فهرست مطالب

نشریه مهندسی دریا
پیاپی 38 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/12
  • تعداد عناوین: 13
|
  • حمیدرضا محمودی*، محمدسعید سیف صفحات 1-15

    پیش بینی مسیر کشتی در طی حرکت مانور بسیار مهم است. در این مطالعه، مانور شتابگیری برای یک کشتی دو پروانه با استفاده از محیط دینامیک سیالات محاسباتی و حلگر ناپایدار متوسط زمانی ناویر استوکس به صورت مستقیم بررسی شده است. برای این هدف شبیه سازی های خودرانش و شتابگیری با تداخل بین بدنه و پروانه برای شناور شناخته شده ONRT مورد بررسی قرار گرفت. تمام شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار Star-CCM+  در دو عدد فرود یعنی (0.2 و 0.3) انجام شد. حرکت چرخشی پروانه با استفاده از تکنیک مش لغزشی شبیه سازی شد. علاوه بر این، تایید و اعتبارسنجی عددی بر اساس توصیه های پیشنهادی ITTC انجام می شود. اعتبارسنجی نتایج تست خودرانش با داده های آزمایشگاهی موجود، تطابق بسیار خوبی را بین آن ها نشان می دهد. همچنین، تغییرات الگوی موج، میدان جریان ویک در طی مانور شتابگیری مورد بررسی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: مانور شتابگیری، خودرانش، دینامیک سیالات محاسباتی، پروانه
  • شهریار شیرازی*، مجید مرادی صفحات 16-27

    در این مقاله، پنج آزمایش سانتریفیوژ بارگذاری جانبی شمع بلند با خروج از مرکزیت بار قابل ملاحظه در ماسه انجام شده است تا ضمن تعیین منحنی های p-y آزمایشگاهی، اثرات تغییرات خروج از مرکزیت بار و تغییرات طول شمع بر رفتار جانبی شمع انعطاف پذیر، بررسی شود.مقایسه نتایج آزمایشگاهی با منحنی های پیشنهادی API (موسسه نفت آمریکا)، مشخص می سازد که آنچه امروزه به عنوان تفاوت رفتار مونوپایل ها و شمع انعطاف پذیر شناخته می شود، تا چه میزان می تواند تحت تاثیر خروج از مرکزیت بار باشد. علاوه بر آن، کارایی و دقت تجهیزات موجود در دانشگاه تهران نیز موردبررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که هرچند خروج از مرکزیت بار بر منحنی های p-y تاثیر می گذارد، اما رویکرد طراحی فعلی حتی باوجود خروج از مرکزیت بار زیاد، می تواند به طراحی قابل قبول منجر شود. سختی اولیه در منحنی های p-y در اکثر آزمایش ها کم تر از مقادیر دستورالعمل بوده و مدل هایپربولیک، برآورد نزدیک تری به نتایج آزمایشگاهی دارد.

    کلیدواژگان: شمع بلند، بار جانبی، خروج از مرکزیت بار، منحنی p-y، سانتریفیوژ
  • سلمان ایزدی، احمدرضا کهنسال* صفحات 28-37

    این مطالعه به مدل سازی عددی ورود به آب متقارن مقاطع تونل دار می پردازد. در این مطالعه، ابتدا مسیله ورود به آب مقطع گوه ای بدون تونل در چهار زاویه خیز کف متفاوت به صورت عددی مدل سازی شده است. نتایج به دست آمده مربوط به توزیع فشار بر روی این مقاطع و ماکزیمم فشار، با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. در گام بعد، به شبیه سازی عددی مسیله ورود به آب مقطع تونل دار پرداخته شده است. بدین منظور، با اضافه کردن تونل به مقطع گوه ای ساده، مقطع تونل دار ایجاد شد. درنهایت اثرات تغییر زاویه خیز کف در مقاطع تونل دار و همچنین تغییر شعاع مقطع تونل مدل سازی شده است. در این مطالعه، از معادلات ناویر-استوکس لزج (N-S) برای شبیه سازی جریان آب در اطراف مدل و همچنین از روش حجم سیال (VOF)  برای مدل سازی سطح آزاد استفاده شده است. نتایج تغییرات فشار و ماکزیمم فشار در سه ناحیه مختلف مقطع تونل دار به دست آمده است. این سه ناحیه شامل قسمت قبل از تونل، در ناحیه تونل و ناحیه بعد از تونل است. نتایج حاصل از این پژوهش، نشان دهنده وقوع تغییرات فشاری شدیدی در ناحیه تونل است. همچنین با افزایش شعاع تونل، مشاهده شد که مقدار فشار روی مقطع نیز افزوده می شود. از نتایج این مطالعه می توان در تحلیل هیدرودینامیکی شناورهای تونل دار استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تئوری دو و نیم بعدی، دینامیک سیالات محاسباتی، شناورهای تندرو، ورود به آب، مقطع تونل دار
  • سجاد اردشیری*، احسان یاری صفحات 38-50

