فهرست مطالب

دریا فنون - سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، تابستان 1396)

فصلنامه دریا فنون
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/07/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقاله پژوهشی
  • فرید توتونچیان* صفحات 1-8
    امروزه ریزالورهای رلوکتانس متغیر به دلیل ساختار ساده، ابعاد کوچک و پایداری دمایی زیاد برای تشخیص موقعیت زاویه ای محورهای گردان، به ویژه در سیستم های ناوبری دریایی، کاربرد گسترده ای دارند. علیرغم این ویژگی های منحصر به فرد، استفاده از آنها با چالش هایی نظیر پیچیدگی سیم بندی و اثرپذیری از خطای ناهم محوری، روبروست. در این مقاله پس از بررسی این چالش ها، یک ساختار جدید، با سیم پیچی ساده برای رفع این چالش ها مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس عملکرد ریزالور جدید با ریزالور رلوکتانس متغیر مرسوم، در شرایط سالم و تحت خطای ناهم محوری با استفاده از تحلیل اجزای محدود سه بعدی مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. این مقایسه نشان می دهد؛ که تحت خطای ناهم محوری استاتیک مجاز بیرینگ های بکار رفته در ماشین های الکتریکی (35 میکرو متر، مطابق استاندارد ABEC 492)، خطای موقعیت زاویه ای ریزالور جدید بیش از 13 آرک- دقیقه بهبود یافته است. در پایان، نمونه آزمایشگاهی ریزالور جدید، ساخته شده و آزمایش می شود. نتایج آزمایش عملی نتایج شبیه سازی ها و کارایی ریزالور جدید را تایید می کنند.
    کلیدواژگان: ریزالور رلوکتانس متغیر، حسگر موقعیت، خطای ناهم محوری و تحلیل اجزای محدود سه بعدی
  • امیره نوربخش *، مهرداد زکی زاده صفحات 9-23
    موقعیت تعادلی یک حباب دگردیس پذیر سه بعدی در جریان ترکیبی کوئت و پواسل بصورت عددی توسط حل کامل معادلات ناویر-استوکس مورد بررسی قرار گرفته است. میدان جریان روی یک شبکه ثابت توسط یک تقریب اختلاف محدود بقائی گسسته شده است و فصل مشترک بطور صریح توسط یک شبکه نامنظم جداگانه ای که از طریق شبکه ثابت حرکت می کند، بیان شده است. از آنجایی که فصل مشترک بطور پیوسته دچار تغییر شکل می شود، بازسازی جبهه در هر گام انتگرال گیری زمانی ضروری است. هدف از این پژوهش مطالعه حرکت یک حباب شناور در جریان ترکیبی کوئت و پواسل با نسبت های چگالی و چسبندگی مخالف واحد در یک عدد رینولدز محدود می باشد. نتایج نشان می دهد که حباب صرفنظر از موقعیت اولیه آن، در یک وضعیت تعادلی میان دیواره کانال و خط مرکزی قرار خواهد گرفت که به اثر سگر سیبربرگ مشهور است. نتایج در دو مجموعه ارائه شده است، در مجموعه اول شتاب جاذبه در نظر گرفته نشده است. در این حالت دیده می شود که تغییر شکل حباب بشدت وابسته به عدد کاپیلاری است. همچنین نتایج نشان می دهد که تنش برشی بر روی دیواره ها در حضور حباب دارای تغییراتی وابسته به موقعیت اولیه حباب می-باشد. در دومین مجموعه شتاب جاذبه به معادلات اضافه شده است، در این مورد دیده خواهد شد که تغییر شکل حباب بشدت وابسته به عدد اتوش می باشد. جهت اعتبار سنجی محاسبات، کار حاضر با برخی از نمونه نتایج داده های عددی در دسترس مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: حباب، تنش برشی، عدد کاپیلاری، عدد اتوش
  • سید ساعد رضوانی، مهدی سعید کیاست * صفحات 24-30
    ورقهای کامپوزیت ساندویچی دارای کاربرد گسترده ای در ساخت بدنه شناورهای تندروی پیشرفته می باشند. ورق ساندویچی بدنه شناور که از یک طرف با آب در تماس است نه تنها فراهم کننده سفتی خمشی بالا برای بدنه می باشد بلکه میراکننده بخشی از انرژی ارتعاش ناشی از عوامل محرک داخلی و خارجی شناور نیز است. در این تحقیق ورق کامپوزیت ساندویچی دارای دو پوسته خارجی لمینیت متشکل از دو نوع پارچه ی الیاف گرافیت و الیاف شیشه در کنار رزین اپوکسی، و یک لایه داخلی هسته از جنس فوم پلی ایزوبوتیلن در نظر گرفته شده است. لمینیت های پوسته دارای رفتار الاستیک ارتوتروپیک و لایه ی هسته دارای رفتار ویسکوالاستیک ایزوتروپیک است که اطلاعات خواص مکانیکی این مواد از مراجع اخذ شده است. برای رفتار ویسکوالاستیک فوم هسته، در این تحقیق منحنی اساسی رهایش با استفاده از نتایج تست های دما ثابت که در طیفی از دماهای مختلف در مرجع انجام شده اند استخراج می گردد. با اعمال خواص زمانمند هسته و خواص پوسته در نرم افزار اجزای محدود، ورق کامپوزیت ساندویچی تحت شرایط مرزی چهار طرف گیردار تحلیل مودال می گردد. نتایج تحلیل مودال اعم از فرکانسهای طبیعی و شکل مودها برای ورق لمینیت کامپوزیت و همچنین ورق کامپوزیت ساندویچی در هوا و همچنین در تماس با محیط آب مقایسه می گردند.
