فهرست مطالب

مهندسی دریا - پیاپی 35 (بهار و تابستان 1401)

نشریه مهندسی دریا
پیاپی 35 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/13
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مجید نوروزی کشتان، مهدی راغبی*، مجید ملک جعفریان صفحات 1-12

    یکی از دیدگاه های مهم در طراحی یک سازه شناور، ارتعاشات سازه و تاثیر آن بر آرامش خدمه و عمر تجهیزات است. مهم ترین عامل در ارتباط با آرامش خدمه در یک شناور، دامنه ارتعاشات آزاد و اجباری تحت عوامل مختلف داخلی و خارجی در سازه شناور است. یکی از مهم ترین عوامل تحریک ارتعاشات در بدنه شناور، پروانه شناور است. ارتعاشات زیاد و همچنین قرارگیری سازه در محدوده فرکانس تحریک پروانه باعث خستگی، فرسودگی قطعات و همچنین پدیده تشدید می شود. پدید تشدید و ارتعاشات اجزا از چالش های طراحی سازه است؛ بنابراین در این مقاله ارتعاشات ناشی از تحریک پروانه پنج پره KP505  با استفاده از تحلیل عددی بر روی شناور کانتینربر (KCS) بررسی شده است. ابتدا به بررسی ارتعاشات آزاد بدنه شناور در حالت خیس پرداخته شده است. سپس جهت بررسی ارتعاشات اجباری ناشی از تحریک پروانه، توزیع فشار روی بدنه در حالت خودرانش از حل عددی جریان سیال به وسیله دینامیک سیالات محاسباتی به دست آمد. برای صحت سنجی نتایج، فرکانس های طبیعی به دست آمده در ارتعاشات آزاد با فرمول های تجربی مقایسه شده است. با مقایسه مقادیر فرکانس اول، دوم و سوم خمشی با مقادیر تجربی، خطای تحلیل به ترتیب 5.5، 26 و 26.6 بدست آمد که نشان از دقت و درستی تحلیل ها دارد. از مقایسه نتایج حاصل از ارتعاشات اجباری با محدوده مجاز استاندارد، نشان داده شد که ارتعاشات در محدوده مجاز قرار گرفته است. همچنین سازه در محدود فرکانس تحریک پروانه قرار نگرفته است. در نتیجه پدیده تشدید به وجود نیامده است.

    کلیدواژگان: ارتعاشات بدنه کشتی، ارتعاشات اجباری، دینامیک سیالات محاسباتی، آنالیز مودال
  • محمدحسین جهانگیر*، حمید فرج پور، علی شهابی نژاد صفحات 13-25

    تامین الکتریسیته روستاهای دورافتاده که دسترسی به شبکه برق سراسری ندارند همواره چالش بزرگی بوده است. یک راه حل برای این چالش هیبریدسازی منابع تجدیدپذیر قابل دسترسی در آن منطقه روستایی برای تامین الکتریسیته می باشد. در این پژوهش با توجه به موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه و همجواری به دریای عمان و دسترسی به انرژی امواج مناسب، برای تامین برق منطقه سه نوع سیستم جاذب انرژی امواج در شرایطی مشابه با سایر سیستم های خورشیدی، ژنراتور دیزل و باتری در نرم افزار هومر هیبرید شده و با مقایسه آن ها سیستم جاذب انرژی امواج برتر انتخاب شده است. سه نوع سیستم جاذب امواج شامل پلامیس، ویودراگون ، و آکوابوی در سیستمی شامل 4085 کیلووات سیستم فتوولتاییک، 9000 کیلووات ژنراتور دیزل و 197 باتری 100کیلووات ساعتی برای تامین میزان بار الکتریکی مشخص با یکدیگر مقایسه شدند و نهایتا سیستم شامل ویودراگون با هزینه تولید انرژی 0.240 دلار بر کیلووات ساعت به عنوان سیستم اقتصادی تر انتخاب شد.

