فهرست مطالب

مهندسی دریا - پیاپی 28 (پاییز و زمستان 1397)
  • پیاپی 28 (پاییز و زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/11
  • تعداد عناوین: 11
|
  • رضوان عالمیان، روزبه شفقت*، میلاد قاسمی صفحات 1-9
    انرژی های دریایی و اقیانوسی بخشی از انرژی های تجدید پذیر هستند که برای استحصال آن، از مبدل های انرژی امواج استفاده می شود. برای بررسی عملکرد این مبدل ها، مدل سازی تجربی کمک بسیار زیادی خواهد کرد. در این پژوهش، مدل آزمایشگاهی مبدل انرژی موج از نوع سامانه تضعیف کننده در گروه پژوهشی انرژی های دریاپایه دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل ساخته شده و در استخر موج این دانشگاه با اعمال شرایط امواج دریا مورد بررسی و ارزیابی تجربی قرار گرفته است. در این ارزیابی، اثرات پارامترهای دامنه و دوره تناوب موج، بر روی توان تولیدی متوسط و ماکزیمم سامانه ویواستار مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که در دامنه های موج بالا (وضعیت 13 تا 15)، در سرعت های rpm 35 و rpm 25 توان تولیدی ماکزیمم، نزدیک به هم و به ترتیب برابر با 7/36 و 31 وات بوده است. با توجه به آشفته بودن جریان و آسیب دیدن احتمالی سامانه در سرعت rpm 35، دامنه موج 15 و سرعت rpm 25 به دلیل عملکرد بهتر سامانه به عنوان بهینه ترین حالت انتخاب گشته است.
    کلیدواژگان: مبدل انرژی موج ویواستار، مدل سازی تجربی، استخر موج، دامنه موج، توان متوسط و ماکزیمم
  • حجت مهرعلی زاده، مسعود مکارچیان* صفحات 11-20
    استفاده از اسپادکن به عنوان پی سکوی حفاری جکاپ مرسوم است. ابعاد مدل، تحکیم رس و نفوذ اسپادکن، مهم ترین مسائل در مدل سازی این نوع پی ها در رس هستند. در این مقاله نفوذ مخروط های CPT و پی اسپادکن در خاک رسی تک لایه مورد بررسی قرار گرفته است. برای مطالعه تاثیر مقاومت زهکشی نشده رس بر عملکرد بار- نفوذ اسپادکن از خاک اصلاح شده با 5 و 10 درصد سیمان استفاده شد؛ همچنین از دو مخروط CPT با قطرهای متفاوت جهت تخمین مقاومت برشی زهکشی نشده لایه رس استفاده شد. نتایج نشان داد که می توان از رس اصلاح شده با سیمان برای مدل سازی خاک با مقاومت های متفاوت استفاده کرد، با این حال بایستی به تغییرات ضرایب ظرفیت باربری در دو حالت با و بدون سیمان دقت کرد. همچنین نتایج نفوذ مخروط های CPT نشان داد که در مدل سازی فیزیکی، می توان با دقت مناسب از مخروط های با قطر کوچکتر به جای مخروط های با قطر متداول بهره گرفت.