    افزایش دقت در محاسبات ضرایب هیدرودینامیکی، تعیین دقیق تر پیش بینی مانور شناور را نتیجه می دهد. روش های مختلف تعیین ضرایب هیدرودینامیکی در تعیین دقت ضرایب، بخصوص در شبیه سازی عددی موثر خواهد بود. در این مطالعه آزمایشات مکانیزم حرکت صفحه ای (پی ام ام)، تست کشش مورب و تست بازوی چرخان، شبیه سازی شده و دقت نتایج آنها با داده های آزمایشگاهی سنجیده شده و با هم مقایسه شده اند. دقت نتایج شبیه سازی مدل آشفتگی جریان کی-إپسیلون ری الایزیبل و کا-اومگا اس اس تی در شبیه سازی آزمایش تست بازوی چرخان بررسی شده است. همچنین روشی جهت کاهش ابعاد دامنه و زمان حل در شبیه سازی حرکت سوای و هیو خالص ارایه و مورد بحث و ارزیابی قرار گرفته است. این روش با دقتی برابر روش مرسوم شبیه سازی، محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی را با کاهش بیش از نصف اندازه شبکه و زمان حل، ممکن می سازد. با ترکیب روش های فوق محاسبه ضرایب میرایی حرکات هیو و سوای با خطای زیر 5/8 درصد قابل انجام است. همچنین تعیین ضرایب میرایی حرکات پیچ و یاو با خطای کمتر از 5/9 درصد قابل انجام است. مقادیر جرم افزوده حرکات سوای و هیو با خطای کمتر از 20 درصد و برای حرکات پیچ و یاو با خطای کمتر از 15 درصد قابل انجام است.

    کلیدواژگان: زیردریایی، ضرایب هیدرودینامیک، مکانیزم حرکت صفحه ای، تست کشش مورب، تست بازوی چرخان
  • حمیدرضا محمودی*، محمدسعید سیف صفحات 51-61

    قابلیت مانور یک جنبه مهم در طراحی شناورها است. با توسعه و بهره برداری از منابع اقیانوس ها حمل و نقل دریایی در حال افزایش است. قابلیت توقف تاثیر زیادی روی ایمنی مانور کشتی برای کشتی های بزرگ دارد. بنابراین، مطالعه رفتار کشتی در حین مانور توقف برای اطمینان از ایمنی ناوبری ضروری است. در این مطالعه، مانور توقف به صورت مستقیم و با تداخل بین بدنه و پروانه کشتی، معادلات متوسط زمانی ناویر استوکس و نرم افزار تجاری Star-CCM+ مورد بررسی قرار گرفته است. شناور شناخته شده KVLCC2 به منظور مطالعه بر روی پارامترهای مانور توقف انتخاب شده است. برای رسیدن کشتی به سرعت طراحی تست خودرانش با استفاده از یک کنترلر انتگرالی انجام شده است. تایید و اعتبارسنجی نتایج مطابق با توصیه های ITTC مورد مطالعه قرار گرفته است. از مقایسه نتایج به دست آمده در تست خودرانش و همچنین مانور توقف با برخی از داده های آزمایشگاهی موجود دقت قابل قبولی به دست آمد و جزییات پارامترهای جریان، شامل توزیع فشار و الگوی ویک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    کلیدواژگان: مانور توقف، خودرانش، دینامیک سیالات محاسباتی
  • عارفه امامی*، احمدرضا مصطفی قره باغی صفحات 62-76

