فهرست مطالب
نشریه مهندسی دریا
پیاپی 44 (پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/07/10
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحات 1-11
خطوط لوله گاز فراساحل موجود در فاز 12 پارس جنوبی، عموما دارای یک لوله کوچک نیز هستند که بر روی لوله اصلی سوار است. وظیفه این لوله کوچک حمل مواد ضد خوردگی است (Piggyback Pipeline). لوله کوچک به علت اندازه نسبتا کوچک تر، در معرض خطرات ناشی از لنگر کشتی های ماهیگیری می باشد. یکی از این آسیب ها، قلاب شدن لنگر به لوله (کوچک) و کشیدن آن می باشد که این مورد در پارس جنوبی به دفعات رخ داده است. بررسی میزان آسیب وارده و ارزیابی فشار قابل تحمل این لوله ها (در صورت پاره نشدن لوله) هدف اصلی این تحقیق می باشد.برای حل مساله، در نرم افزار آباکوس مدل سه بعدی غیرخطی دینامیکی از نمونه واقعی ساخته شد که در آن لنگر به لوله قلاب شده و آن را تا ارتفاع مشخصی بصورت قائم کشیده و سپس رها می کند (27 مدل)؛ نهایتا رابطه ای برای میزان کاهش ظرفیت لوله برحسب جابجایی قائم آن ارائه شده است.
کلیدواژگان: خطوط لوله، آسیب، کشش لنگر، ظرفیت باقیمانده، روش اجزای محدود -
صفحات 12-23
خطوط مهار، اجزا اصلی در پایداری سازه های شناور در دریا هستند. وزنه های معلق و بویه های مغروق دو دسته از ادوات هستند که برای افزایش تاثیر خطوط مهار طراحی شده اند. در این مقاله تاثیر وزنه های معلق بر حرکات یک شناور نیمه مغروق با در نظر گرفتن شرایط محیطی خلیج فارس بررسی شده است. بدین منظور، نیروی بازگرداننده خطوط مهار در شرایط آب آرام، حرکات سازه شناور و کشش یکی از خطوط مهار آن در موج نامنظم با دوره بازگشت 100 ساله بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، افزودن وزنه های معلق از سویی سبب کاهش حرکات سازه شناور و از سوی دیگر باعث افزایش کشش خطوط مهار خواهد شد. این دو نتیجه متفاوت، نشان می دهد که اضافه کردن وزنه های معلق به خطوط مهار، نیاز به بررسی و تحقیقات بیشتری دارد.
کلیدواژگان: سازه فراساحلی، خط مهار، وزنه معلق، حرکات، کشش مهار -
صفحات 24-39
پروانه ها به عنوان اصلی ترین پیش برنده های شناورها محسوب می شوند و از ابتدا تا کنون، مهندسان همواره در تلاش بوده اند تا عملکرد پروانه ها، از جمله تراست و بازدهی آن ها را افزایش دهند. با در نظر گرفتن اینکه پروانه های جدیدی به نام Sharrow Propeller معرفی شده اند، این تحقیق تلاشی برای طراحی، مدلسازی و تحلیل این نوع پروانه ها است. با توجه به اینکه که داده های زیادی از نحوه عملکرد این پروانه از جمله تراست و بازده آنها موجود نمی باشد؛ لذا مقایسه لازم با پروانه های سری B و سری استاندارد پروانه های شناورهای تندرو، در شرایط قطر و گام یکسان انجام شده است تا اطمینان حاصل شود که هندسه پروانه مدلسازی شده، می تواند به عنوان پروانه شناور استفاده شود. برای این منظور با استفاده از نرم افزار سالیدورک (SolidWorks) مدلسازی لازم صورت گرفت و دو پروانه با پارامترهای هندسی متفاوت ولی با قطر و گام یکسان مدلسازی شده است. برای بررسی نحوه عملکرد پروانه، در نرم افزار شبیه سازی (+Star CCM) تست آب آزاد (Open Water) گرفته شده است و داده هایی نظیر تراست و گشتاور تولیدی توسط پروانه و بازده پروانه استخراج گردید و این کمیت ها نیز با سایر پروانه های ذکرشده، مقایسه گردید. نتیجه حاصل به این صورت که پروانه شارو 1 دارای تراست بسیار بالاتر و بازده کمتر و پروانه شارو 2 دارای تراست کمتر ولی بازده بهتر می باشد و درکل هر دو پروانه دارای تراست بهتری نسبت به دو پروانه استاندارد بوده است.
