فهرست مطالب

علوم و فناوری دریا - سال شانزدهم شماره 61 (بهار 1391)

فصلنامه علوم و فناوری دریا
سال شانزدهم شماره 61 (بهار 1391)

  • 78 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1391/02/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدحسین صادقی، محمدرضا خدمتی صفحه 1
    اغلب تسلیحات پس از شلیک، یک موج انفجاری از دهانه خارج شده و با سرعت و فشار زیاد در هوا منتشر می گردد و در نهایت به سازه اطراف آن برخورد می کند. در تسلیحات سنگین با فرکانس بالای شلیک، ضربات متداول موج باعث ایجاد ارتعاش شدید به سازه و تجهیزات می شود. از طرفی این امواج بر روی انسان تاثیر سوء و در نتیجه کاهش کارکرد خدمه را در پی خواهد داشت.
    در این مقاله با استفاده از روش مقیاس سازی، مدلی از موج انفجار ارائه و با استفاده از شکل موج فریدلندر برای بیان رفتار موج، مشخصات آن تخمین زده شد. برای تعریف موج انفجار از سه پارامتر زمان رسیدن موج از نقطه ی مورد نظر، فشار حداکثر و زمان ماندگاری در فاز مثبت، استفاده می شود. در مورد زمان رسیدن از رابطه ی نیمه تجربی استفاده شده است.
    برای محاسبه ی فشار برگشتی موج از سازه در زوایای کوچک از تئوری شوک مورب و در زوایای بزرگتر از روش تجربی همراه با میان یابی لاگرانژی استفاده شده است. روابط برای دو حالت فاصله ی از 10تا 50 و50 تا 400 برابر قطر لوله بدست خواهد آمد و با نتایج آزمایشگاهی سلاحی با کالیبر 30 و تانکی با کالیبر 105 میلی متری مقایسه می گردد. نتایج در مورد زمان رسیدن و فشار برگشتی بسیار مناسب و درباره زمان ماندگاری در فاز مثبت خطا نسبت به مقاله مرجع خطای کمتری دارد.
    کلیدواژگان: موج انفجار سلاح، زمان رسیدن، زمان ماندگاری در فشار مثبت، فشار ماکزیمم، فشار برگشتی
  • فرهاد نامدار صفحه 10
    چنانچه بتوان به سرعت و با دقت، گسترش دود و حریق را در شناورها و زیردریایی ها پیش بینی نمود می توان ماموریت محوله را به نحو مطلوب تری به انجام رساند. بنابراین در فرایند طراحی اولیه شناورهای نظامی و زیرسطحی ها بایستی بتوان بگونه ای گسترش حریق و دود را شبیه سازی نمود. شبیه سازی گسترش حریق و دود کمک می کند که چیدمان کمپارتمانها را بهینه نمود. همچنین نوع سیستم تهویه بکار گرفته در شناورهای نظامی و زیرسطحی بایستی متاثر از شبیه سازی صورت گرفته در فرایند طراحی باشد. به همین علت در این مقاله چگونگی شبیه سازی گسترش حریق در کمپارتمان ها و لزوم بهره گیری از یک نرم افزار بومی در این زمینه مورد بررسی قرار می گیرد. معمولا از یک مدل شبکه ای برای شبیه سازی دود و حریق بهره گرفته می شود. شبکه شبیه سازی دود شامل مواردی از جمله انتقال حرارت(تشعشعی، هدایتی)، کشف حریق، اطفاء حریق و یک سیستم کنترلی ساده می باشد.
    کلیدواژگان: شبیه ساز حریق، گسترش حریق، گسترش دود، اطفاء حریق
  • سید مهدی سلیمان نیا، پرویز قدیمی*، عباس دشتی منش، محمد امین فیض چکاپ صفحه 18

    مسئله برخورد سینه شناورهای تندرو به سطح آب از مهمترین پدیده های سازه ای می باشد که یک شناور در طول دوران کاری خود دائما با آن مواجه می گردد. محققان بسیاری در همین راستا و به کمک روش های گوناگون به بررسی این پدیده پرداخته اند. در این مقاله، مساله برخورد نامتقارن یک مقطع دوبعدی گوه ای شکل به سطح آب مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت تحلیل پدیده یادشده در حالت نامتقارن، از تعدادی روابط تحلیلی استفاده شده که نحوه رسیدن به روابط مذکور به اختصار بیان گردیده است.
