فهرست مطالب

مهندسی دریا - پیاپی 31 (بهار و تابستان 1399)
  • پیاپی 31 (بهار و تابستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/05/12
  • تعداد عناوین: 12
|
  • شهاب نیر، خسرو حسینی*، مهران خیرخواهان صفحات 1-11

    در مساله اندرکنش جسم صلب و سیال از روش ها و تکنیک های مختلفی برای شبیه سازی برخورد جسم متحرک به سیال ها استفاده شده است. برخورد گوه با توجه به خصوصیات سیال دیلاتانت و تاثیر تغییر این خصوصیات بر شرایط حرکت گوه در تحقیق حاضر با استفاده از مدل عددی Flow-3D مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج تحلیل حاضر با نتایج مشاهداتی نشان داد که این مدل با خطای متوسط 5/0 درصد و 999/0=R2 ، توانایی مناسبی در شبیه سازی این نوع سیال دارد. بررسی اثر تغییرات خصوصیات سیال بر حرکت گوه و توزیع سرعت و فشار در سیال نیز نشان داد که تغییر چگالی بیشترین تاثیر را در تغییر سرعت گوه دارد. به نحوی که با افزایش 8/2 برابری آن سرعت نفوذ گوه در حدود 16 درصد کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که با کاهش فاصله برخورد بین دو گوه، سرعت نفوذ گوه ها به داخل سیال تا 8 درصد کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: ضریب ویسکوزیته سیال، توان نرخ کرنش، چگالی سیال، پدیده Shear Thickening، مساله Ditching
  • سید حمید سهرابی، محمدجواد کتابداری* صفحات 13-27

    کاهش اکو از شناورهای زیرسطحی یکی از مهمترین دغدغه های مسیله اختفاء زیرسطحی است. اخیرا استفاده از پراکنده سازها به صورت توزیع در شبکه های تناوبی دوگانه، به دلیل عملکرد نسبتا مطلوب و قابلیت ایجاد تنظیم در بازه فرکانسی موثر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق مدلی از یک پوشش کاهنده اکوی صوتی با حفره های پراکنده ساز درونی در نظر گرفته شده است. همچنین کلیه پارامترهای موثر در عملکرد صوتی لایه از قبیل اندازه حفره ها، ثابت شبکه و محل قرارگیری حفره ها در پوشش، برای دو نوع هندسه حفره پراکنده ساز کروی و استوانه ای، تحلیل و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داد که هرچه اندازه حفره بزرگتر باشد، لایه اثر کاهش اکوی بیشتری از خود نشان خواهد داد. در رابطه با ثابت شبکه، در نظر گرفتن ثابت شبکه کوچکتر اثر منفی روی کاهش اکو داشته ولی اتلاف انتقال را افزایش خواهد داد. همچنین مکان قرارگیری حفره ها، اگر نزدیک به صفحه ورود موج باشد، اثر کاهش اکوی بهتری از خود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: موج صوتی، پراکنده ساز، اتلاف انتقال، ضریب انعکاس، پوشش کاهنده اکو
  • عارفه امامی، احمدرضا مصطفی قره باغی* صفحات 29-40

    برای طراحی بهینه ابعاد بدنه یک سکوی نیمه مغروق، روشی نیاز است که جواب های بهینه را با اهداف مشخصی در زمان محاسباتی کوتاه بدست آورد. این مطالعه به معرفی الگوریتم جستجوی شبکه ای به صورت تابع سه هدفه با اهداف حداقل کردن وزن، کاهش حرکات هیو و پیچ بدنه سکوی نیمه مغروق می پردازد. برای این منظور، ابتدا معادلات وزن بدنه، حرکات هیو و پیچ این سکو به صورت توابع پارامتری گسسته شدند. متغیرها و قیود طراحی برای سکوی نیمه مغروق در نظر گرفته شد. سپس الگوریتم فوق به صورت تک هدفه با هدف کاهش وزن بدنه نیمه مغروق نوشته شد و کارایی آن با مقایسه نتایج مطالعات پیشین بررسی شد. در ادامه، الگوریتم جستجوی شبکه ای به صورت توابع سه هدفه توسعه داده شد و جواب های قابل قبولی را در کوتاه ترین زمان محاسباتی نشان داد. این مطالعه نشان می دهد که الگوریتم جستجوی شبکه ای یک راهکار مناسب برای بهینه سازی چند هدفه بوده و می تواند به طراحی اقتصادی تر و کارآمد تر سکوهای شناور کمک کند.