کلیدواژگان: پروانه شارو، تست آب آزاد، تراست و بازدهی، روش های عددی و تجربی، دینامیک سیالات محاسباتی -
صفحات 40-55
با پیشرفت یادگیری ماشین و الگوریتم ها و احداث سایت های تحقیقاتی در مناطق ساحلی، اطلاعات ارزشمندی در دسترس قرار گرفته که می توان از آنها در توسعه مهندسی سواحل بهره برد. در این پژوهش سعی شده است تا با یادگیری ماشین، ناحیه ساحلی نارابیین استرالیا با رویکرد جدیدی بررسی گردد. یکی از مهمترین عوامل در شناخت رفتار ساحل، بازسازی خود در شرایط غیر طوفانی و بلند مدت است. شناخت و توصیف پدیده های تاثیرگذار بر عملکرد تعادلی ساحل نیز بسیار با اهمیت می باشد. پس از مرتب سازی داده های اولیه، به کمک الگوریتم درخت تصمیم رگرسیونی با بررسی بهترین الگوی رفتاری از برآیند دو عامل خطا و پیچیدگی مدل، مناسب ترین سناریوها جهت توصیف پارامتر های اثرگذار بر توابع هدف (تغییرات خط ساحل و هندسه سکوی ساحلی) انتخاب گردیدند. بر این اساس جهت توصیف تغییرات خط ساحل به ترتیب ∆BW، Berm Slope، SLR و ζ با مقادیر R2=82% و RMSE=3.489 متر؛ جهت توصیف تغییرات ارتفاعی سکوی ساحلی به ترتیب BC Height ، ∆x Shoreline ، ∆x BC و P با مقادیر R2=48% و RMSE=0.397 متر و همچنین جهت توصیف موقعیت افقی تاج سکوی ساحلی BW، Berm Slope ، ∆y BC، BC Height ، E و SLR با مقادیر R2=67% و RMSE=9.807 متر در نظر گرفته شدند. بر طبق نتایج حاصل از توصیف و نیز اثرگذاری پدیده های هیدرودینامیک و مورفودینامیک با استفاده از روش درخت تصمیم رگرسیونی و مقادیر خطا و ضریب تعیین بدست آمده، می توان بیان نمود که این روش مناسب بوده و در شناخت پدیده های حاکم بر عارضه های ساحلی قابل اعتماد است؛ بر این اساس جهت بررسی تغییرات مورفودینامیک سکوی ساحلی و شناخت رفتار تعادلی آن، شکل هندسی و شیب اولیه آن نقش بسزایی را ایفا می نماید.
کلیدواژگان: رفتار ساحل، سکوی ساحلی، شرایط غیر طوفانی، یادگیری ماشین، درخت تصمیم رگرسیونی -
صفحات 56-62
محاسبه مقاومت بدنه شناور، یکی از مهمترین بخش ها در طراحی آن است. یکی از روش های مرسوم برای محاسبه مقاومت بدنه شناور، تست تجربی حوضچه کشش است. استفاده از تست های حوضچه کشش نیازمند ساخت مدل دقیقی از شناور مورد نظر است. در این مقاله، شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی به روی یک شناور نظامی، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت انجام شده و سپس با نتایج آزمایش حوضچه کشش، که در همین پژوهش صورت گرفته است، مقایسه شده است. برای انجام تست حوضچه کشش، ابتدا هندسه شناور مورد نظر در نرم افزار کتیا مدل سازی و سپس با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته شد. مقایسه نتایج مقاومت تجربی و عددی نشان می دهد که تطابق خوبی بین نتایج عددی و تجربی وجود دارد. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که مدل دینامیک سیالات محاسباتی توسعه داده شده عملکرد صحیحی دارد. سپس مدل شبیه سازی شده به همراه برجستگی سونار توسعه داده شد. نتایج نشان می دهد که وجود برجستگی سونار، سبب می شود که مقاومت بدنه شناور در سرعت های بیش از 8.74 گره دریایی به صورت خطی افزایش پیدا کند.