    کلیدواژگان: جکاپ، اسپادکن، مخروط CPT، مدل سازی فیزیکی، ضریب ظرفیت باربری
  • امیرحمزه فرج الهی*، مجتبی دهقان منشادی، کاظم هجران فر صفحات 21-29
    گردابه های اطراف زیردریایی نویز هیدرودینامیکی زیردریایی را افزایش می دهند و باعث غیر-یکنواختی جریان پروانه می شوند. یک روش مناسب برای کاهش اثرات جریان گردابه ای، استفاده از مولدهای ورتکس است. مولدهای ورتکس دارای چیدمان های مختلفی از جمله چرخش هم راستا و چرخش غیرهم راستا می باشند. در تحقیق حاضر به کمک شبیه سازی عددی با نرم افزار اپن فوم، میدان جریان در اطراف یک مدل زیرسطحی استاندارد با استفاده از چیدمان های مختلف مولدهای ورتکس در زوایای حمله 300≤α≤00 بررسی شده است. استفاده از شبیه سازی عددی در مطالعه حاضر به بررسی فیزیک اثر چیدمان های مولدهای ورتکس روی ساختار گردابه های تشکیل شده در اطراف زیردریایی کمک نمود. در این مطالعه، نتایج حاصل نشان می دهند که استفاده از مولدهای ورتکس با چیدمان چرخش غیرهم راستا باعث کاهش قدرت گردابه، خط جدایش، اندازه ابعاد گرادبه های عرضی و نیروی پسا می شود. مقدار کاهش پسا برای مدل با مولد ورتکس غیرهم راستا در زاویه حمله 30 درجه حدود 14 درصد و در زاویه جانبی 30 درجه حدود 21 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: Arrangement of Vortex Generator، Counter-Rotating، Co-Rotating، OpenFOAM
  • ایرج جلیلی، عباس زارع نژاد اشکذری* صفحات 31-38
    مدیریت انرژی کشتی ها برای ارتقای کارایی کشتی ها و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، از مهمترین مسائلی می باشند که در سال های اخیر به عنوان نقطه عطفی در طراحی و ساخت شناورها مورد توجه قرار گرفته است. بررسی روند انرژی و توجه به تغییرات فناوری و اهمیت ضوابط سختگیرانه تر مسائل زیست محیطی در سال های اخیر منجر به یک چالش بزرگ در رابطه با آلودگی هوا، مدیریت انرژی و همچنین مواجهه با منابع رو به اتمام سوخت های فسیلی شده است. سیستم های پیشرانش هیبریدی امروزه یکی از راهکارهایی است که برای حل این معضل دنبال می شود. در این مقاله پس از معرفی سیستم شناور هیبریدی، مدل سازی و تعیین سیستم هیبریدی مناسب برای یک شناور سطحی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس محاسبات و روابط حاکم بر سیستم هیبرید موازی شناور سطحی ارائه گردیده و مدل سازی آن برای دو شناور عادی و هیبریدی با ‏استفاده از نرم افزار ‏ADVISOR‏ در پلتفرم ‏‎سیمولینک‏ ‏متلب‏ انجام شده است. نتایج نشان می دهد که شناور سطحی هیبرید موازی سبب بهبود 7% در بازدهی کلی و 1/7%در مقدار مصرف سوحت شده است. همچنین مقادیر آلاینده های HC و CO به ترتیب به میزان 44/0% و 39/0% کاهش پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: موتور دیزل، شناور هیبریدی، شبیه سازی
  • مهدی بهزاد*، ابوذر اباذری صفحات 39-50
    ارتعاشات سازه های شناور تحت نیروهای محیطی با نصب ورق های هیو در انتهای پایینی ستون های آنها می تواند کاهش یابد. فرکانس و نزدیکی به مرزها پارامترهای مهمی هستند که تاثیر آنها روی ضرایب هیدرودینامیکی ورق ها در این تحقیق به صورت تجربی بررسی می شود. از طرفی تمامی ورق های هیو که تا کنون استفاده شده اند، کاملا صلب می باشند و بر اساس تحقیقات منتشر شده میرایی و جرم افزوده به طور همزمان با افزایش دامنه، بزرگ می شوند. پیش بینی می شود که استفاده از یک بخش صلب در مرکز و الاستیک در لبه بیرونی دیسک، امکان کارایی بهتر میرایی را در مقایسه با جرم افزوده داشته باشد که این خصوصیات دینامیکی موجب پاسخگویی بهتر سازه در شرایط خاص بارگذاری خواهد شد. آزمایش های انجام شده تحت تحریک اجباری هارمونیک در فرکانس ها و عمق های مختلف در مطالعه کنونی نشان می دهد که افزایش فرکانس موجب کاهش ضرایب هیدرودینامیکی در نزدیک سطح و افزایش ضرایب مربوطه در مجاورت بستر کف می شود. از طرفی، فرکانس تاثیر قابل توجهی روی ضرایب هیدرودینامیکی دیسک ترکیبی با سهم الاستیک بزرگتر خواهد داشت. میزان این تاثیر بستگی به نوع مد برانگیخته شده لبه ورق الاستیک دارد.
