فهرست مطالب

دریا فنون - سال هفتم شماره 1 (بهار 1399)
  • سال هفتم شماره 1 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سید محمدرضا موسوی*، مجید آقابابایی، محمدجعفر ناصری، محمد خویشه صفحات 1-13
    با توجه به اهمیت ارسال بلادرنگ سیگنال های پزشکی از زیر آب به سطح از یک سو و توانایی روش کدکننده پیش بینی خطی LPC در فشرده سازی سیگنا ل ها از سوی دیگر، این مقاله علایم حیاتی غواص را برای ارسال بلادرنگ با روش LPC فشرده سازی می کند. از سوی دیگر با توجه به وابسته بودن جان غواص به دقت ارسال این علایم و شباهت حداکثری سیگنال اصلی با سیگنال فشرده شده، دقت فشرده سازی در این حوزه از اهمیت بسیار بالای برخوردار است. روش LPC، علی رغم توانایی بالا در فشرده سازی از دقت مناسبی برای این کاربرد برخوردار نیست. این مقاله برای افزایش دقت فشرده سازی و کاهش خطای پیش بینی ضرایب LPC از الگوریتم بهینه ساز نهنگ کوهان دار (WOA) استفاده می کند. علاوه بر آن الگوریتم طراحی شده به صورت عملی بر روی یک نمونه سونوبوی خاص پیاده سازی شده است. نتایج این کدگذاری علاوه بر LPC استاندارد با دو روش فشرده سازی مبتنی بر تبدیل کسینوسی گسسته و نمونه برداری نرخ پایین مقایسه گردیده که نتایج عملی بدست آمده، نشان دهنده افزایش دقت الگوریتم پیشنهادی با حفظ نرخ فشرده سازی می باشد.
    کلیدواژگان: سونوبوی، فشرده سازی، سیگنال های تنفسی، نهنگ کوهان دار
  • امیرحسین اکبری، پورنگ اردلان، ادیب ابریشمی فر* صفحات 14-28
    اینورترهای چندسطحی استفادهای زیادی در کاربردهای ولتاژ متوسط و توان زیاد دارند و هم چنین به علت بازدهی مناسب، کاربردهای فوتوولتاییک بسیار استفاده می شوند. هرچه تعداد سطح های ولتاژ خروجی افزایش یابد، میزان تلفات در فیلتر خروجی کاهش می یابد ولی هزینه ی اینورتر افزایش می یابد. از این رو باید بین تعداد سطح ها و هرینه ی تمام شده یک مصالحه صورت گیرد. با اضافه شدن سطح های بیش تر اغتشاش هارمونیکی کل در شکل موج ولتاژ و جریان خروجی کاهش پیدا می کند. در این مقاله، یک اینورتر تمام پل اصلاح شده ی هفت سطحی و هفت کلیدی ارایه شده است. اینوتر پیشنهادی نسبت به اینوترهای هفت سطحی دیگر دارای تعداد کلید فعال و در نتیجه تلفات هدایتی کم تر و مدار کنترلی ساده است. مدولاسیون استفاده شده باعث می شود که اینورتر پیشنهادی تحت هر دو شرایط توان اکتیو و توان راکتیو عمل کند. شبیه سازی اینورتر در توان 30kVA به وسیله ی نرم افزار PSpice، صحت توپولوژی پیشنهادی و روش مدولاسیون را تایید می کند.
    کلیدواژگان: اینورتر چندسطحی، مدولاسیون PWM، توان راکتیو، PSPICE
  • مجید اسحاق نیموری*، قدیر اسماعیلی، مهدی اسدی پایین لموکی صفحات 29-41