کلیدواژگان: مقاومت شناور، دینامیک سیالات محاسباتی، حوضچه کشش، برجستگی سونار، شناور نظامی -
صفحات 63-71
در دهه های اخیر اتصال بتنی شمع به غلاف فولادی از محبوبیت ویژه ای برخوردار شده است. بررسی ها نشان داده که مود شکست بتن در این اتصال به صورت شکست برشی است. با توجه به مودهای شکست اتصال، پیش بینی می شود که با بهبود عملکرد بتن، مقاومت نهایی و شکل پذیری اتصال نیز بهبود یابد. در این تحقیق عملکرد بتن به کمک استفاده از الیاف فولادی بهبود یافته است. برای این امر از 1/5 درصد الیاف فولادی ساده در بتن استفاده شده است تا مقاومت خمشی و مقاومت فشاری آن بهبود یابد. نتایج نشان داد که استفاده از 1/5 درصد الیاف باعث بهبود مقاومت نهایی اتصال تا 22 درصد و همچنین بهبود شکل پذیری آن شده است. همچنین نتایج آزمایش با آیین نامه های DNV1؛ API2 و HSE3 بررسی شد که بین این سه آیین نامه، DNV بیشترین همخوانی را با نتایج آزمایش نشان داد.
کلیدواژگان: اتصال شمع به غلاف فولادی، گروت، بتن الیافی، کلید برشی -
صفحات 72-84
سطح خیس ناشی از اسپری آب یکی از عوامل ایجاد مقاومت در شناورهای تندرو می باشد. بر این مبنا تاثیر زائده اسپری یل در راستای کاهش مقاومت شناور بررسی شده و تاثیر مشخصه های هندسی آن شامل زاویه زیرین، عرض و تعداد اسپری ریل ها بر مولفه های هیدرودینامیکی و مقاومت شناور با استفاده از روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی های عددی با داده های مشابه آزمایشگاهی برای شناور بدون زائده اعتبارسنجی گردیده است. روش تاگوچی 18 طرح آزمایش پیشنهاد نموده است که هر طرح آزمایش در دو حالت کلی قرارگیری اسپری ریل ها (در راستای چاین و موازی با کیل) برای عدد فرود عرضی 99/1 و 33/3 شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که دو مشخصه هندسی زاویه زیرین و تعداد اسپری ها با افزایش عدد فرود شناور رابطه مستقیم دارند به طوری که در حالت حرکتی پروازی زاویه زیرین مثبت با بیشترین تعداد اسپری ریل کاهش بیشتری در میزان مقاومت شناور ایجاد نموده است به علاوه مقدار بهینه مشخصه هندسی عرض اسپری ریل با افزایش عدد فرود کاهش یافته است در نتیجه مقدار عرض اسپری ریل با افزایش عدد فرود رابطه عکس داشته است. همچنین اسپری ریل های موازی با کیل به نسبت اسپری ریل های در راستای چاین نقش موثرتری در کاهش مقاومت شناور دارند. مقدار تریم و بالاآمدگی شناور برای اسپری ریل های موازی با کیل در مقایسه با اسپری ریل های موازی با چاین کمتر بوده است که این امر موجب کاهش احتمال وقوع ناپایداری طولی پورپویزینگ در شناور می گردد.