    کلیدواژگان: ورق هیو، ضرایب هیدرودینامیکی، نزدیکی به مرزها، فرکانس، دیسک الاستیک-صلب
  • محمد علی نصرت زاده، میر محمد اتفاق*، پویا حاجی نژاد دهخوارقانی صفحات 51-63
    از آنجایی که هزینه نگهداری و تعمیر توربین های بادی شناور نسبت به توربین های معمولی بالا می باشد، یکی از راههای کاهش این هزینه ها بررسی عیوب در این سازه ها قبل از هر نوع کار عملی می باشد. اهمیت پایداری و سلامت سازه ای توربین های بادی با افزایش عمق آب مهم تر می گردد و یکی از مهمترین عوامل برای پایداری توربین بادی شناور، سیستم کابل های مهاری می باشد. در این پژوهش تاثیر قطع شدگی خطوط مهاری بر پاسخ دینامیکی توربین با پایه TLP مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور توربین بادی شناور با معادلات غیرخطی به صورت دقیق مدل سازی می گردد به طوری که این مدل سازی برای زوایای انحراف بزرگ سازه که ممکن است به دلیل قطع شدگی خطوط مهاری ایجاد شود، جواب گو باشد. پس از مدل سازی کامل توربین و اعمال نیروها، با قطع کردن کابل های مهاری مختلف، تغییرات پاسخ دینامیکی سازه مورد بررسی قرار می گیرد. با تحلیل نتایج مشخص می گردد که بر خلاف سایر پلتفرم ها، قطع شدن خطوط مهاری در توربین با پایه TLP، منجر به جابجایی و نوسانات شدید سازه نمی گردد.
    کلیدواژگان: توربین بادی شناور، کابل های مهاری، قطع شدگی کابل های مهاری، مدل سازی دینامیکی، دینامیک چندجزئی
  • مسیح هنرمند، امیر هنریار، محمود غیاثی* صفحات 65-75
    الگوی موج ایجاد شده ناشی از حرکت ربات خودکار زیرآبی نزدیک سطح آزاد سیال، یکی از فاکتورهای مهم در شناسایی شناور به شمار می آید. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار Flow 3D در ابتدا پس از شبیه سازی حرکت جریان با سرعت ثابت در اطراف کشتی Wigley ، با مقایسه ی نتایج شبیه سازی عددی با نتایج شبیه سازی آزمایشگاهی موجود، صحت نتایج نرم افزار در تخمین الگوی موج ایجاد شده ناشی از وجود مانع صلب در مسیر جریان، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس الگوی موج ایجاد شده در سطح آزاد جریان در اثر حرکت متحرک Suboff 5470 نزدیک سطح آزاد با سرعت های مختلف به همراه نیروهای لیفت و درگ وارد بر بدنه ی آن مورد بررسی قرار گرفتند. از موارد نوآوری تحقیق حاضر نسبت به تحقیق های قبلی صورت گرفته در زمینه ی بررسی الگوی موج ایجاد شده ناشی از حرکت ربات خودکار آبی نزدیک سطح آزاد آب می توان به حرکت جسم متحرک درون آب به جای حرکت جریان با سرعت ثابت اطراف ربات خودکار ثابت اشاره کرد. نتایج نشان می دهند، در صورت ثابت بودن عمق حرکت متحرک، با افزایش سرعت حرکت متحرک از 3/1 به 5/6 متر بر ثانیه، نیروی درگ 17/57 درصد و نیروی لیفت 97/48 درصد افزایش می یابند. همچنین الگوی موج ایجاد شده ناشی از حرکت ربات خودکار زیرآبی نزدیک سطح آزاد آب به صورت الگوی موج کلوین با امواج واگرا و عرضی می باشد.