    در این مطالعه، به منظور بهبود حرکت هیو سکوی نیمه مغروق از ورق های میراگر استفاده شد. ابتدا سکوی نیمه مغروق متداولGVA4000 تحت قطار موج خطی تک جهته در آب عمیق در نظر گرفته شد. با استفاده از حل تحلیلی برپایه تیوری تفرق پاسخ حرکت هیو آن محاسبه شد.  نتایج بدست آمده از حل تحلیلی با داده های آزمایشگاهی در دسترس مقایسه شد. پس از اطمینان از صحت کارایی حل تحلیلی بکار گرفته شده، ورق های میراگر به دور پانتون های سکویGVA4000  مورد مطالعه نصب شد. پاسخ حرکت هیو سکوی اصلاح شده با تغییر در تعداد ورق ها و عرض آنها تحت ضخامت ثابت در شرایط گوناگون امواج دریا مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش عرض ورق های میراگر پاسخ حرکت هیو سکو کاهش می یابد. علاوه بر این فرکانس طبیعی حرکت هیو سکو فاصله بیشتری را از فرکانس موج منظم تکی پیدا می کند که این امر خطر ایجاد پدیده تشدید را به طور موثری کاهش خواهد داد. جمع بندی نتایج نشان می دهد که راهکار پیشنهاد شده یک روش ساده، موثر، اقتصادی و قابل اجرا به منظور بهبود حرکت هیو سکوی نیمه مغروق است.

    کلیدواژگان: حرکت هیو، سکوی نیمه مغروق، حل تحلیلی، ورق میراگر، مقادیر ویژه، تئوری تفرق
  • امیرحسین جلائیان حسن پور، سید مصطفی سیادت موسوی* صفحات 77-89

    منطقه خلیج فارس منطقه ای مهم در جهان از لحاظ تامین انرژی، حمل و نقل دریایی، کشتیرانی، توریسم، صنعت شیالت و نظامی است. بنابراین، مطالعه گردش سالیانه جریان آب در خلیج فارس به عنوان عامل موثر بر جنبه های فوق، برای متخصصین علوم دریایی اهمیت بسزایی دارد. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل عددی ROMS و مشاهدات میدانی به شبیه سازی گردش جریان در منطقه خلیج فارس پرداخته شده است. نتایج حاصل از مدل عددی با داده های TMD و نیز داده های میدانی تطابق خوبی داشته است. علاوه بر این، الگوی گردش جریان در فصول تابستان و زمستان به خوبی شبیه سازی شده است. با این حال، نتایج شبیه سازی عددی نشان داده است که دقت مدلسازی در تابستان کمتر از زمستان بوده است که احتمالا دلیل آن نیز ناشی از کیفیت داده های مرزی مدل بوده است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، ROMS، خلیج فارس، گردش جریانات سالانه
  • حسن کریمی باصری، جلیل فریدونی، محمد مونسان*، مهدی عجمی صفحات 90-105

    در این مقاله مهمترین شاخص شناورهای هیدروفویلی یعنی دریامانی آنها در در معرض امواج منظم و نامنظم تحت زوایای مختلف برخورد موج با شناور مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار +STAR CCM انجام شده است. حرکات سرج، هیو، رول و پیچ همزمان آزاد نگه داشته شده و تاثیرات آنها بر روی یکدیگر لحاظ شده است. جهت صحت سنجی شبیه سازی انجام شده از مدل USV01 که نتایج تست آزمایشگاهی آن وجود دارد استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش و تغییر در مولفه های موج منظم و سرعت شناور، باعث ایجاد تغییرات کمتری در حرکات شناور هیدروفویلی نسبت به شناور سرشی می شود بجز در مواجهه امواج پاشنه با شناور که در این حالت شناور سرشی در مجموع عملکرد بهتری از خود نشان می دهد. بنابراین باید گفت خطرناک ترین حالت برای شناور هیدروفویلی زوایای برخورد کمتر از 90 درجه علی الخصوص زاویه برخورد صفر درجه یعنی امواج پاشنه است.

    کلیدواژگان: تحلیل دریامانی، شناور هیدروفویلی، شناور سرشی، امواج منظم و نامنظم
  • محمدسعید شمشیری، سید مجتبی علوی جم، محمد مونسان*، یحیی عموشاهی، مهدی عجمی، سجاد اردشیری صفحات 106-124

