فهرست مطالب
نشریه هیدروفیزیک
سال سوم شماره 2 (پیاپی 5، پاییز و زمستان 1396)
- تاریخ انتشار: 1396/12/04
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-6در این مقاله به مطالعه اثر میدان مگنتواستاتیک بر انتشار امواج صوتی ترموالاستیک و موج گرمایی ایجادشده با تابش لیزر روی فلز خواهیم پرداخت. مکانیزم مشترک در تمام برهم کنش های پالس لیزر با فلزات، ایجاد موج صوتی ترموالاستیک و موج گرمایی است. در پالس های با انرژی های زیاد، امکان وقوع فرایندهای مخرب نیز وجود دارد. بر اساس پدیده مگی-ریگی- لدوک، وجود میدان مغناطیسی استاتیک عمود بر صفحه برهم کنش، می تواند انتشار موج گرمایی ایجادشده در همه فرایندها را تا حدودی محدود سازد. فرایند فیزیکی به دام افتادن گرما و آزمایش تجربی این فرایند در این مقاله موردبررسی قرار گرفته است. حداکثر کاهش انتشار جبهه موج گرمایی ایجادشده در شبیه سازی و در حضور میدان 1 تسلا به میزان 1±18 درصد به دست آمد. در تصویر گرمایی گرفته شده از محل برهم کنش، این کاهش به میزان 1/1±5/4 درصد مشاهده شد.کلیدواژگان: پديده مگي- ريگي- لدوک، تصوير گرمايي، موج ترموالاستيک، موج گرمايي
-
صفحات 7-19در این تحقیق تابع چگالی طیفی مربوط به امواج دریای خزر در بندر امیرآباد با استفاده از داده های بویه ی موج نگار بررسی شده است. این بویه در عمق 25 متری مستقرشده و نوسانات سطح دریا ر ابا فرکانس 4 هرتز ثبت می کند. در ابتدا طیف انرژی موج با استفاده از تبدیل فوریه سریع استخراج شد، سپس دقت مدل های جانسواپ، نیومن و کریلف در تخمین طیف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مدل ها با ضرایب پیش فرض عملکرد مطلوبی در تخمین طیف امواج منطقه ندارد؛ بنابراین با به کارگیری روش کمترین مربعات در برازش منحنی، ضرایب بهینه برای این مدل ها استخراج شد. در ادامه اثر پهنای طیف (v) موردبررسی قرار گرفت و مشخص شد که در طیف های باریک (v<0/4) مدل کریلف و در طیف های پهن (v>0/45) مدل نیومن بهترین عملکرد را داشته است و برای طیف هایی که بین این دو بازه قرار دارد مدل جانسواپ دقیق ترین نتایج را داشته است. به طورکلی می توان نتیجه گرفت که طیف موج در جنوب دریای خزر با در نظر گرفتن پهنای طیف برازش خوبی با مدل های رایج دارد.کلیدواژگان: دریای خزر جنوبی، طیف امواج دریا، جانسواپ، پهنای طیفی
-
صفحات 21-27در این مقاله اثر دما بر امپدانس الکتریکی، فرکانس رزونانس و آنتی رزونانس یک مبدل پیزوالکتریک آکوستیکی پرتوان بررسی شده است. این اثرات در طراحی مدارهای الکترونیکی متصل به پروژکتور تانپیلز پرتوان که در تمیز نمودن لوله های نفتی با استفاده از امواج آکوستیکی کاربرد دارد، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. به این منظور یک لوله مخصوص نگهداری روغن، مبدل، تجهیزات گرمایشی و کنترل، طراحی و ساخته شد. دو دماسنج حساس، دمای روغن و مبدل را به صورت دقیقی اندازه گیری می کند. رفتار امپدانسی در ناحیه دماییoC 120-20 و در بازه فرکانسی kHz25-18 انجام شد. نتایج نشان می دهند که با افزایش دما، فرکانس رزونانس Hz480 و آنتی رزونانس Hz400 کاهش یافته است. تغییرات مقدار امپدانس افزایشی 43 اهمی در فرکانس رزونانس و کاهشی 965 اهمی در فرکانس آنتی رزونانس را نشان می دهد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که امپدانس، فرکانس رزونانس و آنتی رزونانس به شدت به دما وابسته هستند. این موضوع می تواند برای تحقیقات آینده در خصوص افزایش بازده آکوستیکی مبدل های پرتوان در سیستم های تمیزکننده به خصوص در لوله های نفتی موردتوجه قرار گیرد.کلیدواژگان: مبدل آکوستیکی، فرکانس رزونانس، آنتی رزونانس، امپدانس الکتریکی و اثرات دما
-