    کلیدواژگان: الگوی موج، شناور زیرسطحی هوشمند، Flow 3D، Suboff 5470، کشتی Wigley
  • امیرارسلان کرمی متین، مهدی شفیعی فر*، حسن اکبری صفحات 77-90
    موج ‏شکن‏ های سکویی دسته‏ ای از موج‏ شکن‏ های شکل‏ پذیر هستند که بر اثر برخورد امواج، نیمرخ سمت دریای آنها دچار تغییر شکل شده و نهایتا شکل پایداری به خود می‏ گیرند. یکی از مهم ترین معیارهای کنترل پایداری این موج‏ شکن ها، عرض فرسایش یافته سکوی سازه است. در اغلب مطالعات، عرض فرسایش یافته تحت اثر یک موج طرح مشخص و بر مبنای فرض عدم تغییر شکل اولیه موج‏ شکن حاصل می‏ گردد. حال اینکه در شرایط واقعی ممکن است موج‏ شکن پیش از اعمال موج طرح، موج ‏هایی با دوره بازگشت‏ های کمتر را نیز تجربه کرده باشد که در میزان تغییر شکل نهایی آن موثر باشد. از اینرو تحقیق حاضر با استفاده از مدل های آزمایشگاهی دو بعدی در فلوم موج آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تربیت مدرس با هدف بررسی تاثیر شرایط امواج بر میزان فرسایش نیمرخ تغییر شکل یافته سازه انجام شده و نتایج آن با آزمایش‏ های مبتنی بر فرض عدم تغییر شکل نیمرخ اولیه مقایسه شده است. در مجموع 30 آزمایش در این تحقیق انجام شده است که امواج برخوردی به سازه از نوع امواج نامنظم و طیف انرژی استفاده شده، طیف JONSWAP با γ برابر 3/3 بوده است. همچنین در تحقیق حاضر از قطر اسمی سنگدانه آرمور 2 سانتی متر و ضریب دانه بندی 6/1 استفاده شده است. از نتایج مهم این دسته از آزمایش ‏ها می‏توان به این امر اشاره نمود که در شرایط محیطی و سازه ‏ای آزمایش ‏های تحقیق حاضر، در موج‏ شکن‏ های سکویی پایدار استاتیکی و پایدار دینامیکی، هر چه ترکیب ارتفاع و پریود موج بزرگتر باشد، تاثیر امواج برخوردی قبلی در ایجاد تغییر شکل روی مقطع تغییر شکل یافته کمتر می‏ شود.