    کلیدواژگان: ورق کامپوزیت ساندویچی، رفتار ویسکوالاستیک هسته، منحنی اساسی رهایش، ارتعاش در آب
  • کریم اکبری وکیل ابادی*، رحیم مالمیر، ابوالفتح عسکریان خوب، عباس حسن آبادی صفحات 31-41
    طراحی عرشه پرواز یکی از کلیدی ترین بخش های اصلی در فرایند طراحی شناورهای نظامی می باشد. وجود سازه جلوی عرشه پرواز از محدودیتهای تاثیرگذار بر روی عملکرد نشست و برخاست هلی کوپتر بر روی عرشه اینگونه شناورها است. وجود آشیانه پرواز و یا هر نوع سازه ای دیگر در جلوی عرشه پرواز سبب ورود جریان آشفته به صفحه عرشه پرواز می گردد لذا طراحان کشتی بایستی شکل روسازه شناور را بگونه ای طراحی نمایند که حداقل جریان آشفته بر روی عرشه پرواز وجود داشته باشد. امروزه از تریماران ها برای استفاده در صنایع نظامی با روسازه های غیر معمول مورد توجه قرار گرفته اند. از پیچیده ترین مسائل، زاویه بندی روسازه بوده که علاوه بر رعایت الزامات رادارگریزی، باید بهترین ویک بر روی عرشه پرواز را ایجاد نماید. در ابتدا برای انتخاب صحیح ترین مدل پیش بینی جریان در جریان مغشوش، مدل سازی جریان روی یک پله مورد بررسی قرار گرفت. شش تغییر در هندسه پایه داده شد که این هندسه ها در جهت کاهش ناحیه چرخش در منطقه فرود هلیکوپتر با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفتند و در انتها بهترین هندسه مبتنی بر جریان ویک بر روی عرشه انتخاب شده است.
    کلیدواژگان: روسازه، تریماران، جریان چرخشی، اختلاف فشار، عرشه پرواز
  • عباس دشتی منش*، رضا خسروانی، احمدرضا کهنسال صفحات 42-52
    بکارگیری پله در کف بدنه شناورهای تندرو پروازی می تواند منجر به کاهش مقاومت شود. علاوه بر این، با استفاده از پله، کارایی بدنه-های پروازی در آب مواج بهبود خواهد یافت زیرا نیروی لیفت در سرتاسر کف بدنه توزیع شده که می تواند منجر به پایداری پورپویزینگ در امواج گردد. در این مقاله، جریان سیال سه بعدی اطراف بدنه پله دار شبیه سازی می شود. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در ترکیب روش حجم سیال حل می شوند. همچنین، در شبیه سازی ارائه شده، بدنه دارای دو درجه آزادی سینکیج و تریم دینامیکی می باشد. بنابراین، یک حلگر اندرکنش دینامیکی جسم و سیال بر اساس روش مش مورفینگ مورد استفاده قرار می گیرد. در طی فرایند حل عددی دامنه محاسباتی ثابت می ماند و شبکه بندی اطراف بدنه شروع به جابجایی می کند. نتایج بدست آمده برای مقاومت، سینکیج و تریم دینامیکی، طول خیس چاین و طول خیس کیل بدنه پله دار در سرعت های مختلف با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و اعتبارسنجی شده اند. همچنین، راجع به طول خشک پس از پله و تغییرات زاویه خط اسپری در سرعت های مختلف بحث شده است. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که مدل عددی ارائه شده را می توان برای طراحی بهینه شناورهای پروازی پله دار مورداستفاده قرار داد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، شناور پروازی یک پله، آب آرام، مش متحرک
  • میثم بالی، مجتبی کریمایی طبرستانی*، مجید جندقی صفحات 53-63
    با توجه به توسعه روزافزون استفاده از موج شکن های توده سنگی در محیط های دریایی، طراحی آرمور این موج شکن ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. اما مکانیزم خرابی این موج شکن ها بسیار پیچیده بوده است و عدم قطعیت های زیادی در برآورد پارامترهای تعیین اندازه سنگ وجود دارند. عدم قطعیت های ذاتی موجود در این پارامترها باعث می گردد تا نیاز به مطالعه جدی برای اطمینان از پایداری موج شکن حاصل گردد. در تحقیق حاضر، بعد از بررسی موارد مختلف عدم قطعیت پارمترهای موثر بر پایداری آرمور، طراحی آن به صورت احتمالاتی و بر اساس تحلیل قابلیت اطمینان مورد توجه قرار می گیرد. بر این اساس، پس از ارزیابی عدم قطعیت موجود در پارامترهای هیدرودینامیکی و سازه ای، اقدام به طراحی آرمور سنگی در بندر نوشهر به عنوان مطالعه موردی می شود. نتایج نشان می دهد که داده های وزن آرمور طراحی از یک توزیع لوگ نرمال پیروی می کند. با استفاده از داده های این توزیع مشخص می شود که احتمال پایداری آرموری با وزن 13000 کیلوگرم در صورتی که طوفان 50 سال در محل موج شکل بندر نوشهر رخ دهد، در حدود 95 درصد است
