بررسی امواج سطحی ناشی از حرکت چشمه مغروق در آب کم عمق و محصور

چکیده

در سالهای اخیر توجه مهندسان کشتی سازی، کارشناسان محیط زیست دریایی و مسئولین سازمان بنادر و کشتیرانی به مسائل و مشکلات مرتبط با امواج سطحی ناشی از حرکت شناورهای مختلف در آبهای ساحلی معطوف گردیده است. این امواج سطحی می توانند ایمنی عملیات و روند خدماتی سایر شناورهایی را که در آب های ساحلی فعالیت می کنند را تحت تأثیر قرار داده و اثرات مخربی بر روی سازه های ساحلی و فراساحلی داشته باشد. در همین راستا در دهه اخیر تحقیقات گسترده ای به منظور شناخت ماهیت این امواج و کاهش اثرات مخرب آنها بر محیط پیرامون و یافتن راهکارهای مناسب و عملی به منظور کاهش شدت امواج سطحی شناورها و تدوین معیار های مناسب (از لحاظ سرعت و فاصله شناور از نوار ساحلی) به منظور تأمین دریانوردی ایمن در آب های ساحلی صورت گرفته است. در این تحقیق بررسی امواج سطحی ناشی از حرکت چشمه مغروق در آب عمیق، کم عمق و محصور مورد توجه قرار گرفته است. در همین راستا به منظور تحلیل الگوی جریان در جهت بدست آوردن پتانسیل در محیط مورد نظر برای محاسبه بالا آمدگی سطح آزاد برنامه ای تهیه گردیده و نحوه انتشار این اغتشاشات در محیط مورد نظر محاسبه و تحلیل گردیده است. لازم بذکر است که انعکاس امواج از دیواره‌های کانال می‌تواند دلیلی بر صحت نتایج باشد که در فواصل میدانی دور از چشمه قابل بررسی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of surface wave induced by a moving submerged source in shallow and restricted water

چکیده [English]

Nowadays naval architects, marine environment experts and officials Ports and Shipping Organization focused in problems associated with surface waves caused by movement of various vessels in coastal waters. The surface waves can affect safety of service operations of other vessels those are navigating in coastal waters and have destructive effects on coastal and offshore structures. Recently, extensive researches have been made to understand the nature of these waves and reduce their destructive effects on the environment and to find appropriate and practical solutions to reduce the intensity of vessels induced surface waves and developing appropriate criteria, in terms of vessel speed and distance from the coastal regions, to provide safe navigation in coastal waters. In this study, a surface wave caused by movement of a submerged source in deep, shallow and enclosed waters has been considered. On this basis, to analyze the wave pattern in order to achieve the desired field potential for calculation of wave elevation, a program prepared and the distribution of these disturbances has been calculated and analyzed. It is worth to mention that wave reflection from channel walls is considered to check the accuracy of results, and it can be investigated in far field. The effect of channel width and depth on wave pattern and height are thoroughly discussed. Ship speed and shallow water depth are also considered as main parameters affecting generated wave qualities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potential Flow
  • Kelvin Wave
  • Wave Making Wake
  • Source perturbation
  • shallow water
  1. Newman, J.N., 1989. Marine Hydrodynamics, 6th ed. MIT Press.
  2. Wehausen, J.V., Laitone, E.V., 2002. Surface Waves. Online Copyright:University ofCalifornia.
  3. Sahin, I., Hyman, M., 1993. “Numerical Calculation for The Flow of Submerged Bodies Under a Free Surface”, J. Ocean Eng., Vol. 20, No. 3, pp. 339-347.
  4. Sahin, I., Hyman, M., Nguyen, T.C., 1994. “Three Dimensional Flow around a Submerged Body in Finite-Depth Water”, Appl. Math. Modeling, Vol. 18, pp. 611-619.
  5. Tuck, E.O. andScullen,D.C., “A comparison of linear and nonlinear computations of wave made by slender submerged bodies”, Journal of Engineering Mathematics, 2002.
  6. Idelson. S.R., Onata. E., Sacco. C. “Finite Element Solution of Free-Surface Ship-Wave Problems”, Int. J. for Numerical Methods in Eng., Vol. 45, 1999: pp. 503-528.
  7. BAL, S. “Prediction wave Pattern and Wave Resistance of Surface Piercing Bodies by a Boundary Element Method”. Int. J. for Numerical Method in Fluids, Vol. 56, 2008: pp. 305-329.