کلیدواژگان: مقاومت شناور، اسپری ریل، مولفه های هیدرودینامیکی، ناپایداری طولی پورپویزینگ -
صفحات 85-95
باتوجه به افزایش آبزی پروری دریایی، طراحی سازه هایی ایمن و کارآمد برای این منظور حائز اهمیت است. سکو مثلثی [1]در سکوهای شناور پرورش ماهی کشتی مانند [2]، با قرارگرفتن در نقطه برخورد موج با قفس، سبب شکست موج و کاهش انرژی آن، در نتیجه کاهش شتاب های عمودی و کاهش نیروی کشش خطوط مهار شده و محیط ایمن تری نسبت به قفس های پلی اتیلن با چگالی بالا ایجاد می کند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار ارکافلکس [3] دینامیک یک نمونه از این قفس ها با سیستم تک مهاره در شرایط آب های دریایی نزدیک به بندر چابهار مطالعه شده است. مدل عددی ابتدا با نتایج تجربی صحت سنجی شده است. نتایج نشان می دهد، شتاب های قائم سکوی اصلی به طور قابل توجهی کمتر از سکوی مثلثی واقع در جلوی قفس است. افزایش تعداد سکوهای مربعی شناور، شتاب عمودی سکوها را کاهش می دهد. بیشینه شتاب قائم وارده به سکو برای امواج محلی چابهار در صورت استفاده از یک سکوی مربعی 0.9 m/s2 و در صورت استفاده از دوسکوی مربعی0.35 m/s2 است. همچنین مقدار ریشه میانگین مربعات (RMS) شتاب قائم قفس ها به ترتیب 0.21 و0.13 m/s2 است. مقدار کم شتاب های قائم، محیطی آرام را برای فعالیت بر روی قفس فراهم می کند و استرس و حرکات هیجانی آبزیان درون قفس را به حداقل می رساند که در بازدهی اقتصادی قفس حائز اهمیت است. با توجه به تمرکز پژوهش بر روی شرایط دریایی بندر چابهار، این قفس ها برای نصب در آب های ساحلی جنوب ایران توصیه می شود.
کلیدواژگان: آبزی پروری دریایی، قفس تک مهاره، قفس کشتی مانند، شتاب عمودی، نرم افزار ارکافلکس -
صفحات 94-108
امروزه ورود فناوری ها به صنایع مختلف علاوه بر ارتقاء بهره وری، باعث بهبود ایمنی می شود. همچنین، وسایل نقلیه خودران به صنعت کشتیرانی مانند سایر روش های حمل و نقل مانند؛ حمل و نقل هوایی، حمل و نقل عمومی و بخش اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرند. مفهوم کشتی بدون سرنشین برای اولین بار در دهه 1980 در کتاب "کشتی ها و کشتیرانی فردا" معرفی شد که در آن رولف شونکنخت (نویسنده کتاب) اشاره می کند که در آینده کاپیتان ها وظایف خود را از یک ساختمان اداری در خشکی انجام خواهند داد و کشتی ها با استفاده از کامپیوتر هدایت خواهند شد. از آن زمان، توسعه کشتی های خودمختار قابل توجه بوده است و همچنین کاربردهای این کشتی های بدون خدمه، از فعالیت های نقشه برداری و تحقیقات علمی دریایی تا دفاع نظامی را شامل می شود. کشتیرانی به وسیله کشتی های بدون سرنشین به عنوان یک موضوع مورد بحث در مورد آینده حمل و نقل دریایی است و مزایای زیادی برای صاحبان کشتی، صنعت کشتیرانی، محیط زیست و غیره دارد. قطعا ورود کشتی های بدون سرنشین باعث افزایش ایمنی ناوبری خواهد شد و به دنبال آن حوادث مختلف دریایی به طور چشمگیری کاهش خواهند یافت. در این تحقیق، زیرساخت های موجود بندر امام خمینی جهت پذیرش کشتی های بدون سرنشین مورد بررسی قرار می گیرند تا محدودیت ها و ظرفیت های این بندر جهت پذیرش این نوع کشتی ها مشخص شود. تحقیق حاضر از نوع هدف کاربردی و از نظر ماهیت، آمیخته اکتشافی است. با استفاده از مطالعات کتابخانه ای 12 عامل اثرگذار در پذیرش شناورهای بدون سرنشین شناسایی شدند و توسط 90 نفر از کارشناسان امور دریایی و بندری مجتمع بندری امام خمینی مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا داده های کیفی از طریق مطالعات کتابخانه ای (مطالعه تحقیقات بین المللی) و مصاحبه با خبرگان تحقیق شامل 10 نفر از کارشناسان امور دریایی و بندری مجتمع بندری امام خمینی که بر موضوع کشتی های بدون سرنشین