    کلیدواژگان: موج شکن توده سنگی، وزن آرمور، عدم قطعیت، ارزیابی ریسک، قابلیت اطمینان
  • افشین حسن زاده، محمد اکبری نسب* صفحات 64-71
    در این تحقیق، نحوه عملکرد تجهیزات صوتی فعال با استفاده از حل معادلات سونار، برای دو حوزه شمالی و جنوبی دریای خزر در فصل بهار مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، با حل معادله موج آکوستیکی با روش پرتو در فرکانس Kh40، تلفات انتقال محیط محاسبه گردید. سپس یک جسم فرضی با قدرت dB12 در فاصله 9 کیلومتری از چشمه آکوستیکی در عمق 5 متری نصب گردید، میزان اتلاف سیگنال برگشتی در گیرندهای که در محل چشمه آکوستیکی در اعماق 50،5 و 300 متری نصب شده بودند، محاسبه گردید، نتایج نشان داد که در ایستگاه شمالی، هنگامی که گیرنده در عمق 5 متری در محل فرستندگی، نصب شده باشد، سیگنال برگشتی از جسم در حدود db50- تلفات انتقال بیشتری نسبت به ایستگاه جنوبی نشان می دهد، ولی در اعماق پایین تر از 50 متری، در حدود db15- مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: سیستم صوتی زیرآبی، تلفات انتقال، دریای خزر
|
  • F. Tootoonchian* Pages 1-8
    Nowadays, Variable Reluctance (VR) resolvers, due to their simple structure, compact design and thermal stability, are widely used in marine navigation systems for detecting the angular position. However, they suffer from some disadvantages such as winding complexity and being highly influenced by eccentricity fault. In this paper, after studying the challenges, a new structure with simple winding is studied to overcome the challenges. To show the preference of the new design, its performance is analyzed using 3-D time stepping finite element method and then compared with conventional variable reluctance resolver. The comparison shows peak to peak position error of the new resolver under 35μm static eccentricity (based on ABEC492 standard) is improved more than 13 Arc Min. with respect to the conventional resolver. Finally, the prototype of the new resolver is built and tested. Experimental results confirm the success of the new resolver.
    Keywords: variable reluctance resolver, position sensor, eccentricity error, finite element analysis
  • A. Nourbakhsh *, M. Zakizadeh Pages 9-23
    Three-dimensional simulations are presented on the motion of a deformable bubble in a combined coquette and poiseuille flow at finite Reynolds number. The full Navier-Stokes equation are solved by a finite volume method on a regular, fixed and staggered grid. Interface is tracked by marker points on an irregular, triangle and moving grid. The effect of surface tension is included. The effects of capillary number and Reynolds number on the lateral migration of a bubble are studied. It is found that a bubble migration to an equilibrium position about halfway between the wall and the centerline regardless of its original position. Simulations also show that the bubble shape is strongly dependent on the capillary number. As the Reynolds number increases, the effect of viscosity decreases and the equilibrium position moves closer to the wall. The effect of the radius of a bubble is also examined. With increasing the radius of the bubble, the centroid of the bubble moves to the centerline. The bubbles are more deformed with negative pressure gradient and migrate to the centerline.