    گلایدرها متحرک های دریایی جدیدی با کاربردهای تحقیقاتی و نظامی هستند که با غوص و صعود متوالی حرکت می کنند لذا بدنه و بال های مناسب برای دست یابی به بیشترین سرعت پیشروی مهم هستند. متغیرهای مربوط به طراحی هیدرودینامیکی شامل فرم بدنه اصلی، بال (مقطع، ابعاد، شکل، موقعیت طولی و عمودی آن ها) و هیدرواستاتیک (زاویه تریم استاتیکی، میزان نیروی افزوده) هستند. گلایدر دریایی اسپری به عنوان طرح اولیه انتخاب می شود و با تغییر دادن اجزاء، اثر هرکدام در عملکرد آن با شبیه سازی عددی بررسی و حالت های مناسب تعیین می شود. شبیه سازی عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار استار سی سی ام پلاس انجام می شود و مطابق اعتبارسنجی، خطای آن کمتر از 10% است. بدنه گلایدر اسپری، کمترین مقاومت را دارد. برای بال، مقاطع متقارن عملکرد بهتری دارند و مقطع NACA 0012 انتخاب می شود. به لحاظ هیدرودینامیکی بال ها با ابعاد کوچکتر رفتار هیدرودینامیکی بهتری نشان داده و با عقب بردن بال، مقدار سرعت پیشروی افزایش می یابد. افزایش زاویه تریم استاتیکی و افزایش مقدار نیروی افزوده اثر مثبت بر سرعت پیشروی دارند.

    کلیدواژگان: گلایدر زیرآبی، هیدروفویل، CFD، مقاومت، لیفت
  • امیر نظام براتی*، حمیدرضا اکبرپور، الماس اسلامی صفحات 125-136

    توسعه دریامحور یکی از مهم ترین مفاهیم مطرح شده در چند دهه اخیر است. در واقع توسعه دریامحور، راه میان بر توسعه برای کشورهایی با سواحل دریایی است. ایران نیز یکی از کشورهای دریایی است که دریای مکران از مهم ترین مناطق دریایی آن است. در این تحقیق با استفاده از روش توصیفی-تحلیلی، توسعه دریامحور سواحل مکران با تاکید بر اسناد بالادستی مورد آسیب شناسی قرار گرفته است. یافته های این پژوهش مبین این است که سواحل مکران از منظر راهبردی، اقتصادی و لجستیکی، به ویژه در حوزه های مختلف توسعه دریامحور از قبیل حمل و نقل دریایی، انرژی، گردشگری دریایی و منابع غذایی دریایی، از اهمیت و استعداد بالقوه بسیار زیادی برخوردار است. به طور کلی عدم توسعه این منطقه به عدم سرمایه گذاری کارآمد و اثر بخش داخلی و خارجی برمی گردد که خود نیز به دلایل متعدد سیاسی، اقتصادی، فرهنگی، محیطی و البته حقوقی است. در بررسی دلایل حقوقی می توان به عدم توجه اثربخش به مقوله توسعه دریامحور به صورت هنجاری، ساختاری و رفتاری، در اسناد بالادستی نظیر برنامه های شش گانه توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی و ضعف در اجرای برخی قوانین و مقررات مرتبط با توسعه سواحل مکران اشاره کرد.  در نهایت به منظور تحقق توسعه دریامحور، ضروری است برخی اقدامات و الزامات داخلی از منظر هنجاری، ساختاری و رفتاری توسط دو قوه مقننه و مجریه، بخش خصوصی و نهادهای غیر دولتی صورت پذیرد. از منظر بین المللی نیز برخی اقدامات از جمله تعمیق روابط دوستانه مابین ایران، کشورهای حوزه خلیج فارس، دریای عمان، اقیانوس هند و کشورهای دارای فناوری های دریایی پیش رفته، از اهمیت اساسی جهت تحقق توسعه دریامحور برخودار است.

    کلیدواژگان: آسیب شناسی، توسعه دریامحور، سواحل مکران، اسناد بالادستی
  • سید محمدحسین شریفی*، سروش هوشنگی صفحات 137-154

    برچینی سکو، فرآیند پایان بخشیدن به عملیات اکتشاف، استخراج، حفاری و... در یک سکوی دریایی و بازگشت آن نقطه از دریا به شرایط طبیعی خودش است. کشورهای مختلف جهان رویکردها و چارچوب-های مختلفی برای مدیریت اثرات زیست محیطی و برچینی سکو اتخاذ کرده اند، اما فقدان یک چارچوب قانونی مناسب به عنوان راهنما برای این حوزه در ایران احساس می شود. هدف از این مطالعه مرور رویکر دهای لازم برای ارتقا ایمنی و حفاظت از محیط زیست است. لذا ابتدا مهمترین مقررات بین المللی برچینی تاسیسات دریایی بررسی و سپس اطلاعات مربوط به روش ها، تکنیک ها و ملاحظات مهندسی مرتبط با دارایی های برچیده شده، تهیه شده است که شامل تمام جنبه های برچینی سکو از برنامه ریزی تا پاک سازی سایت می باشد سپس هزینه برچینی به طور خلاصه توضیح داده می شود، به عنوان مطالعه موردی ملاحظات و رویکردها برای یک سکوی واقع در خلیج فارس انجام و تکنیک های برچینی انتخاب شده است و در انتها سازما ن های توانمند داخلی این حوزه بررسی می شود.