تسلط داشتند، استخراج شدند. سپس برای جمع آوری داده های کمی از روش میدانی و توزیع پرسشنامه محقق ساخته بین جامعه آماری تحقیق استفاده شد. پرسشنامه شامل دو بخش سوالات عمومی و تخصصی است که در بخش عمومی سوالاتی در ارتباط با شغل، سابقه کاری و تحصیلات پاسخ دهندگان و در بخش تخصصی، 12 سوال مربوط به کشتی های بدون سرنشین و بندر امام خمینی مطرح شدند. روایی به دقت اندازه گیری اشاره دارد (اینکه آیا نتایج واقعا نشان دهنده چیزی است که قرار است اندازه گیری کنند). در این تحقیق روایی پرسشنامه از طریق نظرسنجی از خبرگان حوزه بندری و دریایی و اساتید دانشگاهی مورد تایید قرار گرفته است. پایایی به سازگاری یک اندازه گیری اشاره دارد (آیا نتایج را می توان تحت شرایط یکسان بازتولید کرد). در این تحقیق پایایی پرسشنامه از طریق آزمون آلفای کرونباخ بررسی و تایید شد. تحلیل اولیه با استفاده از آزمون دوجمله ای، 7 محدودیت و 5 ظرفیت این بندر را نشان داده است. در بخش اولویت بندی از تکنیک سلسله مراتبی استفاده شد. که نتایج آن نشان داد در میان عوامل گروه ظرفیت، عامل وجود اپراتورهای شایسته برای ناوبری و مدیریت این کشتی ها با امتیاز 238/0 و در میان عوامل گروه محدودیت، عامل وجود مرجع قضایی شایسته در ارتباط با مسائل حقوقی کشتی های بدون سرنشین با امتیاز 267/0 مهمترین عوامل شناسایی شدند. در ارتباط با وجود مرجع قضایی شایسته در ارتباط با مسائل حقوقی کشتی های بدون سرنشین پیشنهاد می شود خبرگان حوزه قضایی استان های ساحلی کشور با کارشناسان خبره و بخش حقوقی کشتیرانی و سازمان بنادر و دریانوردی جلسه هم اندیشی برگزار و دستورالعملی واحد برای بررسی انواع مشکلات قضایی محتمل توسط این نوع کشتی ها وضع شود. در ارتباط با وجود قوانین و مقررات ملی در خصوص نحوه پذیرش، ارائه خدمات و تعامل با کشتی های بدون سرنشین پیشنهاد می شود مسئولان سازمان بنادر و دریانوردی با الگوبرداری از مقررات سازمان جهانی دریانوردی در خصوص شناورهای بدون سرنشین و با بهره گیری از نظرات خبرگان دریایی و بندری و حقوقی، دستورالعمل داخلی برای این نوع شناورها تدوین کنند.
کلیدواژگان: کشتی های بدون سرنشین، مسائل حقوقی، ایمنی دریایی، بندر امام خمینی، اپراتورهای شایسته -
صفحات 109-125
هدف از این مقاله تحلیل عددی هیدروآکوستیکی نویز انتشاری غیرکاویتاسیونی پروانه اسکیو بالا در گام های هندسی مختلف با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. گام هندسی پروانه از جمله مهمترین پارامترهای تاثیرگذار در طراحی پروانه های دریایی می باشد، لذا در این مقاله از یک نمونه سری استاندارد پروانه زیرسطحی با تعداد پره های مختلف و در گام های هندسی متفاوت استفاده شده است و داده های مربوط به میدان ورتیسیتی و سطح نویز انتشاری استخراج و مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحلیل عددی از مدل اغتشاشی DES استفاده شده است که با تعداد شبکه متوسط در مقایسه با روش گردابه های بزرگ دارای جوابهای با دقت قابل قبول در حوزه نویز می باشد. به منظور افزایش دقت داده های عددی، شبکه تولید شده حول پروانه در نواحی لبه ابتدایی، لبه انتهایی و نوک پره ها و همچنین در ناحیه دنباله پایین دست جریان با تراکم بالاتری تولید شده است. بر اساس نتایج بدست آمده با افزایش زاویه گام هندسی پره پروانه میزان فشار استاتیکی بر روی سطح جلویی پره افزایش یافته و گردابه های ناشی از باس و هاب طولانی تر شده و میزان تغییرات سطح نویز انتشاری در راستای محوری در فرکانس های پایین کمتر از 5 دسیبل اما در فرکانس های بالا نوسانی بوده و تغییرات محسوس تر است. بیشترین میزان تغییرات سطح فشار صوت بر حسب گام در راستای عمود بر جهت جریان و تا حدود 40 دسیبل هم می رسد.