    در نهایت، روابط تحلیلی به دست آمده جهت تعیین توزیع فشار و ماکزیمم مقدار آن، برروی گوه هایی با زوایای راس مختلف بکارگرفته شده اند. نتایج حاصل، نشان دهنده توافق خوبی میان نتایج به دست آمده و نتایج حاصله از تحقیقات دیگر محققین می باشد. در نهایت، با تحلیل نتایج بدست آمده، واکنش توزیع فشار نسبت به تغییرات هندسی و فیزیکی در مساله کوبش مورد مطالعه قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: روش تحلیلی، گوه، برخورد نامتقارن، توزیع فشار
  • عبدالله رضوانی آلیله، رسام دهنوی، فرزانه بهنام گرمی صفحه 27
    در این مقاله، به تحلیل جریان همرفت اجباری و لایه ای کاملا توسعه یافته در داخل یک لوله مدور حاوی مواد اشباع شده و متخلخل با شار حرارتی یکنواخت در دیواره ها، با استفاده از روش هموتوپی پرتوربشن پرداخته شده است. همچنین در این مقاله، در ناحیه متخلخل برای معادله مومنتوم از مدل بریکمن استفاده شده است که مناسب برای محیط متخلخل است و از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. از روش WKB برای ارزش های کوچکی از عددهای دارسی استفاده شده است. در مواردی که عددهای دارسی بزرگ است، برای حل معادلات مومنتم از روش هموتوپی پرتوریشن استفاده شده است. همچنین برای حل معادله توازن انرژی در عددهای دارسی کوچک و بزرگ، مشابه روش های اعمال شده در معادله سرعت استفاده شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که پروفیل سرعت شدیدا به مقدار پارامتر s، بستگی دارد، به طوری که سرعت سیال در محیط متخلخل در مقایسه با سرعت سیال در محیط سیال خالص کمتر بوده و با کاهش بیشتر عدد دارسی، سرعت سیال در این محیط کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت جابه جایی اجباری، روش هموتوپی پرتاربیشن، مدل بریکمن، عدد دارسی، محیط متخلخل
  • محمد جواد کتابداری، حسن ساقی صفحه 33
    پدیده اسلاشینگ یکی از مسائل پیچیده در پدیده های جریان با سطح آزاد است. بررسی این پدیده کاربرد زیادی در زمینه های مختلف علوم مهندسی دارد که از آن جمله می توان به بررسی رفتار کشتی های حمل سوخت و گاز مایع اشاره نمود. این پدیده از دیدگاه سازه ای می تواند شرایط بحرانی را برای سازه های دریایی بوجود آورد که از آن جمله می توان به افزایش مقدار فشار وارد بر بدنه مخزن اشاره نمود. لذا نحوه توزیع فشار بر روی بدنه مخزن تانک و در نهایت حداکثر نیروی وارد از طرف سیال بر مخزن می بایست به طور دقیق مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق، با فرض سیال تراکم ناپذیر ایده آل، مدل عددی بر اساس روش اجزاء محدود و المان مرزی توسعه یافت تا به کمک آن پدیده اسلاشینگ در مخازن ذوزنقه ای شکل مورد بررسی قرار گیرد. مدل برای مخزن مستطیلی و بر اساس اطلاعات موجود معتبرسازی شد. نتایج نشان داد که مقطع پیشنهادی ذوزنقه ای باعث کاهش فشار و نیروهای وارد بر بدنه مخزن در مقایسه با مخازن مستطیلی می شود.
    کلیدواژگان: پدیده اسلاشینگ، معادله لاپلاس، مخازن ذوزنقه ای، ترکیب روش المان محدود و اجزاء محدود
  • علی محمدی، مریم عابدینی، حسن عسگری شیرازی صفحه 40
    در این پژوهش کاربرد داده های دمای سطح بر بارش استان مازندران موردارزیابی قرار گرفت. داده های میانگین ماهیانه دمای سطح آب دریای خزر در بازه زمانی 30 ساله از سایت بین المللی اقیانوس شناسی و هواشناسی و داده های میانگین ماهیانه 30 ساله بارش از اداره هواشناسی استان مازندران جهت ایستگاه های بابلسر قراخیل نوشهر و رامسر اخذ و ضریب همبستگی بین دمای سطح آب دریای خزر با بارش استان مازندران در ماه های مختلف سال محاسبه و در هر ماه از خط رگرسیون درجه سوم جهت برآورد آماری استفاده گردیده است.