    کلیدواژگان: مدیریت دارایی های فیزیکی، برچینی سکوی دریایی، الزامات محیط زیست، قوانین بین المللی
  • علی حسنوند*، محمدسعید سیف صفحات 155-167

    امروزه محققین به دنبال ارایه راهکارهایی برای هوشمندسازی و حذف نیروی انسانی برای کاهش میزان خطا و هزینه های سفرهای دریایی هستند. هدف از این مطالعه طراحی سیستم هوشمند برای یک مدل شناور نفتکش، به منظور تعقیب موقعیت ها و حالت متناسب است. باتوجه به ماهیت غیرخطی دینامیک شناورهای جابه جایی، در این پژوهش به بررسی رفتار سیستم در حالت غیرخطی با در نظر گرفتن کنترلر پرداخته شده است. از روش کنترل PID و مود لغزشی (SMC) برای کنترل عملگرهای شناور استفاده شده است. برای بررسی عملکرد کنترلر طراحی شده، ماموریت های مختلفی ازجمله کنترل سرعت و زوایای حرکت، تعقیب مسیر، تعقیب نقاط تعریف شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در حالت تعقیب مسیر چنانچه سرعت شناور قابل توجه نباشد، میتوان عملکرد متناسبی از سیستم هوشمند انتظار داشت. کنترل مود لغزشی که کنترلی غیر خطی است در کنترل زاویه سکان و مسیر عملکرد بهتری با نوسانات مطلوبی از خود نشان میدهد. اما کنترل خطی PID در زمینه کنترل سرعت پیشروی، عملکرد بهتری از خود نشان میدهد اما در کنترل جهت گیری شناور عملکرد ناپایدارتری نسبت به کنترل مود لغزشی دارد.

    کلیدواژگان: مدلسازی دینامیکی، کنترل سرعت، تعقیب مسیر، کنترل خطی و غیرخطی، هوشمندسازی
  • فاطمه فرجی، عزیر عابسی*، صابر وطن دوست صفحات 168-176

    استفاده از آبگیرهای دریایی با هدف تامین آب مورد نیاز کارخانه های آب شیرین کن، نیروگاه ها و سایر صنایع ساحلی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با وجود نقش تعیین کننده در تامین آب صنایع ساحلی، آبگیرهای دریایی به دلیل مکش آب می توانند تاثیرات نامطلوبی بر زندگی موجودات دریایی و زیستگاه های آنها به همراه داشته باشند. در سازه های آبگیر، چسبنده های دریایی به مرور زمان با چسبیدن به دهانه ورودی باعث تغییر در زبری میله ها شده و این موضوع تاثیر قابل توجهی بر عملکرد آبگیرها به دنبال خواهد داشت. در این پژوهش از طریق شبیه سازی عددی، نقش چسبنده ها بر عملکرد آبگیرها در قالب زبری های مختلف 001/0، 19/0 و 5/0 میلیمتر مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی کمی تغییرات سرعت جریان ناشی از افزایش زبری در دهانه آبگیر بیانگر آن است که افزایش زبری ناشی از حضور چسبنده های دریایی در مجاری ورودی، باعث کاهش 4 درصدی سرعت جریان و در نتیجه کاهش حجم برداشت آب خواهد داشت.

    کلیدواژگان: آبگیر عمقی، سرعت جریان، اثرات اکولوژیکی، جذب و برخورد، مدلسازی عددی
|
  • Hamidreza Mahmoodi*, MohammadSaeed Seif Pages 1-15

    Prediction of a ship’s trajectory during a maneuvering motion is so important. In this study, the acceleration maneuver for a twin-screw vessel is directly investigated using computational fluid dynamic (CFD) environment and unsteady RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) solver. For this purpose, the self-propulsion and acceleration simulations with hull and propeller interaction for the well-known ONRT vessel were investigated. All simulations were performed by using Star-CCM+ software at two Froude numbers i.e. (0.2 and 0.3). The propeller rotational motion has been simulated using sliding mesh technique. Besides, numerical verification and validation are performed based on the procedures proposed by the ITTC. The validation of the self-propulsion results with the available experimental data shows a very good agreement among them. Also, changes in wave pattern, wake flow field during the acceleration maneuver were investigated.

