاع موج بهعنوان پارامتری اساسی در طراحی و ارزیابی سازه های دریایی با عدم قطعیت همراه است. مقاله حاضر دو الگوریتم را برای محاسبه حداکثر ارتفاع موج محتمل با توجه به داده های آماری موجود در منطقه خلیجفارس پیشنهاد میکند. در روش اول از یک تابع توزیع احتمال مشترک دراز مدت وابسته به ارتفاع و پریود موج و در روش دوم از یک تابع توزیع احتمال مشترک بر حسب یک تابع احتمالاتی و مجموعهای از توابع احتمال شرطی، بهره گیری میشود. در پایان نیز با در نظر گرفتن عمر طراحی سکوهای دریایی، ارتفاع موجی که در مدت عمر طراحی این سکوها دارای احتمال فراگذشت های متفاوت می باشد، محاسبه گردیده است.
    کلیدواژگان: ارتفاع مشخصه موج، حداکثر ارتفاع موج، پریود، تقاطع صفر با شیب مثبت، عمر طراحی، خلیج فارس
|
  • Naser Shabakhty, Amir Givkay Pages 1-12
    In this research، the response of fixed offshore platforms equipped with shape memory alloy elements at the different depths under extreme wave loading are taken into account. For this purpose platforms located in different water depths 70، 110 and 150 has been considered. At first for evaluation of the nonlinear behavior of three platforms، pushover analysis using SACS has been engaged. Then nonlinear time history analysis under storm environmental condition using ANSYS finite element program has been performed on platforms situated in each water depths for two cases of with and without SMA. Based on results of this study، platform located in 70 meter water depth under storm wave has linear behavior and use of SMA doesn’t have any effect on it، while with equipped SMAs on 110 and 150 meters water depth platforms، SMA can be used such as a damper in structure because they have re-centering and energy dissipation capabilities. Applying the SMA damper in the jacket bracing، topside displacement and energy dissipation is controllable via mechanical properties of SMA selected by designer judgment as well re-centering capability of related damper prevents to generate residual strain in structure joint cans and members.
    Keywords: Jacket Offshore Platforms, Shape Memory Alloy Bracing System, Super, elasticity, Water Depth Variation
  • Seyed Hamidreza Sahebalzamani, Masoud Montazeri Namin Pages 13-21
    A numerical model has been introduced to simulate wave interaction with oscillating water column (OWC) in two dimensional vertical plane. Two-dimensional Navier-stokes equations have been used. To track free surface، Volume of fluid method has been employed. Also a porous wall is situated at the beginning of the canal to absorb the reflected waves. It’s valuable to mention that the Poisson equation has been solved using an implicit non-iterative method. In order to calculate pressure and water elevation inside OWC، an iterative method has been used. After model verification، the interaction of wave and OWC has been simulated. The effect of different wave conditions and also the immersion depth of the OWC’s front wall have been investigated. The numerical results were consistent with available experimental results.
    Keywords: Osillating water column, Wave interaction, Volume of fluid method
  • Mohammad Saeid Seif*, Mohammad Reza Tabeshpour Pages 23-34

    This paper evaluates the hydrodynamic performance of a damaged ISSC TLP which is caused by a tendon disconnection. Performance evaluation of a TLP with a disconnected tendon in a rough sea state is the major aim of this paper. First off، modeling of a platform in a proper sea state is carried out and then after disconnecting one of the tendons، the transient effect on the other tendons is assessed. Also، the steady state forces are validated using analytical results. Additionally، time history of heave and surge accelerations، TLP six degree of freedom motions and also tendon forces are determined in regular waves. In order to assess the hydrodynamic performance of the platform، a numerical simulation is conducted، using multipurpose boundary element software. At last the analysis shows that the modeling of a damaged platform is carried out properly and also the conclusion can be drawn that it is possible to evaluate the performance of a damaged platform in Regular waves.