    کلیدواژگان: سکوی نیمه مغروق، بهینه سازی، جستجوی شبکه ای، توابع چند هدفه، پاسخ حرکات
  • امیرحسین امیری*، محسن شاکری، عباس رامیار، مصطفی جعفرزاده خطیبیانی صفحات 41-52

    امروزه در بحث طراحی و ساخت کشتی، استفاده بهینه از انرژی، افزایش سرعت، کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از آلودگی محیط زیست، از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین ارزیابی عملکرد کشتی در شرایط دریای مواج، به دلیل افزایش مقاومت کشتی، افزایش مصرف سوخت و به دنبال آن افزایش آلودگی های زیست محیطی، حایز اهمیت است. در پژوهش حاضر، به حل عددی مدل کشتی کانتینربر ایران بوشهر در آب آرام جهت شبیه سازی جریان سطح آزاد اطراف بدنه و برآورد نیروی مقاومت کل و سپس پیش بینی حرکات کشتی با دو درجه آزادی هیو و پیچ تحت امواج منظم با زاویه ی برخورد 180 درجه پرداخته شده است. در انتها نتایج حاصل از شبیه سازی کشتی در شرایط مختلف ارایه و مقایسه گردیده است. جهت اعتبارسنجی روش حل، از مدل کشتی KCS استفاده شد. شبیه سازی عددی جهت حل جریان ناپایدار سه بعدی تراکم ناپذیر، بر پایه ی RANS ناپایدار در STAR-CCM+ انجام شده است.

    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، دریای آرام، امواج منظم، مقاومت افزوده، دریامانی
  • سید علی سیدعلیپور، سید مصطفی سیادت موسوی*، سید مسعود محموداف صفحات 53-64

    در این مطالعه الگوی شکست پیش فرض موجود در مدل عددی SWAN  و الگوی شکست ارایه شده توسط Thornton و Guza در سال 1983 بررسی شده و نشان داده شد که با اصلاح ضرایب موجود در این الگو می توان بهبود زیادی در شبیه سازی امواج در آب کم عمق حاصل نمود. برای انجام این بررسی، امواجی در آزمایشگاه و در 3 عمق، 3 پریود و 3 ارتفاع تولید گردید و با شبیه سازی آن ها در مدل عددی SWAN به مقایسه ارتفاعات موج تولید شده در آزمایشگاه و مدل پرداخته شد. برای انجام این مقایسه دو پارامتر اصلی موجود در الگوی شکست Thornton و Guza در حالات مختلف کالیبره شدند و نشان داده شد که هریک از این حالات چه میزان بهبود را در شبیه سازی امواج تولیدی در آزمایشگاه توسط مدل عددی SWAN حاصل می کند. در نهایت برای اصلاح این دو پارامتر، روابطی پیشنهاد گردید که با اعمال آن ها در مدل عددی SWAN عملکرد این مدل در محاسبه استهلاک ناشی از شکست بهبود قابل توجهی می یابد.

    کلیدواژگان: سوان، استهلاک، آب کم عمق، شکست امواج، ضریب شکست
  • ابوذر اباذری*، مهدی بهزاد صفحات 65-81

    کاربرد سکوهای شناور در آبهای عمیق اقیانوس ها برای برداشت سوخت های فسیلی و استحصال انرژی های نو روز به روز در حال گسترش است. در چنین مکان هایی نیروهای اعمالی محیطی باد و موج دریا  به سکوها باعث ناپایداری و ارتعاشات آنها در جهت های مختلف می شود. یکی از بهینه ترین راه ها برای کاهش ارتعاشات، نصب یک ورق با نسبت ضخامت به قطر کم در پاشنه ستون های سکو است. بواسطه وجود ورق هیو، جرم افزوده و میرایی در معادلات دینامیکی حرکت سازه القا می شود. لذا تعیین ضرایب هیدرودینامیک ورق ها در محاسبه دقیق پاسخ سازه اهمیت دارد. این مطالعه یک مرور جامع روی تحقیقات انجام شده و روش های تعیین این ضرایب و عوامل تاثیرگذار بر ویژگی های هیدرودینامیکی ورق ها در یک دسته بندی منظم را انجام می دهد. در ادامه خلاهای تحقیقاتی در این زمینه اشاره می شود و پیشنهادات مناسب برای تحقیقات آتی بیان می شود.