    کلیدواژگان: موج شکن سکویی شکل پذیر، نیمرخ تغییر شکل یافته، امواج نامنظم، مدل آزمایشگاهی، عرض فرسایش یافته سکو
  • وحید چشم سیاهی، اکبر رشیدی ابراهیم حصاری* صفحات 91-99
    در این تحقیق به منظور بازتولید انتشار لکه های نفتی منتشر شده از میادین نفتی ترکمنستان در دریای خزر بر اساس شواهد میدانی گزارش شده، از مدل های عددی FVCOM و GNOME استفاده گردید. به این منظور، ابتدا جریانات ناشی از باد در فصول تابستان و پاییز سال 2012 شبیه سازی شدند. نتایج شبیه سازی های انجام شده با داده های اندازه گیری جریان سطحی در سه ایستگاه آستارا، رودسر و امیرآباد مقایسه گشتند. مقایسه ی داده های اندازه گیری و خروجی مدل جریان نشان داد، در صورت به کار بستن مدول بستار تلاطم در مدل جریان، نتایج به واقعیت نزدیک تر هستند. در ادامه به منظور تعیین مقصد لکه های نفتی منتشر شده از میادین نفتی ترکمنستان، خروجی مدل جریان به همراه سری زمانی باد 6 ساعته در نرم افزار GNOME اعمال شدند. محل ریزش نفت، چاه های نفتی ترکمنستان واقع در کرانه شرقی حوضه جنوبی دریای خزر و در مقابل شبه جزیره چله کن در نظر گرفته شد. نوع ریزش به صورت لحظه ای و حجم ریزش در محل هر چاه به مقدار 100 بشکه فرض شد و شبیه سازی ها با زمان های ریزش متفاوت انجام شدند و محل برخورد لکه های نفتی با سواحل به دست آمد. مقایسه ی نتایج شبیه سازی و موقعیت محل جمع آوری تاربال های نفتی در ماه آگوست سال 2012، نشان دهنده ی صحت قابل قبول نتایج شبیه سازی است و می توان گفت، رسیدن آلودگی های نفتی منتشر شده از میادین نفتی ترکمنستان به سواحل ایران در فصل تابستان امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: لکه های نفتی، میادین نفتی ترکمنستان، شبیه سازی عددی، FVCOM، GNOME
  • مرتضی جعفری، محمدعلی نظام دوست* صفحات 101-107
    گسترش استفاده از منابع تجدیدپذیر و وابستگی توان تولیدی آنها به شرایط آب و هوایی سبب غیرقابل دیسپاچ شدن آنها می گردد و از این رو، نیازمند ذخیره سازهایی مناسب در سیستم های انرژی می باشد. سیستم انرژی شناورها دارای حامل های متعدد انرژی همچون الکتریسیته، گرمایش، سرمایش و... می باشد و اغلب این حامل های انرژی مجزا از یکدیگر بهره برداری می شوند. از این رو، مقاله ی حاضر، مدلی یکپارچه مبتنی بر مفهوم هاب انرژی جهت طراحی و بهره برداری بهینه از سیستم های انرژی شناوری شامل بارهای الکتریکی، بارهای گرمایشی و سرمایشی می باشد و توسط منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی، پیل سوختی، الکترولایزر، تانک ذخیره هیدروژنی و باتری تامین می شود. مدل ارائه شده توسط نرم افزار GAMS صحه گذاری می شود.
    کلیدواژگان: شناور، هاب انرژی، منابع تجدیدپذیر، طراحی، بهره برداری، بهینه سازی
  • امیر طاهرخانی، حسن اکبری* صفحات 109-116
    بررسی عکس العمل موج شکن ها در برابر امواح حدی، امری مهم در مهندسی و طراحی سازه های دریایی است. در تحقیق حاضر، عملکرد موج شکن کیسونی در اندرکنش با امواج مطالعه شده است. در این راستا، روشی موثر و نو برای اعمال اصطکاک استاتیکی و دینامیکی در مرز لغزشی کیسون معرفی شده و با اعمال آن در روش هیدرودینامیک ذرات هموار و اصلاح شرایط مرزی، رفتار دینامیکی موج شکن کیسونی شبیه سازی شده است. تطابق نتایج مدل ارائه شده با مقادیر آزمایشگاهی و مدل عددی مرتبط، نشان دهنده توانمندی این مدل در شبیه سازی مناسب نیروی وارد بر کیسون و جابه جایی افقی آن است. همچنین، در این تحقیق مقایسه ای بین سه شرط مرز صلب مورد استفاده در روش عددی هیدرودینامیک ذرات هموار انجام گرفته که این مقایسات نشان می دهد شرط مرز صلب دینامیکی علاوه بر کاهش زمان محاسباتی، توانایی خوبی در شبیه سازی مسائل اندرکنش جسم صلب و سیال را دارد.
