مقالات صنايع دريايي

پايداري و عملكرد خوب شناورها در دريا، هميشه از مهمترين مسايل پيشِ روي طراحان و مهندسان كشتي بوده است. پيش بيني رفتار شناورها در دريا خصوصا در بحث مانور و بهينه سازي آن مي تواند كمك زيادي در جهت افزايش كارايي شناور، راحتي و آسايش خدمه و مسافران و كاهش هزينه ها داشته باشد. تست خودرانش و كنترل از راه دور مدل براي پيش بيني نمودن پارامترهاي مانور بكار برده مي شود. همچنين از نتايج اين تست مي توان براي بررسي دقت مدلسازي هاي كامپيوتري استفاده نمود. براي اين منظور، نياز به اندازه گيري موقعيت، جهت و سرعت مدل شناور سطحي يا زير سطحي در هر لحظه مي باشد. با استفاده از اين نوع آزمايش مي توان درك دقيقي از مشخصات مانور و سيستم رانش (سكان، پروانه) بدست آورد كه فهم آنها بصورت عددي بسيار پيچيده مي باشد. در اين مقاله پس از بررسي موضوع به ارايه طرح پيشنهادي براي تست خودرانش كنترل از راه دور در يك حوضچه آرام پرداخته شده است. روش پيشنهادي تقريبا براي هر نوع شناوري قابل استفاده بوده و مي تواند كمك موثري براي طراحي بهينه شناورها مدنظر باشد.

در گذشته نوعي فرم بدنه براي شناورهاي تندرو پيشنهاد شده بود كه  اصطلاحا به آن HYSUCAT مي گفتند. اخير ا با تغيير نيازمندي هاي ايجاد شده در صنايع دريايي در عرصه تجاري، ورزشي و نظامي، اين فرم بدنه مجددا مورد توجه قرار گرفته است. اين تحقيق به منظور امكان سنجي، طراحي و نصب هيدروفويل بر روي يك فروند شناور كاتاماران و ثبت رفتار آن قبل و پس از نصب هيدروفويل انجام شده است. با توجه به اين كه تكنولوژي طراحي HYSUCAT، به دليل حساسيت هاي زياد ناشي از نصب هيدروفويل روي شناورهاي تندرو در سرعت هاي زياد و نيز عدم دسترسي محققين داخلي به امكانات تست مدل تاكنون در كشور موجود نبوده است، اجراي اين تحقيق براي اولين بار در كشور راه را براي بهره گيري صنايع داخلي از يك شناور با فرم بدنه مدرن گشوده است. به دليل عدم دسترسي به امكانات تست مدل، نتايج حاصل از طراحي و نصب هيدروفويل بر روي يك شناور كاتاماران با طول كلي ۶۱ متر از طريق تست در دريا و در شرايط مختلف امواج انجام شده است. تست هاي مذكور در طول ۶ ماه از سال و در شرايط مختلف آب و هوايي و در درياي آرام و مواج با موفقيت انجام شد.

عمليات نجات و احيا شناورها و كشتي هاي قديمي از جمله موارد نادري است كه براي اولين بار در كشور در خصوص ناو توپدار پرسپوليس صورت مي پذيرد. كشتي پرسپوليس اولين ناو رزمي توپدار ايراني است كه بقاياي بدنه آن براي سالها در كنار آبهاي ساحلي بوشهر رها گرديده است و صدمات جدي به بدنه اين شناور وارد شده است. اين كشتي در سال 1384 توسط تيم كارشناسي دانشگاه صنعتي مالك اشتر شناسايي گرديد و درنهايت با اعتبارت استانداري بوشهر و توسط نيروي درياي منطقه دوم ارتش در سال ۵۸۳۱ از آب بيرون كشيده شد و به موزه دريا و دريانوردي خليج فارس منتقل گرديد. در اين مقاله به روشهاي نجات اين شناور قديمي و مشكلات آن پرداخته شده است. نتايج ارايه شده در اين مقاله در خصوص عمليات نجات ساير شناورهاي قديمي در كشور حايز اهميت مي باشد و مي توان از نتايج اين روش در خصوص احيا بدنه ساير شناورهاي مغروق و به گل نشسته در منطقه خليج فارس استفاده نمود. اين مساله در خصوص پاسداري و حفظ ارزشهاي دريايي كشور حايز اهميت فراوان مي باشد.