صفحات 29-40شوری آب برای رصد تغییرات در محیط دریا اهمیت بسیار زیادی دارد. اخیرا سنجش ازدور که جزء کم هزینه ترین و سریع ترین روش های مانیتورینگ و ارزیابی محیط طبیعی است، برای بررسی شوری سطحی در آب های ساحلی استفاده می-شود. در یکی از این روش ها که اساس این تحقیق بر آن استوار است، با تعیین رابطه شوری سطحی و رفلکتنس سطحی تصویر ماهواره با روش های آماری در هر منطقه، به استخراج شوری سطحی آب دریا پرداخته می شود. در شمال غرب خلیج فارس به دلیل ورود آب رودخانه اروند که اصلی ترین منبع آب شیرین برای خلیج فارس است، گرادیان شوری قابل ملاحظه ای وجود دارد که امکان استفاده از این روش را بالا می برد. در این تحقیق رابطه خطی داده های میدانی شوری سطحی حاصل از گشت راپمی در سال 1992 و بازتابندگی سطحی باندهای ماهواره لندست TM5 با استفاده از مدل رگرسیونی استخراج شد. این مدل نشان داد که باندهای 2 و 3 ماهواره لندست ارتباط خطی با شوری سطحی آب دارند. درنهایت، با اعمال رابطه به دست آمده بین داده های میدانی شوری سطحی و بازتابندگی سطحی به تمام پیکسل های تصویر لندست، الگوی شوری سطحی دهانه رودخانه اروند در بهار سال 1992 آشکار شد. این تحقیق که با استفاده از کمترین داده های میدانی (با توجه به عدم وجود داده در این منطقه) انجام شد؛ نشان داد که می-توان با انجام حداقل اندازه گیری های میدانی در این منطقه خاص به درک خوبی از شرایط فیزیکی آن با استفاده از فناوری سنجش ازدور دست یافت و به این ترتیب فقدان داده-های میدانی را جبران نمود.کلیدواژگان: شوری سطحی، رگرسیون، لندست، اروندرود
-
صفحات 41-55در اقیانوس هند شمالی بادهای برگشت پذیر مونسون باعث تغییراتی در ویژگی های عمق لایه آمیخته) (MLD می شوند. MLD از مهم ترین کمیت های لایه بالایی اقیانوسی است و نقش مهمی در چندین پدیده اقیانوس شناختی فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و اقلیمی دارد. استفاده از دقیق ترین اطلاعات عمق سنجی با دقت مکانی 0/033درجه و دقت زمانی یک ماهه با استفاده از مدل MITgcm و استفاده از معیاری مناسب برای تعیین MLD و ضخامت لایه حصاری) (BLT از ویژگی های این مطالعه است. بر اساس نتایج این تحقیق، در اقیانوس هند شمالی تغییرات مهمی در MLD از مونسون تابستانه تا زمستانه وجود دارد. در ماه های ژانویه/فوریه از سمت ساحل جنوبی ایران و پاکستان به سمت جنوب آن، عمق لایه آمیخته از 125 تا 65 متر تغییر می کند. بیشترین مقدار در نزدیک ساحل شرقی اقیانوس هند شمالی بین 85 تا 125 متر و کمترین در کنار ساحل غربی و نزدیک عمان در حدود 85 متر است. در ماه های جولای/ آگوست از سمت ساحل جنوبی ایران و پاکستان به سمت جنوب آن، این تغییرات از 15 تا 45 متر است. به طورکلی، در اقیانوس هندشمالی در خلال هر دو مونسون،MLD در سمت شرقی اقیانوس عمیق تر از سمت غربی آن است. همچنین حضور BLT در زمستان نسبت به تابستان چشمگیرتر است. علت این تغییرات عواملی مانند بارندگی، تبخیر، تنش باد، وارونگی های جریانی، گرمای سطحی خالص در خلال مونسون تابستانه و زمستانه هستند.کلیدواژگان: عمق لایه آمیخته (MLD)، ضخامت لایه حصاری (BLT)، اقیانوس هند شمالی، مونسون تابستانه و زمستانه، مدل MITgcm
-
صفحات 57-70به دلیل قیمت بسیار بالای سوخت کشتی و با هدف رعایت مقررات زیست محیطی دریا، شناسایی مقادیرنیروی پسای کشتی درون آب اولین و اساسی ترین قدم درکنترل مصرف بهینه سوخت محسوب می شود. از طریق روش عددی و با استفاده از نرم افزار سی اف ایکس، برای اولین بار نیروی پسا و مقاومت اصطکاکی مدل مقیاس شده یک کشتی نفتکش غول پیکر به طول74/2 متر، عرض5/0 متر و آبخور 17/0 متر محاسبه شده است. حل عددی نیروی پسای مدل برای 5 سرعت مختلف از 65/0 تا 85/0 متر بر ثانیه انجام شده است. تفاوت این پژوهش با سایر تحقیقات، انتخاب سرعت ها وآبخورهای مدل بر اساس شرایط واقعی سرویس دهی کشتی است. به منظور اعتبارسنجی، نتایج آزمونهای انجام شده بر روی مدل این کشتی در حوضچه کشش بانتایج مدل عددی مقایسه شده است. بر اساس راستی آزمایی های انجام شده، در آبخورهای میانگین 8 و 5/16 سانتیمتر، اختلاف مقادیرنیروی پسای بدست آمده از مدل آزمایشگاهی و مدل عددی در اعداد فرود 13/0 تا 16/0، حداقل5/3 % و حداکثر 4/15% ونسبت مقاومت اصطکاکی به مقاومت کل کشتی حداقل 85 % و حداکثر93 % است. نتایج بدست آمده از این پژوهش جهت تخمین اثر عوامل فیزیکی محیط دریا بر مقاومت اصطکاکی، سرعت و مصرف سوخت کشتی درشرایط واقعی دریا مورد استفاده قرارگرفته است.کلیدواژگان: نرم افزار سی اف ایکس، کشتی نفتکش، شبیه سازی آزمایشگاهی، نیروی پسای کشتی
-
