فهرست مطالب

مهندسی دریا - پیاپی 30 (پاییز و زمستان 1398)
  • پیاپی 30 (پاییز و زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید مرتضی مرعشیان، مهدی عجمی*، تقی علی اکبری صفحات 1-12

    سیستم مهاربند تک نقطه ای یا به اختصار SPM همانطور که از نام آن مشخص است، با وجود ابعاد کوچک، امکان مهاربندی شناور های بزرگ را فراهم می کند. این در صورتی است که شناور امکان چرخش 360 درجه ای به دور SPM را دارد. همچنین SPM به عنوان تاسیسات فراساحلی جهت بارگیری یا تخلیه نفت در دریا استفاده می شود. به طور کلی تامین ایمنی شناور مهار شده به SPM و امکان اتصال و انتقال نفت به آن حائز اهمیت است. در این مطالعه با امکان سنجی روش پردازش تصویر سه بعدی به ارزیابی حرکت انتقالی SPM پرداخته می شود. این حرکت انتقالی شامل Surge، Sway وHeave  می باشد. به منظور اطمینان از نتایج بررسی حرکت انتقالی SPM ، صحت سنجی انجام شده است. در ادامه با ساخت SPM در شرایط موج منظم، حرکت انتقالی آن بدست آمده است. نتایج نشان دهنده کارایی پردازش تصویر، در ارزیابی حرکت انتقالی SPM است.

    کلیدواژگان: پردازش تصویر، موشن کپچر، SPM، حرکت انتقالی، تست آزمایشگاهی
  • ابوذر ابراهیمی، محمد سعید سیف*، علی نوری بروجردی صفحات 13-22

    نویز ایجاد شده توسط کشتی ها یکی از مهمترین صداهای درون دریاها است و نویز پروانه یکی از اجزای اصلی و مهم نویز تولیدی کشتی است. اندازه گیری نویز پروانه ها در آزمایشگاه علیرغم دقت بالا و قابلیت اطمینان خوب، هزینه زیادی دارد، دارای پیچیدگی هایی است و بسیار وقت گیر است. به همین دلیل محاسبه و تخمین نویز پروانه با استفاده از روش های حل عددی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، نویز ایجاد شده توسط پروانه در شرایط غیرکاویتاسیونی با حل معادلات فاکس ویلیامز و هاوکینگز (FW-H) محاسبه می شود. یک نرم افزار برای محاسبه عددی نویز پروانه با استفاده از معادلات FW-H توسعه داده شده است و نتایج آن با استفاده از چند مطالعه موردی صحت سنجی شده است. در انتها نتایج این نرم افزار برای پروانه DTMB 4119 با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. این مطالعه نشان می دهد که نتایج حاصل از نرم افزار با نتایج تجربی مطابقت خوبی دارد.

    کلیدواژگان: نویز، پروانه های دریایی، DTMB 4119، انتشار نویز، معادلات FW-H
  • کیومرث محمودی، حسن قاسمی*، ابوالحسن رزمی نیا صفحات 23-40

    به دلیل ماهیت پیچیده تصادفی و غیر خطی امواج، پیش بینی وقوع امواج سهمگین دشوار است. پیش بینی وقوع امواج سهمگین می تواند تا حد زیادی از بروز خسارات جانی و مالی بکاهد.  هدف از این تحقیق ارائه یک روش ترکیبی برای پیش بینی وقوع امواج سهمگین از روی متغیرهای هواشناسی با استفاده از روش های داده کاوی ضریب داده پرت محلی و شبکه عصبی مصنوعی دسته بندی کننده است. برای بررسی کارایی مدل ارائه شده از داده های تاریخی متغیرهای هواشناسی برداشت شده طی سه سال از ایستگاه های شماره 41041 و 41004 دو طوفان مشهور Dean (2007) و Irene (2011) استفاده شده است. ابتدا با استفاده از روش ضریب داده پرت محلی امواج سهمگین شناسایی شده، سپس از خروجی های این روش برای آموزش شبکه عصبی استفاده شده است. از 80 درصد داده های جمع آوری شده برای مرحله آموزش و از مابقی برای مرحله آزمون مدل بکار رفته است. کارایی روش ارائه شده با استفاده از معیارهای متداول بررسی عملکرد روی داده های آموزشی و آزمون بررسی شد؛ نتایج بیانگر عملکرد مناسب روش پیشنهادی در پیش بینی وقوع امواج سهمگین از روی متغیرهای هواشناسی است به طوری که برای هر دو مجموعه داده مورد بررسی دقت میانگین به 99% رسید.