    افزایش روز افزون نیاز به انرژی در کنار محدودیت منابع سوخت‏های فسیلی و آلودگی‏های زیست محیطی ناشی از سوخت‏های فسیلی موجب توجه روزافزون به منابع انرژی تجدیدپذیر شده است. در سیستم تبدیل انرژی حرارتی اقیانوسی از اختلاف دمایی موجود بین آب گرم سطح دریا و آب سرد عمق آن برای تولید توان الکتریکی استفاده می‏شود. به دلیل اختلاف دمایی پایین بین منابع گرم و سرد، راندمان حرارتی این سیستم‏ها در مقایسه با نیروگاه‏های سوخت فسیلی پایین‏تر می‏باشد. در تحقیق حاضر به عنوان یک روش پیشنهادی جهت افزایش توان تولیدی و راندمان حرارتی سیکل، از آب گرم خروجی از کندانسور نیروگاه حرارتی به جای آب سطحی استفاده شده و همچنین از توربین دومرحله‏ای و گرمایش مجدد بین دو مرحله آن استفاده ‏شد. سیکل پیشنهادی با استفاده از جنبه ‏های انرژی و اگزرژی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد به طور متوسط در هر ماه 52/27 مگاوات توان الکتریکی خالص در سیکل تولید شده و راندمان‏های انرژی و اگزرژی به ترتیب 34/3 و 2/17 درصد بدست آمد. در ادامه، سیکل پیشنهادی با استفاده از آب گرم خروجی از کندانسور نیروگاه سیکل ترکیبی شهید سلیمی نکا مدل‏سازی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از آب خروجی از کندانسور سیکل ترکیبی به طور متوسط در هر ماه 72/17 مگاوات توان الکتریکی خالص تولید می‏شود. همچنین به طور متوسط 18829 تن در روز آب شیرین تولید شده و راندمان حرارتی کل نیروگاه سیکل ترکیبی نیز به میزان 87/1درصد بهبود یافت.

    کلیدواژگان: سیستم تبدیل انرژی حرارتی اقیانوسی، سیکل ترکیبی، تحلیل انرژی و اگزرژی، نیروگاه حرارتی
  • ابوالفتح عسکریان خوب*، شهریار مقدم پور، عباس فاضلی نیا صفحات 42-50

    تریماران یک شناور چند بدنه است که از یک بدنه مرکزی لاغر و بلند و دو بدنه کناری کوچک تشکیل شده است. بدنه های کناری توسط عرشه عرضی به بدنه ی مرکزی متصل می گردند. موقعیت و فرم هندسی بدنه های جانبی تاثیر قابل توجهی بر روی تعادل، حرکات دینامیکی و بارهای موج وارد بر این شناور مدرن دارد. در این مقاله تاثیر فرم هندسی بدنه های جانبی بر روی حرکات هیو و پیچ یک شناور تریماران با در نظر گرفتن فرم هندسی نامتقارن داخلی و نامتقارن خارجی بررسی شده است. مدلی از شناور در حوضچه کشش در سرعت های مختلف و فرکانس های متفاوت در حالت موج از روبرو مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان داد که به علت اندرکنش مناسب بین بدنه اصلی و بدنه های کناری در شرایط استفاده از بدنه کناری با فرم نامتقارن خارجی پاسخ ها از مقادیر کمتری در مقایسه با بدنه نامتقارن داخلی برخوردار است. همچنین وجود نقاط ماکزیمم و مینیمم محلی بر روی پاسخ های شناور در شرایط بدون سرعت ناشی از کوپل حرکت هیو و پیچ در فرکانس های مربوطه است.

    کلیدواژگان: شناور تریماران، دریامانی، حوضچه کشش، مدل سازی تجربی
  • محمود رستمی ورنوسفادرانی*، بهنام افشاری صفحات 51-63

    تیوری حاکم بر سیستم رانش واترجت ترکیبی از دانش مرتبط با پمپ و پروانه است. فشار در ناحیه مکش پروانه ها در سرعت های بالای دورانی کمتر از فشار اشباع می شود و در نتیجه کاویتاسیون به وجود می آید. اما سیستم رانش واترجت می تواند تا سرعت های دورانی بالاتری در برابر وقوع کاویتاسیون مقاومت کند. در این مقاله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پارامترهای گشتاور، بازده و هد در شرایط غیر کاویتاسیونی در حالت دایم و غیر دایم پیش بینی شده و با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. همچنین در شرایط کاویتاسیونی جریان به صورت دوفازی مدل شده و با حالت غیر کاویتاسیونی مقایسه شده است. الگوی ایجاد کاویتاسیون بر روی روتور در شکل نشان داده شده و با حل عددی مقایسه شده است. سپس در ضریب جریان دیگری نقطه شکست رانش بدست آمد. همچنین مطالعه پارامتریک شامل بررسی نقش استاتور در خنثی سازی اثر گشتاور روتور انجام شده است. حل عددی با استفاده از شبکه ساختاریافته، دستگاه مرجع چرخان، دامنه پریودیک، به صورت دایم و غیر دایم و با استفاده از مدل توربولانسی SST انجام گردیده است.این پژوهش نشان می دهد که استاتور تا حد قابل توجهی گشتاور پیچشی روتور را خنثی می کند. همچنین تاثیر منفی کاویتاسیون بر عملکرد سیستم و نقش آن در کاهش راندمان به خوبی نشان داده شده است.