    کلیدواژگان: ورق هیو، فرکانس و دامنه، انتقالی و زاویه ای، جرم افزوده و میرایی، آزمایشگاهی و عددی
  • نصرت الله سرلک، شهروز یوسف زاده*، امیرحسین نصرالله براتی صفحات 83-94

    امروزه ترمیم یا تعمیر سازه ها و صفحات کامپوزیتی ترکدار براساس استاندارهای تعمیر رو به گسترش است. این اتصال باعث کاهش میزان تنش در اطراف آسیب و موجب کاهش و یا توقف رشد ترک شده و در نهایت با هزینه ای ناچیز باعث افزایش استحکام یا عمر قطعه می شود. در این تحقیق، به بررسی فرایند تعمیر سازه ی شناورهای کامپوزیتی بصورت تجربی طبق استانداردهای تعمیر پرداخته شده است. در ابتدا، نمونه های کامپوزیتی شبیه به بدنه کامپوزیتی یک شناور دریایی ساخته شدند و پس از ایجاد آسیب روی آن، توسط وصله های چندلایه مورد تعمیر قرار گرفتند. سپس آزمایش کشش بر روی نمونه ها انجام گرفت و تاثیر پارامترهای مهم بر روی استحکام کششی در تعمیر و اتصال نمونه های کامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از: شیب اتصال، نوع رزین، نوع الیاف، چگونگی لایه چینی و درصد ترکیب رزین و خشک کننده. در نهایت، نتایج آزمایش ها نشان دادند که شیب اتصال و نحوه لایه چینی تعمیر از مهمترین پارامترهای موثر در استحکام اتصال می باشند.

    کلیدواژگان: سازه کامپوزیتی، وصله، شناور دریایی، استحکام کششی
  • محمدرضا نگهداری*، حسین دلایلی، محمدحسن مقدس، حسن قاسمی، تقی علی اکبری صفحات 95-107

    امواج دریاها یکی از منابع مهم انرژی می باشد که با تبدیل آن به انرژی مورد نیاز می توان جهت مصارف مختلف استفاده نمود. در این تحقیق به شبیه سازی و تست آزمایشگاهی یک مبدل جاذب نقطه ای (FPA) در امواج پرداخته شده است. این مبدل از نوع دو درجه آزادی متشکل از دو جسم شناور و مغروق می باشد و از حرکات هیو تولید انرژی می نماید. مدل سازی هیدرودینامیکی سیستم توسط بسته نرم افزاری انسیس آکوا انجام گرفته و پارامترها و ضرایب هیدرودینامیکی سیستم استخراج شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در صورت وقوع تشدید در سیستم می توان به حداکثر جابجایی و توان خروجی دست یافت. برای این منظور ضرایب میرایی و سختی بهینه سیستم PTO برای دستیابی به حداکثر توان سیستم تعیین شده است. همچنین به منظور بررسی دقیق تر عملکرد سیستم و نیز اعتبار سنجی نتایج عددی به ساخت و تست مدل آزمایشگاهی پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: مبدل انرژی امواج دریا، مبدل جاذب نقطه ای، حرکت هیو، سیستم PTO، نمودار RAO
  • صادق فاضل، ناصر پریز* صفحات 109-121