    کلیدواژگان: موج شکن کیسونی، شرط مرزی اصلاح شده، هیدرودینامیک ذرات هموار، شرط مرز دینامیکی
|
  • Rezvan Alamian, Rouzbeh Shafaghat*, Milad Ghasemi Pages 1-9
    The marine and ocean energies are part of renewable energy that Wave energy converters (WECs) are used to extract them. Experimental modeling will be useful in evaluating their performance. In this research, the experimental model of an attenuator WEC is built in the Sea-Based Energy Research Group of the Babol Noshirvani University of Technology, and its performance is studied and evaluated in the wave tank of the university by applying the sea waves conditions. In this evaluation, the effects of wave amplitude and wave period on the average and maximum net power of the Wavestar system are investigated. According to the results, it was observed that in larger wave amplitudes (13 to 15), at 35 and 25 rpm, the maximum net power was close to each other and was 36.7 (Watts) and 31(Watts), respectively. Due to the irregular wave and possible damage to the system at 35 rpm, the wave amplitude of 15 and the speed of 25 rpm are chosen as the optimal mode for better performance of the system.
    Keywords: Wavestar WEC, Experimental modeling, Wave tank, Wave amplitude, Average, maximum power
  • Hojat Mehralizadeh, Masoud Makarchian* Pages 11-20
    Using spudcan as foundations for jack-up rigs is usual. Model dimensions, consolidation of clay, and spudcan penetration are the most important issues in modelling of this type of foundations in clays. Penetration of CPT cones and spudcan foundations in single- layered clayey soils was investigated in this paper. Cement stabilized clay with 5 and 10 percent cement was used to study the effect of undrained shear strength of clay on load- penetration behavior of spudcan; Also, two CPT cones with different diameters were used to estimate the undrained shear strength of clay layers. Results show that cement stabilized clays can be used for modelling of clay layers with different strengths. However, careful attention should be paid for changing of bearing capacity factors in two cases, with or without cement. Results show that cones with smaller diameters can be used in physical modelling with good accuracy as well as conventional ones.
    Keywords: Jack- up, Spudcan, CPT cone, Physical modelling, Bearing capacity factor
  • Amirhamzeh Farajollahi*, Mojtaba Dehghan Manshadi, Kazem Hejranfar Pages 21-29
    The vortex generated around a submarine has an important influence on the uniformity of the submarine wake at the propeller and hydrodynamic noise. A suitable way to reduce the effects of this separated flow is to use vortex generators. Vortex generators have different arrangement such as counter-rotating and co-rotating. The main goal of the present study is to investigate the flow field around a standard underwater model employing the vortex generator with different arrangement by using the CFD method (OpenFOAM code) in 0°≤α≤30° angles of attack. In this study, the application of CFD simulation which can help us to precisely study the structure of vortical flow field. The results show that counter-rotating vortex generators placed along the submarine do indeed significantly reduce strength of the vortex, line separation, size of cross-flow vortices and drag force. The amount of the drag reduction for the counter-rotating vortex generator is approximately 14% in α=30° and approximately 21% in β=30°.
  • Iraj Jalili, Abbas Zarenezhad Ashkezari* Pages 31-38
    The energy management of ships to improve the efficiency of ships and reduce greenhouse gas emissions is among the most important issues that have been considered as a milestone in designing and constructing of vessels in recent years. The study of energy trends and attention to technological changes and the importance of more stringent environmental standards in recent years have led to a major challenge in relation to air pollution, energy management, and exposure to end-of-life sources of fossil fuels. In recent years, focus on current fuels and technologies in vehicles has led to a major challenge regarding air pollution, greenhouse gas emissions, energy security, and also exposure to exhausting sources of fossil fuels. Now days, Hybrid propulsion systems are one of the solutions that are being followed in many countries to solve this problem. In this paper, after introducing the hybrid system; conceptual design and determination of a suitable hybrid system for vessels have been investigated. Then the calculations and relations dominating the hybrid parallel system of vessel are presented. The modeling is also done using the ADVISOR software run in the Simulink platform of the MATLAB for both conventional and hybrid systems. The results show that parallel hybrid vessel has improved by 7% in total efficiency and 7.1% for consumption. In addition, HC and CO emissions have been decreased by 0.44% and 0.39%, respectively.