    در پژوهش حاضر نشان داده می شود که همبستگی منفی با سطح اطمینان 95 درصد بین دمای سطح آب دریای خزر با بارش در استان مازندران وجود دارد و می توان نتیجه گرفت با سرد شدن سطح آب دریای خزر در ماه های مختلف سال بارش در استان مازندران کاهش (وجود خشکسالی) و افزایش دمای سطح آب دریای خزر افزایش بارش (رخداد ترسالی) را در استان به همراه دارد. بررسی داده های فشار سطح آب دریای خزر نشان می دهد با افزایش فشار بر روی دریای خزر بارش و ترسالی افزایش و با کاهش فشار خشکسالی در استان مازندران افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: ایران، بارش، استان مازندران، دریای خزر، دمای سطح آب دریای خزر
  • عبدالصمد رهنمانیا، محمدرضا بنا زاده صفحه 53
    در این مقاله اثر بادهای دور از ساحل را بر آبهای کم عمق خلیج فارس و دریای عمان در دو ایستگاه بوشهر و جاسک بررسی کردیم. در یک مشاهده علمی مشخص شده که اثر بادهای دور از ساحل باعث ایجاد گرادیان برآمدگی امتداد ساحلی از مرتبه شده که جریانهای قابل توجهی را بوجود آورده است.معادلات خطی شده و انتگرال گیری شده عمق را بدست آورده. تنش کف را پارامتری کرده و سپس با گرفتن curl از این معادلات و استفاده از معادله پیوستگی معادله سهمی(Parabolic Equation) برای برآمدگی ζ(x،y) بدست می آید. یک مدل کف عبارت است از تغییرات خطی عمق با فاصله (H=sx) و باد دور از ساحل روی آن عمل می کند که این فرض در منطقه مورد مطالعه با تقریب نسبتا خوبی برقرار است.معادلات راحل کرده بدین ترتیب منحنی های سه بعدی برآمدگی یا تغییر تراز را در مناطق مذکور را در زمانی از سال که سرعت باد دور از ساحل قوی تر بوده بوسیله نرم افزار Mathematica رسم کردیم. و در هر مورد گرادیان فشار امتداد ساحلی را محاسبه کردیم و در مورد آن بحث کردیم. نتایج نشان می دهد در صورتی که بادهای رو به زوال پیش می رود. ماکزیمم برآمدگی را داریم و هنگامی که تنش باد ماکزیمم است، برآمدگی صفر است. همچنین از منحنی ها مشخص است که در نزدیک ساحل تغییر تراز بیشتر است و با دور شدن از ساحل این مقدار کاهش می یابد. و همچنین تغییر تراز در امتداد ساحلی متغیر است. همچنین مشاهده می شود که حداکثر گرادیان های بالا آمدگی (elevation) چندین برابر می باشد و نزدیک ساحل اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: باد دور از ساحل، گرادیان فشار، تغییر تراز، خطوط جریان، جریان های امتداد ساحلی
|
  • M. H. Sadeghi, M.R. Khedmati Page 1
    Almost every guns produce high speed and great pressure muzzle blast when they start to shoot. They also damage surrounded structures in their vicinity. In heavy weapons with high frequency of firing, the structure around the gun is incurred under the regular impacts of blast waves. On the other hand, these waves can also negatively impress crews, so their efficiency would be reduced.In this paper, a model of muzzle blast is revealed with the aid of scaling approach, and the traits are estimated with the aid of Friedlander wave form. Blast arrival time, maximum pressure, and positive phase duration are used to describe the muzzle blast. In the case of arrival time, Semi-experimental methods are also utilized. Solution of the reflected pressure at low angles has done with the Oblique Shock Theory, and at the bigger angles experimental methods along with Lagrangian Interpolation is utilized. The equations are attained within two ranges of distances. First: 10 to 50 times of barrel diameter, second is 50 to 400 times of the barrel diameter. The results are also validated with the experimental data from a 30 mm caliber gun and a 105 mm caliber tank. Results of arrival time and reflected pressure are appropriately efficient, and Positive Time Duration although shows a little more error from the experimental error, has half error in compare with the last theory.
    Keywords: Muzzle Blast Wave, Arrival time, Positive Time Duration, Peak Overpressure, Reflected Pressure
  • F. Namdar Page 10
    With the fast and accurate prediction of smoke and fire on ships and submarines can be assigned to a mission well done. So early in the design process and subsurface military vessels must be a way to simulate the spread of fire and smoke. With the spread of fire and smoke simulation can be optimized layout compartments. Also, the type of ventilation system used on military ships and submarines has been affected by the simulation in the design process. This article describes how to simulate the spread of fire on the necessity compartment utilizes a native Software in the field are also studied. Usually, a network model is used to simulate smoke and fire. Smoke simulation Network include of heat transfer (radiation, conduction), fire detection, fire fighting, and a simple control system.