    معمولا تضمین ایمنی و امنیت برای شناورها از هر مسیله دیگری مانند سرعت، مصرف انرژی و هزینه مهم تر است. در این مقاله نقشه ای جدید با عنوان "نقشه ریسک-پایه صحنه عملیات" پیشنهاد شده است که می تواند برای نمایش برآیند ریسک همه تهدیدات در هر نقطه از میدان عملیات مورد استفاده قرار گیرد. این نقشه می تواند جهت تضمین ایمنی و تعیین مسیر ایمن بهینه شناورهای سطحی و هر سیستم دیگری که در یک فضای عملیاتی دوبعدی کار می کند به کار رود.
    همچنین در این مقاله روش و معیاری جدید برای ارزیابی برآیند ریسک چند تهدید معرفی شده است. روش پیشنهادی برپایه ترکیب همه تهدیدات با یکدیگر و جایگزینی آنها با یک رویداد که "تهدید معادل" نامیده می شود، و سپس ارزیابی ریسک تهدید معادل به جای ریسک همه تهدیدات استوار است. مزیت معیار پیشنهادی ارزیابی همزمان برآیند ریسک چند تهدید بر معیارهای معرفی شده قبلی در این است که از آن می توان برای تضمین ایمنی و امنیت حرکت شناورها بهره برد. در انتها تمامی ایده های مطرح شده درمورد یک کشتی که همزمان در معرض چند تهدید قرار دارد پیاده سازی  شده اند.

    کلیدواژگان: مسیریابی، ایمنی، ریسک، هدایت و کنترل، بهینه
  • مجید عسکری سیار*، ابوالفتح عسکریان خوب، کریم اکبری وکیل آبادی، حسن قاسمی صفحات 123-130

    این مقاله به بررسی حرکات هیو و پیچ یک شناور با فرم سینه معکوس می پردازد. نتایج تجربی از طریق آزمایش دریامانی با دو مدل از سری مدل های رفرنس NA8-14 BSRA بدست آمده است که یک شناور صیادی تحت استاندارد مرکز تحقیقات کشتی بریتانیا است. فرم سینه مدل ها بصورت سینه معکوس با دو زاویه معکوس 45 و 60 درجه باز طراحی شده است. آزمایش های متفاوت در سرعت های 6/0، 9/0 و 2/1 متر بر ثانیه بر روی مدل انجام شده است. امواج تولید شده در حوضچه برای انجام آزمایش ها، امواج منظم با طول موج های بین 6/0 تا 6/1 طول مدل به فواصل 2/0 طول مدل با دامنه موج 35 میلی متر می باشد.  رایوی هیو و پیچ شناور در مقابل فرکانس های بی بعد ارایه گردیده است. نتایج نشان داد که با کاهش زاویه سینه مدل به 45 حرکات مدل بهبود پیدا می کند. نتایج همچنین نشان داد اندرکنش حرکات مدل با یکدیگر باعث ایجاد نقاط ماکزیمم و مینیمم محلی بر روی پاسخ ها می شود.

    کلیدواژگان: دریامانی، شناور با فرم سینه مورب، تست مدل، حرکات هیو و پیچ، رائو
  • سعید غفارپور جهرمی*، محمد شرف الدین صفحات 131-138

    در این تحقیق با استفاده از نتایج 100 آزمون بارگذاری دینامیکی PDA انجام یافته در پروژه های مختلف، از سه نوع شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به منظور تخمین باربری استفاده شده است. در ابتدا شبکه عصبی چند لایه پرسپترون به عنوان یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی و در ادامه از شبکه نوروفازی ترکیبی (عصبی- فازی) و در نهایت از شبکه عصبی تابع مبنای شعاعی که شبکه موفق در مسایل غیرخطی بوده استفاده شده است. مدلهای مبتنی بر شبکه های عصبی، برخلاف مدل های رفتاری مرسوم توضیحی در مورد چگونگی اثر پارامترهای ورودی بر خروجی نمی دهند. در این تحقیق آنالیز حساسیت بر روی ساختار بهینه مدل های معرفی شده در هر مرحله نیز انجام شده است. استخراج و ارایه روابط حاکم بر یک مدل شبکه عصبی به کاربر اطمینان بیشتری در تحلیل و طراحی داده و در نتیجه کاربرد آن را در کارهای مهندسی تسهیل می کند.