در اين مقاله ناپايداري عرضي كشتي ها تحت امواج از روبرو بررسي ميگردد. تغييرات پايداري عرضي تحت اين امواج باعث ايجاد رزونانس در حركت رول (roll) ميشود. تحت اين شرايط دامنه رول افزايش يافته و مي تواند خسارات زيادي را بوجود آورد. پيدايش رزونانس وابسته به عواملي نظير فرم بدنه كشتي، طول موج، فركانس برخورد و ميرايي در حركت رول كشتي ميباشد. به همين منظور، كشتي مورد نظر بايد تحت شرايط متفاوت از نظر احتمال وقوع رزونانس بررسي شود. روش تحليل در اين مقاله مبتني بر تعيين ميزان تغييرات پايداري و بررسي شرايط ناپايداري معادله رولينگ كشتي است. با توجه به نتايج بدست آمده احتمال وقوع رزونانس پارامتريك معمولا هنگامي بوجود مي آيد كه طول موج برخوردي برابر با طول كشتي و فركانس برخورد نزديك به دوبرابر فركانس طبيعي رول كشتي باشد. نرم افزار و روش بررسي ارايه شده، ميتواند در مورد انواع كشتيها در شرايط مختلف مورد بهره برداري قرار گرفته و وقوع پديده رزونانس پارامتريك را پيش بيني نمايد.

سكوهاي دريايي در طول عمر مفيد خويش تحت اثر بارهاي نامشخص محيطي قرار مي گيرند. از آنجايي كه تحليل سازه هاي دريايي بصورت مرسوم بر اساس فرض ثابت بودن مقادير بارهاي وارد بر سازه مي باشد، عملا نتايج آن در اكثر مواقع به اندازه قابل توجه از مقادير واقعي متفاوت است. در اين مقاله سعي بر آن خواهد بود كه با توجه به متغير بودن بارگذاري سازه و پارامترهاي فيزيكي آن، ارزيابي بهتري از رفتار سازه تحت اثر بارهاي نامشخص صورت گيرد.
براي اين منظور ابتدا مدل سازه اي دو بعدي از يك سكو انتخاب شده و سپس با توجه به عدم قطعيت در بارگذاري، مصالح و ابعاد هندسي از توزيع احتمالاتي آنها استفاده شده و جوابهاي سازه بصورت پارامترهاي تصادفي حاصل مي شود. روش ماتريسي تحليل سازه، با روشهاي آماري و احتمالاتي آميخته شده و احتمال خرابي در المانهاي مختلف، تحت اثر موجهاي طرح و ساير حالات بارگذاري (اسلمينگ) محاسبه مي شود تا بدين ترتيب استفاده بهينه اي از ظرفيت مقاومت سازه سكو صورت گرفته و طراحي اقتصادي تري بدست آيد.

بكارگيري چوب در ساختار شناورهاي دريايي و ساخت سازه هاي چوبي و قايق هاي كوچك امري متداول در صنعت دريايي مي باشد. استفاده از چوب به عنوان يكي از مهمترين مواد اوليه ساخت شناورهاي كوچك و لنج هاي سنتي در منطقه خليج فارس به شمار مي آيد و علي رغم توسعه روند ساخت شناورهاي فايبرگلاس و فلزي استفاده از چوب در ساخت قالبهاي شناورهاي كامپوزيتي و روكشهاي داخلي شناورهاي بزرگ نيز همچنان مورد استفاده مي باشد. در اين مقاله به بررسي ارزيابي روند تخريب سازه هاي چوبي در شرايط محيطي خليج فارس و مناطق استان خوزستان - استان بوشهر و استان هرمزگان پرداخته شده است. بررسي هاي علمي در خصوص تخريب سازه هاي چوبي با تست نمونه هاي ازمايشگاهي در بنادر جنوبي كشور صورت گرفته است. از نتايج اين تحقيق مي توان در زمينه بهبود شاخص هاي استفاده از الياف گياهي و ساختارهاي چوبي در منطقه خليج فارس استفاده نمود و با انواع عوامل مخرب طبيعي از قبيل اثرات مخرب حفارن دريايي، آفت ها و حشرات مخرب چوب در منطقه خليج فارس آشنا گرديد و خسارات ناشي از اين عوامل را در چوبهاي صنعتي مورد استفاده در صنعت دريايي كشور را كاهش داد.