    Keywords: ISSC TLP, Tendon Disconnection, Boundary Element, Diffraction theory
  • Maryam Baniasadzadeh Bafti, Taha Tabatabaee Aghda Pages 35-43
    Following the growing economic and industrial development، concrete is to find a special place as building materials، as optimization of materials and components of this structural material in order to increase its durability and long service life، significant economic and industrial benefits will follow. So Performance of Durability control tests، during and after the concrete construction، Approach to achieving durable concrete production in order to obtain sustainable development in the region is essential. In this paper، some of the concrete durability tests were performed on 216 samples of six concrete mixtures with different water-binder ratios، pozzolans (fly ash and silica fume). Based on the scattered results obtained from the experiments، depth of penetration of water under pressure test is not reliable in concrete quality evaluation. Also، lack of equipments and high expense of RCPT، despite its extensive use in many regions of the world، have led to limited use of this method in concrete projects in Iran. The capillary water absorption test for its quickness، convenience، low cost and good repeatability، seems to be able to serve as a measure of the concrete durability in marine areas، although it would require more research.
    Keywords: Concrete durability, water absorption, water permeability, RCPT, Persian Gulf
  • Ahmad Reza Ghasemi, Abdollah Behrouz Vaziri, Mohammad Mohammadi Fesharaki Pages 45-58
    In this research، hydrodynamic distribution pressure in continuous times is done and stress and displacement of a high speed vessel are studied. Hydrodynamic distribution pressure is studied for different dead rise angle according to vertical and horizontal vessel velocity at dry chine and wet time steps and is applied to vessel at continues times of vessel variable position. Vessel body is divided to some parts according to different dead rise angles and loading is applied as incremental loading. Shell of composite vessel is modeled using ABAQUES commercial finite element software as layer to study the effect of ever layer in stacking sequences، then change of the core thickness and optimization of vessel structure is studied that causing safety factor is increased and weight is decreased. At the end، results of critical stress and maximum displacement of different parts of vessel is compared and evaluated in initial and optimized vessel.
    Keywords: high speed vessel, hydrodynamic pressure, composite shell, optimization, finite element method
  • Amir Moghiseh, Abbas Rahi Pages 59-70
    The corrosion fracture life of marine riser is investigated. Riser will be modeled as a long beam and the wave and current forces is estimated by short wave theory and modified Morison’s equation. Dynamic equilibrium equations of riser will be obtained on based of Euler theory. After bending stress calculation along the riser that includes effect of riser weight and platform motion، loading history can be obtained in riser cross section. Since risers exposed to seawater and sour crude oil، an initial crack can have destructive effects and corrosion fracture can be occurred. So effect of initial crack in riser cross sections in different depths and at present of corrosive fluid is studied. At the end the effect of seawater and crude oil on crack propagation and corrosion fracture life is investigated. In order to solve riser dynamic equilibrium equation Range-Kutta and finite difference methods will be used.
    Keywords: riser, initial crack, corrosion fracture, seawater, crude oil
  • Saeed Mohajernasab, Mohammad Ali Dastan Diznab, Mohammad Reza Tabeshpour, Hamid Mehdigholi, Mohammad Saeed Seif Pages 71-82
    In this paper، the modification of Endurance Wave Analysis (EWA) in assessment of offshore platforms based on the new-wave theory is introduced. EWA is a new method to estimate the response of offshore structures in different sea states by use of incremental records. This study is offered practical procedures to select time duration and intensifying trend of the records. In addition، a simplified multi-degree of freedom model of a jacket platform under extreme waves is assessed through current study. A comparative study between this analysis and 3-hour random wave simulation to investigate the accuracy has also been carried out. The results show that the proposed procedure is a convenient method in design and assessment of offshore platforms.
    Keywords: Modified Endurance Wave Analysis, Jacket platform, New, wave theory, Assessment
  • Alireza Fayazi, Aliakbar Aghakouchak Pages 83-91
    Abstract Prediction of maximum wave height and the relative period as the fundamental parameters for assessment and design of offshore structures are forced with uncertainties. This paper proposes two algorithms for calculation of the probable extreme wave height in the Persian Gulf with respect to existing statics data in the South Pars region. A long-term joint distribution model of the corresponding wave height and wave period is needed in first manner and in the second model، a joint density function is defined in terms of a marginal distribution and a series of conditional density functions. Furthermore a relation is proposed for calculating of the period based on monthly and yearly data of the region. Finally some curves will be derived which may be used for estimating annual exceedance probability of maximum wave height for life time of offshore structures.
    Keywords: significant wave height, maximum wave height, zero, up crossing, period, lifetime, Persian Gulf