    Keywords: Fire spreading – naval vessel – smoke simulation – general arrangement
  • S. M. Soleymannia, P. Ghadimi, A. Dashtimanesh, M. A. Feizi Chekap Page 18

    Problem of slamming by high speed vessels is one of the most important structural phenomenon that vessels continually face during their life span. Many researchers, by employing different methods, have investigated this phenonmenon. In this article, problem of slamming of a two-dimensioanl asymetric wedege has been studied. For the analysis of this phenomenon in an asymetric condition, various analytical relations have been utilized. Method of achieving these relationships has been explained in details. The determined relationships are used in order to compute the pressure distributions and to find the maximum pressure. This has been accomplished by different wedge angles. The obtained results indicate favorable agreement compared to earlier findings by other researchers. Finally, by analyzing the acquired results, the effects of geometrical as well as physical variations on pressure distribution during the slamming have been investigated.

    Keywords: Asymetric slamming, Analytical method, wedge, pressure distribution
  • A. Rezvani, R. Dehnavi, F. Behnam Germi Page 27
    Fully developed laminar steady forced convection inside a circular tube filled with saturated porous medium and with uniform heat flux at the wall is investigated on the basis of a Brinkman model which is appropriate for hyperporous materials which are of current practical importance. The “WKB method” is applied for small values of the Darcy number. For the case of large Darcy number, the solution for the Brinkman momentum equation is found in terms of an asymptotic expansion. With the velocity distribution determined, the energy equation is solved using the same asymptotic technique. The results of the study show that the velocity profiles depends strongly on the parameter s. As this parameter increases, the central region containing a relatively uniform velocity distribution spreads further towards the wall.
    Keywords: Forced convection, Homotopy perturbation, Brinkman model, Darcy number, porous medium
  • M. J. Ketabdari, H. Saghi Page 33
    Sloshing phenomenon is a complicated free surface flow problem. It has a wide range of engineering applications especially in tanker ships and Liquefied Natural Gas (LNG) carriers. This phenomenon from structural point of view can create critical condition for marine structures. It can cause pressure increase on the tank perimeter due to sloshing. Therefore, it is essential to be able to evaluate the fluid dynamic loads on the tank perimeter. In this paper a numerical model is developed based on incompressible and inviscid fluid for liquid sloshing phenomenon in trapezoidal tank using coupled BEM-FEM. The results are validated for rectangular container using available data. The suggested geometric shape reduces the sloshing effects more efficiently than the available rectangular tank.
    Keywords: Sloshing phenomenon, Laplace equation, Trapezoidal tank, Coupled Boundary Element, Finite Element Methods
  • A. Mohammady, M. Abediny, H. Asgari Shirazy Page 40
    In this research application Sea surface temperature, sea surface pressure and precipitation in the province Mazendaran was studied. Mean monthly sea surface temperature data in 30-year period has been from NOAA. 30-year average monthly precipitation data is taken from meteorological office for stations Babolsar, Qrakhyl, Noshahr and is Ramsrgrfth. The correlation between sea surface temperature with rainfall in different months in the province has been calculated. In each month and the third degree regression line was used for statistical estimation.In the present study is shown that there is the negative correlation whit 95 percent confidence interval between sea surface temperature Caspian Sea against precipitation and standardized precipitation index in the in Mazandaran province. Can be deduced., decreasing sea surface temperature in the years Precipitation will increase and rising Sea surface temperature Can be reduced rainfall.
    Keywords: Iran, precipitation, province Mazendaran, Caspian Sea, sea surface temperature
  • A. Rahnamania, M. Bannazadeh Page 53
    In this article we investigate the effect of offshore wind in shallow water on two stations of bushehr and jask in persian gulf and oman sea. one experimental observe show that the offshore wind cause the surface gradient of order 10-6 to be approximate cause of the longshore flow.we obtain linearized depth integrated equations.parametrize the bottom stress and then curl of these equations and using continuity equations,parabolic equations for elevatin (x,y) will be gotten.one model of bottom is linear changing depth with distance and wind operate them.this assumption for studying region have good approximation.solve the equation by the way we draw theree dimensional curves or elevations change in mentioned regions in time of year in which the offshore wind velocity was stronger by using mathematica software and in each case we calculate surface level gradient along shore and discuss about it.researches indicates that where elevation is maximum,winds fade and recognize from curves that elevation change is greater near coast and will be decreased by being far from beach and also elevation change along shore is variable.also we can realize that maximum elevation gradient is much more than 10-7and occur near shore.
    Keywords: offshore wind, pressure gradient, surface elevation, streamlines, longshore currents