صفحات 71-84خطر انتشار آلودگی در اطراف پالایشگاه ها، تاسیسات نفتی و ناوگان تجاری براثر حوادث طبیعی و غیرمترقبه موردتوجه است. رودخانه اروند یکی از مهم ترین رودخانه های قابل کشتیرانی ایران و عراق و محل تردد تعداد زیادی شناور نفتی است که این مسئله احتمال آلودگی نفتی را دوچندان کرده است. در این مقاله به منظور شبیه سازی هیدرودینامیکی از بسته نرم افزاری مدل مایک 21 که بر اساس مدل دوبعدی جریان های آزاد سطحی است و توسط موسسه هیدرولیک دانمارک توسعه یافته، استفاده شده است. نتایج مدول هیدرودینامیک با استفاده از تراز سطح و سرعت آب کالیبره شده است. این مدل عددی بر پایه روش اویلری توسعه داده شده و در آن برای مشخص کردن الگوی حرکت جریان آبی از معادله های پیوستگی و ممنتوم (معادله های ناویر استوکس متوسط گیری شده در عمق) ، استفاده شده است. پس از واسنجی، مقایسه ی نتایج مدل با اندازه گیری های میدانی نشان می دهد، مدل دارای دقت قابل قبولی در پیش بینی نوسان سطح آب، سمت و سرعت جریان دارد. برای شبیه سازی الگوی انتشار نفت، خروجی ماژول هیدرودینامیک به ماژول تحلیل نشت نفت اعمال شده است. ماژول تحلیل نشت نفت از روش لاگرانژی ذرات برای پیش بینی غلظت و ضخامت لکه نفتی استفاده می کند. نتایج مدل سازی نشان می دهد؛ چنانچه آلودگی هنگام شروع جزر به مدت سه ساعت در مقابل پالایشگاه نفت آبادان رخ دهد و دبی متوسط رودخانه480 مترمکعب بر ثانیه باشد، بدون اعمال باد، آلودگی پس از 124 ساعت به خلیج فارس می رسد.کلیدواژگان: رودخانه اروندرود، آلودگی نفتی، مایک3، 21، هیدرودینامیک، ماژول تحلیل نشت نفت
-
صفحات 85-100پژوهش حاضر به مطالعه شاخص های فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی، ریخت شناسی و دانه بندی به عنوان پارامترهای موثر در شاخص-های مکانیکال- عمرانی در سواحل جنوب غرب خوزستان به ویژه منطقه آزاد اروند پرداخته است. بدین منظور درمجموع20 نمونه از رسوبات سه منطقه خرمشهر، آبادان (چوئبده) و ماهشهر برداشت و افزون بر تعیین شاخص های فیزیکوشیمیایی مانند EC و PH، با روش-های پراش پرتوایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دانه بندی لیزری (LPSA) مورد آنالیز قرار گرفتند. EC نمونه-های موردمطالعه در محدوده 5/15 -31/8 قرار می گیرد که کمترین میزان EC متعلق به خرمشهر و بیشترین میزان نیز به رسوبات برداشتی از سواحل آبادان تعلق دارد. با توجه به رابطه معکوس EC با افزایش خوردگی سازه های بتنی ، بنابراین در تثبیت رسوبات ساحلی آبادان با روش های حاوی ترکیبات سیمانی، باید از سیمان ضدسولفاته بهره گرفت. بر اساس داده های XRD نیز کانی های کلسیت و گاهی دولومیت پراکنش بسیار بالایی در سواحل موردمطالعه داشته که حضور این ترکیبات کربناته نیز لزوم بهره گیری از روش های تثبیت آهک پایه مانند سیمان-آهک، سیمان-آهک-سیلیس را نشان می دهد. همچنین وجود کانی های تبخیری مانند هالیت و ژیپس لزوم استفاده از روش های تثبیت ضد خوردگی را افزایش می دهد. بر اساس داده های SEM، ریخت شناسی کروی، شکل غالب بر سواحل موردمطالعه را شامل می شود که در کنار میکرومورفولوژی صفحه ای ناشی از وفور کانی های کلسیت، جورشدگی مناسبی را در عمل تثبیت سواحل ایجاد می نماید. بررسی میانگین Q10-Q50-Q90% در رسوبات نشان دهنده دانه بندی غالب در بازه 1 تا 21 میکرومتر است. غالب بودن ترکیبات ریزدانه مبنی بر فراوانی بالای ذرات سیلت و رس در رسوبات ساحلی در مناطق موردمطالعه نشان می دهد که به کارگیری مواد با دانه بندی بزرگ تر نیز می تواند در افزایش باربری سواحل موثر باشد.کلیدواژگان: شاخص های فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی، ریخت شناسی، روش پراش پرتو ایکس
-
Pages 1-6In this paper we will study the effect of magneto static field on propagation of sound wavegenerated in metal by pulsed laser in thermo elastic regime . Almost the common mechanism in all interactions of laser pulse and metal is the thermo elastic mechanism mechanism. Ablation regime can occur and is possible in higher laser pulse energy. According to the effect of Maggi Righi Leduce phenomena, presence of magnetio static field normal to the surface of interaction of laser pulse and metal can almost trap the propagation of thermal wave in thermo elastic regime. The physical mechanism of this trapping and experimental results of this mechanism have investigated in this paper. We obtained maximum reduction in 2 D thermo elastic wave propagation around 18 ± 1 % in simulation and at presence of 1 tesla B field and qualitativelywe obtained 4.5 ± 1.1 % reduction of the width of thermal image in experiment.Keywords: Maggi Righi Leduc phenomena, Thermal image, Thermoelastic wave, Thermal wave
