فهرست مطالب
نشریه مهندسی دریا
پیاپی 8 (پاییز و زمستان 1387)
- 78 صفحه،
- تاریخ انتشار: 1388/02/01
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحه 1سکوی برجی مهارشده نوعی سکوی تطبیقی فراساحلی است که جهت حفاری و استخراج نفت در آب های عمیق استفاده می گردد. این سکو دارای پایه ای انعطاف پذیرمی باشد که استفاده از سیستم مهاری مناسب جهت کنترل حرکات عرشه را الزامی می نماید. در این تحقیق این نوع سکو تحت اثر امواج نامنظم تصادفی در حوزه فرکانس مورد آنالیز قرار گرفته است. نیروی تحریک از طیف پیرسون مسکوویچ و به کمک رابطه موریسن بدست می آید. مدلسازی رفتار کابلهای مهاری بدلیل سختی متغیر و اندرکنش غیر خطی آنها با سازه اصلی پیچیده است. بدین منظور با استفاده از داده های آنالیز استاتیکی ابتدا نمودار نیرو- تغییر مکان کابل رسم شده و بر یک معادله درجه پنج انطباق داده شده است. سپس با استفاده از این معادله نیروهای فنری کابلها خطی سازی گردید. همچنین نیروی درگ خطی سازی گردیده و در معادله دینامیکی قرار گرفتند. نتایج آنالیز نشان داد که خطای ناشی از خطی سازی معادلات دینامیکی در جوابهای نهایی نسبتا کم می باشد. از نتایج این تحقیق می توان جهت طرح بهینه سکوهای برجی مهار شده در آبهای عمیق بخصوص بررسی امکان کاربرد آن در دریای خزر استفاده نمود.
کلیدواژگان: سکوی برجی مهار شده، آنالیز دینامیکی، بازه فرکانسی، امواج نامنظم -
صفحه 11در این مقاله الگوی جریان اطراف آبشکن های عمود بر ساحل و مایل به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار Fluent که معادلات جریان را به روش حجم محدود و الگوی مرکزیت سلول حل می نماید، شبیه سازی شده است. جهت شبکه بندی میدان محاسباتی از شبکه های منشوری استفاده شده است. در این مقاله، ابتدا آبشکن عمود بر ساحل جهت صحت سنجی نتایج مورد بررسی قرار گرفته است و در ادامه آبشکن مایل با زاویه 60 درجه نسبت به جهت جریان مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی از بین مدل های آشفتگی موجود در نرم افزار، از مدل آشفتگی دو معادله ای استفاده شده است. جهت لحاظ نمودن اثر سطح آزاد از روش های پوش صلب(rigid-lid) و حجم سیال (volume of fluid) استفاده شده است که از بین این دو، نتایج مربوط به روش حجم سیال تطابق بهتری با نتایج تجربی نشان داد.
کلیدواژگان: آبشکن مایل، الگوی جریان، روش حجم محدود، مدل عددی -
صفحه 25هدف از این مطالعه، شبیه سازی میدان باد حاصل از توفان گنو و امواج ناشی از آن در دریای عمان می باشد. میدان باد این توفان با استفاده از مدل CGW از نرم افزار مایک 21 و اطلاعات مسیر حرکت توفان گنو و اطلاعات باد ماهواره ای QuikSCAT شبیه سازی می شود. سپس با استفاده از مدل نسل سوم موج SW از نرم افزار مایک 21 و میدان باد شبیه سازی شده گنو و شرایط مرزی موج مستخرج شده از مدل ECWMF، امواج ناشی از این طوفان شبیه سازی می شوند. میدان باد شبیه سازی در چابهار با انداره گیری های انجام شده توسط ایستگاه سازمان هواشناسی مقایسه شده و تطابق نسبتا خوبی را از لحاظ سرعت باد بیشینه نشان می دهد. مدل سازی موج نشان می دهد که در اثر وقوع این توفان موجهای بیشینه با ارتفاع مشخصه 5/10 متر در دریای عمان و 8/3 متر در بندر چابهار ایجاد می شوند. این نتایج در مقایسه با برداشت بویه ای در بندر چابهار حدود 12 درصد بیشتر است که در جهت اطمینان می باشد. عدم مشخص بودن شعاع سیکلون در پیش بینی های هواشناسی قبل از وقوع توفان و کم بودن نقاط اندازه گیری باد در دریای عمان از محدودیت های انجام این تحقیق می باشد. با داشتن اطلاعات مربوط به پیش بینی وقوع توفان و با اجرای مدل موج قبلا واسنجی شده می توان ماکزیمم ارتفاع موج مشخصه محتمل در سواحل کشور را پیش بینی نموده و درصورت لزوم هشدار های لازم قبل از وقوع توفان به مردم مستقر در سواحل در معرض خطر برای تخلیه ارائه کرد.