    Keywords: Acceleration Maneuver, Self-Propulsion, CFD, Propeller
  • Shahriar Shirazi*, Majid Moradi Pages 16-27

    In this research paper, five centrifuge lateral loading tests of long piles with a considerable load eccentricity were carried out in the sand to investigate the impacts of the load eccentricity and pile length changes on the lateral behavior of a flexible pile beside the determination of experimental p-y curves.Comparing experimental test results with the recommended API (American Petroleum Institute) curves clarifies what is nowadays identified as the difference between the behaviors of monopiles and flexible piles how far can be affected by the load eccentricity. Additionally, the efficiency and accuracy of the available equipment at the University of Tehran have also been investigated. Results show that although the load eccentricity affects p-y curves, the current design approach can lead to a proper design even at high load eccentricities. In most tests, the initial stiffness in p-y curves is lower than that of the guidelines. Also, the hyperbolic model shows a closer estimation to the experimental test results.

    Keywords: Long pile, Lateral load, Load eccentricity, p-y curves, Centrifuge
  • Salman Izadi, Ahmadreza Kohansal* Pages 28-37

    This study deals with the numerical modeling of symmetrical water entry of tunneled sections. In this study, firstly, the water entry problem of a wedge section without tunnel in four different deadrise angles was numerically modeled. The obtained results related to the pressure distribution on these sections and the maximum pressure have been compared with the experiment results. In the next step, the numerical simulation of the water entry problem with the tunnel section has been done. For this purpose, a tunneled section was created by adding a tunnel to a simple wedge section. Finally, the effects of changing the deadrise angle and also changing the radius of the tunnel section have been modeled. In this study, the viscous Navier-Stokes (N-S) equations are used to simulate water flow around the section and also a Volume of Fluid (VOF)-type method, is employed to capture the free surface. The results of pressure changes and maximum pressure in three different areas of the tunnel section have been obtained. These three areas include the area before the tunnel, in the tunnel area and the area after the tunnel. The results of this research indicate the occurrence of severe pressure changes in the tunnel area. Also, with the increase of the radius of the tunnel, it was observed that the amount of pressure on the section also increases. The results of this study can be used in the hydrodynamic analysis of tunneled vessels.

    Keywords: Tunnel section, 2D+T theory, Computational fluid dynamics, High speed craft, Water entry
  • Sajad Ardeshiri*, Ehsan Yari Pages 38-50

    Increase in the accuracy of hydrodynamic coefficient calculation cause to increase in the prediction of vessel maneuvering ability. Different methods of determining hydrodynamic coefficients will be effective in determining the accuracy of coefficients, especially in numerical simulation. In this paper, we do planar motion mechanism (PMM) test, oblique towing test, and rotating arm test simulations to compare the accuracy of their results with experimental data. The accuracy of the simulation results of K-ε Realizable and K-ω SST turbulence model has been investigated in the simulation of the rotating arm test. Also, a method to reduce the dimensions of the domain and the run-time in the simulation of the motion of pure-Sway and pure-heave has been presented, discussed, and evaluated. The results show that by hybridizing these methods we can calculate the sway and heave damping coefficients with an error under 8.5% and their added mass coefficients with an error under 20%, the yaw and pitch damping coefficient with an error under 9.5%, and the yaw and pitch added-mass coefficient with an error under 15%.

    Keywords: Submarine, hydrodynamic coefficient, planar motion mechanism (PMM) captive test, RA(Rotating arm) test
  • Hamidreza Mahmoodi*, MohammadSaeid Seif Pages 51-61

    Maneuverability is an important aspect of marine vehicle design. With the development and utilization of ocean resources, maritime transportation is becoming increasingly busy. Stopping ability has great effect on the safety of ship maneuvering for those large ships. Therefore, it is necessary to study the behavior of the ship during the stopping maneuver to ensure the safety of navigation. In this study, the stopping maneuver has been investigated directly and with interaction between the ship's hull and propeller, Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and Star-CCM+ commercial software. well-known vessel KVLCC2 have been selected to study the parameters of the stopping maneuver. In order to reach the design speed of the ship, the self-propulsion test has been carried out using a PI integral controller. Verification and validation of the results have been studied according to ITTC recommendations. By comparing the results obtained in the self-propulsion test as well as the stopping maneuver with some available experimental data, a good accuracy was obtained and the details of the flow parameters, including pressure distribution and wake pattern, were analyzed