    کلیدواژگان: جاذب انرژی امواج، سیستم هیبریدی، سیستم فتوولتائیک، ژنراتور دیزل، باتری
  • جعفر عزیزپور*، علی حمزه پور، رضا رهنما صفحات 27-34

    در این مقاله به بررسی و مطالعه پیچک تشکیل شده در شرق رودخانه سفیدرود، روبروی سواحل کیاشهر استان گیلان و همچنین تاثیر آن بر مواد مغذی پرداخته می شود. با استفاده از دستگاه های ADCP متصل به شناور و CTD، به ترتیب نیم رخ جریان و پارامترهای فیزیکی آب در محدوده ی مورد مطالعه اندازه گیری شدند. نتایج مطالعه نشان می دهد که در محدوده ی مورد مطالعه یک پیچک کوچک مقیاس ساعتگرد (هسته گرم) که هسته ی آن حداقل به اندازه ی 5/0 درجه ی سانتی گراد با آب های اطراف اختلاف دمایی دارد، تشکیل شده است. جریان آب نشان از غالب بودن جریان غرب سوی داشته و در محل تشکیل پیچک، تغییرات جریان مشاهده می شود. کمترین میزان مواد مغذی ثبت شده در هسته پیچک مشاهده می شود. این بدین معنی است که در محدوده ی مورد مطالعه پدیده فروجوشی اتفاق افتاده است.

    کلیدواژگان: دریای خزر، پیچک، جریان سنجی، پارامترهای فیزیکی آب، مواد مغذی
  • محمدرضا غریب رضا*، فریدون وفایی، سیاوش ارجمندزاده، حسین نصاری، منصوره حسن زاده صفحات 35-46

    مدیریت نوار ساحلی شهرستان بوشهر با هدف حفاظت از فضای کالبدی و استقرار کاربری مطلوب اجرا شده است. برای دستیابی به این هدف با استناد بر 47 ویژگی محیطی، زیرساختی و انسانی منطبق بر واحدهای مدیریتی (سلول-زیر سلول رسوبی و پاره ساحل) با رویکرد دریامحور انجام شده است. دستاورد این پژوهش، سنجش و تعیین تناسب توسعه سازه ای و زیرساخت هایی همچون بنادر و اسکله های پهلوگیری، زیرساخت های ساحلی - دریایی گردشگری متمرکز و سازه های حفاظت ساحلی همچون انواع دایک ها و دیوار ساحلی در سه تناسب (مناسب، نسبتا مناسب و نامناسب) به تفکیک 9 پاره ساحل با توجه به ملاحظات زیست محیطی و پدافند غیرعامل بوده است. پژوهش حاضر نتیجه گرفت که هرگونه استقرار سازه ساحلی در نوار ساحلی خلیج عباسک و خور پیازی نا مناسب است. در مقابل، نوارساحلی شبه جزیره بوشهر برای استقرار زیرساخت گردشگری و سازه های پهلوگیری، بنادر و انواع اسکله های بازرگانی و شیلاتی و سازه های حفاظت سواحل دارای تناسب شناخته شد.

    کلیدواژگان: شهرستان بوشهر، مدیریت نوار ساحلی، حفاظت مهندسی، توسعه سازه ای، سنجش تناسب
  • یاسین پهلوان نژاد طبرستانی، مرتضی نقی پور* صفحات 47-59

    انرژی باد دریایی یکی از اصلی ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است که باعث گسترش روزافزون مزارع بادی دریایی در سطح جهان شده است. یکی از چالش های مهم برای پروژه های باد فراساحلی، هزینه ساخت و ساز فونداسیون آن است که بسته به موقعیت و نوع توربین بادی، حدود 16 تا 34 درصد کل هزینه را در بر می گیرد. بنابراین، طراحی مناسب فونداسیون ها برای اطمینان از کارایی بهتر توربین های بادی دریایی بسیار مهم است. فونداسیون پیشنهادی در این تحقیق شامل یک فونداسیون هایبریدی مونوپایل-پی سطحی است که در بخشی از مونوپایل آن به جای مقاطع فولادی رایج، از مقاطع CFDST استفاده شده است. تحلیل دینامیکی فونداسیون مورد نظر تحت بارهای محیطی با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس انجام شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از مقاطع CFDST علاوه بر اینکه می تواند امکان کاهش قطر مونوپایل را فراهم کند، اضافه کردن پی سطحی به مونوپایل، سختی جانبی بیشتری را برای شمع در تراز بستر ایجاد می کند و جابه جایی جانبی آن را نیز کاهش می دهد. همچنین با مقایسه فرکانس های طبیعی توربین های بادی متکی بر فونداسیون پیشنهادی، مشخص شد که این سازه ها در محدوده مجاز فرکانسی قرار می گیرند و خطر تشدید آنها را تهدید نمی کند.

