فهرست مطالب

مهندسی دریا - پیاپی 1 (تابستان 1383)

نشریه مهندسی دریا
پیاپی 1 (تابستان 1383)

  • 110 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1383/05/15
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علی فتحی، علی اکبر آقا کوچک صفحه 1
    برای تخمین عمر باقیمانده سازه یک سکوی دریایی و تدوین برنامه زمان بندی بهینه جهت بازرسی و تعمیر در زیر آب، نیاز است تا آهنگ رشد ترک خستگی در اتصالات لوله ای به صورت مناسب پیشی بینی شود. به دلیل کوچک بودن شعاع منطقه پلاستیک در نوک ترک خستگی، مکانیک شکست الاستیک خطی و ضریب شدت تنش، ابزار مناسبی برای تعیین سرعت رشد ترک خستگی به شمار می روند. راهکارهای متنوعی با استفاده از روش های مختلف برای تعیین سرعت رشد ترک خستگی در اتصالات لوله ای بر اساس قانون رشد ترک پاریس معرفی شده اند که نتایج حل آنها منجر به ارائه معادلاتی برای تعیین ضریب اصلاح شدت تنش (Y) شده است. در این تحقیق قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی در پیش بینی سرعت رشد ترک در اتصالات لوله ای T تحت بار محوری در حالتی که عمق ترک بیش از 20% ضخامت جداره عضو اصلی است، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مرحله از رشد ترک، فرآیند رشد بیشترین تاثیر را از هندسه اتصال و مد بار گذاری می پذیرد. دو نوع شبکه عصبی مصنوعی MLP و RBF برای تخمین ضریب اصلاح شدت تنش در عمق ترک خستگی طراحی شده و آموزش دیده است. اطلاعات ورودی برای این شبکه ها، نسبت عمق به عرض ترک و درصد رشد ترک در عمق جداره است. داده های استفاده شده برای آموزش و آزمون شبکه ها نتایج آزمایش روی شش اتصال T است که در مرکز NDE دانشگاه UCL انجام شده است. پس از طراحی، آموزش و آزمون شبکه ها و انتخاب شبکه بهینه، نتایج حل به کمک شبکه های عصبی با نتایج برخی روش های موجود مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: اتصالات لوله ای، سکوهای دریایی، ترک خستگی، مکانیک شکست الاستیک خطی، ضریب اصلاح شدت تنش، شبکه های عصبی مصنوعی
  • مهدی بهزاد، منوچهر راد، رضا تقی پور، سید میثم موسوی راد، سید حمید سادات حسینی صفحه 13
    این مقاله به بحث در مورد تحلیل عملکرد در امواج برای یک نمونه از شناورهای زیر سطحی - زیر دریایی توریستی - می پردازد. این بررسی از دیدگاه دریازدگی مسافرین این شناور صورت می پذیرد و تاثیر پارامترهای متفاوت موثر در عملکرد این شناور در امواج با استفاده از تئوری نواری بررسی می شود. این پارامترها شامل فرم بدنه، وضعیت دریا، جهت امواج، عمق، سرعت و مدت زمان انجام عملیات می باشند. نتایج بررسی نشان می دهد که امواج از روبرو بیشتر از امواج از عقب بر روی حرکات شناور تاثیر می گذارند. همچنین تاثیر مدت زمان سفر، عمق عملیاتی و سرعت شناور بر ضریب عملکرد مورد بررسی قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: عملکرد بدنه، امواج، تحلیل طیفی، تئوری نواری، زیر دریایی
  • حسن قاسمی صفحه 25
    یکی از متداولترین انواع پیش برنده های دریایی نوع پروانه ای است که با ایجاد تراست لازم برای غلبه بر مقاومت سبب راندن کشتی می گردد. پروانه در محلی کار می کند که جریان و یک عقب کشتی دارای مولفه های سرعت محوری، مماسی و شعاعی است و سبب توزیع فشار نوسانی و باعث تراست نوسانی می شود. تولید کمترین گشتاور، بیشترین تراست لازم برای غلبه بر مقاومت و راندمان بالا و همچنین عدم وقوع کاویتاسیون از فاکتورهای مهم طراحی پروانه می باشد. قسمت اول این مقاله با استفاده از روش المان مرزی جهت بررسی عملکرد و تعیین مشخصات هیدرودینامیکی پروانه در شرایط جریان غیر یکنواخت متمرکز است. در قسمت دوم مقاله با داشتن مشخصات هیدرودینامیکی پروانه، روش سیستماتیک برای انتخاب بهینه پروانه استفاده شده است. انتخاب پروانه بر اساس معیارهای مهم و اصولی در طراحی پروانه انجام می شود. در این مقاله مشخصات هیدرودینامیکی سه پروانه مختلف برای کشتی (PV11) محاسبه شده و یک پروانه بهینه انتخاب شده است.
    کلیدواژگان: روش المان مرزی، مشخصات هیدودینامیکی، معیار کاویتاسیون
  • نوروز محمد نوری صفحه 39

