انتشار کتاب مانور شناورها

به گزارش مرین‌پرس، کتابی با عنوان “مانور شناورها” تالیف آقایان دکتر سجاد حاجی زاده استادیار دانشگاه خلیج فارس، دکتر محمدرضا فتحی کازرونی پژوهشگر ارشد موسسه هیدرولیک دانمارک و دکتر محمدسعید سیف استاد دانشگاه صنعتی شریف توسط انتشارات فدک ایساتیس در سال 1399 با 218 صفحه، 6 فصل و در قطع وزیری منتشر شد.  

در معرفی کتاب آمده است: ارزیابی مانورپذیری شناورها از اواسط قرن بیستم به دنبال بحران نفتی دهه 1970 و افزایش یکباره ابعاد شناورها به صورت جدی مورد توجه پژوهشگران و کارشناسان هیدرودینامیک و دینامیک کشتی قرار گرفته است. به نحوی که در سه دهه پایانی قرن گذشته تلاش های فراوانی جهت مدلسازی و شناخت رفتار شناور طی مانور صورت گرفته است. عمده توجه در این بازه بر خصوصیات مانوردهی در محدوده بنادر و آب های کم عمق بوده است. لیکن از اوایل قرن حاضر با جدی شدن موضوع کشتیرانی به صورت هوشمند، شناخت دینامیک حاکم بر مانور شناورها مجدداً به صورت جدی مورد توجه محققین قرار گرفته است. امروزه مفاهیم جدید مرتبط با هوشمند سازی اعم از کنترل پسخور، سیستم های مبتنی بر فناوری اطلاعات و استفاده از داده های هواشناسی پیشرفته به سرعت وارد حوزه مانور کشتی می شود. لذا ضروری است که تحقیقات در خصوص هیدرودینامیک مانور شناورها نیز به موازات تکمیل گردد. با توجه به این موضوع به نظر می رسد شناخت مفاهیم و روش های مدلسازی مانور شناورها برای مهندسین و پژوهشگران امروزی امری حیاتی است.

کتاب حاضر بر اساس منابع علمی معتبر در حوزه مانور و دینامیک شناورها و ده سال تجربه مرتبط مولفین در دانشگاه خلیج فارس و دانشگاه صنعتی شریف تالیف شده است. ارائه مطالب در این کتاب به نحوی بوده است که دانشجویان کارشناسی مهندسی دریا بتوانند با اصول کلی آشنا شده و از طرف دیگر دانشجویان تحصیلات تکمیلی که به مفاهیم هیدرودینامیک، دینامیک کشتی و کنترل علاقه مند هستند با روش ها و دیدگاه های مختلف مدلسازی آشنا شوند. کتاب حاضر در شش فصل اصلی تهیه شده است. در فصل اول ضمن معرفی موضوع، الزاماتی که سازمان های بین المللی مرتبط با کشتیرانی و ساخت کشتی در خصوص مانور کشتی دارند بررسی شده است. در فصل دوم فرمولبندی های مختلفی از مانور کشتی ارائه شده است که هر کدام در حوزه بخصوصی کاربرد دارد. فصل سوم به روش های مدلسازی پرداخته شده است، روش مدلسازی تجربی در مانور شناورها از دیرباز استفاده می شده است. لیکن مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی با این که آینده امید بخشی در این حوزه ترسیم می کند همچنان در مراحل اولیه تکامل است. فصل چهارم به طور کامل به معرفی سطوح کنترل به خصوص سکان و نقش آن در مانور کشتی اختصاص یافته است، مانور شناورها تا حد زیادی متاثر از سیستم های فرمان موجود روی شناور است. پیشبینی مانور کشتی بدون در نظر گرفتن شرایط آبراهه به هیچ وجه میسر نیست. علاوه بر این شناورها معمولاً در شرایط آب کم عمق و در مجاورت سواحل و بنادر مانور می دهند، لذا فصل پنجم این کتاب به بررسی تاثیرات آب کم عمق و محدودیت های جانبی و عرضی کانال های دسترسی بر مانور کشتی اختصاص یافته است. در نهایت افزایش سرعت شناورها منجر به پدیده های پیچیده هیدرودینامیکی حول بدنه و سکان می شود. به همین دلیل از تئوریهای ارائه شده در فصل دوم کتاب در خصوص شناورهای تندرو باید با احتیاط استفاده کرد. در فصل ششم سعی شده است این تفاوت ها با جزئیات بیشتر آشکار گردد. پیشاپیش از نواقص احتمالی عذر خواسته و امیدواریم با تذکر صاحب نظران و متخصصان گرامی بتوان آنها را رفع نمود. بر خود واجب میدانیم زحمات کلیه دانشجویان و همکارانی که ما را در تهیه این کتاب یاری نموده اند قدر بدانیم. در نهایت از همه عزیزان تشکر نموده و همه نتایج را مرهون صبر و پشتیبانی خانواده های خود می دانیم.