    کلیدواژگان: واترجت با توپی غیر استوانه ای، پارامترهای هیدرودینامیکی، SST، کاویتاسیون، جریان غیر دائم
  • ناصر شابختی*، محمدهادی انفرادی، محمدرضا قاسمی، حسام ورعی صفحات 64-75

    در این تحقیق سعی بر این است که بتوان با استفاده از یک جاذب دینامیکی جدید و کارا، لرزش های سکوی دریایی مرتعش شده توسط امواج را کنترل نمود. در دو دهه اخیر، تولید مواد هوشمند و کاربرد آنها در طراحی ابزارهای کنترلی پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته است. آلیاژهای حافظه دار یکی از این مواد هوشمند بوده و قابلیت زیادی در مستهلک نمودن ارتعاشات دارند. بنابراین، در تحقیق پیش رو، از میراگر جرمی آلیاژ حافظه دار در کنترل ارتعاشات سکوی دریایی ثابت استفاده شده است. در این تحقیق، سکو و جاذب دینامیکی، به صورت سیستم چندین درجه آزادی جرم متمرکز مدل سازی شده و تاریخچه زمانی پاسخ های ارتعاش نیز با روش انتگرال گیری مستقیم برآورد گردیده اند. برای محاسبه نیروی میرایی سازه ای سیستم، روش میرایی رایلی توسعه یافته، و برای مدل سازی رفتار چرخه ای فنر آلیاژ حافظه-دار، مدل چندخطی ایده آل آن ها به کار گرفته شده است. به عنوان مطالعه موردی، یک سکوی فولادی با ارتفاع 90 متر به میراگر جرمی آلیاژ حافظه دار مجهز شده و پاسخ های ارتعاش آن، تحت برخورد چهار موج نامنظم، برآورد گردیده اند. کاهش میانگین انحراف معیارهای جابحایی های عرشه، به مقدار 16 درصد و کاهش چگالی انرژی جابحایی های عرشه در شرایط تشدید برخورد امواج با دوره بازگشت 2 سال، به مقدار 75 درصد، از نتایج تجهیز سکو به میراگر جرمی آلیاژ حافظه دار بهینه شده بوده اند.

    کلیدواژگان: کنترل ارتعاشات، سکوی دریایی ثابت، میراگر جرمی آلیاژ حافظه دار، مدل چرخه ای ایده آل
  • مجتبی کریمایی طبرستانی* صفحات 76-86
    مسیله شکست و خسارت وارده بر لایه آرمور موج شکن های توده سنگی بسیار پیچیده بوده و موارد عدم قطعیت زیادی در برآورد پارامترهای موثر در طراحی اندازه آرمور وجود دارند. در تحقیق حاضر اقدام به بررسی پایداری لایه آرمور موج شکن توده سنگی با استفاده از دو روش تحلیل قابلیت اطمینان مرتبه اول و روش شبیه سازی مونت کارلو می گردد. همچنین از اطلاعات موج شکن های بندر نوشهر نیز به عنوان مطالعه موردی استفاده می شود. نتایج نشان داد که با توجه به موارد عدم قطعیت های موجود در پارامترهای موثر، لایه آرمور پیش بینی شده در محل مطالعه موردی بر اساس روش قطعی پایداری مناسبی ندارد. در ادامه بررسی ارتباط مابین ضریب ایمنی در طراحی کلاسیک قطعی و شاخص قابلیت اطمینان نشان داد که یک ارتباط خطی مستقیم مابین این دو پارامتر برقرار است. بر اساس این ارتباط مشخص شد که با توجه به عدم قطعیت های زیاد پارامترهای موثر، مقدار ضریب ایمنی متناظر با شاخص قابلیت اطمینان هدف 3 برابر با 6/3 است. در ادامه تحلیل حساسیت پارامترهای موثر نشان داد که مهمترین پارامتر در قابلیت اطمینان لایه آرمور، ارتفاع موج شاخص می باشد که نیازمند تمهیدات ویژه برای برآورد دقیق آن لازم است. در نهایت اثر میزان عدم قطعیت پارامترهای موثر بر روی قابلیت اطمینان لایه آرمور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر چه میزان عدم قطعیت پارامترها بیشتر باشد، قابلیت اطمینان لایه آرمور کاهش می یابد به طوریکه با افزایش میزان ضریب تغییرات پارامتر ارتفاع موج شاخص از مقدار 05/0 تا 5/0، شاخص قابلیت اطمینان به میزان حدودا 70 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: موج شکن، لایه آرمور، قابلیت اطمینان مرتبه اول، شبیه سازی مونت کارلو، ضریب قابلیت اطمینان، تحلیل حساسیت
  • احسان شاد، روح الله امیرآبادی*، مهدی شریفی صفحات 87-101