    کلیدواژگان: توربین های بادی فراساحلی، فونداسیون هایبریدی، مقاطع CFDST، تحلیل اجزای محدود
  • مسعود مکارچیان*، سجاد قلی پور صفحات 61-75

    رفتار پی های سطحی دایره ای واقع بر بستر ماسه محصور با لبه محیطی توسط تحلیل عددی مطالعه شد. عملکرد پی های لبه دار با بررسی تاثیر پارامترهای مختلف تحلیل و با نتایج مدل های پی نیمه عمیق و سطحی مدفون در تراز لبه مقایسه شد. تاثیر محصورسازی جانبی ماسه بر رفتار پی ها، با بررسی پارامترهای عرض پی، مقاومت برشی ماسه، عمق لبه و زبری سطوح پی ارزیابی شد. نتایج تحلیل عددی با داده های مطالعه فیزیکی کوچک مقیاس مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ظرفیت باربری قایم پی های سطحی ناشی از محصورسازی جانبی توسط لبه، به طور قابل توجهی افزایش و نشست نیز کاهش می یابد. وجود لبه زیر پی سطحی باعث مقاومت در برابر جابه جایی جانبی خاک شده و منجر به بهبود قابل توجه در پاسخ پی می شود. بهبود رفتار با افزایش عمق لبه و کاهش مقاومت برشی ماسه، افزایش نشان داد. صرف نظر از پارامترهای مختلف، ظرفیت باربری پی های لبه دار حدود 8/1 تا 3/3 برابر مقادیر متناظر پی های سطحی افزایش یافته و نشست نیز حدود %54 کاهش پیدا کرد. مقایسه نتایج نشان داد که مقادیر ظرفیت باربری و نشست پی های لبه دار نزدیک به مقادیر پی های نیمه عمیق با عمق و عرض یکسان است.

    کلیدواژگان: پی لبه دار، ظرفیت باربری، نشست، محصورسازی جانبی، مدل سازی فیزیکی
  • نعیم اسلامی شهربابکی، مسعود نکویی*، مجید قدسی حسن آباد صفحات 77-87

    در این مقاله کارایی یک مخزن خارجی به عنوان یک میراگر مایع تنظیم شده در کنترل پاسخ های دینامیکی سکوهای تک پایه دریایی تحت بارهای لرزه ای مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از این نوع مخزن باعث میشود تا نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از حرکت سطح آب در مخزن به عنوان نیروهای مقاوم در برابر جابجایی سازه عمل کنند. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ANSYS و مدول Transient Analysis سازه ای تک پایه با ابعادی متناسب با نمونه های موجود به همراه یک مخزن خارجی به عنوان میراگر در بالاترین تراز ممکن، مدلسازی شده و سپس با استفاده از روش تاریخچه زمانی تحت سوابق سه زلزله برای بارهای لرزه ای، تجزیه و تحلیل شد. جهت مدلسازی مخزن از المان Solid85 و برای سیال درون آن از المان Fluid80 استفاده شده است. تغییر مکان بالای سکو در حالت با و بدون میراگر مقایسه گردید که نتایج نشان از کاهش جابجایی سازه حتی بیش از پنجاه درصد بسته به شتابنگاشت زلزله و محتوای فرکانسی دارد.