کلیدواژگان: گام هندسی، سطح نویز انتشاری، دینامیک سیالات محاسباتی، پروانه اسکیو بالا
-
Pages 1-11
Offshore gas pipelines used in the 12th phase of South Pars Project generally have a small pipe (Piggyback Pipeline) mounted on the main pipe. The task of this small pipe is to transfer MEG (anti-corrosion) materials from Onshore to Platform. Because of their small size, Piggyback Pipelines are exposed to the damages caused by being dragged by the anchors of fishing and/or operational vessels. The main objective of this research is to assess the pressure capacity of small pipelines (prior to becoming torn) and to investigate the ultimate capacity before rupture.To solve the problem, a three dimensional non-linear dynamic model of the real sample is simulated in ABAQUS software. 27 models are analyzed, where an anchor is hooked to a pipeline and drags it vertically to a specific height and then releases it. Eventually an equation is presented to determine the relation between pipeline remaining capacity and vertical displacement.
Keywords: Pipeline, Damaged Pipe, Remaining Capacity, Anchor Dragging, Finite Element -
Pages 12-23
Mooring lines are the main components in the stability of floating structures in the sea. Clump weights and submerged buoys are two types of devices designed to increase the effectiveness of mooring lines. In this article, the effect of clump weights on the motions of a semi-submersible offshore structure has been investigated considering the environmental conditions of the Persian Gulf. For this purpose, the restoring force of the mooring line in calm water conditions, the motions of the floating structure and the top tension of one of its mooring lines in an irregular wave with a return period of 100 years have been investigated. In general, adding clump weights will reduce the movements of the floating structure and increase the tension of the moorings. These two different effects show that the addition of clump weights needs further investigation.
Keywords: Offshore Structures, Mooring Lines, Clump Weight, Motions, Mooring Tension -
Pages 24-39
Propellers are considered as the main propellants of vessels and from the beginning until now, engineers have always been trying to increase the performance of propellers, including their thrust and efficiency. Considering that new propellers called Sharrow Propeller have been introduced, The present study is an attempt to design, model and test this propeller. Considering that there is no information available on the performance characteristics of these propellers, including thrust and efficiency; Finally, it should be compared with the propellers of the B-series and the standard series of high-speed vessel with the same diameter and pitch to make sure that the geometry of the modeled propeller can be used as a vessel propeller. For this purpose, modeling was done using SolidWorks software and two propellers with different geometric parameters but with the same diameter and pitch were modeled. To check the performance of the propeller, an open water test was taken in the simulation software (Star CCM +) and data such as the thrust and torque produced by the propeller and the efficiency of the propeller were extracted and these characteries compared with the other mentioned propellers. The result was that Sharrow propeller 1 has much higher thrust and lower efficiency and Sharrow propeller 2 has less thrust but better efficiency and in general both propellers had better thrust than the two standard propellers.