    در این مقاله کاربرد روش زمان دوام در تحلیل لرزه ای اسکله های شمع و عرشه بررسی و با سایر روش های تحلیل لرزه ای غیر خطی مقایسه شده است. بدین منظور اسکله شمع و عرشه واقع در بندر امام خمینی (ره) مورد مطالعه قرارگرفته است. این اسکله که دارای دوره تناوب بالا بوده و جزء سازه های نرم به شمار می آید، در سه وضعیت مختلف شامل شرایط ساخت (اولیه)، شرایط آسیب دیده و تعمیر و بهسازی شده مدلسازی و سپس هر کدام به سه روش طیف ظرفیت، تاریخچه زمانی و روش زمان دوام تحلیل شده است. با بررسی پاسخ لرزه ای هر سه سازه مشخص شد که افزایش میانگین شدت پاسخ های لرزه ای تحلیل زمان دوام نسبت به روش تحلیل تاریخچه زمانی به ترتیب در وضعیت اولیه، آسیب دیده و بهسازی شده 17، 8- و 7 درصد است و نسبت به روش طیف ظرفیت به ترتیب 53، 49 و 47 درصد می باشد. افزایش میزان پراکندگی نتایج در روش زمان دوام نسبت به روش تحلیل تاریخچه زمانی به ترتیب در وضعیت اولیه، آسیب دیده و بهسازی شده 60، 19 و 34 درصد است و نسبت به روش طیف ظرفیت به ترتیب 47، 66 و 17 درصد می باشد. نتایج به دست آمده و مقایسه ی اختلاف ها بین دو روش زمان دوام و تحلیل تاریخچه زمانی می توان گفت، استفاده از روش زمان دوام می تواند جایگزین مناسبی برای تحلیل تاریخچه زمانی باشد؛ زیرا با انجام تعداد تحلیل های کمتر و اختلاف نتایج ناچیز آن نسبت به روش تحلیل تاریخچه زمانی نتایج قابل استنادی از روش تحلیل زمان دوام به دست می آید.

    کلیدواژگان: اسکله شمع و عرشه، تحلیل زمان دوام، تحلیل تاریخچه زمانی، تحلیل طیف ظرفیت، بندر امام خمینی (ره)
  • مبین معصومی، مهدی یوسفی فرد* صفحات 102-114

    در این پژوهش یک مبدل انرژی امواج بر پایه ی ستون نوسانی آب با استفاده از روش عددی شبیه سازی شده است. معادلات متوسط گیری شده ی ناویر-استوکس با بکارگیری روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از کد متن باز اوپن فوم حل شده است. حلگر مناسب برای در نظر گرفتن اثرات سطح آزاد و همچنین اثرات آشفتگی جریان بر حل مسیله انتخاب شده است. صحت سنجی حل عددی بر مبنای نتایج آزمایشگاهی معتبر و برای مسیله ی دوبعدی انجام گرفته است. مواردی نظیر تغییرات سطح آزاد آب داخل مبدل، مقدار فشار و همچنین بازده ی مبدل ارایه شده و اثرات شرایط امواج منتشر شده در تانک عددی بر عملکرد هیدرودینامیکی این مبدل مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نیروهای وارد بر مبدل در شرایط مختلف ارایه شده و می تواند در طراحی مبدل بعنوان یک سازه ی ساحلی به کار گرفته شود. استفاده از روش حاضر و تولید موج منظم در تانک عددی و شبیه سازی دقیق رفتار هیدرودینامی مبدل و بررسی جزییات دقیق جریان سیال که در تحلیل تجربی قابل ارزیابی نمی باشد، باعث ارایه ی یک راه حل دقیق و مناسب برای دستیابی به بهترین ابعاد و جانمایی این مبدل در شرایط واقعی دریا می گردد. نتایج دقیق شبیه سازی عددی در مقابل داده های تجربی موجود و امکان تحلیل دقیق جزییات جریان در مقابل پژوهش های آزمایشگاهی از نقاط برجسته ی این مطالعه می باشد.