    کلیدواژگان: سکوی تک پایه دریایی، میراگر مایع تنظیم شونده، تحریک لرزه ای، نرم افزار ANSYS، مدول Transient
  • حمید رضائی، صادق حمزه، یوسف امیریان* صفحات 89-96

    مطالعه حاضر با هدف بهینه سازی چند لایه های شامل الیاف با بافت حصیری، به بررسی تاثیر دانسیته سطحی بر روی خواص کششی و خمشی آن ها پرداخته است. با توجه به پیچیدگی های معادلات حاکم بر الیاف حصیری از روش تجربی جهت مقایسه دقیق خواص چند لایه های شامل الیاف با دانسیته 200، 400 و 600 گرم بر متر مربع استفاده شده است. چند لایه های بررسی شده در این تحقیق دارای ضخامت و دانسیته کلی برابر بوده و تفاوت آن ها در تعداد و دانسیته سطحی لایه های تشکیل دهنده می باشد. جهت کاهش تاثیر فرآیند ساخت و یکنواخت بودن کیفیت قطعات، از روش تزریق در خلاء استفاده شده است. یافته های تحقیق نشان می دهد دانسیته سطحی تاثیر چشمگیری بر خواص چند لایه ها داشته و با افزایش آن در یک محدوده مشخص، خواص چند لایه ها بهبود می یابد. همچنین افزایش دانسیته سطحی از یک مقدار مشخص بدلیل ایجاد حفره و کاهش تماس بین لایه ای، تاثیر منفی بر خواص چند لایه ها دارد. چند لایه های شامل الیاف حصیری با دانسیته 400 گرم بر متر مربع دارای خواص بالاتری نسبت به دیگر چند لایه ها داشته و همچنین الیاف با دانسیته 600 گرم بر متر مربع دارای خواص بالاتری نسبت به چند لایه های شامل الیاف 200 گرم بر متر مربع می باشد.

    کلیدواژگان: دانسیته سطحی، الیاف حصیری، خواص کششی و خمشی، روش آزمایشگاهی، چند لایه شیشه-اپوکسی
  • سید مرتضی مرعشیان، مهدی عجمی*، روح الله امیرابادی صفحات 97-110

    آرمورها نوعی لایه محافظ تهیه شده از سنگ یا بتن هستند که در ساخت موج شکن ها یا خطوط ساحلی استفاده می شوند و با الگوی خاص چینش منظم یا نامنظم در موج شکن ها یا سواحل مورد بهره برداری قرار می گیرند. آسیب لایه آرمور در مواجه با امواج به عنوان مهم ترین حالت خرابی در قواعد طراحی موج شکن های توده سنگی بیان شده است. از آنجا که ساخت موج شکن پروژه ای پر هزینه است، پایداری این سازه در طول عمر بهره برداری بسیار حایز اهمیت خواهد بود. این مطالعه در بر دارنده نتایج بررسی آزمایشگاهی پایداری موج شکن توده سنگی پوشش داده شده با لایه آرمور متشکل از بلوک های آرمور جدید است. در این آزمایش ها که با استفاده از امواج نامنظم انجام شده است، تاثیر پارامترهای ارتفاع مشخصه امواج، پریود امواج و تغییرات سطح تراز آب بر روی پایداری این قطعات آرمور بتنی را مورد بررسی قرار داده است. نتایج بدست آمده از تخریب لایه آرموری در قالب پارامتر خسارت نسبی (Nod) ارایه شده است که پایداری آرمور با افزایش مقادیر ارتفاع مشخصه و پریود امواج کاهش یافته و لایه آرمور موج شکن توده سنگی خسارت خواهد دید. همچنین تاثیرات خسارت پیش رونده بر سایر اجزا موج شکن در مواجه با اندرکنش موج و سازه ارزیابی شد و نتایج این بررسی نشان دهنده کارایی آرمور پیشنهادی بتنی جدید است.

    کلیدواژگان: تست آزمایشگاهی، موج شکن توده سنگی، آرمور پیشنهادی بتنی جدید، پایداری، خسارت پیش رونده
  • مهدی ابراهیمی موینی*، مهدی شفیعی فر صفحات 111-127