    مطالعه تحلیلی جریان پتانسیل دو بعدی در مجاورت سطح آزاد در مقاله حاضر مورد توجه قرار گرفته است. این مقوله یکی از مباحث بنیادی در هیدرودینامیک کاربردی است و در حال حاضر روش های متنوعی برای حل این قبیل مسائل در حال توسعه است. مشاهدات تجربی امواج دریا در مقایس بزرگ و یا مشاهدات آزمایشگاهی در کانالهای باز بیانگر شکل گیری پدیده های پیچیده ای در پایین دست جریان می باشد. همچنین در پایین دست جریان اجسام شناور و یا غوطه ور، نوسانات سطح آزاد بصورت امواج سطحی ظاهر می شود که بیانگر انتقال انرژی از طرف جسم متحرک به سیال است که به عنوان درگ موج شناخته می شود. با توجه به مکانیزمهای بسیار پیچیده شکل گیری امواج سطحی و انتقال آن، تشریح پدیده درگ موج در اجسام غوطه ور و شناور یکی از مباحث پیچیده در تئوری هیدرودینامیک محسوب می شود. در مقاله حاضر سعی بر این است گامی در جهت شناخت دقیق تر پدیده های هیدرودینامیکی مجاور سطح آزاد با مطالعه بنیادی قانونمندی های حاکم بر پدیده ها برداشته شود. نتایج تحلیلی بدست آمده این امکان را فراهم می کند که بتوان شکل گیری امواج سطحی و پدیده درگ موج را تفسیر نمود. جریان حول استوانه غوطه ور بعنوان یک مساله مدل انتخاب شده است که نتایج و روش ارایه شده قابل تعمیم به کلیه مسائل دو بعدی می باشد. همچنین بر اساس این روش، می توان روش های متداول جهت حل جریان پتانسیل در محیط بیکران را به محیط های محدود به سطح آزاد گسترش داد.

    کلیدواژگان: موج سطحی، جریان پتانسیل، درگ موج
  • حمید زراعتگر، مصباح سایبانی صفحه 49

    لنج شناوری چوبی است که در آبهای خلیج فارس و دریای عمان از دیر باز مورد استفاده قرار میگرفته است. علی رغم غرق شدنهای متناوب این شناور کماکان باور عامیانه آنستکه این شناور در موج رفتاری آرام و راحت از خود بروز میدهد. در این مقاله با استفاده از نرم افزار دینامیک رفتار کشتی در موج به استخراج رفتار دینامیکی این شناور پرداخته شد. سپس بر اساس معیارهای موجود دینامیک رفتار شناور در موج حد تحمل لنج در امواج دریا استخراج گردید. پس از آن علت تصور عمومی مبنی بر رهوار بودن شناور بحث گردیده است. نتیجه نهایی آنکه آین شناور قابلیت دریانوردی در امواجی با ارتفاع موثر حد اکثر یک متر را خواهد داشت.