Keywords: Sharrow Propeller, Open Water Test, Thrust, Efficiency, Numerical Methods, Experimental Methods, CFD, EFD -
Pages 40-55
With the advancement of machine learning and algorithms and the establishment of research sites in coastal areas, valuable information has become available that can be utilized in the development of coastal engineering. This study attempts to examine the coastal area of Narrabeen, Australia with a new approach using machine learning. One of the most important factors in understanding coastal behavior is its self-reconstruction under non-stormy and long-term conditions. Recognizing and describing the phenomena affecting the equilibrium performance of the coast is also of great significance. After sorting the initial data, the best behavioral pattern was examined using a regression decision tree algorithm by evaluating the combination of error and model complexity, and the most appropriate scenarios were selected to describe the influencing parameters on objective functions (shoreline changes and coastal platform geometry). Accordingly, to describe shoreline changes, ∆BW, Berm Slope, SLR, and ζ were considered with values of R2=82% and RMSE=3.489 meters; to describe changes in the elevation of the coastal platform, BC Height, ∆x Shoreline, ∆x BC, and P were considered with values of R2=48% and RMSE=0.397 meters; and to describe the horizontal position of the coastal platform crest, BW, Berm Slope, ∆y BC, BC Height, E, and SLR were considered with values of R2=67% and RMSE=9.807 meters. According to the results of the description and the impact of hydrodynamic and morphodynamic phenomena using the regression decision tree method and the obtained error values and coefficient of determination, it can be stated that this method is suitable and reliable for understanding the governing phenomena on coastal features; Based on this, in order to investigate the morphodynamic changes of the coastal platform and to understand its equilibrium behavior, its geometric shape and initial slope play a significant role.
Keywords: Beach Behavior, Coastal Berm, Non-Storm Conditions, Machine Learning, Regression Decision Tree -
Pages 56-62
Calculation of the hull resistance is one of the most important parts in the design process. One of the conventional methods for calculating the resistance of the vessel is the experimental tests of the towing tank. The use of towing tank tests requires the construction of an accurate model of the vessel. In this paper, computational fluid dynamics simulation was performed on a military vessel, using Ansys Fluent software, and compared with the results of the towing tank test, which was carried out in this research. To perform the towing tank test, first the geometry of the vessel was modeled in CATIA software, then it was constructed using a 3D printer. Comparing the experimental and numerical resistance results shows that there is a good agreement between the numerical and experimental results. Therefore, it can be concluded that the developed computational fluid dynamics model has a correct performance. Then the simulated model was developed along with Sonar dome. The results show that the presence of Sonar dome causes the hull resistance to increase linearly at speeds of more than 8.74 knots.
Keywords: Vessel Resistance, CFD, Towing Tank, Sonar-Dome, Military Ship -
Pages 63-71
In recent decades, the pile-to-sleeve grouted connections has gained significant popularity. Studies have shown that the failure mode of concrete in this connection is shear failure. Considering the failure modes of the connection, it is predicted that improving the performance of the concrete will also enhance the ultimate strength and ductility of the connection. In this research, the performance of the concrete was improved using steel fibers. For this purpose, 1.5% of straight steel fibers have been used in concrete to improve flexural strength and compressive strength. The results demonstrated that the use of 1.5% steel fibers improved the ultimate strength of the connection by up to 22% and also enhanced its ductility. Furthermore, the experimental results were compared with the DNV, API, and HSE standards, with the DNV standard showing the highest consistency with the experimental results.
Keywords: Pile To Sleeve Connection, Groute, Fiber Reinforced Concrete, Shear Key -
Pages 72-84
The wet surface caused by water spray is one of the factors of creating resistance in high-speed floats. On this basis, the effect of the sprayer appendage in reducing the buoyancy resistance has been investigated and the effect of its geometric characteristics, including the bottom angle, width and number of spray rails, on the hydrodynamic components and the buoyancy resistance has been investigated using a numerical method. The results of numerical simulations have been validated with similar laboratory data for the float without appendages. Taguchi's method has proposed 18 test designs, that each test design is simulated in two general positions of spray rails (in line with the chine and parallel to the keel) for the transverse landing number of 1.99 and 3.33. The results show that the two geometric characteristics of the bottom angle and the number of sprays have a direct relationship with the increase in the landing number of the float, so that in the flight mode, the positive bottom angle with the highest number of rail sprays has caused a greater decrease in the resistance of the float, in addition to the optimal value of the width geometric characteristic The rail spray has decreased with the increase of Froud number, as a result, the width of the rail spray has an opposite relationship with the increase of Froud number. Also, spray rails parallel to the keel have a more effective role in reducing floating resistance than spray rails in line with the chine. The amount of trim and rise of the float for the spray of rails parallel to the keel is less compared to the spray of rails parallel to the chine, which reduces the possibility of longitudinal porpoising instability in the float.