کلیدواژگان: توفان گنو، مدلسازی عددی توفان، مدلسازی عددی امواج ناشی از توفان -
صفحه 35موج یکی از مهمترین نیروهای محیطی در دریاست که قادر است نیروهای عظیمی به سازه های دور از ساحل، سازه های ساحلی و شناورها وارد نماید. اما به علت تصادفی بودن امواج، بدست آوردن نیروی هیدرودینامیکی وارد از آنها بر سازه های دریایی از پیچیدگی زیادی برخوردار می باشد. در این بین می توان به نقش مدل ریاضی- تجربی موریسون که جهت برآورد نیروی امواج بر المانهای استوانه ای سازه های لاغر به کار می رود، اشاره نمود. درتحقیق حاضر با به کارگیری داده های حاصل از آزمایشات بزرگ مقیاس انجام شده در فلوم موج، اثرات امواج تصادفی بر پایه های استوانه ای با سطح زبر مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس سینماتیک ذرات آب توسط تئوری موج غیرخطی مرتبه پنجم استوکس (روش فنتون) تخمین زده می شود. در نهایت با به کارگیری روش شناسایی سیستم (System Identification)که به روشSI معروف است، ضرایب هیدرودینامیکی موجود در معادله موریسون محاسبه خواهد شد. مقایسه نیروی هیدوردینامیکی تخمین زده شده به کمک معادله موریسون با مقادیر اندازه گیری شده، نشان می دهد که گرچه معادله موریسون کاربردی ترین راه حل موجود جهت برآورد نیروی امواج روی اعضای استوانه ای شکل لاغر می باشد، اما خطاهای آن در جهت محافظه کارانه نیز قابل توجه است.
کلیدواژگان: معادله موریسون، ضرایب هیدرودینامیکی، تحلیل حوزه فرکانسی، روش SI -
ارزیابی میدان باد ماهواره ای Quik SCAT در دریاهای مجاور ایران با استفاده از داده های باد ایستگاه های سینوپتیک و مدلهای عددی جویصفحه 47هدف از این مطالعه، بررسی کیفیت آمار باد ماهوارهQuikSCAT در دریاهای مجاور ایران (دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان) می باشد. داده های باد این ماهواره با داده های ایستگاه های سینوپتیک در سواحل ایران مقایسه شده اند. بدین منظور اختلاف زمانی و مکانی بین مشاهدات ایستگاه های سینوپتیک و داده های ماهواره ای به ترتیب به یک ساعت و 45 کیلومتر محدود گردید. همچنین این داده ها با داده های مدلهای عددی باد ECMWFو NCEP/NCARنیز مقایسه گردیدند. بصورت کلی میانگین و انحراف معیار سرعت باد ماهواره QuikSCAT از سرعت باد ایستگاه های سینوپتیک و مدلهای عددی بیشتر می باشد. دقت این میدان باد در دریاهای جنوبی بیشتر از دریای خزر است. دقت مربوط به جهت باد در بادهای با سرعت ضعیف از بادهای با سرعت متوسط و قوی کمتر می باشد. سرعت باد QuikSCATدر محدوده بین 5 الی 15 متر برثانیه در دریاهای جنوبی از دقت خوبی برخوردار می باشد. فاصله نسبتا زیاد بعضی از ایستگاه های سینوپتیک تا نزدیکترین سلول برداشت باد ماهواره ای از محدودیتهای انجام این تحقیق می باشد. این مطالعه برای اولین بار در دریاهای ایران انجام گرفته است. این میدان باد پس از کنترل کیفیت، میتواند بعنوان یکی از منابع اصلی در مدل سازی به منظور پیش یابی و پیش بینی موج بکار رود.
کلیدواژگان: باد ماهوراره Quik SCAT، مدل باد ECMWF، دریای خزر، خلیج فارس، دریای عمان -
صفحه 65در این مقاله به منظور کمک به فهم بهتر اندرکنش لوله – جریان، تغییرات به وجود آمده در الگوی جریان اطراف خطوط لوله به ازای نسبت های متفاوت عمق دفن شدگی به قطر لوله به صورت عددی و تجربی در حالت جریان دایمی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش مدل سازی فیزیکی، آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی به طول: 10 متر، عرض 3/0 متر و عمق 5/0 متر و با استفاده از لوله پولیکا (P.V.C) به قطر35/6 سانتی متر (به ازای نسبت های متفاوت عق دفن شدگی به قطر لوله) انجام گرفته است. جهت مشاهده الگوی جریان از ذرات پلی استایرن که دارای قطر 4/0 میلی متر وچگالی نسبی 05/1 می باشد، استفاده شده است. همچنین به منظور کمک به درک هر چه بهتر پدیده از کلیه مراحل انجام آزمایش بوسیله دوربین دیجیتالی فیلمبرداری صورت گرفته است. در بخش شبیه سازی عددی نیز، میدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی “FLUENT” تحلیل شده است. نرم افزار مذکور معادلات حاکم بر جریان را با به کارگیری روش حجم محدود گسسته سازی می نماید. ایجاد هندسه و شبکه بندی مدل نیز به وسیله پیش پردازنده “GAMBIT” صورت گرفته است.