    کلیدواژگان: پیش بینی امواج سهمگین، داده های هواشناسی، شبکه عصبی مصنوعی دسته بندی کننده، روش ضریب داده پرت محلی
  • مجید جمال امیدی، سید مهدی نبوی*، امیرحسین پارسانیا صفحات 41-51

    در این مقاله اثر وصله کامپوزیتی در ترمیم لوله ی استوانه ای حاوی ترک راه به در محیطی تحت فشار داخلی بررسی شده است. برای این منظور با استفاده از روش اجزاء محدود سه بعدی و انتگرال J، ضرایب شدت تنش قبل و بعد از ترمیم تعیین شده است. جهت اطمینان از صحت مدل سازی، استوانه ی حاوی ترک محیطی راه به در، تحت کشش یکنواخت شبیه سازی و نتایج حاصل با حل تئوری مقایسه شده است. سپس به ترمیم استوانه ترک دار تحت فشار داخلی با استفاده از چهار وصله کامپوزیتی بور/اپوکسی، کربن/اپوکسی، کولار/اپوکسی و شیشه/اپوکسی به صورت موضعی پرداخته شده است. نتایج تحقیق، تاثیر قابل توجه وصله های کامپوزیتی را در کاهش ضریب شدت تنش استوانه ی ترک دار نشان داده است. مشاهده شد استفاده از وصله های کامپوزیتی با سفتی بالاتر اثر کاهنده بیشتری بر ضریب شدت تنش دارد. همچنین تاثیر چیدمان وصله کامپوزیتی، خواص و ضخامت چسب بر ضرایب شدت تنش روی جبهه ی ترک ارزیابی شده است.

    کلیدواژگان: لوله ی استوانه ای، ترک راه به در محیطی، ضریب شدت تنش، وصله کامپوزیتی موضعی، روش اجزا محدود سه بعدی
  • مجید احسانی، محمدنوید مقیم*، مهدی شفیعی فر صفحات 53-67

    یکی از مهمترین مسائلی که در طراحی موج شکن ها مورد توجه است، ارزیابی پایداری سازه در برابر امواج برخوردی است. از این رو در مقاله حاضر، تاثیر پارامترهای مختلف بر پایداری هیدرولیکی موج شکن سکویی چندلایه مطالعه شده است. برای رسیدن به این هدف، مدل آزمایشگاهی دوبعدی موج شکن سکویی چندلایه در کانال موج دانشگاه تربیت مدرس ساخته شد و تحت اثر امواج نامنظم با طیف انرژی جوانسواپ، مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه شناخت تاثیر پارامترهای مختلف مرتبط با سکو مانند تراز سکو از سطح ایستابی و عمق آب پای سازه بر سطح آسیب موج شکن سکویی چندلایه مدنظر قرار گرفت. پارامتر ارتفاع سنگ کلاس I، به عنوان یک پارامتر جدید شناخته شده و نحوه اثرگذاری این پارامتر بر پایداری موج شکن سکویی چندلایه بررسی شد. نتایج این بررسی نشان می دهد که با افزایش ارتفاع سنگ کلاس I، اتلاف انرژی موج برخوردی بیشتر شده و منجر به کاهش سطح آسیب سازه می شود. همچنین با افزایش عمق آب پای سازه به میزان 23 درصد، نیروی وارد بر موج شکن افزایش یافته که منتج به افزایش 250 درصدی خرابی سازه شده است. علاوه بر این، نتایج نشان می دهند که با افزایش 40 درصدی تراز سکو از سطح ایستابی، سطح فرسایش آرمور به میزان 67 درصد بیشتر خواهد شد.