    Keywords: Diesel Engine, Hybrid Vessel, Simulation
  • Mehdi Behzad*, Abuzar Abazari Pages 39-50
    Instability and vibration of offshore platforms in harsh environmental force can be reduced by installing heave plates underneath of platform columns. Effect of parameters such as excitation Frequency and boundaries are investigated experimentally in this research. On the other hand, regarding to the published papers, both the added mass and damping gradually increase versus vibration amplitude for a rigid heave plate. It is predicted that using a combination of a rigid disk in center and an elastic plate around it can increase the damping.  It is generally observed from forced harmonic vibrations that frequency can decrease and increase hydrodynamic coefficients respectively near free surface and floor wall. Furthermore, frequency has considerable effect on the hydrodynamic coefficients of a rigid heave plate with large elastic part around it. This definitely depends on the excited mode shapes of the elastic edge.
    Keywords: Heave plate, Hydrodynamic coefficients, Boundary proximity, Frequency, Elastic-composite disk
  • Mohammad Ali Nosratzadeh, Mir Mohammad Ettefagh*, Pooya Hajinezhad Dehkharghani Pages 51-63
    As the cost of maintaining and repairing floating wind turbines is high compared with conventional turbines, one way to reduce these costs is to investigate the defects in these structures before any practical work. The importance of the stability and structural safety of wind turbines becomes more important with water depth growth and one of the most important factors for the stability of floating wind turbines is the system of mooring cables. In this paper, the effects of broken mooring cables on the dynamic response of a TLP type wind turbine is investigated. For this purpose, the floating wind turbine is modeled accurately with non-linear equations so that this modeling is responsive to large rotation angles that may be caused due to the cutting-off of the mooring cables. After concluding turbine modeling and applying forces, by cutting various mooring cables, the dynamic response changes of the structure are investigated. Studying the results shows that unlike other platforms, breaking of the mooring lines in a TLP-type turbine does not cause extreme oscillations and drifts in the structure.
    Keywords: Floating wind turbine, Mooring Cables, Broken mooring cables, Dynamic Modeling, Multi-body Dynamics
  • Masih Honarmand, Amir Honaryar, Mahmoud Ghiasi* Pages 65-75
    The wave pattern generated by motion of autonomous underwater vehicle (AUV) near the water free surface is one of the significant factors in order to identify the AUV. In this research, firstly simulating the flow with constant velocity around the Wigley hull body by using Flow 3D computational fluid dynamics software has been carried out. In this stage, the numerical simulation results were compared with experimental datasets. The validity of Flow 3D software in estimating of wave pattern generated by the rigid obstacle which sets in the flow path was investigated. Then, the wave pattern due to the motion of Suboff 5470 AUV at different depths, moreover, the lift and drag forces applied on the AUV body were investigated. The results reveal that in constant depth of AUV motion, when the speed of AUV is increasing from 1.3 to 6.5 m/s, the drag and lift forces are increasing up to 57.17 and 48.97 percent respectively. Also the wave pattern generated by motion of autonomous underwater vehicle (AUV) near the water free surface is kelvin wave pattern with divergent and transverse waves system.