    کلیدواژگان: امواج دریا، ارتفاع مشخصه موج، دینامیک کشتی در موج، حرکات کشتی
  • آنالیز هیدرودینامیکی سکوهای شناور با پایه های کششی
    آرش افخمی، محمد جواد کتابداری صفحه 63
    در میان سکوهای تطبیقی، سکوهای شناور با پایه های کششی رفتاری دوگانه از خود نشان می دهند. این سکوها در حرکات افقی کاملا رفتاری تطبیقی داشته و مشابه سکوهای شناور رفتار می نمایند. از طرف دیگر در مقابل حرکات عمودی سختی بسیار زیادی از خود نشان داده و بیشتر همانند یک سازه ثابت رفتار می کنند. در این مقاله به تحلیل دینامیکی رفتار این سکوها بر اثر امواج ساده و تعمیم آن به امواجی نامنظم با طیفی مشخص پرداخته شده است. تحلیل حاضر سه بعدی بوده و شامل 6 درجه آزادی (حرکت طولی، عرضی، عمودی، غلت، تاب و پیچ) می گردد. در این تحلیل درگیری میان درجات آزادی مدنظر قرار گرفته و سختی ناشی از مهارها و نیروی درگ، به صورت غیرخطی مدل شده اند. نیروهای ناشی از امواج بر روی هر یک از المانهای سکو با کمک امواج ایری و معادله موریسن به صورت جداگانه محاسبه شده اند. اثر تفرق و تشعشع امواج ناچیز فرض شده و از رفتار دینامیکی خطوط مهار و نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر آن چشم پوشی شده است. در نهایت معادله غیر خطی بدست آمده در حوزه زمان و با کمک روش نیومارک - بتا حل شده است. برای مقایسه درستی روش حل و پیاده سازی، پاسخهای ناشی از چند موج ساده مشخص برای یک سکوی نمونه، مقایسه شده اند.
    کلیدواژگان: هیدرودینامیک، موریسن، سکوهای شناور، پایه های کششی پاسخ دینامیکی، طیف پاسخ
  • سیدعلی آزرمسا، فرهاد رزمخواه صفحه 77
    امروزه برای مدیریت بهینه سواحل، اطلاع داشتن از توپوگرافی مناطق ساحلی امری ضروری است. این اطلاعات را می توان از طریق اندازه گیری های محلی، عسکبرداری های هوایی و یا از تصاویر ماهواره ای به دست آورد. استفاده از داده های ماهواره ای احتیاج به وقت زیاد برای جمع آوری و تجهیزات گرانقیمت ندارد و در حال حاضر به عنوان جدیدترین و اقتصادی ترین روش مطرح در دنیا به حساب می آید. متاسفانه علیرغم مزایای فراوان این روش تاکنون فناوری بهره گیری از داده های ماهواره ای برای تهیه اطلاعات هیدروگرافی در ایران توسعه نیافته است. در این تحقیق سعی شده است با به کارگیری تصاویر ماهواره ای و پردازش آنها از یک طرف و استفاده از دانش علوم دریایی از طرف دیگر، امکان بهره گیری از تصاویر ماهواره ای برای تهیه اطلاعات دریایی در زمینه عمق مناطق ساحلی فراهم گردد. برای این امر پردازش های خاصی روی تصاویر ماهواره ای صورت می گیرد. سپس، با استفاده از اندازه گیری های محلی انجام شده و بهره گیری از روش های ریاضی رابطه بین اطلاعات ماهواره ای و عمق آب استخراج می گردد. در نهایت، با برنامه نویسی در محیط نرم افزارMatlab، رسم خطوط هم عمق در منطقه دریایی مورد نظر امکان پذیر می گردد. در این مقاله از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست استفاده شده است.
    کلیدواژگان: سنجنده TM، ماهواره لندست، هیدروگرافی
  • Volker Bertram، ENSIETA صفحه 85
    در طراحی برای ساخت، لازمست عملکرد و روش ساخت در نظر گرفته شود و امکان صرفه جویی در هزینه های ساخت در مرحله طراحی وجود دارد. مرور تاریخچه طراحی بدنه کشتی هایی که هزینه ساخت کمتری داشته اند، اصول این روش ها و مشکلات آن را نمایان می سازد. روش های مدرن طراحی برای ساخت مزیتهای هیدرودینامیکی را در کنار هزینه ساخت کمتر در نظر می گیرند. کمی سازی نتیجه تغییرات طراحی قسمتهای مختلف که در روش های مدرن مورد نیاز است، تنها با به کارگیری شیوه پایین به بالا (Bottom-up) که در مقاله حاضر تشریح شده امکانپذیر است. این شیوه نیازمند آمار و اطلاعات کافی از عملیات ساخت و ثبت آنها در هر کشتی سازی مد نظر می باشد ولی راهنمایی های کلی ارائه شده می تواند به صورت عمومی مورد استفاده قرار گیرد.
  • رفتار الاستوپلاستیک ورق های واقع در معرض فشار درون صفحه ای
    محمدرضا خدمتی* صفحه 87