-
Pages 7-19The present research assessed spectral density function of Caspian Sea waves in Amirabad port by using the data derived from Iranian wave scan buoy. This buoy is set at the depth of 25 meter and registers seasurface oscillations at 4 Hz. At first Wave spectrum were extracted using Fast Fourier Transformation and the accuracy of Jonswapmodel on estimation of wave spectrum was determined and the results indicated that the model with default coefficients is inefficient in these port. As a result, optimum coefficients were extracted using the least squares method in curve fitting. Afterwards, the effect of bandwidth parameter n on model estimation accuracy was assessed and it was observed thatin narrow spectra (v<0/4), Krylov model was best efficient but in wide spectra (v>0/45), Neuman model yielded the best results for these spectra.The results obtained for the spectra between these two ends revealed that Jonswap model yielded the best results at these spectra. Generally it can be concluded that wave spectrum in south Caspian Sea have a good fitting with common models with considering of spectrum widths.Keywords: South Caspian Sea, sea waves spectrum, jonswap, bandwidth parameter
-
Pages 21-27In this paper, the effect of temperature on electrical impedance, resonant frequency and antiresonance of a plural acoustic piezoelectric transducer has been investigated. These effects are being studied in the design of electronic circuits connected to the high-power Tonpillos projector that is used to clean oil pipelines using acoustic waves. A special oil storage tank, converter, heating equipment and control were designed and constructed. Two sensitive thermometers, oil temperature and converter are accurately measured. The impedance behavior was performed in the temperature range of 20-120 ° C and in the frequency range 18-25 kHz. The results show that with increasing temperature, the frequency of the resonance is 480 Hz and the antiresonance of 400 Hz is decreased. Changes in the magnitude of the impedance increase of 43 ohms in the resonant frequency and a decrease of 965 ohms at the antiresonance frequency. The results of the experiments show that impedance, resonant frequency and antiresonance are strongly dependent on temperature. This could be considered for future research on increasing the acoustic efficiency of high-capacity converters in cleaning systems, especially in oil pipelines.Keywords: Acoustic transducer, resonance, antiresonance frequency, electric impedance, temperature effects
-
Pages 29-40Salinity of water is important to observe changes in the sea environment. Recently, remote sensing as a one of the least expensive and fastest monitoring and evaluating technique of environmental parameter is used for sea surface salinity investigation in coastal water. One of the methods that is the basis of this study is extraction of sea surface salinity by using determination of relationship between sea surface salinity and surface reflectance by statistical ways in any region. In the northwestern of Persian Gulf there is significant salinity gradient in sea surface