خزه هاي دريايي اغلب سازه هاي دست ساز انسان را كه در آب دريا غوطه ور هستند تحت تاثير قرار مي دهند. نتيجه اين عمل افزايش هزينه هاي اقتصادي زيادي است كه براي محافظت و يا جابجايي اين سازه ها صرف مي شوند. امروزه تحقيقات زيادي در زمينه دستيابي به روشي موثر براي جلوگيري از چسبيدن خزه به اين سازه ها ياكمتر كردن آنها صورت مي گيرد. معمولي ترين راه حل براي مقابله با چسبيدن خزه به ديواره اين سازه ها به وجود آوردن شرايطي است كه از چسبيدن خزه ممانعت كند. يكي از روشها پوشش دادن سطوح با رنگهاي حاوي مواد سمي است. اغلب مواد سمي ضد خزه (تري بوتيل قلع، TBT) اثر مخرب بر موجودات و ارگانيسم هاي زنده دريايي دارند. امروزه استفاده از TBT در رنگهاي ضد خزه محدود شده است. در سال 2001، ممنوعيت استفاده از رنگهاي ضد خزه داراي تري بوتيل قلع TBT)) از اول ژانويه 2003 تاييد شد و پيش بيني مي شود تا اول ژانويه 2008 استفاده از رنگهاي تري بوتيل قلع و يا رنگهاي داراي اثرات مشابه باتري بوتيل قلع به طور كامل در سراسر جهان ممنوع گردد. امروزه در تعدادي از كشورها، تركيبات ضد خزه جديدي مورد استفاده قرار مي گيرد. و به دليل استفاده از پوششهاي ضد خزه در محيط هاي دريايي مشكلات زيست محيطي جدي بروز كرده است.

شناورهاي استراتژيك علاوه بر اهميت كاربردي آنها در بنادر داراي ارزش ارزي بالايي بوده و با مبالغ قابل توجهي از ارز مملكت تهيه شده اند لذا نگهداري و بازسازي آنها از جايگاه ويژه اي برخوردار است از موارد مهمي كه در سازمان بنادر در اين رابطه انجام گرديده بازسازي و نوسازي لايروب 3000 منر مكعبي لايروب سومار بوده كه در يك سانحه آتش سوزي دچار خسارات فراواني گرديد كه با برنامه ريزي و نظارت مستمر پروژه به نتيجه رسيده و يك لايروب به ارزش روز 30 ميليون دلار با هزينه كمتر از ده ميليون دلار آماده بكار گرديد.

صندوقه هاي مكشي از زمان پيدايش مفهوم آنها در اوايل دهه 1970 ميلادي به صورت روزافزوني در سازه هاي ثابت و شناور فراساحل مورد استفاده قرار مي گيرند. با اين وجود مطالعات بر روي جنبه هاي مختلف رفتاري آنها از دهه 1990 ميلادي به صورت جدي دنبال شده است. در حال حاضر استفاده از صندوقه هاي مكشي در سازه هاي فراساحل و نيز در سازه هاي نزديك ساحل مانند توربين هاي بادي به صورت روزافزون در حال گسترش است. در اين مطالعات سعي شده است كه موارد كاربرد صندوقه هاي مكشي بيان شود و در ادامه روش نصب و طراحي صندوقه ها بحث و بررسي شود.