    Keywords: Stopping maneuver, Self, propulsion, CFD
  • Aerfeh Emami*, AhmadReza Mostafa Gharabaghi Pages 62-76

    In this study, the damping sheets were attached to a semi-submersible platform to mitigate the heave motions. We first examined a typical GVA4000 semi-sub under a monochromatic linear wave train in deep water. an analytical method based on diffraction theory was used to determine the heave motion response. The results revealed that the analytical results show good agreement with available experimental data. Then, the damping sheets were attached to the pontoons of the GVA4000 semi-sub under study. The heave motion response was evaluated with the changing numbers and widths of sheets under constant thickness in different sea waves conditions. The results showed that with increasing damping sheet width, the heave motion response is improved. Moreover, the heave natural frequency of semi-sub is shifted far away from the monochromatic wave frequency, so, the resonant phenomenon significantly decreases. Based on the proposed method, it is concluded that the solution to reducing heave motion response of the semi-submersible platform is simple, effective, economical and practicable.

    Keywords: Heave motion, Semi-submersible platform, Analytical solution, Damping sheets, Eigenfunction Expansion Method, Diffraction theory
  • Amirhossein Jalaeian Hasanpour, Mostafa Siadatmousavi* Pages 77-89

    The Persian Gulf is an important region in the world regarding energy supply, transportation, shipping, and military missions. Therefore, studying the annual circulation of water current in the Persian Gulf is very important for marine experts. In the present study, the simulation of current circulation in the Persian Gulf has been studied using ROMS numerical model and field observations. The numerical model results are in good agreement with TMD dataset as well as field data. In addition, the circulation patterns in the summer and winter seasons are well simulated. However, the numerical simulation results showed that the modeling accuracy in summer was lower than in winter, probably due to the model's boundary data quality.

    Keywords: Numerical Simulation, ROMS, Persian Gulf, Annual Circulation
  • Hassan Karimi Baseri, Jalil Fereidooni, Mohammad Moonesun*, Mehdi Adjami Pages 90-105

    In this article, the most important specifications of hydrofoil floats, i.e. their seakeeping under regular and irregular waves under different encounter angles of wave, has been investigated. Numerical simulation has been done using STAR CCM+ software. Surge, heave, roll and pitch motions are kept free at the same time and their effects on each other are taken into account. USV01 model, whose laboratory test results are available, was used to validate the simulation. The results show that the increase and change in the regular wave components and speed of the craft, cause less changes in the movements of the hydrofoil craft compared to the planing craft, except in the following sea, where planing craft performs better overall. Therefore, it should be said that the most dangerous situation for a hydrofoil craft is encounter angles less than 90 degrees, especially zero-degree encounter angle, i.e. following sea.

    Keywords: Seakeeping Analysis, Hydrofoil Craft, Planing Craft, Regular, Irregular Waves
  • MohammadSaeed Shamshiri, Seyed Mojtaba Alavi Jam, Mohammad Moonesun*, Yahya Amooshahi, Mehdi Adjami, Sajjad Ardeshiri Pages 106-124

    Gliders are new marine vehicles which have research and military uses and they move by sequent diving and climbing. Suitable design of its main body and wings are important for the most advance velocity. hydrodynamic design variables are main body form, wings (cross section, dimensions, shape, longitudinal and vertical position) and hydrostatic parameters (static trim angle, amount of added force). Spray marine glider is selected as the initial design and changing each of its component in numerical simulation show its effects on the glider performance then the appropriate ones are chosen. The glider is simulated by computational fluid dynamics method in Star CCM+ that its error is less than 10% according to a validation. The main body of Spray has the least resistance force. Symmetry sections performance are better for the wings, and NACA 0012 foil is chosen. smaller wings are better. by moving the wings to back of the glider the advance velocity increases. Increasing the static trim angle and the added force causes increasing the advance velocity.