due to Arvandrud river discharge as a main source of fresh water for the region and enables this method to be used. In this study, a relationship between in-situ sea surface salinity that measured in 1992 ROPME cruise and surface reflectance of Landsat bands were calculated. Landsat bands 2 and 3 have a relationship to sea surface salinity. Finally, the calculated relationship applied to all Pixels of Landsat bands 2 and 3 and sea surface salinity regime was extracted on northwest of Persian Gulf (Arvandrud river's mouth) in spring of 1992. This study that uses the least measurement data (due to the lack of data in this area) show we can understand physical condition of the region by using at least measurement data and remote sensing techniques and thus compensate for the lack of field measurement data.Keywords: Sea surface salinity, Regression, Landsat, Arvandrud
-
Pages 41-55In the Northern Indian Ocean, monsoon reversing winds induce the variation in the characteristics of mixed layer depth (MLD). MLD as one of the most important quantities of the upper ocean plays a vital role in several physical, chemical, biological oceanographic and climatic phenomena. Using the most accurate bathymetry data with spatial resolution of 0.033deg and monthly temporal resolution using the MITgcm model and the use of a suitable criterion for the detection and diagnosis of MLD and BLT(Barrier Layer thickness) is one of the characteristics of this study. According to the results of this study, there is a significant change in MLD from summer monsoon to winter monsoon. In January/February, the southern coast of Iran and Pakistan toward its south, MLD varies from 125meters to 65meters. The highest values were found near the east coast of the North Indian Ocean, between 85 meters and 125 meters, and the lowest is about 85 meters near the western coast and near Oman. In July /August, from the southern coast of Iran and Pakistan toward its south, MLD varies from 15 meters to 45 meters. In general, during both the monsoons the MLDs on the eastern side of the ocean are deeper than the its western side. On the other hand, BLT has more presence in the area in the winter than summer. The causes of variations are can be found in factors such as precipitation, evaporation, wind stress, current inversions, pure surface heat during summer monsoon and winter monsoon.Keywords: The Mixed Layer Depth (MLD), The Barrier Layer thickness (BLT), Northern Indian Ocean, Summer, Winter monsoon, MITgcm Model
-
Pages 57-70Specification of the drag force values of a vessel in water can be considered as the first and most fundamental step in controlling the optimum fuel consumption of a ship due to high fuel costs and necessity of compliance with the marine environmental legislation. Using the numerical method and CFX software, for the first time, drag force and frictional resistance values of a scale model of a VLCC were calculated. The numerical calculation of the drag force value of the model was performed at five different speeds ranging from 0.65 to 0.85 m/s. The peculiar distinction between the present study and other similar studies is the selection of the speed and draft values of the model based on the actual ship servicing conditions. The results of the tests performed on the scale model in the towing tank were compared with those of the numerical model. Based on the performed verifications in the drafts with the size of 8 and 16.5 cm, the minimum and maximum values of the difference between the drag force values obtained from the