Gemilerin dinamik davranışlarının tayini için üç boyutlu hidro-elastisite analizi

Abstract

Akışkan ile kısmen veya tamamen temasta olan elastik yapıların dinamik davranışlarının incelenmesi hidro-elastisitenin çalışma alanına girmektedir. Bu tezde hidro-elastisite teorisinin, gemi global titreşimlerinin hesabında nasıl uygulanacağı gösterilmiş ve bir dökme yük gemisi serisinin dinamik karakteristiklerinin (doğal titreşim frekansları, titreşim formları) ön dizayn aşamasında tayini için kullanılabilecek grafikler çizilmiş ve formülasyonlar çıkarılmıştır.Bu tezde, akışkan-yapı etkileşim kuvvetlerinin hesaplanması için iki farklı sayısal metot uygulanmıştır. Bunlar, "Sınır elemanlar metodu (İTÜ Gemi inşaatı ve deniz bilimleri fakültesinde geliştirilen)" Sonlu elemanlar metodu.İlk grup sayısal çalışmada, bir denizaltı gövdesinin ölçekli bir modeli olan silindirik bir kabuğun havada ve farklı su derinliklerindeki titreşim karakteristikleri incelenmiştir. Sınır elemanlar ve sonlu elemanlar metotları ile elde edilen sayısal değerler, yapılan deneysel ölçümler ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların iyi bir uyum içerisinde oldukları gözlemlenerek kullanılan metotların uygulanabilirliği gösterilmiştir.Hidro-elastik titreşim analizlerinde kullanılan üç boyutlu sınır elemanlar ve sonlu elemanlar metotları, 1900 TEU kapasiteli bir konteyner gemisine uygulanmıştır. Hesaplama sonuçlarında her iki yöntemin sonuçları tartışılıp birbirleri ile uyum içinde olduğu görülmüştür. Böylece bu iki yöntemin, etrafındaki akışkan ortamı ile etkileşimli bir şekilde yüzen elastik yapıların dinamik karakteristiklerinin incelenebilmesi için kullanılabilirliği gösterilmiştir.Sonlu elemanlar ile hidro-elastik analiz yöntemi, bir dökme yük gemisi serisine uygulanmıştır. Gemilerin ıslak frekansları ile kuru frekanslarının farkları grafikler şeklinde sunulmuştur ve gemi elastik yapısının dinamik karakteristiklerinin etrafındaki akışkan alanın atalet etkisi ile önemli bir şekilde değiştiği gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar tartışılmış ve yöntemin belli kısıtlar altında uygulanabilirliği gösterilmiştir. Dökme yük gemilerinin dinamik karakteristiklerinin ön dizayn aşamasında tayini için kullanılabilecek grafikler çizilmiş ve formülasyonlar çıkarılmıştır.