    یکی از پیش نیازها در تحقیقات اخیر بر روی ارزیابی استحکام نهایی بدنه کشتی ها، درک و شناسایی دقیق الاستوپلاستیک ورق های مورد استفاده در ساختمان کشتی ها می باشد. در این مقاله سعی بر آنست تا رفتار الاستوپلاستیک ورق های مورد استفاده در ساختمان کشتی ها، تحت بارگذاری های فشاری درون صفحه ای طولی و یا عرضی مورد مطالعه قرار گیرد. در این راستا از ابزار قدرتمند روش اجزای محدود با احتساب تغییر شکل های بزرگ الاستوپلاستیک استفاده شده و مودهای انهدامی و همچنین رفتار ورق ها و ویژگی های بارز آنها مورد مطالعه و شناسایی قرار می گیرند.

    کلیدواژگان: ورق، فشار درون صفحه ای، کمانش، استحکام نهائی
|
  • Ali Fathi, Ali Akbar Aghakoochak Page 1
    In order to predict the residual life of offshore platforms and establish efficient schedule for underwater inspection and repair, it is necessary to estimate the fatigue crack growth rate in tubular joints properly. Linear Elastic Fracture Mechanics and Stress Intensity Factor are applicable tools for evaluating growth rate of existing fatigue cracks in offshore tubular joints. In the past several approaches based on Paris crack growth law, have been proposed in this regard. Each of these approaches use different methods for estimating the Stress Intensity Modification Factor (Y). In this research the capability of Artificial Neural Networks for evaluating the fatigue crack growth rate in offshore tubular T-joints under axial loading is investigated, when the crack depth is more than 20% of chord wall thickness. For this condition the crack growth process is highly affected by joint geometry and loading mode. Two types of artificial neural network are developed for predicting the Y factor: Radial Basis Function (RBF) and Multi Layer Perceptron (MLP) networks. The required input data consist of the crack shape and the percentage of crack penetration through thickness. Experimental data from NDE center in University College London are used for training and testing the networks. The results of this research are compared with other existing theoretical and empirical solutions.
  • Mehdi Behzad, Manoochehr Rad, Reza Taghipour, Seyed Meysam Mousavi Rad, Seyed Hamid Sadat Hosseini Page 13
    This paper holds a parametric study on seakeeping performance for one kind of submersible vehicles, a tourist submarine. This analyis has been performed from the aspect of motion sickness incidence by using a strip theory hydrodynamics solver. The parameters include sea state, sea direction, depth, speed and duration of operation. Results prove head seas to be more violative than following seas. Moreover, Effect of trip duration, operating depth and vessel forward speed on operability index has been investigated.
  • Hassan Ghasemi Page 25
    Propeller is one of the main propulsors for marine vehicles which produces thrust to overcome the resistance of the ship. Propeller works in the place behind the ship where the flow is non-uniform and with three dimensional velocities, so it causes the fluctuating thrust. The first part of this paper employs the boundary element method (BEM) to evaluate and analyze the hydrodynamic performance of propeller in the behind of the ship. After calculating the hydrodynamic characteristics of the propeller, the second part is the systematical method applied to determine and select the optimum propeller. Selection of the propeller depends on the design criteria which are minimum torque, high thrust, best efficiency and without (or with minimum) cavitation. In second part of the the paper, by those criteria and having the hydrodynamic characteristics of the propeller, three types of propeller have been calculated by the BEM and then one of the best the propellers have been matched for the PV11 ship.
  • Norooz Mohammad Noori Page 39