laboratory and numerical models in the Froude numbers within the range of 0.13-0.16 were 3.5% and 15.4%, respectively.The minimum and maximum ratios of the frictional resistance to the total ship resistance were 85% and 93%, respectively. The results of the present study have been used to estimate the effect of the physical factors of the sea environment on the frictional resistance, speed, and fuel consumption of the vessel in the real sea condition.Keywords: ANSYS CFX. Software, Oil Tanker, Laboratory simulations, Ship’s drag force
-
Pages 71-84The danger of oil spill pollution in rivers around refineries, oil constructions and commercial fleet due to natural and unexpected disasters is noteworthy. Arvand River is one of the most important shipping waterway at the border of Iran and Iraq, and a large number of oil tankers go through, in which makes the risk of oil pollution doubled. In order to simulate the hydrodynamic of the River, a structured two-dimensional flow model from DHI mike 21 package was employed. This numerical model has been developed based on the Eulerian method and has been used to determine the flow pattern of water by solving continuity and momentum equations (depth integrated Navier Stokes equations). The model has calibrated and results are verified by measured water level and water velocity data. Consequently, the outputs of HD module are imported into the oil spill Analysis (OSA) module. The analysis module of oil applies a particle lagrangian method to predict the concentration and thickness of the spilled oil. Findings of the OSA module indicated, in the event that oil spills for three hours at the Abadan refinery position at the beginning of ebb, it will reach to the sea in 124 hours in no wind in discharge of 480 m3/s conditionKeywords: Arvandr River, Oil Pollution, Mike 21.3, Hydrodynamics, Oil Leakage Analysis Module
-
Pages 85-100In This research, we investigated physicochemical, mineralogical, morphological and aggregation attributes as effective parameters in mechanical-civil engineering indices in the southwest coast of Khuzestan, especially Arvand Free Zone. In this regard, 40 collected samples were analyzed using X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), LPSA and EC methods. Based on EC results, EC range from 5.15-31.8 and the lowest and highest value belongs to Khorramshahr and Abadan, respectively. Due to the inverse EC relation with the increased corrosion of concrete structures, therefore, antiseptic cement should be used in stabilizing Abadan coastal sediments with methods containing cement compounds. According to XRD data, calcite and dolomite minerals have a very high distribution on the coasts. The presence of these carbonate compounds also requires the use of stabilizing lime base such as cement-lime, cement-lime-silica. Minerals such as halite and gypsum increase the need for anti-corrosion stabilization methods. According to SEM data, spherical morphology has a dominant shape on the studied beaches. Also, plate micromorphology, caused by the abundance of calcite minerals, provides an appropriate sorting in the process of coastal fixation. The Q10-Q50-Q90% in studied sediment indicates sediments grain range from 1 to 21 μm. The fine granularity of coastal sediments in the study areas shows that the use of larger granulation materials can also be effective in increasing coastal stabilization.Keywords: Physicomorphology Characteristics, mineralogical, morphological, X-ray diffraction (XRD)
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.