    Keywords: Wave Pattern, Autonomous Underwater Vehicle, Flow 3D, Suboff 5470, Wigley Hull
  • Amir Arsalan Karami Matin, Mehdi Shafieefar*, Hassan Akbari Pages 77-90
    Berm breakwater is a type of reshaping rubble mound breakwaters that its seaside profile can be reshaped under severe wave attack. The final berm recession is an important criterion to check the berm width as well as the stability of these breakwaters. Berm recession due to a design wave is usually determined by means of empirical equations derived from experiments. Initial sections with no recession have been assumed in most of these experiments. However, in a real condition, a berm breakwater may experience many of waves before experiencing a design wave condition. The wave history and possible recessions before a stormy condition may affect the final reshaped profile. This subject is therefore investigated in the present study by means of performing 2D tests in the hydraulics laboratory at Tarbiat Modares University. In addition, the effects of wave parameters on the hydrodynamic response of berm breakwaters are evaluated performing 30 tests in the wave flume. In all experiments, irregular waves have been generated based on JONSWAP spectrum wave with γ factor of 3.3 and the median stone diameter and gradation are selected as 2 cm & 1.6 respectively. Based on the measurements, the berm recession (in both statically and dynamically stable berm breakwaters) increases by increasing the wave height and wave period. In addition, once the design wave height rises and exceeds a threshold level, the impact of previous waves on the final reshaped profile will be decreased.
    Keywords: Reshaping Berm Breakwater, Deformed profile, Irregular Waves, Experimental Modeling, Berm Recession
  • Vahid Cheshmsiahi, Akbar Rashidi Ebrahim Hesari* Pages 91-99
    In order to numerically simulate transmission of oil spilled in Caspian Sea from Turkmenistan oil fields, wind induced currents in the sea were simulated using an unstructured grid Finite Volume Community Ocean Model (FVCOM) in the summer and spring of 2012. The results of the model in the fall season were then compared to the measured data for surface currents in three stations of Astara, Roudsar, and Amirabad. Comparison of the measured data and the current model output revealed that implementing turbulence closure module produces more accurate results than when the module was excluded. Later on, in order to determine the destination for the oil spilled from Turkmenistan oil fields, the output of flow model was imported into the GNOME computer application along with 6-hourly wind time series. Turkmenistan’s oil wells on the eastern shores of the southern fields of the Caspian Sea in front of the Cheleken Peninsula were considered as the location of oil pouring. The type of pouring was momentary and the volume of oil pouring in each well was 100 barrels. Simulation of trajectory of spilled oil was conducted based on different pouring time and the location of the oil spill hitting the shore were acquired. Comparing the results from simulation and location of collecting oil spills in August 2012 demonstrates acceptable accuracy; thus, it could be said that, it is quite feasible that oil spills from Turkmenistan oil fields could reach the shores of Iran in the summer.
    Keywords: Oil spills, Turkmenistan’s oil fields, Numerical simulation, FVCOM, GNOME
  • Morteza Jafari, Mohammadali Nezamdust* Pages 101-107
    renewable resources deployment and their dependence on the weather conditions makes them non-dispatchable. Therefore, they need appropriate storage devices in the energy systems. Vessels' energy system has different energy carriers like electricity, heat, cooling, etc. and they are usually operated individually. Hence, this paper presents an integrated model based on energy hub concept for optimal design and operation of a vessel energy system containing electrical, heat and cooling loads that will be satisfied by wind and solar renewable energies, fuel cell, electrolyzer, hydrogen storage tank and battery packs. The proposed method has been validated through GAMS software.
    Keywords: vessel, energy hub, renewables energy, design, operation, Optimization
  • Amir Taherkhani, Hassan Akbari* Pages 109-116
    An important point in design of coastal structures is their structural response to design waves. In this study, wave interaction with a caisson breakwater is studied numerically by means of a modified SPH method. An efficient method is introduced to take into account the static and dynamic sliding forces at the interface boundary beneath the caisson. After a validation test, a time history analysis is done to investigate the structural response of a caisson breakwater against waves. The results are compared with experimental data as well as with similar numerical outcomes.  There are good compatibilities between the experiments and the predicted values regarding both caisson movements and applied wave forces. In addition, three different solid boundary conditions are applied and it is concluded that utilizing a dynamic boundary condition is computationally efficient and numerically appropriate for modeling the problems involve with solid-fluid interactions.
    Keywords: Caisson breakwater, Modified boundary condition, Smoothed Particle Hydrodynamic, Dynamic boundary condition