بيش از شصت سال است كه هسته اسفنجي ها در كاربردهاي دريايي جهت سبك كردن، محكم كردن و مقاوم سازي هرچيزي، از كف بدنه ها تا پل هاي معلق بكار گرفته مي شود. اما دقيقا هسته اسفنجي چيست ؟ چه استفاده اي از آن مي توانم داشته باشم؟ كجا كاربرد دارد؟ امكان استفاده از آن به جاي چوبهاي ماكت سازي و تخته چند لايه مي باشد ؟ با وجود به ظاهر تنوع بي حد مواد هسته اسفنجي در بازار امروز، امكان يافتن هسته اسفنجي براي علا قمند به قايق جهت به كارگيري آن مشكل مي باشد. اين مقاله تلاش دارد تا سازندگان قايق را در خصوص ويژگي ها و فرايند صحيح ساخت شامل ساخت شناور از لايه هاي فشرده هسته اسفنجي آگاه سازد.

در اين مقاله سعي گرديده است كه نقش كنوانسيون بين المللي «استاندارهاي آموزشي، صدور گواهينامه و نگهباني دريانوردان (STCW95)» را به جهت افزايش ايمني دريانوردي در درياها بطور جامع مورد بررسي قرار داد. بخشي از اين پروژه تحقيقاتي به منظور بررسي تبصره هاي مورد نياز كنوانسيون فوق الذكر اختصاص داده شده است. پس از آن اقدام به بررسي موارد غير ضروري كنوانس يون STCW95 در خصوص آموزش هاي دريايي دوره كارشناسي (افسر دوم عرشه يا مهندس سوم موتورخانه) كشتي هاي اقيانوس پيما همانند كسر تعداد واحدهاي دروس وسايل كمك ناوبري، حقوق دريايي، بيمه دريايي و غيره مي باشد. در راستاي پيشرفت فن آوري كشتيراني و به موجب گذشت 12 سال از اجراي كنوانسيون STCW95، به نظر ضروري مي باشد كه سيلابس بعضي از دروس دريايي از قبيل مخابرات دريايي، تجارت و حقوق دريايي، وسايل كمك ناوبري، اصول مهندسي دريايي و احتمالا دروس ديگر بازنگري شوند. از طرف ديگر واحدهاي بعضي از دروس دريايي از قبيل كار روي نقشه، آرشيتك دريايي ديناميك - استاتيك، بيمه دريايي و غيره اگر چه ضروري به نظر مي رسند، اما متاسفانه تعداد واحدهاي دروس مذكور از سيلابس دوره كارشناسي دريانوردي به حداقل رسيده و يا اينكه بطور كلي حذف گرديده اند.

امروزه در مناطق مختلفي از جهان در دريا و يا در خشكي به منظور دستيابي به ذخاير نفت و گاز عمليات حفاري صورت مي گيرد. مواد مختلفي در صنعت حفاري مورد استفاده قرار مي گيرد كه برخي از آنها خطرناك و سمي بوده و مي توانند اثرات زيانباري بر اكوسيستم منطقه داشته باشد. گل حفاري، كنده ها، آبهاي پسماند عمده آلودگيهاي هستند كه حين حفاري توليد مي شوند. در بسياري از مناطق جهان قوانين و مقرراتي براي جلو گيري از آلودگيهاي محيط زيست وضع و حتي در برخي از مناطق بسياري از فعاليت هايي كه منجر به توليد آلاينده ها مي شوند (منجمله حفاري) ممنوع گرديده است. اجراي عمليات حفاري مانند هر فعاليت صنعتي ديگر در پايان عمليات به كار گرفته شده، پسماندها و دورريزهايي را به محيط زيست تخليه مي نمايد و چناچه برنامه ريزي جهت تصفيه و يا حذف آنها صورت نپذيرد اين مهم در درازمدت مي تواند اثرات نامطلوبي در محيط زيست داشته باشد. ارزيابي و شناخت اثرات كاربرد سيالات حفاري، روش مقبول و منطقي براي ارايه پيشنهاد جهت كاهش آسيب ها و خسارات احتمالي ناشي از دفع و دورريزهاي حفاري به محيط زيست مي باشد. يكي از مهم ترين عوامل در كاهش اثرات منفي زيست محيطي پسماندها مديريت صحيح آنهاست. بگونه اي كه برخي مواقع هزينه هاي مورد نياز در حذف آلودگيهاي يك پس ماند و يا كنترل انتشار آلودگي آن، با اعمال مديريتي صحيح و ابتكاري به ميزان چشمگيري كاهش پيدا مي كند. اين مقاله به بررسي آلاينده ها توليد شده حين عمليات حفاري در دريا و روشهاي كاهش اثرات سوء آن مي پردازد.