    تحلیل مسیر کشتیرانی به منظور مدیریت ترافیک دریایی، به تجهیزاتی برای جمع آوری اطلاعات درباره رفتارهای کشتی بستگی دارد. بدین منظور، معتبرترین داده ها، داده های سیستم شناسایی خودکار (AIS) می باشند. پیچیدگی و حجم بالای داده های AIS، عملیات نظارت به صورت سنتی را بیشتر و تجزیه و تحلیل ترافیک دریایی را دشوارتر می کند. بنابراین یک رویکرد غیرنظارتی برای تبدیل موثر داده های خام AIS به الگوهای مسیر حمل و نقل دریایی منظم مطلوب است. مدل پیشنهادی برای تجزیه و تحلیل مسیرهای حمل و نقل دریایی شامل 4 بخش پیش پردازش داده های AIS، اندازه گیری شباهت ساختاری، خوشه بندی مسیر شناور و استخراج مسیر نماینده است. ارزیابی تجربی مدل پیشنهادی با داده های واقعی منطقه مورد مطالعه نشان می دهد که در مجموع از لحاظ بصری خوب عمل کرده و نتیجه مورد انتظار حاصل شده است.  نتایج حاصله به درک بیشتر الگوهای مسیر حمل و نقل دریایی کمک کرده و مقامات دریایی را در مدیریت پایدار ترافیک دریایی کمک می کند.

    کلیدواژگان: تحلیل مسیر کشتیرانی، پیش پردازش، مدل خوشه بندی مسیر شناور، سیستم شناسایی خودکار AIS
  • معین بیکانی، روزبه شفقت*، عبدالرضا یوسفی، مهدی یوسفی فرد صفحات 129-140

    در این مقاله اثر مقیاس بندی بر دقت نتایج تجربی حاصل از تونل آب بررسی شده است. آزمون های تجربی برای سه پروانه ی نیمه مغروق با هندسه ی مشابه و قطر های 125/0 132/0 و 140/0 متر تعریف شدند. ضرایب تراست در نسبت های مغروقیت مختلف با یکدیگر مطابقت داشته، ضریب گشتاور پروانه با قطر 140/0 با دو پروانه 125/0 و 132/0 مطابقت مناسبی ندارد. با افزایش نسبت مغروقیت، نسبت انسداد افزایش یافته، گشتاور پروانه با قطر 140/0 نسبت به دو پروانه دیگر کاهش می یابد. افزایش نسبت مغروقیت سبب افزایش گشتاور و تراست در هر سه پروانه می شود؛ ولی با توجه به تاثیر نسبت انسداد، افزایش گشتاور در نسبت های مغروقیت 40/0 تا70/0 نسبت به دو پروانه ی دیگر کمتر است. همچنین با افزایش نسبت مغروقیت، بازدهی کاهش می یابد و بیشترین بازدهی برای هر سه پروانه در نسبت مغروقیت 40/0 به دست آمده است. با افزایش نسبت مغروقیت در هر سه پروانه، ضریب پیشروی بحرانی کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: پروانه نیمه مغروق، مطالعه آزمایشگاهی، تاثیر مقیاس، اثر دیواره، نسبت مغروقیت
  • زهرا بی غرض، سجاد حاجی زاده*، حسن آبین صفحات 141-150

    در این مقاله هدف تحلیل و بررسی اندرکنش یک شناور تجاری کانتینربر با امواج سطحی نامنظم آب توسط دینامیک سیالات محاسباتی و همچنین محاسبه پارامترهای دریامانی این سازه یعنی عملگر دامنه پاسخ (RAO)، طیف پاسخ حرکتی در حرکت سازه می باشد. ابزار تحلیل در این پژوهش نرم افزار STAR CCM+ بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی که یکی از قوی ترین نرم افزارهای حاضر در انجام شبیه سازی و تحلیل عددی برای مساله فوق می باشد. در این مقاله، پس از بررسی و تحلیل اعتبارسنجی مدل عددی و ابزار تحلیل، به بررسی پارامترهای مختلف دریامانی و دینامیکی برای یک شناور تجاری کانتینربر در حالت سطحی در جهت های مختلف برخورد موج نامنظم به شناور پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: مدلسازی عددی، شناور تجاری، امواج نامنظم
|
  • Majid Norouzi Keshtan, Mehdi Raghebi*, Majid Malek Jafarian Pages 1-12