    کلیدواژگان: شمع، باربری شمع، آزمون PDA، شبکه عصبی مصنوعی، آنالیز حساسیت
  • بهاره اصغری، مهدی حمیدی*، بهرام نوایی نیا، عزیر عابسی صفحات 139-148

    هدف این پژوهش بررسی رفتار جت های با شناوری مثبت پساب شهری در پیکره های آبی ساکن و لایه بندی نشده، با شبیه سازی آن در آزمایشگاه به کمک سامانه اسکن سه بعدی لیزری 3D-LIF و مدل سازی عددی پدیده با نرم افزار FLOW-3D می باشد. شبیه سازی آزمایشگاهی، برای سه جت تخلیه با اعداد فرود 10، 15 و 20  انجام گرفت و با نتایج مدل عددی و نتایج عددی قبلی مقایسه گردید. مسیر حرکت جت، تغییرات غلظت، موقعیت و میزان ترقیق نقطه برخورد نیز تعیین گردید. در مدل عددی از دو مدل آشفتگی  K-Ɛ و RNG به منظور ارزیابی صحت مدل عددی در شبیه سازی استفاده شد، که نتایج مدل K-Ɛ به نتایج آزمایشگاهی نزدیک تر بوده و قادر به مدل سازی دقیق تر مسیر حرکت جت نسبت به مدل  RNG می باشد. در بررسی با اعداد فرود متفاوت، نتایج در Fr=20 برای همه حالات تجربی و عددی تقریبا یکسان و نشان دهنده افزایش دقت نتایج در مدل عددی با افزایش دبی و عدد فرود و تطابق بهتر با مدل تجربی می باشد.

    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، شناوری مثبت، 3D-LIF، FLOW-3D
|
  • Shahab Nayyer, Khosrow Hosseini*, Mehran Kheirkhahan Pages 1-11

    In the interaction of rigid body and fluid problem different methods and techniques are used for simulating the impact of a moving object in the fluids. So, wedge impact model is investigated according to the Dilatant fluid characteristics and the effect of these features on moving wedge using flow-3D software. Comparison of present analysis and observational results showed that this model with 0.5 percent mean error and with R2=0.999 has good performance in simulating this kind of fluid. Also Studying the effect of fluid characteristics changes on moving wedge and velocity and pressure distribution in fluid indicated that variety of density has maximum effect on the wedge velocity change, so that with 2.8 times increase in density, velocity of wedge decreases about 16 percent. Also, it was found that with decreasing in collision distance between two wedges, wedges penetration velocity into fluid decreases up to 8 percent.

    Keywords: Fluid viscosity coefficient, Strain rate power, Fluid density, Shear thickening phenomenon Ditching problem
  • Seyed Hamid Sohrabi, Mohammad Javad Ketabdari* Pages 13-27

    The echo reduction of an underwater vessel is one of the major concerns of its concealing problem. Recently, using scatterers in the doubly periodic distribution has attracted enormous interest. This is because of their relatively good performance and the ability to tune in the effective frequency range. In this study, a model of an acoustic echo reducing coating with internal scatterer cavities is considered. Subsequently, the major parameters that affected the acoustical performance of the layer, such as the size, the number and the location of cavities along with the thickness, for two types of spherical and cylindrical cavity geometries, were analyzed and presented. The results showed that in the layer, the larger the cavity size, the greater the echo reduction effect. Regarding the lattice constants, considering the smaller one, decays the echo reduction. However, will increase transmission loss. Also, the location of the cavity, if close to the wave entry plane, demonstrates a better echo reduction effect.

    Keywords: Sound Wave, Scatterer, Transmission Loss, Reflection Coefficient, Echo Reducing Coating
  • Aerfeh Emami, Ahmad Reza Mostafa Gharabaghi* Pages 29-40

    For optimal design of the hull dimensions of a semi-submersible platform, a method is required that calculates optimal answers in a short time according to the certain objectives. In this study, the grid search (GS) algorithm was introduced in the form of triple-objective function in order to minimize the hull weight and reduce the heave and pitch motion response. For this purpose, first the equations of the hull weight and heave and pitch motion response were discretized as the parametric equations. The design variables and constraints of the semi-submersible platform were considered. Then, this algorithm was implemented as a single-objective function with the objective of minimizing hull weight of a semi-submersible platform and its efficiency was evaluated by comparing the results with the results from previous studies. Subsequently, the GS algorithm was developed as the triple-objective function, which gives acceptable results in the shortest computational time. This study shows that the GS algorithm is an appropriate method for multi-objective optimization and can contribute to the more economical and efficient design of floating platforms.

