Hydrodynamic analysis of floating breakwater with effect of bathymetry boundary condition

Masoudi, Esmaeel; Zeraatgar, Hamid

Abstract

In this paper, the method of separating variables and applying this method in the study of floating breakwater has been investigated. The method of separation of variables is used as an analytical and efficient method in the investigation of two-dimensional problems related to the floating object. In this method, by dividing the amplitude of the problem into separate subdomains and then estimating the velocity potential in each subdomain by orthogonal series, and then establishing boundary conditions between subdomains, the potential of the whole problem and consequently the coefficients of excess mass, damping, and forces on the float object are obtained. In this study, the method of separation of variables in the rectangular cross section and the coefficients of attenuation and excess mass and also the forces applied to the float body at three degrees of freedom of Sui, Hugh and Roll were obtained. Also, for validating the results of other researchers and numerical solution by ANSYS AQWA software, the results were used. Afterwards, the breakwater with rectangular cross section with uneven bed is studied and the effect of roughness height parameter on the hydrodynamic characteristics of the breakwater is studied. Finally, in order to investigate the effect of parameters affecting the problem, parametric study on hydrodynamic characteristics of breakwater has been done. As the results resulted, bed roughness has a favourable effect on permissibility and reflection coefficients and improves breakwater performance.

در این مقاله به مطالعه و بررسی روش جداسازی متغیر ها و اعمال این روش در مطالعه موج شکن شناور پرداخته شده است. روش جداسازی متغیرها به عنوان روشی تحلیلی و کارا در بررسی مسائل دو بعدی مرتبط با جسم شناور مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش با استفاده از تقسیم دامنه مساله به زیر دامنه های جداگانه و سپس تخمین پتانسیل سرعت در هر زیر دامنه به وسیله سری های متعامد، و در ادامه برقراری شروط مرزی بین زیردامنه ها، پتانسیل کل مساله و در نتیجه آن ضرائب جرم اضافه، میرایی، و نیروهای وارد بر جسم شناور بدست می آیند. در این مطالعه روش جداسازی متغیر ها در مورد مقطعی مستطیلی اعمال شده و ضرائب میرایی و جرم اضافه و همچنین نیروهای وارد بر جسم شناور در سه درجه آزادی سوی، هیو و رول بدست آورده شده اند. هم چنین جهت اعتبار سنجی نتایج از خروجی های سایر محققان و حل عددی بوسیلهنرم افزار ANSYS AQWA استفاده شده است. در ادامه موج شکن با مقطع مستطیلی با بستر ناهموار مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر پارامترارتفاع ناهمواری بر روی ویژگی های هیدرودینامیکی موج شکن مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نیز به منظور بررسی اثر پارامترهای تاثیرگذار در مساله، مطالعه پارامتری بر ویژگی های هیدرودینامیکی موج شکن صورت پذیرفته است. آنگونه که از نتایج برآمد، ناهمواری بستر در ضرایب گذردهی و بازتاب اثر مساعدی داشته و باعث بهبود عملکرد موج شکن می شود

Citation

Masoudi, E., & Zeraatgar, H. (2015, December). Hydrodynamic analysis of floating breakwater with effect of bathymetry boundary condition. Presented at 17th International Marine Industries Conference, Kish Island, Iran

• Presentation Conference Type: Conference Paper (published)
• Conference Name: 17th International Marine Industries Conference
• Start Date: Dec 22, 2015
• End Date: Dec 25, 2015
• Online Publication Date: Jul 12, 2015
• Publication Date: 2015
• Deposit Date: Dec 2, 2021
• Keywords: Floating Breakwater, Variable Separation , Mass Coefficients of Reflection and Transmittance, Bed Roughness
• Public URL: https://durham-repository.worktribe.com/output/1137366
• Publisher URL: https://civilica.com/doc/474417