    One of the most important issues in the design of a vessel structure is the vibrations of the structure and its effect on the comfort of the crew and the life of the equipment. The most important factor about the comfort of the crew in a vessel is the range of free and forced vibrations under various internal and external factors in the structure of the vessel. One of the serious factors in stimulation of vibrations in the hull vessel is the propeller. Excessive vibrations as well as the being the structure in the frequency range of propeller excitation, cause fatigue, components exhaustion, and also the resonance phenomenon. Resonance and vibration of the components are the structural design challenges, so in this paper, vibrations caused by a five-bladed propeller KP505 excitation were investigated using numerical simulation on a container vessel (KCS). First, the free vibrations of the hull vessel in wet mode were investigated. Then, to investigate the forced vibrations caused by the propeller excitation, the pressure distribution on the hull in self-propulsion mode was obtained from the numerical solution of the fluid flow by computational fluid dynamics. To validate the results, the natural frequencies obtained in free vibrations were compared with empirical formulas. Comparing the values of the first, second and, third bending frequencies with the empirical values, showed that the analysis error was 5.5, 26, and 26.6, respectively, which explain the accuracy of the analysis. Comparing the results of forced vibrations with the standard allowable range, it was shown that the vibrations are within the allowable range. Also, the structure has not being within the range of the excitation frequency of the propeller. As a result, the resonance phenomenon has not occurred.

    Keywords: Ship hull vibrations, forced vibrations, computational fluid dynamics, modal analysis
  • Mohammad Hossein Jahangir*, Hamid Farajpour, Ali Shahabi Nejad Pages 13-25

    Supplying electricity to remote villages that do not have access to the electricity grid has always been a major challenge. Hybridization of renewable resources available in that rural area can be considered as a solution to this challenge.  In the present study, due to the proximity of the study area to Oman Sea and access to suitable wave power for supplying electricity, three types of Wave Energy Converters have been hybridized in Homer Software with solar systems, diesel generators, and batteries. Then, by comparing them, the superior Wave Energy Converter is selected. These Wave Energy Converters, including Pelamis, Wave Dragon, and AquaBuoy, were compared on a 4085 kW photovoltaic system, 9,000 kW diesel generator, and 197 100 kWh batteries to provide a certain amount of electrical load. Finally, the system including Wave Dragon with the energy production cost of 0.240 $ / kWh was chosen as a better economic system.

    Keywords: Wave Energy Converter, Hybrid System, Photovoltaic System, Diesel Generator, Battery
  • Jafar Azizpour*, Ali Hamzehpoor, Reza Rahnama Pages 27-34

    In this paper the generated eddy in the east part of the Sefidrud river, off the Kiashahr in the Guilan province is studied and discussed and also, effects of this eddy on nutrients are considered. Using a vessel-mounted ADCP and a CTD, water current profiles and, physical oceanographic parameters are measured, respectively. The results show that a small scale anticyclone eddy (warm core) is generated in the area that its core had at least 0.5 ℃ temperature difference from surrounding waters. The main current direction was westward and at location of the eddy, changes in current direction are observable. The minimum quantity of nutrients is observed at the eddy core and this means that at study area downwelling phenomenon is occurred.

    Keywords: Caspian Sea, Eddy, Current, Physical Parameters, Nutrients
  • Mohammadreza Gharibreza*, Fereydon Vafaee, Siavash Arjomandzadeh, Hossien Nasari, Mansoureh Hasanzadeh Pages 35-46

    The present research aimed to protect the physical space and obtain the desired land-use planning through a shoreline management plan for the Bushehr city district. To achieve objectives, considering a sea-based approach, forty-seven environmental, infrastructural, and human characteristics have been involved along with the management units (Sedimentary cell, sub-cell, and shoreline-sector). Determining the appropriateness of the development of structures and infrastructures such as ports and mooring berths, infrastructure for coastal-maritime tourism, and coastal protection structures such as dykes and coastal walls in three proportions (suitable, relatively suitable, and unsuitable) along the nine shoreline sectors with attention to the environmental and passive defense considerations were the research outcomes. The present study concluded that the construction of the coastal structure along the Abbasak Bay and Piazy estuary is inappropriate. In contrast, the coastline of Bushehr Peninsula was recognized as suitable for the establishment of the tourism infrastructure and mooring structures, commercial and fishery ports, and coastal protection structures.