    کلیدواژگان: موج شکن سکویی چندلایه، ارزیابی پایداری، مدل سازی آزمایشگاهی، ارتفاع کلاس I
  • مهدی یوسفی فرد*، اشکان معبودی صفحات 69-79

    در این پژوهش تمرکز اصلی بر روی پایش ناپایداری های دینامیکی بوجود آمده در یک شناور دوبدنه ی نیمه پروازی و کاهش دامنه ی این حرکات با استفاده از گوه ی پاشنه می باشد. این کار با استفاده از تحلیل مدل در اعداد فرود متفاوت در دو حالت بدنه ی اولیه و بدنه ی مجهز به گوه انجام گرفته است. حل عددی نیز با استفاده از حل معادلات متوسط گیری شده ی ناویر-استوکس و کد متن باز اوپن فوم ارائه شده است. علاوه بر صحت سنجی روش حل عددی بر مبنای داده های تجربی می توان مشاهده نمود که نصب گوه در پاشنه ی شناور اثر بسیار مثبتی در کاهش دامنه ی ناپایداری حرکات شناور در آب آرام داشته است. تاثیر این کاهش ناپایداری را می توان در نمودار مقاومت-سرعت شناور نیز مشاهده نمود. مهمترین دست آورد این تحقیق ایجاد یک تانک عددی معتبر برای شبیه سازی حرکات دینامیکی شناور و ثبت دقیق جزئیات جریان سیال در اطراف بدنه های پروازی و نیمه پروازی می باشد. حاصل نصب گوه و تحلیل عددی و تجربی، ثبت کاهش 12 درصدی در مقاومت شناور در سرعت طراحی آن می باشد.

    کلیدواژگان: شناور دوبدنه، بدنه ی نیمه پروازی، گوه ی پاشنه، ناپایداری دینامیکی
|
  • Seyed Morteza Marashian, Mehdi Adjami*, Taghi Aliakbari Pages 1-12

    Single point mooring terminals are, as the name implies, facilities of small horizontal dimensions, to which large vessels are moored by means of a bow hawser or by any other means which allows the vessel to rotate 360 around the mooring point. Generally, the single point mooring terminal can have two functions. Primarily, it affords a safe mooring to the vessels. Secondly, it can form a link in the chain for the transport of oil. In this study, with the feasibility of 3D image processing, the SPM translational motion is evaluated. This translational motion includes Surge, Sway, and Heave. In order to ensure the results of the analysis of SPM translational motion, verification is carried out. In the following, by constructing SPM and situating it in reaction condition with regular wave, translational motion is obtained. Finally, the results indicate that image processing is acceptable in translational motion assessment of SPM.

    Keywords: Image Processing, Motion Capture, SPM, Translational Motion, Experimental Test
  • Abouzar Ebrahimi, Mohammad Saeed Seif*, Ali Nouri, Borujerdi Pages 13-22

    The noise emitted by ships is one of the most important noises in ocean and the propeller noise is one of the major components of the ship noise. Measuring the propeller noise in laboratory despite the high accuracy and good reliability, costs a lot, has some complexities and is very time consuming. For this reason, the calculation of propeller noise using numerical methods has been considered in recent years. In this study, the noise of propeller in non-cavitating conditions is calculated by solving the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equations. A software for numerical calculation of propeller noise, based on FW-H equations, is developed and results are validated by experimental results. This study show that the results of the FW-H noise code have also good agreement with experimental data.

    Keywords: Noise, Marine Propellers, DTMB 4119, Noise Emission, FW-H Equations
  • Kumars Mahmoodi, Hassan Ghassemi*, Abolhassan Razminia Pages 23-40