    Keywords: bubble, shear stress, capillary number
  • S. Rezvani Kiasat * Pages 24-30
    composite sandwich plate widely used in manufacturing of the hull of advanced fast boat. sandwich plate of the boat hull that is contact with water in one side supply the Flexural stiffness and dissipate the vibrational energy cused by internal and external factors. In this paper, composite sandwich plate consider with two external laminate face consists of two type fiber Grphite and Glass in the epoxy resin with Polyisobutylene foam core. laminates of face have orthotropic elastic manner and core have isotropic viscoelastic manner that viscoelastic mechanical property of the core received from reference. In this paper for mechanical manner of the visoelastic core, relaxation Master Curve extract with used isothermal curves. Natural frequencies and mode shapes of the composite sandwich plate are determined with clamped boundary conditions in the finite element software. results of natural frequencies and mode shapes of the composite sandwich plate are compared in air and contact with water.
    Keywords: composite sandwich plate, viscoelatic manner of core, relaxation Master Curve, vibration in contact with water
  • K. Akbari Vakilabadi *, R. Malmir, A. Askarian Khoob, A. Hasanabadi Pages 31-41
    Helideck design is one of the main objects in the naval vessel design process. Despite structural constraints that affect the flight deck of the helicopter takeoff and landing performance is on board these vessels. There's hanger or any other structure in front of the flight deck will cause turbulent flow through to flight deck then the floating topside ship design should be designed that at least there is turbulence on the flight deck. Today, Trimaran for use in military industry with unusual attention Pavements have been. The most complex matters, which is angled topside addition to complying with the requirements of stealth, must create the best one on the flight deck. First, to select the correct flow forecasting model in turbulent flow, flow modeling was evaluated on a staircase. Six basic geometry was changed in the geometry in order to reduce the separation zone and helicopter landing zone were analyzed together finally, the best geometry on the deck of one flow-based product.
    Keywords: superstructure, Trimaran, Rotation flow, pressure difference, Flight Deck
  • A. Dashtimanesh *, R. Khosravani, A.R. Kohansal Pages 42-52
    Implementation of bottom step in high speed planing hulls can lead to resistance reduction. Moreover, by using step, rough water performance of planing hulls will improve because the lift force is distributed over the hull bottom which can lead to porpoising stability in waves. In this paper, three dimensional fluid flows around a stepped hull is simulated. The governing equations is solved by finite volume method in conjunction with volume of fluid. Free surface flow and the complexity related to the flow separation from step have been thoroughly investigated. Moreover, in the presented simulation, hull has two degrees of freedom in sinkage and dynamic trim. Therefore, dynamic fluid-body interaction (DFBI) solver based on the mesh morphing approach is utilized. In process of numerical solution, computational domain is fixed and the mesh around the hull is moved. The obtained results for the resistance, dynamic trim and sinkage, Chine wetted length and keel wetted length of stepped hull, at different velocities, have been compared and validated against available experimental data. Also, dry length after step and stagnation line variations in various velocities is discussed. The obtained results indicate that the proposed numerical model can be used for optimal design of stepped hulls.
    Keywords: numerical simulation, one stepped planing hull, calm water, moving mesh
  • M. Bali, M. Karimaei Tabarestani *, M. Jandaghi Pages 53-63
    Stability of the rubble mound breakwater is a very important issue in coastal and ocean engineering. It can be determined by stability number which depends on sea state and structural parameters. However, there are a lot of uncertainly in determining stability number. These uncertainties suggest that reliability analysis should be carried out for armour stones stability to ensure a desirable level of safety for breakwater. In the present study, a probabilistic framework was developed for estimating the stable armour weight placed on a rubble mound breakwater. By using this method, with a particular reliability level or expected risk, armour weight can be calculated. It is therefore, possible for design engineers to decide on the armour weight based on economical and/or construction restrictions. Application of this method was illustrated in Noshar port’s breakwater as a typical case study. The analysis yielded an almost Lognormal distribution for the armour weight. Consequently, armour weight can be assessed by analyzing the distribution based on the required reliability level. Results showed that, to get about 95% reliability, 13000 Kg weight stones must be placed at the breakwater.
    Keywords: Rubble Mound Breakwater, Armour weight, Uncertainties, Risk assessment, Reliability analysis
  • A. Hasanzadeh, M. Akbari * Pages 64-71
    In this study, the manner of performance acoustic equipment using active sonar equations, for both the northern and southern areas of the Caspian Sea were studied in the spring. In this study, acoustic wave equation was solved through a ray theory in 40 KHz frequency, then environment transmission losses were calculated. Then a hypothetical object with the strength 12 dB in distance 9km from the acoustic source at a depth of 5 meters was installed, The transmission loss the return signal at the receiver at the location of the acoustic source were installed at depths of 50.5 and 300 meters, were calculated, The results showed that at North Station, when the receiver at a depth of 5 meters at the site of transmission, is installed, The return signal from the body in about -50 dB show transmission losses compared to South Station, but in the lower depths of 50 meters, about -15 db was observed.
    Keywords: Acoustic equipment, Transmission losses, Caspian Sea