    Keywords: Bushehr, Shoreline Management Plan, Coastal protection, Coastal construction, Measuring of appropriateness
  • Yasin Pahlavannejad Tabarestani, Morteza Naghipour* Pages 47-59

    Offshore wind energy is one of the main sources of renewable energy, which has led to the increasing expansion of offshore wind farms worldwide.One of the major challenges for offshore wind projects is the cost of construction of the foundation, which, depending on the location and type of wind turbine, accounts for about 16 to 34% of the total cost.Therefore, proper design of foundations is very important to ensure the performance of offshore wind turbines.The foundation proposed in this research includes a hybrid monopile-footing foundation in which CFDST sections have been used in monopile instead of conventional steel sections.Dynamic analysis of the foundation under environmental loads has been performed using finite element method by ABAQUS  software. The results show that the use of CFDST sections, in addition to being able to reduce the diameter of the monopile, add a circular footing to the monopile, creates more lateral stiffness for the monopile at mud level and also reduces its lateral displacement.Also, by comparing the natural frequencies of wind turbines based on the proposed foundation, it was found that these structures are within the allowable frequency range and do not pose a risk of resonance.

    Keywords: Offshore wind turbine, Hybrid foundation, CFDST sections, Finite element analysis
  • Masoud Makarchian*, Sajjad Gholipour Pages 61-75

    The behavior of circular surface foundations resting on sand, surrounded by peripheral skirt was studied by numerical analysis. The performance of skirted foundations was analyzed by evaluating the effect of different parameters and compared with the results of semi-deep and embedded foundations in the depths of skirt tip. The effect of lateral sand confinement on foundations behavior was evaluated by examining the parameters of foundation width, sand shear strength, skirt depth, and surface roughness. The results of numerical analysis were compared with small-scale physical modeling data. The results showed that the vertical bearing capacity of surface foundations due to lateral confinement, significantly increased and the settlement also decreased. The skirt existence causes resistance to soil lateral displacement and leads to a significant improvement in the response of the foundation. The improvement values increased with increasing skirt depth and decreasing sand shear strength. Depending on the different parameters, bearing capacity of skirted foundations increased by about 1.8 to 3.3 times, and settlement values reduced up to 54% those of surface foundations. Comparison of the results showed that the values of bearing capacity and settlement of skirted foundations are close to those of pier foundations with the same depth and width.

    Keywords: Skirted Foundation, Bearing Capacity, Settlement, Physical Modeling, Lateral Confinement
  • Naeim Eslamishahrbabaki, Masood Nekooei*, Madjid Ghodsi Hassanabad Pages 77-87

    The efficiency of an exterior reservoir as a Tuned Liquid Damper in controlling dynamic responses of offshore Mono-tower platforms under seismic loads has been investigated in present research. Hydrodynamic forces due to water surface movement in the reservoir act as resistant forces against structure displacement. In this research, using finite element software ANSYS utilizing transient module, a mono-tower structure having dimensions matched to the samples in the Persian Gulf climate with an exterior tank at the top, was modeled and then analyzed by transient time history method subjected to the records of three earthquake for seismic loads. The external damper tank is modeled by Solid85 and Fluid80 element employed as inside water to reflect the displacement of the fluid inside the tank. Top displacement of the mono-tower platform with and without TLD were compared and generally show that using mentioned exterior reservoir as a TLD reduced structure response more than 50 percent.

    Keywords: Tuned Liquid Damper, Offshore Mono-tower Platform, Seismic Excitation, ANSYS Software, Transient Module
  • Hamid Rezaei, Sadegh Hamzeh, Yousef Amirian* Pages 89-96

    In order to optimisation of laminates including woven fibers, Present study investigated the effect of Areal density on the tensile and flexural properties of this laminates. Due to the complexity of the equations governing woven fibers, the experimental method has been used to accurately compare the properties of laminates including fibers with densities of 200, 400 and 600 gsm. The laminates studied in this research have equal thickness and overall density and their difference is in the number and Areal density of the constituent layers. In order to reduce the impact of the manufacturing process and the uniformity of the quality of the parts, the vacuum injection method has been used. Research findings show that Areal density has a significant effect on the properties of laminates and by increasing it in a certain range, the properties of laminates improve. Also, increasing the surface density of a certain value due to the creation of cavities and reducing interlayer contact, has a negative effect on the properties of the laminates. laminates including woven fibers with a density of 400 gsm have higher properties than other laminates and also fibers with a density of 600 gsm have higher properties than laminates containing fibers containing 200 gsm.