Keywords: Floating Resistance, Spray Rail, Hydrodynamic Components, Longitudinal Stability Porpoising -
Pages 85-95
Given the increase in marine aquaculture, designing safe and efficient structures for this purpose is important. The triangular frame in vessel-shaped floating fish farming platforms, by being located at the point of wave impact with the cage, causes wave breaking and reduces its energy, thereby reducing vertical accelerations and reducing the tension force of the mooring lines and creating a safer environment than high-density polyethylene cages. In this research, the dynamic of a sample of these cages with a single mooring system has been studied in marine water conditions near Chabahar Port using the Orcaflex software. The numerical model has first been validated with experimental results. The results show that the vertical accelerations of the main platform are significantly lower than the triangular platform located in front of the cage. Increasing the number of floating square platforms reduces the vertical acceleration of the platforms. The maximum vertical acceleration applied to the platform for local waves in Chabahar is 0.9 m/s2 when using a square platform and 0.35 m/s2 when using two square platforms. Also, the Root Mean Square (RMS) values of the vertical acceleration of the cages are 0.21 and 0.13 m/s2, respectively. The low value of vertical accelerations provides a calm environment for activity in the cage and minimizes stress and emotional movements of aquatic animals inside the cage, which is important in the economic efficiency of the cage. Considering the focus of the research on the marine conditions of Chabahar Port, these cages are recommended for installation in the coastal waters of southern Iran
Keywords: Marine Aquaculture, Single Point Mooring Cage, Vessel-Shaped Cage, Vertical Acceleration, Orcaflex Software -
Pages 94-108
The arrival of unmanned ships will definitely increase the safety of navigation, and as a result, various maritime accidents will decrease dramatically. In this research, the existing infrastructures of Imam Khomeini port for accepting unmanned ships are examined in order to determine the limits and capacities of this port to accept these types of ships. The present research is of the type of applied purpose and in terms of its nature, it is mixed exploratory. Using library studies, 12 factors influencing the adoption of unmanned vessels were identified and examined by 90 maritime and port experts of Imam Khomeini Port Complex. Preliminary analysis using binomial test has revealed 7 limitations and 5 capacities of this port. Hierarchical technique was used in the prioritization section. The results of which showed that among the factors of the capacity group, the factor of the existence of competent operators for navigation and management of these ships with a score of 0.238, and among the factors of the restriction group, the factor of the existence of a competent judicial authority in connection with the legal issues of unmanned ships with a score of 0.267 the most important factors were identified.
Keywords: Unmanned Ships, Legal Issues, Maritime Safety, Imam Khomeini Port, Competent Operators -
Pages 109-125
The purpose of this article is the numerical hydro acoustic analysis of non-cavitating radiated noise in different geometric pitches using the computational fluid dynamics method. The geometric pitch of the propeller is one of the most important influencing parameters in the design of marine propellers, Therefore, in this article, a sample of the standard underwater propeller series with different number of blades and different geometric pitches has been used and the data related to the vorticity field and the radiated noise level have been extracted and studied. In this numerical analysis, the DES turbulence model has been used, which has solutions with acceptable accuracy in the noise subject with an average grid number, compared to the large eddies method. In order to increase the accuracy of the numerical data, the grid generated around the propeller in the areas of the leading edge, trailing edge, tips of the blades and in the region of the downstream, has been produced with a higher grid density. According to the obtained results, by increasing the geometric pitch angle of the propeller blade, the static pressure on the pressure side of the blade increases, and the vortices caused by the boss and hub become longer, and the amount of change in the sound pressure level in the axial direction at low frequencies is less than 5 dB, but at high frequencies it is oscillating and the changes are more noticeable. The highest amount of change in the sound pressure level in terms of pitch is in the direction perpendicular to the flow direction and reaches up to about 40 db.
Keywords: Geometric Pitch, Sound Pressure Level, CFD, High Skew Propeller