    Keywords: Underwater Glider, Hydrofoil, CFD, Resistance, Lift
  • Amir Nezam Barati*, HamidReza Akbarpour, Almas Eslami Pages 125-136

    Sea-oriented development is one of the most important concepts raised in the last few decades. In fact, sea-oriented development is a shortcut to development for maritime countries. Iran is also one of the maritime countries and the Makran coast is one of its most important maritime areas. In this research, using the descriptive analytical method, the sea-oriented development of the coast of Makran, with an emphasis on the upstream documents, was subjected to pathology. The findings of this research show that the coasts of Makran are of great importance and potential from a strategic, economic, and logistic point of view, especially in various areas of sea-oriented development, such as sea transportation, energy, sea tourism, and seafood resources. In general, the lack of development in this region is due to the lack of efficient and effective internal and external investment, which is also related to many political, economic, cultural, environmental, and of course legal reasons. In examining the legal reasons, it is possible to point out the lack of attention to the category of sea-oriented development in a normative, structural, and behavioral manner in an efficient and effective way, in upstream documents such as the programs of economic, social and cultural development, and the weakness in the implementation of some laws and regulations related to the development of Makran beaches. In the international dimension, sanctions in the field of foreign investment are one of the factors for the lack of development of these coasts. Finally, in order to realize sea-oriented development, it is necessary to take some measures and internal requirements from the normative, structural, and behavioral perspective by the Legislature and executive powers, the private sector, and non-governmental institutions. From an international point of view, some measures such as deepening friendly relations between Iran, the Coastal countries of the Persian Gulf, the Oman Sea, the Indian Ocean, and countries with advanced marine technologies are of fundamental importance for the realization of maritime-oriented development.

    Keywords: Pathology, Sea-Oriented Development, Makran Beaches, Upstream Documents
  • Seyed MohammadHossein Sharifi*, Soroush Houshangi Pages 137-154

    Platform decommissioning is the process of ending the exploration, extraction, drilling, etc. operations in a marine platform and returning that part of the sea to its natural condition. Different countries of the world have adopted different approaches and frameworks for environmental impact management and platform decommissioning, but the lack of a suitable legal framework as a guide for this field is felt in Iran. The purpose of this study is to review the necessary approaches to improve safety and environmental protection.Therefore, first, the most important international regulations for offshore decommissioning are reviewed and then information related to the methods, techniques and engineering considerations related to the decommissioning assets has been prepared, which includes all aspects of the platform installation including from planning to cleaning of the site, Then the Decommissioning cost is briefly explained. As a case study, considerations and approaches for a platform located in the Persian Gulf have been carried out and decommissioning techniques have been selected. At the end, the powerful internal organizations of this field are examined

    Keywords: Physical Assets Management, Offhore Platform Decommissioning, Environmental Requirements, International Regulations
  • Ali Hasanvand*, MohammadSaeid Seif Pages 155-167

    Today, researchers are looking for ways to intelligentize and eliminate human wrong to reduce the amount of errors and costs of sea voyages.  The purpose of this study is to design an intelligent system for the displacement vessel model of a tanker in order to track trajectory and appropriate state.  Since the dynamics of vessel is nonlinear, in this research, the behavior of the system in nonlinear mode is investigated by considering the controller.  PID control method and sliding mode control (SMC) have been used to control actuators, which have the ability to control vessel movements in different directions and modes.  To check the performance of the designed controller, various missions such as controlling speed and heading angle, trajectory tracking have been investigated.  The obtained results show that each controller has ability of speed and heading angle control with acceptable accuracy and slight difference.  In the trajectory tracking mode, if movement speed is not significant, we can expect a proportional performance from the intelligent system.  In sliding mode control, which is a non-linear control, it shows better performance with favorable fluctuations in controlling the rudder angle and tracking.  However PID, it performs better in controlling propeller rotating, but it performs more unstable in controlling direction.

    Keywords: Hydrodynamic modeling, Velocity Control, Trajectory tracking, Linear, nonlinear controller, Intelligence
  • Fateme Faraji, Ozeair Abessi*, Saber Vatandoust Pages 168-176

    Offshore open intakes are built to supply feed water for desalination plants, power plants, and many other coastal industries. They have positive effects on supplying water demands for the coastal cities, however, adverse effects on the life of marine organisms and their habitats have been reported. As the barnacles and biofouling may change the roughness of the intake opening, in this study, their effects on changing roughness from 0.001, 0.19 and 0.5 mm were numerically simulated and the intake performance, including flow velocity between screen rods and flow rate, were evaluated. Changes in flow velocity around the opening of the intake show that an increase in roughness will decrease flow velocity and flow rate up to 4 percent

    Keywords: Deep intake, Flow velocity, Ecological effects, Impingement, Entrainment, Numerical Modeling