    کلیدواژگان: مبدل انرژی امواج، ستون نوسانی آب، انرژی تجدید پذیر، دینامیک سیالات محاسباتی
|
  • M.R Mousavi *, Majid Aghababaie, M. J. Naseri, M. Khishe Pages 1-13
    Either transferring of real-time under water medicine signals or the ability of Linear Predictive Coding (LPC) compression level of signals are important, so in this paper real-time sending of vital signs of divers with the LPC compression is presented. On the other hand, it must be mentioned that the life of diver is related to accurate sending of marks and the extreme similarity of original signal with the compressed signal, so accuracy of compression in this area is so important. Despite of high capability in compression in LPC, this method is not suitable for this application. In this paper, to increase accuracy of compression and decreasing of forecast error of LPC coefficients, the optimized algorithm of Humpback whale is used. In addition, the designed algorithm is practically tested on one specific sonobouy. The result is additionally compared with standard LPC and both compression method based on discrete cosine transform and sampling low rates which obtained results show that proposed algorithm has an increasing accuracy.
    Keywords: Sonobuoy, compression, Respiratory Signals, Voiced, Unvoiced, Humpback Whales, Bubble-Net Feeding
  • A.H Akbari, P. Ardalan, A. Abrishamifar * Pages 14-28
    Multilevel inverters have great applications in medium-voltage and high-power applications and also have found successful industrial applications. Modified full bridge inverter is one of the most popular topologies among the multilevel inverters because of lower number of switches and simpler structure than others. In this paper, a seven-switch and seven-level modified full bridge topology is proposed. Compared to the practical seven-level inverters like neutral point inverters, the proposed inverter reduces three active switches and has lower conduction loss and simple control. The input voltage to the given inverter is a DC source (Vdc) which has been shared between three identical capacitors and it is capable of producing output of seven level (Vdc, 2Vdc/3, Vdc/3, 0, -Vdc, -Vdc/3, -2Vdc/3). As more steps are added to waveform, the harmonic distortion of the output waveform decreases. The proposed modulation enables the proposed inverter to operate under both active and reactive power conditions. A 1KVA single-phase sample circuit is simulated by the PSPICE software to verify the validity of the proposed topology and modulation method. The results show the proposed topology is suitable for photovoltaic (PV) applications.
    Keywords: Multilevel inverters, Modified full bridge, PWM modulation, Reactive power, PSPICE, Grid-connected
  • M. Eshagh Nimvari *, Q. Esmaili, M. Asadi Paein Lamouki Pages 29-41

    The increasing in energy demand by the limitation of fossil-fuel resources and the environmental pollution caused by fossil fuels has attracted much attention to renewable energy sources. In the ocean thermal energy conversion system , the temperature difference between the warm water of the sea surface and its deep cold water is used to generate electric power. Due to low temperature difference between hot and cold sources, thermal efficiency of these systems is lower compared to fossil-fuel power plants. In the present study, as a proposed cycle to increase the production capacity and thermal efficiency of the cycle, the warm water output from the thermal power plant condenser was used instead of surface water, and the two-stage turbine and reheating between the two stages were used. The energy and exergy analysis of proposed cycle was done. The results showed that average of electricity produced in cycle per month increases 27.52 MW and energy and exergy efficiencies were 3.34% and 17.2%, respectively. In the following, proposed cycle was run using warm water output from Neka combined cycle power plant condenser. The results showed that by using the outlet water from the condenser of combined cycle power plant the average net electrical power was produced by 17.72 MW per month. Also, an average of 18829 tons per day of fresh water was produced, and the thermal efficiency of the combined cycle improved by 1.87%.