در اين مقاله به بررسي انواع فرآيندهاي فرسايش سواحل و روش هاي مقابله با آنها پرداخته مي شود. براي داشتن درك صحيحي از اين فرآيندها بايد مشخصات اصلي منطقه مورد نظر مانند نوع رسوبات و ماده اصلي ساحل، سيستم رسوب گذاري غالب، نرخ فرسايش زمستانه و بازسازي تابستانه، وجود سازه هاي ساحلي و حتي تاسيسات بالادستي به درستي شناخته شوند. در پاسخ به اين فرآيند ممكن است از روش هاي مختلفي استفاده شود. ديدگاه هاي عمده در اين بين ديدگاه سازه اي، عقب نشيني و تغذيه سواحل است. طول ساحل پروژه، ارتفاع موج، نرخ فرسايش و مشخصات رسوب از مهم ترين عوامل موثر بر يك پروژه تغذيه سواحل هستند كه براي حصول يك نتيجه پايدار بايد تعادل نسبي بين آنها برقرار گردد.

در اين مقاله با استفاده از گسسته سازي حجم محدود بر روي شبكه شش وجهي و چيدمان هم مكان، معادلات اساسي حاكم بر جريان سيال حل شده و توزيع سرعت و فشار به روش گام جزيي محاسبه گرديده اند. به منظور شبيه سازي سطح آزاد، از معادله انتقال نسبت حجمي دو فاز (آب و هوا) استفاده گرديده است. در ادامه و با محاسبه نيروها و گشتاورهاي وارد بر سازه، معادلات حركت جسم صلب حل شده و جابجايي هاي آن محاسبه مي شوند. با استفاده از استراتژي شبكه متصل به جسم، جابجايي هاي بدست آمده در هر گام زماني بر روي شبكه محاسباتي نيز اعمال گرديده و بدين ترتيب حركات سازه در طول زمان ثبت مي گردند. با توجه به بررسي هاي گسترده صورت گرفته در رابطه با صحت و دقت در الگوريتم ارايه شده و نرم افزار تهيه شده - در هر يك از بخش هاي آن هم اكنون، به خوبي امكان استفاده از آن به منظور مدل سازي حركات شش درجه آزادي سازه هاي شناور و مغروق وجود دارد. بر اين اساس، در مقاله حاضر حركات شناور تندرو كاتاماران همراه با شكل بدنه توليد كننده نيروي بالابرنده، در هنگام پيشروي در آب ساكن (تغيير موقعيت قائم مركز جرم و زاويه تريم) در سرعت هاي مختلف مدل سازي شده و مقاومت آن محاسبه گرديده است. مقايسه نتايج عددي بدست آمده با نتايج آزمايشگاهي موجود، بيان گر توانايي مدل سازي هاي انجام شده مي باشد.

پيلهاي سوختي پليمري، براي سيستم هاي رانش مستقل از هوا توسعه يافته و تحت شرايط كاري زيردريايي آزمايش شدهاند و در نتيجه براي كاربرد در زيردريايي آماده هستند. زيردريايي هاي آينده شركت HDW آلماني، به سيستم رانش مستقل از هواي پيل سوختي مجهز خواهند شد. در سال 1970 ميلادي، طرح نصب پيل سوختي بر روي زيردريايي ها تصويب شد و آزمايش ها در سال 1980، امكان استفاده از پيل سوختي در زيردريايي را تاييد نمودند. در سال 1990، نتايج حاصل از اين پيشرفت ها، منجر به توليد انبوه زيردريايي هاي مجهز به پيل سوختي گرديد، كه از سال 2003 بهره برداري از آنها آغاز شده است.