کلیدواژگان: الگوی جریان، خطوط لوله، شبیه سازی عددی، روش حجم محدود، مدل فیزیکی
-
Page 1Guyed tower is a compliant offshore platform used for drilling and extraction of oil in deep water. This platform has a flexible body and needs proper mooring system to control the deck movements. In present study this platform is analyzed in frequency domain due to irregular waves. The exiting force extracted from Pierson Moskovits spectrum using Morrison Equation. Modeling of moorings is difficult due to their variable stiffness and non linear interaction with main structure. Therefore first using static analysis data the diagram for mooring force–excursion was obtained and fitted to a polynomial of order 5. Then using this equation the spring force of moorings was linearized. Furthermore the drag term was linearized and both of these two linearized terms used in dynamic equation of motion. The results of analysis showed that errors due to these linearization on final results is negligible. Results of this research can be used for optimum design of guyed towers in deep water and its special application in Caspian Sea can be considered.
-
Page 11In this paper, the flow pattern around the perpendicular and inclined groynes were simulated in three-dimensional using the Fluent software, which solves the flow equations using the finite volume method and cell-center scheme. The prismatic grids were used to descretize the computational domain. The perpendicular groyne was first investigated to verify the model results and the inclined groyne with to the flow direction was then considered. From the available turbulence models in the software, the two equation turbulence model was used in this research study. In order to include the free surface effect, the rigid-lid and volume of fluid schemes were used. The result of the latter scheme showed good agreement with the experimental results.
-
Page 25The goal of this study was to simulate the Gonu cyclone and its resulting waves in the Gulf of Oman. The Gonu cyclone wind field was simulated using CGW module of Mike 21 and cyclone track data. Then, using SW module of Mike 21, the simulated wind field and ECMWF parametric boundary condition, the resulting wave field was simulated. The maximum significant wave height of 10.5 m in the Gulf of Oman and 3.8 m in Chabahar was simulated during Gonu cyclone occurrence. This wave height in Chabahar is 12% more than the buoy measurement which is in the safe side for design purposes. Uncertainty in the cyclone radius and insufficiency of the wind measurement points in the study area are major limitations of this research. The wave forecast study of this cyclone is useful in studying the wave climate in the Gulf of Oman and will provide engineers with valuable data for designing coastal structures. This model enables us to estimate the maximum significant wave height during cyclone occurrences. The results were reported to responsible authorities leading to a successful evacuation of the costal regions and saving a significant number of lives.
-
Evaluation of Wind Vectors Observed by Quikscat/Seawinds Using Synoptic and Atmospheric Models Data in Iranian Adjacant SeasPage 47The goal of this study was to provide quality assurance for QuikSCAT wind speed and direction in Iranian adjacent seas including the Caspian Sea, the Persian Gulf and the Gulf of Oman. Synoptic station wind data and numerical atmospheric models in the study area were compared with QuikSCAT wind field. Time difference and spatial separation between the QuikSCAT and synoptic observations were limited to less than 1 hr and 45 km, respectively. The average and standard deviation of QuikSCAT wind speeds are more than those of synoptic stations and numerical atmospheric models. The accuracy of the QuikSCAT wind direction at low wind speed range is less satisfactory than that at moderate to high wind ranges. QuikSCAT wind speeds in the range of 5-15 m/s have an acceptable level of accuracy in southern seas. Large spatial separation between some of the synoptic stations in Iranian coastline and islands is a major limitation of this research. This is the first time that QuikSCAT wind field was evaluated against observed and modeled data in Iranian seas. QuikSCAT wind field can be used as a valuable source in wave hindcast/forecast modeling.
-
Page 65In this paper, in order to understand the flow-pipe interaction more clearly, the variations on flow pattern around semi-buried pipelines due to steady current have physically and numerically been investigated. In physical modeling section, the experiments have been carried out in a flume with 10 meter length, 0.3 meter width and 0.5 meter depth using a P.V.C pipe with 6.35 cm in diameter (for different burial depth-diameter ratios). To visualize the flow patterns, the polystyrene particles with 0.4 mm in diameter and 1.05gr/cm3 in density have been used. In order to understand the phenomenon as well as possible, the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. For the numerical simulation section, the flow field has been analyzed using a computational fluid dynamics software “FLUENT”. For the software, the governing equations are descretized using the finite volume method. Geometry and mesh production have been done using a pre-processor software called “GAMBIT”.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.