    Keywords: Ocean Thermal Energy Conversion system (OTEC), combined cycle, Energy, Exergy Analysis, Thermal Power Plant
  • A. Askarian Khoob *, Sh. Moghaddam Pour, Abbas Fazelinia Pages 42-50

    Trimaran is a multi-hull ship that consisting of a main slender hull and two smaller outriggers. These outriggers are connected by a transverse cross deck to the main hull. The position and geometry form of the outriggers have a significant effect on the stability, dynamic motions and wave loads on this modern ship. In this paper, the effect of the outriggers geometry on heave and pitch motions of a trimaran ship, considering the inboard and outboard asymmetric geometry hull form are investigated. A model of ship has been tested in a towing tank at different speeds and different frequencies in forward sea. The results showed that due to the proper interaction between the main hull and the outriggers in terms of using the side body with the outboard asymmetric form, the responses are less than those of the inboard asymmetric hull. Also, there are local maximum and minimum points on ship responses in zero speed conditions due to the heave and pitch coupling in their respective frequencies.

    Keywords: Trimaran ship, Seakeeping, Towing tank, Experimental modeling
  • M. Rostami Varnousfaaderani *, B. Afshari Pages 51-63

    Waterjet Propulsion System theory is a combination of pump and propeller. The pressure in the leading edge and suction side of a propeller at high rotational speed will be less than the saturation pressure of liquid; therefore cavitation occurs. In this paper, using the computational fluids dynamics, torque, efficiency and head parameters are predicted in non-cavitation conditions in steady and unsteady state. The numerical results compared with experimental data. In cavitation condition, the flow is modeled in two phases. The pattern of cavitation formation on the rotor was also studied. Furthermore for another flow coefficient, thrust breakdown value is obtained. A parametric study was also performed to investigate the role of the stator in neutralizing the torque of rotor. The structured mesh and MRF were used in the finite volume numerical simulation.

    Keywords: Waterjet with non-cylindrical hub, Hydrodynamic parameters, SST, Cavitation, unsteady State
  • N. Shabakhty *, M. H Enferadi, M. R Ghasemi, H. Varaee Pages 64-75

    The effort has been made in this research to reduce the vibrations of the jacket platforms vibrated by irregular waves through dynamic vibration absorbers (DVAs). The production of intelligent materials and their application in the design of control devices have made significant progress in the past two decades. The shape memory alloy (SMA) is an intelligent material highly capable of damping vibrations. Hence, use has been made in this study, of the shape memory alloy tuned mass damper (SMA-TMD) to control the vibrations of the offshore jacket platforms. Here, the equations governing the platform/damper vibrations have been developed by simulating them as a multi-degree of freedom lumped mass system and analyzed by the direct integration method. To evaluate the structural damping force and the SMA hysteretic behavior, the extended Rayleigh damping model and idealized multi-linear constitutive model have been used, respectively. As a case study, a 90 m-high jacket platform (in 80 m-deep water) has been equipped with SMA-TMD and its dynamic responses have been estimated. An average decrease of 16 percent in the root mean square of the deck displacements and 75 percent reduction in the power spectral density function (in the resonance state) are the results of jacket platform equipped with optimized SMA-TMD.

    Keywords: Vibration Control, Offshore Jacket Platform, SMA-TMD, Idealized Constitutive Model
  • Mojtaba Karimaei Tabarestani * Pages 76-86
    The damage mechanism of armor layer is a very complicated phenomena and many uncertainties affect the exact estimation of different effective parameters in armor design. In the present study, the stability of armor layer was investigated by using a reliability-based framework. Monte Carlo (MC) simulation technique and First Order Reliability Method (FORM) were established to determine the stability of armor layer placed on Noshahr port breakwater as a case study. Results showed that due to existing uncertainties, the stability of designed armor weight which was calculated from deterministic method was low and further considerations are needed to decrease the damages. In addition, a linear relationship between safety factor and reliability index was determined for the case study. Results showed that by increasing the reliability index parameter, the safety factor should be increased. In addition, the corresponding saftety factor for the target reliability index of 3 was determined as 3.6. Next, sensitivity analysis was performed to examine the impact of each random variable on the probability of armor stability in the reliability method. Results showed that the most critical parameters affecting the reliability of armor weight were wave height and dimensionless damage level. These parameters need to determine more accurately to decrease the failure of armor layer efficiently. Finally, the effect of parameters’ uncertainties on reliability analysis of armor layer was investigated. Results showed that for all of the effective parameters by increasing the parameters’ uncertainties, the stability of armor layer decreases. Hence, by increasing the coefficient of variation of significant wave height from 0.05 to 0.5, the reliability index decreaded for about 70%.
    Keywords: Rubble-Mound Breakwater, armor layer, First Order Reliability Method, Monte Carlo Simulation Technique, Reliability index parameter, Sensitivity analysis
  • E. Shad, R. Amirabadi *, M. Sharifi Pages 87-101

