مطالعه آزمایشگاهی موج شکن شناور دوبل
چکیده
از آنجایی که درصد قابل توجهی از جمعیت جهان در مناطق ساحلی پراکنده اند و زندگی آنها بطور مستقیم یا غیر مستقیم در ارتباط با دریا است، ایجاد منطقه ایمن در برابر امواج یکی از نیازهای اساسی مناطق ساحلی است. برای اینکه بتوان از مناطق ساحلی بصورت مناسب استفاده کرد، باید با استفاده از سازه های حفاظتی امنیت نواحی ناوبری و پهلوگیری داخل بندر را تامین کرد. استفاده از موج شکن ها اصلی ترین راهکار برای حفاظت مناطق ساحلی است. موج شکن شناور نیز به نوبه خود یکی از سازه های حفاظتی است که با هزینه ساخت کمتر نسبت به سایر انواع موج شکن ها، قابلیت تامین آرامش ناحیه ساحلی را تا محدوده ای از معیار آرامش داخل بندر دارد. این نوع موج شکن معمولاً برای سواحل و بنادر تفریحی که آرامش دائمی در آنها مد نظر نمی باشد و ایجاد آرامش نسبی در برابر هزینه ساخت پایین قابل توجیه است، مورد استفاده قرار می گیرد. موج شکن شناور پانتونی یکی از معمول ترین موج شکن های شناور مورد استفاده است که متشکل از پانتون های متصل به هم می باشد. این نوع موج شکن در جاهایی که به کار رفته است کارایی قابل قبولی از خود نشان داده است. در این تحقیق که در آزمایشگاه سازه های دریایی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است، سه نوع مدل موج شکن شناور پانتونی تک، دوبل و کاتاماران ساخته شده و در معرض امواج نامنظم قرار گرفتند. با در نظر گرفتن میزان عبور موج به عنوان پارامتر هدف، مقدار ضریب عبور موج تحت اثر تغییرات ارتفاع، پریود و تیزی موج مورد مطالعه قرار گرفت. در مجموع 370 آزمایش با شرایط مختلف انجام شدند و نتایج بدست آمده مورد مقایسه قرارگرفتند. برای تحلیل داده های خام برداشت شده از آزمایش های انجام یافته، روش دامنه فرکانسی مورد استفاده قرار گرفت که در این روش خطا در مقایسه با روش دامنه زمانی خیلی کمتر می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که با افزایش پریود موج برخوردی کارایی موج شکن شناور کاهش چشمگیری دارد و پریود موج یکی از عوامل تاثیرگذار در عملکرد موج شکن شناور می باشد. برای مقابله با امواج با پریود و طول موج بیشتر باید از پانتون های با عرض بیشتر استفاده کرد. یکی از راهکارهای افزایش عرض موج شکن با به کارگیری مصالح کمتر، استفاده از دو پانتون متصل به هم می باشد که با عنوان موج شکن شناور کاتاماران شناخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که موج شکن شناور کاتاماران در مقایسه با موج شکن شناور پانتونی تک عملکرد خیلی بهتری دارد. از آنجایی که عوامل موثر در عملکرد موج شکن شناور در مقایسه با موج شکن های معمولی پیچیده تر می باشد و شرایط هیدرودینامیکی حاکم و حرکت موج شکن و همچنین امواج ثانویه ایجاد شده تحت اثر حرکت پانتون ها تاثیر زیادی در میزان عبور موج از موج شکن شناور دارند. در این تحقیق نحوه جانمایی دو پانتون و تاثیر فاصله قرارگیری پانتون ها نسبت به هم نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. در مورد موج شکن شناور دوبل علاوه بر متغیرهای مورد مطالعه در موج شکن های شناور پانتونی تک و کاتاماران، تغییرات ضریب عبور موج در فواصل متفاوت بین پانتون ها مورد آزمایش واقع شدند و فاصله بهینه بین پانتون ها که در آن میزان عبور موج به داخل ناحیه بندر مینیمم می باشد، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهند که میزان عبور موج برای موج شکن شناور پانتونی دوبل در فاصله نسبی بین 8/0 تا 9/0 (فاصله قرارگیری دو پانتون نسبت به هم 8/0 تا 9/0 برابرِ طول موج طرح) عبور موج کمترین مقدار خود را دارد و عبور موج در این نوع آرایش از میزان عبور موج از موج شکن شناور کاتاماران نیز کمتر می باشد. همچنین بیشترین میزان عبور موج برای حالتی است که دو پانتون در فاصله نسبی 3/1 الی 4/1 قرارگیرند.