    Extreme wave height prediction is very challenging due to its very high non-stationarity and non-linearity nature. The main aim of the present study is to propose a new hybrid method based on Local Outlier Factor and Artificial Neural Networks classifier, called LOF-ANN, to accurate prediction of extreme wave height occurrence using historical meteorological data. In this study to create models two major hurricanes Dean 2007 and Irene 2011at two locations (NDBC wave buoys stations: http://www.ndbc.noaa.gov) namely; 41004, 41041 in the Gulf of Mexico, is used. TO detect extreme waves, LOF method is used. The outputs of this method are considered as ANN targets. Extreme and normal waves are considered as Class 0 and class 1, respectively. The inputs of ANN models are historical metrological data, including: Wind direction (WDIR), Wind speed (WSPD), Sea level pressure (PRES), Air temperature (ATMP), and Sea surface temperature (WTMP). To create and evaluation of models, the input data sets are randomly divided into training (80%) and test set (20%). The performance of created models is evaluated using three popular criteria Root Mean Square Error (RMSE) and Receiver Operating Characteristic (ROC) and accuracy parameter. The experiment results show that the proposed method is able to predict the occurrence of extreme wave heights with height accuracy (up to 99%).

    Keywords: Extreme Wave Height Prediction, Meteorological Data, ANN Classifier, Local Outlier Factor
  • Majid Jamal, Omidi, Seyed Mehdi Nabavi*, Amir Hossienn Parsania Parsania Pages 41-51

    In this paper, the effect of composite patch on cylindrical pipe with circumferential through-wall crack has been investigated under internal pressure. For this purpose, using three-dimensional finite element and J-integral, stress intensity factors is determined before and after the repair. In order to ensure the accuracy of modeling, a pipe with circumferential through-wall crack under uniform tension load is simulated and the results are compared with theoretical data. Then, the cracking cylinder is repaired using four composite patches of Boron/Epoxy, Carbon/Epoxy, Kevlar/Epoxy and Glass/Epoxy in a local manner. The results of study are shown the significant effect of composite patches on reducing the stress intensity factor of cracked cylinder. It is observed that the use of composite patches with higher stiffness has a more decreasing effect on stress intensity factor. Also, the effect of composite patch, properties and thickness of adhesive on stress intensity factors along crack front is evaluated.

    Keywords: Cylindrical Pipe, Circumferential Through-Wall Crack, Stress Intensity Factor, Local Composite Patch, Three-Dimensional Finite Element Method
  • Majid Ehsani, Mohammad Navid Moghim*, Mehdi Shafiee Far Pages 53-67

    Assessing the stability of the breakwaters against incident waves is the most important issue in structure designing. Due to this fact, the effects of different parameters on the stability of multi-layer berm breakwater (MLBBs) have been presented in this study. A 2D experimental model of an MLBB with a JONSWAP spectrum of irregular waves is conducted. The effects of berm parameters such as berm elevation from SWL and water depth at the toe of the structure have been evaluated on MLBBs damage. The new parameter of stone class I height is assessed to find its effect on MLBBs stability. Outcomes disclose that an increase in stone class I height would increase the wave energy dissipation and consequently decrease the structure’s damaged eroded area. Moreover, with a 23% increase in water depth, the forces on the structure would increase and as a result, the structural damage is enhanced to 250%. The results indicate as, with a 40% increase in berm elevation from SWL, the eroded area is enlarged to 67%.

    Keywords: Multi-Layer berm breakwater, Stability assessment, Experimental modeling, Height of stone class I
  • Mahdi Yousefifard*, Ashkan Maboodi Pages 69-79

    In this research, the main focus is on monitoring the dynamic instability created in a semi-planing catamarn and reducing the amplitude of these movements using a stern wedge. This is done using the model analysis in different Froude numbers in both the original and modified body conditions. Numerical analysis is also provided by solving the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations and OpenFOAM open-source code. In addition to verifying the numerical solution method based on experimental data, it can be seen that the installation of a stern wedge of the ship has a very positive effect on reducing the range of dynamic motions in calm water. The effect of this motion decrease can also be seen in the resistance-speed chart. The most important achievement of this research is the creation of a numerical tank for simulating dynamic motions and accurate recording of details of fluid flow around the planing and semi- planing hulls. The result of the stern wedge installation and numerical and experimental analysis is a 12 percent reduction in ship resistance at design speed.

    Keywords: Catamaran, Semi-planing hull, Stern wedge, Hydrodynamics instability