    Keywords: Semi-submersible, Optimization, Grid Search, Multi-objective functions, Motions response
  • Amirhossein Amiri*, Mohsen Shakeri, Abas Ramiar, Mostafa Jafarzadeh Khatibani Pages 41-52

    Nowadays, the optimal use of energy, speed increase, fuel consumption reduction and environmental pollution prevention are essential in the ship design and manufacturing discussion. So it is critical to be able to estimate ship's response to waves, since the resulting added resistance and increasing fuel consumption also increasing environmental pollution. In this study, the numerical solution of the Iran-Bushehr container ship model was determined to simulate the free surface flow around the hull and estimate the total resistance and investigate ship motions in 2 degree-of-freedom (heave and pitch) in regular head waves. Finally, the results of simulation in different conditions are presented and compared. KCS container ship used for validation. CFD codes in Star-CCM+ used to calculate three dimensional, incompressible, unsteady RANS equations.

    Keywords: CFD, Calm water, Regular head waves, Added resistance, Seakeeping
  • Seyed Ali Seyed Alipur, Seyed Mostafa Siadatmousavi*, Seyed Masoud Mahmoudof Pages 53-64

    In this study, the default wave breaking term in the SWAN numerical model and the depth-induced breaking term presented by Thornton and Guza (1983) were investigated. It was shown that by modifying the coefficients in the Thornton and Guza pattern, the simulation of waves in shallow water can be improved. To evaluate the model performance, several waves were generated in 3 depths, periods and heights in the laboratory. The corresponding condition were simulated by the SWAN numerical model, and the wave heights generated in the laboratory were compared with the model results. Two main calibration parameters in the Thornton and Guza model were tuned in different scenarios, and the improvement of SWAN in simulating the waves was assessed in each scenario. Finally, some formula for calibration parameters were proposed to be implemented in the SWAN numerical model, which resulted in a significant improvement in the calculation of depth-induced breaking of random waves.

    Keywords: SWAN, Dissipation, Shallow Water, Wave Breaking, Breaker depth index
  • Abuzar Abazari*, Mehdi Behzad Pages 65-81

    In recent years, using the offshore platforms in deep water locations is increasing for extracting oil and renewable energy. In such places, the harsh environmental forces of wind and sea waves cause vibration and instability for the structure. One of the optimized solutions for the reduction of vibration is installing the heave plate at the end of the platform column. These plates induce damping and added mass in motion equations of the structure. Therefore, deriving of the hydrodynamic coefficients is a requirement for obtaining the platform response accurately. The present paper is a comprehensive study on published researches and computational methods of the hydrodynamic coefficients and their corresponding effective parameters in a classified order. In the following, the drawbacks are pointed and new suggestions for future research are expressed.

    Keywords: Heave plate, Frequency, amplitude, Translational, rotational, Added mass, damping, Experimental, numerical
  • Nosratollah Sarlak, Shahrouz Yousefzadeh*, Amirhosein Nasrollah Barati Pages 83-94

    Repair of cracked composite structural components and plates according to repair standards is increased year on year. Patched repair reduces the stress field near the crack by bridging the stresses between the cracked plate and the composite patch, leads to retardation or complete stoppage of the crack growth, provides high structural efficiency and extends the life of cracked structural components at an economical cost. This study is investigated the repair process of the cracked float composite structures through the experiments. At first, composite specimens are constructed similar to the composite body of a marine float, and after done damage on it, they were repaired by multi-layer patches. Then, the tension test was done on samples and the effect of some parameters on tensile strength was studied. These parameters are bonded angle, resin type, fiber type, lay-up techniques, the percentage of resin compound and hardener. Finally, the results of tests showed that the bonded angel and lay-up techniques are the most important parameters on tensile strength in repaired composite components.

    Keywords: Composite structures, Patch, Marine float, Tensile strength
  • Mohamadreza Negahdari*, Hossein Dalayeli, Mohammad Hassan Moghadas, Hassan Ghassemi, Taghi Aliakbari Pages 95-107

    Sea waves are an important source of environmental energy which can be converted into energy needed for different purposes. In current study, a floating-point absorber (FPA) wave energy converter is simulated, built, and tested. The system is modeled through a two-body system with two degrees of freedom in the heave direction. Modeling hydrodynamic system has been done in ANSYS-AQWA software. In order to obtain the resonance condition and the maximum power of the system, the values of the hydraulic parameters were determined based on optimal PTO coefficients. The experimental data was used to validate the results presented in this paper.