    In this paper, the application of Endurance Time (ET) method in seismic analysis of pile-supported wharves is investigated and compared with the other nonlinear seismic analyses. For this purpose, Emam-khomeini port is considered. This wharf, which has a long fundamental natural period and is classified as a flexible structure is modeled in three different states, initial, damaged and retrofitted states. Subsequently, each state is analyzed by Capacity Spectrum Method (CSM), Time History Analysis, and ET method. Comparing to time history analysis, the average amount of structural responses in ET method increase by 17, -8, and 7 percent in initial, damaged, and retrofitted states, respectively, and these amounts noticeably increase by 53, 49, and 47 percent when the responses are compared with CSM method. In addition, in comparison with time history analysis, in ET method, the dispersion of responses rises by 60 percent in the initial state, 19 percent in the damaged state, and 34 percent in the retrofitted state. These amounts are 47, 66, and 17 percent comparing to CSM method. Finally, it can be inferred that ET method is an appropriate alternative to nonlinear time history analysis since the same results are mostly obtained by selecting fewer number of records and performing fewer number of runs.

    Keywords: Pile-Supported Wharf, Endurance Time Analysis, Time History Analysis, Capacity Spectrum Analysis, Imam Khomeini Port
  • M. Masoomi, M. Yousefifard * Pages 102-114

    In this study, a wave-energy converter based on the Oscillating Water Column is simulated using numerical method. Reynolds averaged Navier-Stokes equations are solved by applying a numerical method based on computational fluid dynamics and using an open source OpenFOAM code. A suitable solver for considering the effects of free surface as well as the effects of turbulence is chosen. Numerical validation was performed based on the published experimental results and for a 2D problem. The changes in the water free surface inside the converter, the air pressure as well as the converter efficiency were presented and the effects of the wave parameters on the hydrodynamic performance of the converter were evaluated. Also, the forces acting on the OWC in different conditions are presenterd and can be used in the design of coastal structures. Using the current method and generating regular waves in a numerical tank, and accurately simulating the hydrodynamic characteristics of the converter, and examining the exact parameters of fluid that is not measurable in the experimental analysis, provides a precise and appropriate solution for achieving the best dimensions and location of the converter in terms of the real sea conditions. The accurate results of numerical simulation against the available experimental data and the possibility of detail analysis of flow characteristics versus experimental measurements are highlights of this study.

    Keywords: Wave energy convertor, oscillating water column, Renewable Energy, Computational fluid dynamics
  • H. Malekizadeh * Pages 115-123

    In this paper, robust adaptive fuzzy sliding mode control is designed to control the Permanent Magnet (PM) stepper motor in the presence of model uncertainties and disturbances. In doing so, the nonlinear model is converted to canonical form, then, for designing the controller, the robust sliding mode control is designed to decrease the effects of uncertainties and disturbances. A class of fuzzy systems to approximate the ideal input is designed. Stability of closed loop control is also guaranteed by the Lyapunov function employed in controller design. Compared to previous studies that have used position, velocity, and currents phases in the feedback loop to produce and track control signal, the proposed algorithm only needs to measure position and velocity of the shaft for controlling performance of the motor. All the other parameters of motor and load torque are assumed to be unknown. The simulation results show that the control strategy is effective to the motor position tracking error and robust to overcome uncertainties and disturbances..

    Keywords: Robust adaptive fuzzy sliding mode control, PM stepper motor, Stability of closed loop control