    Keywords: Areal density, Woven fabric fiber, Tensile, flexural properties, Experimental method, Glass-Epoxy laminate
  • Seyed Morteza Marashian, Mehdi Adjami*, Rouhollah Amirabadi Pages 97-110

    Armors are a kind of protective layer made of stone or concrete, used in breakwater constructions or coastal lines, arrayed with specific regular or irregular pattern on the breakwater or the coast. Armor damage due to wave attack is the principal failure mode to be considered when designing conventional rubble mound breakwaters. Since the cost of breakwater construction is high, the stability of this structure during its service life is important. This study includes the results of a experimental study stability of rubble mound breakwater covered with armor layers consisting of parsian national armor. In these experiments using irregular wave, the effect of significant wave height, wave period and water level changes on the stability of these concrete armor parts. The results obtained from the damage of the armor layer in the form Nod are presented that the stability of the armor decreases with increasing values of significant wave height and wave period and the armor layer of the rubble mound breakwater will be damaged. The effects of progressive damage on other breakwater components against wave interaction were also evaluated and the results of this study show the efficiency of this New Recommended Concrete Armor.

    Keywords: Experimental Test, Rubble-mound Breakwater, New Recommended Concrete Armor, Stability, Progressive Damage
  • Mahdi Ebrahimi Mavini*, Mahdi Shafieefar Pages 111-127

    Shipping route analysis for maritime traffic management depends on equipments to collect information about ship's behavior. For this purpose, the most reliable data is the Automatic Identification System (AIS) data. The complexity and high volume of AIS data  enhances traditional surveillance operations and makes maritime traffic analysis more difficult. Therefore, an unsupervised approach is desirable for the effective conversion of raw AIS data into regular shipping route patterns. The proposed model for the shipping route analysis consists of four sections: AIS data preprocessing, structural similarity measurement, shipping route clustering and representative trajectory extraction. Experimental evaluation of the proposed model with real AIS data from the studied area shows that it has performed well visually and the expected result has been achieved. The results will contribute to better understanding of shipping route patterns and help maritime authorities in sustainable management of maritime traffic.

    Keywords: AIS, preprocessing, ship trajectory clustering model, shipping route analysis
  • Moein Beykani, Rouzbeh Shafaghat*, Abdorreza Yousefi, Mahdi Yousefifard Pages 129-140

    In this paper, the effect of scaling on the accuracy of experimental results obtained from water tunnels was investigated. Experimental tests were defined for three surface piercing propeller with similar geometry and diameters of 0.132 - 0.125 and 0.140 m. Thrust coefficients in different Immersion ratios are compatible with each other, the torque coefficient of propeller with a diameter of 0.140 does not correspond well with two propeller of 0.125 and 0.132. As the immersion ratio increases, the obstruction ratio increases, and the propeller torque with a diameter of 0.140 decreases compared to the other two propellers. Increasing the immersion ratio increases the torque and thrust in all three propellers; However, due to the effect of the obstruction ratio, the increase in torque in the immersion ratios is 0.40 to 0.70 less than the other two propellers. Also, with increasing the immersion ratio, the efficiency decreases and the highest efficiency for all three propellers is obtained in the immersion ratio of 0.40. As the immersion ratio increases in all three propellers, the critical advance coefficient decreases.

    Keywords: Surface piercing propeller, Experimental study, Scale effect, Wall effect, Immersion ratio
  • Zahra Bigharaz, Sajad Hajizadeh*, Hassan Abyn Pages 141-150

    In this paper, the aim is to analyze the interaction of a commercial container vessel with irregular surface water waves by computational fluid dynamics and also to calculate the marine parameters of this structure, namely the response amplitude (RAO) operator, the kinetic response spectrum in the motion of the structure. Analysis tool in this research is STAR CCM + software based on computational fluid dynamics, which is one of the most powerful software in performing simulation and numerical analysis for the above problem. In this paper, after reviewing and analyzing the validation of the numerical model and analysis tools, the various marine and dynamic parameters for a commercial container vessel in the superficial state in different directions of irregular wave collision to the vessel are investigated.

    Keywords: Numerical modelling, Displacement ship, Irregular wave