    Keywords: Wave Energy Converter(WEC), Floating-Point Absorber (FPA), Heave motion, Power Take Off system (PTO), Response Amplitude Operator (RAO)
  • Sadegh Fazel, Nasser Pariz* Pages 109-121

    Generally, safety of vessels is more important than other problems as speed, energy consumption and cost. This paper proposes a new map called "Risk-Based Map (RBM)" that can be used to show the risk of all threats at any point in the operational field. This map can be used to ensure safety and to determine the optimal safe path for ships and any other system that works in a 2D space.
    Also in this paper, a new method and criterion are introduced for assessing the total risk of some threats. This method is based on combining all threats together and replacing them with an event called "equivalent threat", and then assessing the “equivalent threat risk” instead of the total risk of all threats. Compared to the previously introduced criteria, the advantage of the proposed criterion for simultaneous evaluation of the total risk of some threats is that it can be used to ensure the safety and security of vessels. In the end, all suggested ideas have been implemented for a ship that is simultaneously exposed to several threats.

    Keywords: Path planning, Safety, Risk, Guidance, control, Optimal
  • Majid Askary Sayar*, Abolfath Askarian Khob, Karim Akbari Vakil Abadi, Hassan Ghassemi Pages 123-130

    This paper investigates the heave and pitch motion responses of an inverted bow hull. The experimental data were obtained from seakeeping tests with two scaled models of reference fishing vessel NA8-14 BSRA. The bow shape of the models is redesigned by inverted shape in two angles of 45 and 60 degrees. Several tests were conducted on the models at different speeds of 0.6, 0.9, and 1.2.m/s. Generated waves in the towing tank are of the regular type with the wavelength changing from 0.6L to 1.6L by an increment of 0.2L m. The amplitude of the waves was equal to either 35 mm. The heave and pitch response amplitude operator (RAO) versus no dimensional frequencies are presented. The investigations demonstrated that by decreasing inversion angle of bow to 45 degrees motions of the model improved. The results also showed that the interactions between the motions responses leads to the frequent appearance of “Kinks” in a coupled form with the responses of other motions.

    Keywords: Seakeeping, inverted bow hull, model test, heave, pitch motions, RAO
  • Saeed Ghaffarpour Jahromi*, Mohammad Sharafuddin Pages 131-138

    In this study, using the results of 100 PDA dynamic loading tests obtained from different projects and using three types of artificial neural networks (ANN), the loading capacity of a single pile is evaluated. Initially, the Perstron multilayer neural network was used as one of the most widely used neural networks. In the following, a combination of neural-fuzzy networks is used from the nephrophysical network, and at the end, the neural network is used as a function of the radial basis of the successful network in nonlinear problems. Unlike conventional behavioral models, neural network-based models do not explain how input parameters affect output. In this research, by performing sensitivity analysis on the optimal structure of the models introduced in each stage, an attempt has been made to examine this ambiguity to some extent. Also, introducing the relationships governing a neural network model can give engineers more confidence in using them to facilitate analysis and design.

    Keywords: Bearing capacity, PDA data, Artificial neural network, Sensitivity analysis
  • Bahare Asghari, Mehdi Hamidi*, Bahram Navayi Neya, Ozeair Abessi Pages 139-148

    The purpose of this paper is to investigate the behavior of positive buoyancy jets of urban wastewater in stationary and non-stratified water bodies using the investigation of the laboratory data acquired by a 3D-LIF laser 3D scanning system and numerical modeling results from the simulation by FLOW-3D software. Laboratory simulation was performed for three discharge jets with Froude numbers 10, 15, and 20, and compared with the results of the numerical model and the previous numerical results. The trajectory of the jet, concentration variations, the position of the impact point, and the rate of dilution at the impact point was determined. In the numerical model, both K-Ɛ and RNG turbulence models were used to evaluate the accuracy of the numerical simulation where the K-Ɛ results were closer to laboratory results and are capable of accurately modeling the jet trajectory than the RNG model. By different Froud numbers, the results at Fr = 20 are almost the same for all experimental and numerical states and indicating that by increasing the discharge and Froud number, the accuracy of the results in the numerical model increases and present closer results to the experimental model.

    Keywords: Numerical Simulation, positive buoyancy, 3D-LIF, FLOW-3D