    Analytical analysis of a two-dimensional submerged body moving with a constant velocity in an inviscid incompressible fluid under gravity near a free surface is studied in this paper. This notion is one of the fundamental concepts in applied hydrodynamics. Experimental observations of water waves in large scale or laboratory observation in open channels is indicative of complex phenomenons taking place in the downstream of an object placed under a free surface. Also, in the downstream of floating or submerged bodies, surface wave generate. This is due to the fact that energy transferring takes place from the moving body to the fluid which is known as “wave drag”. Considering the mechanism of surface wave formation and its motion, describing the wave drag phenomenon in submerged and floated bodies has become one of more complex topics in hydrodynamic theory. In this present work, it has been attempted to take a step in more precise comprehension of hydrodynamic phenomenons adjacent to free surface. This has been down by the study of fundamental laws governing the fluid motions. Analytical results obtained provide insight in ability to interpret the formation of surface waves and wave drag phenomenon. A submerged cylinder and surrounding stream has been considered as a study model upon which the obtained results and the utilized procedure would be extendable to all other two dimensional problems. Moreover, based on this procedure, it is conceivable to extend the conventional methods of problem solving for infinite domain to problems bounded by a free surface.

  • Hamid Zeraatgar, Mesbah Saybani Page 49

    Dhow (LanJ) is a wooden vessel which is traditionally operating in Persian Gulf and Oman Sea. In contrast of its frequent lost, ordinary people believe that it has very good behavior at waves. In this study, by means of seakeeping computer software, authors have calculated its dynamic behavior in waves. Comparison between dhow performances in waves against seakeeping criteria has been made. Then, its operable sea waves is concluded. Then the reason behind people believe has been discussed, thoroughly. The end result is that the typical wooden dhow may withstand in waves of significant wave height of not more than 1 meter.

  • HYDRODYNAMIC ANALYSIS OF TENSION LEG PLATFORMS
    Arash Afkhami, Mohammad Javad Ketabdari Page 63
    Among compliant offshore platforms, tension leg platforms (TLP) are referred to, as hybrid structures. This kind of platforms resemble to ordinary semi submersibles when their serge, sway and yaw motions are considered, since they are compliant whereas with respect to pith, roll and heave motions they respond more like a fixed platform rather than a floating body. This paper presents a method to analyze and evaluation of hydrodynamic forces of a regular simple wave on a TLP and a general solution to expand the method to be applied for a randomly changed water surface with a known spectrum e.g. pierson-Moskowitz. This analysis was made, using a 3D model with 6 coupled degree of freedoms. Stiffness of mooring system and drag force are assumed to non-linear and the effect of diffraction and radiation are neglected. Hydrodynamic forces and response were modeled, using modified Morison equation. The dynamic behavior of mooring lines and hydrodynamic forces on tensioners were neglected. The resulting equation was solved in time domain by Newmark-Beta algorithm.
  • Seyed Ali Azarmsa, Farhad Razmkhah Page 77
    Nowadays, for managing coastal zones and littoral lands, we need accurate and updated information on hydrography of coastal areas. These data can be obtained by local measurements, airborne imagery and satellite data. Using satellite data is not time-consuming and expensive like than other methods, thus it is most economical method in the world. Unfortunately, this method is not developed in Iran, although it has many advantages. In this paper, the advantages of Landsat data have been taken to provide hydrographical maps after applying some specific image processing techniques. Landsat TM images were used.
  • Volker Bertram Page 85
    In designing for ship production, the production method should be considered and it’s possible to reduce the manufacturing cost in designing procedure. A review of background of ship design that had minimized production costs, shows the principles and problems of these methods. Modern designing methods for manufacturing, considers hydrodynamic efficiency and less manufacturing cost. Quantifying the results of required designing changes in modern methods, is only possible with Bottom-Up method which is described in this paper. This method needs sufficient data and information of production process.
  • COLLAPSE BEHAVIOUR OF PLATES UNDER THRUST
    Khedmati M R* Page 87

    In line with the current research on the ultimate strength assessment of ship hull girders, careful understanding of the collapse behaviour of unstiffened plate elements within the ship hull girders is an important and necessary task. In this paper, the collapse behaviour of unstiffened plates under longitudinal and transverse thrust is studied by elastoplastic large deflection FEM and the characteristics of the collapse modes are highlighted.

    Keywords: Plate, Thrust, Buckling, Ultimate Strength