نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مهندسی کشتی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله رفتار یک بارج شناور در موج و نیروهای هیدرودینامیکی وارده به آن، با استفاده از تئوری پتانسیل و مبتنی بر حل عددی المان مرزی به کمک نرم افزار Ansys Aqwa مورد بررسی قرار گرفت. معمولا شناورها در طول دوره بهره‌برداری خود تحت اثر امواج با ارتفاع‌ها و فرکانس‌های مختلفی قرار ‌می‌گیرند. همچنین با توجه به نوع و وزن بارهای مختلف، بارج در شرایط عملیاتی خود، آبخورهای مختلفی خواهند داشت. علاوه بر اینکه این بارهای سنگین‌تر از تناژهای معمول بر تثبیت موقعیت شناور نیز اثر گذار هستند. هدف اصلی در این مقاله، بررسی تأثیر دو عامل مهم، جهت موج و آبخور، بر روی حرکات کوپله شش درجه آزادی بارج است. بدین منظور ابتدا نتایج آنالیز عددی در آبخور طراحی، با نتایج نیومن اعتبارسنجی گردید. سپس اثر آبخورها و جهت‌های مختلف امواج بر رفتار بارج شناوردر موج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که بیشترین نیروی تفرق-فرودکریلف در راستای Yaw با دوره تناوب‌ 12 ثانیه و در جهت 45 درجه، بیشترین نیروی فرودکریلف در راستای Roll با دوره تناوب‌ 8 ثانیه در زوایای 90 و 90- درجه و بیشترین نیروی تفرق در راستای Yaw با دوره تناوب‌ 12 ثانیه و زاویه 45 درجه بر روی سازه اتفاق ‌می‌افتد. همچنین پاسخ‌های سازه برای موج‌های با دوره تناوب‌ 19 ثانیه و بیشتر با افزایش آبخور تغییر چندانی نشان نمی‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Hydrodynamic Analysis of Floating Barge with Different Drafts due to Waves in Frequency Domain

نویسندگان [English]

  • mohamadjavad ketabdari 1
  • ashkan shahrokhi 2
  • mohsen khabir 2

چکیده [English]

In this paper, the responses of a floating barge in waves under hydrodynamic loads are investigated using the BEM-based ANSYS AQWA software. Usually marine vehicles are faced to sea waves with different heights and frequencies during their life. Due to different loads, their locations and tonnages a barge in operational conditions may have different drafts. Furthermore, in most of the time, the loading is more than regular tonnage, which causes critical situations of sea keeping. The aim of this paper is to study the effect of wave direction and barge draft on coupled motions of a floating barge in six degrees of freedom. For this purpose at first the results at design waterline are compared and verified with Newman’s results. Then responses are evaluated in different water lines and wave directions. Results show that the maximum values of Froude Krylov and diffraction forces occur in Yaw motion for 45⁰ waves of 12 seconds period. However the Froud Krylov-diffraction forces occur in roll motion for ±90⁰ waves of 8 second period. Nevertheless, there are not any perceptible changes in structural responses for waves with periods greater than 19 seconds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boundary element method
  • draft
  • floating barge
  • structure response

[1]     Zheng, Y. H., Shen, Y. M. ,You, Y. G., Wu, B. J. and Rong, L., “Hydrodynamic Properties of Two Vertical Truncated Cylinders in Waves”, Ocean Engineering, Vol. 32, pp. 241-271, 2005.

[2]     Miles, J. W. and Gilbert, J. F. , “Scattering of Gravity Waves by a Circular Dock”, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 34, p. 783-793, 1968.

[3]     Garret C. J. R, “Wave Forces on a Circular Dock”,  Journal of Fluid Mechanics, Vol. 46, pp. 129-139, 1971.

[4]     Isaacson M, “Wave Forces on Compound Cylinders," Civil Engineering in the Oceans IV, I, ASCE, San Francisco, pp. 518-530, 1979.

[5]     Berggren, L. and Johansson, M, “Hydrodynamic Coefficients of a Wave Energy Device Consisting of a Buoy and a Submerged Plate”, Applied Ocean Research, Vol. 4, pp. 51-58, 1992.

[6]     Eidsmoen. H, “Hydrodynamic Parameters for a Two-Body Axisymmetric System”, Applied Ocean Research, Vol. 17, pp. 103-115, 1995.

[7]     Williams, A. N. Li, Wi, and Wang, K. H. , “Water Wave Interaction with a Floating Porous Cylinder," Ocean Engineering, Vol. 27, pp. 1-28, 2000.

[8]     Faltinsen, O. M., Sea load's on Ship's and Offshore Structure's.: Cambridge University Press, 1993.

[9]     Data sheet. Hull Engineering Department, “WAMIT-MOSES Hydrodynamic Analysis Comparison Study”,  2000.