فهرست مطالب

فصل 1 مقدمه 1

1.1 مقدمه 2

2.1 تلاشهای پیشین 6

3.1 دینامیک کشتی 10

4.1 معیارهای ارزیابی مانور شناورها 15

5.1 انواع مانورها 19

1.5.1 دایره چرخش 20

2.5.1 مانور حلزونی 22

3.5.1 مانور پول اوت 24

4.5.1 مانور زیگ زاگ 25

5.5.1 تست توقف 26

6.5.1 مانور سکان سخت 28

6.1 آیین نامه ها و کنوانسیونهای بین المللی 28

فصل 2 مدل ریاضی مانور کشتی 33

1.2 مقدمه 34

2.2 مدل مانور نوموتو 35

3.2 روش ضرایب هیدرودینامیکی معین 42

1.3.2 معادلات حرکت شناور در صفحهی افق 42

2.3.2 معادلات خطی مانور 45

3.3.2 معادلات غیر خطی آبکوویتز 50

4.3.2 نیروهای هیدرودینامیکی 55

5.3.2 ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی 57

MMG) 6.3.2) مدل ریاضی ماژولار 61

4.2 مدل عمومی دینامیک کشتی 62

1.4.2 دستگاه مختصات و نمادگذاری معمول مانور شناورها 63

2.4.2 مانور خطی شناور در اعداد فرود متوسط 67

3.4.2 پایداری جهتی 74

5.2 مدل شش درجه آزادی مانور 77

1.5.2 معادلات حرکت اویلر 77

2.5.2 دستگاه معادلات خطی شش درجه آزادی 79

3.5.2 وابستگی سوی – رول – یاو شناورهای تک بدنه های 80 مدلسازی مانور 83 

فصل 3 روش

1.3 مقدمه 84

2.3 روشهای مدلسازی دینامیک کشتی 85

3.3 تحلیل ابعادی و تشابه 90

4.3 تست مدل مقید 96

1.4.3 تست کشش مورب در حوضچه کشش 97

2.4.3 تست بازوی چرخان 99

3.4.3 مکانیزم حرکت صفحه ای 101

4.4.3 سینماتیک مکانیزم ها 102 جهت تست مدل مقید مانورپذیری در حوضچه کشش

ITTC 5.4.3 دستورالعمل 104

5.3 مدلسازی آشفتگی 107

6.3 تست مدل خودرانش 110

7.3 ثبت اطلاعات بر روی شناورهای با مقیاس کامل 113

8.3 روشهای عددی 113

1.8.3 روش سطوح بالا برنده 115

2.8.3 روش المان محدود 116

3.8.3 روش المان مرزی در حوزه زمان 119

4.8.3 روش حجم محدود 120

فصل 4 سطوح کنترلی 123

1.4 هندسه، نیرو و گشتاور سطوح کنترل 124

2.4 جریان سیال حول سکان 129

های کم عمق و بنادر 133

فصل 5 آب

1.5 مقدمه 134

2.5 آثار محیطی 134

5.3 تاسیسات بندری 136

1.3.5 کانال دسترسی 137

2.3.5 حوضچه گردش 140

3.3.5 حوضچه بندر 142

4.3.5 فضاهای لنگراندازی و مهاربندی 143

5.3.5 موج شکن 143

6.3.5 جتی 144

7.3.5 جاذب امواج 145

8.3.5 تجهیزات کمک ناوبری 146

4.5 عوامل موثر بر مانوردهی در آبهای بندری 148

5.5 اثرات آب کم عمق 150

1.5.5 اثر ساحل در کانالهای باریک 155

2.5.5 نحوه احتساب اثرات آب کم عمق و ساحل در مدلسازی مانور 164

5.6 تاثیر آب کم عمق بر ضرایب هیدرودینامیکی مانور 167

فصل 6 مانور شناورهای تندرو 183

1.6 مقدمه 184

2.6 دینامیک شناورهای تکبدنه در چرخش با سرعت بالا 190

3.6 ویژگی های مانور شناورهای تندرو 196

4.6 پایداری دینامیکی 200

6.5 ضرایب هیدرودینامیکی شناور در شرایط پروازی 203

مراجع 211

فهرست الفبایی 217

شابک: 9786001604010