Kayıcı teknelerde denizciliğin sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Dünyanın globalleşmesi ile birlikte yalnızca kara ve demiryolu değil aynı zamanda denizyolunda da zaman oldukça önemli bir olgu haline gelmiştir. Bu sebeple yüksek süratli gemiler tasarlamak hem ticari hem de askeri alanda gün geçtikçe önemli hale gelen bir konu olmaya başlamıştır. Bu bağlamda, bu doktora tezi kapsamında kayıcı bir teknenin genel denizcilik performansı farklı sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Giriş bölümünde problem tanıtılmış ve genel literatür araştırması sunulmuştur. Temel literatür araştırmasının ardından sunulan ikinci bölümde sakin suda ilerleyen kayıcı bir teknenin hidrodinamik performansı sıkça kullanılan ampirik bir yöntem, bu çalışmada ortaya konulan hibrit bir yöntem ve günümüzde sıkça kullanılan hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri ile incelenmiştir. İncelenen hidrodinamik parametreler toplam direnç, dinamik trim ve sudan çıkmadır. Elde edilen sonuçlar hem birbiri ile hem de deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler neticesinde özellikle geliştirilmiş hibrit yöntemin ön dizayn aşamasında hassasiyet/maliyet oranı açısından oldukça kullanışlı bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca, geliştirilen yöntemin kayıcı teknelerin hidrodinamik performansını tahmin etmede yaygın olarak kullanılan ampirik yönteme iyi bir alternatif olabileceği düşünülmektedir. HAD sonuçlarının ise deney ile oldukça uyumlu olduğu ve derinlemesine analizler için güvenli bir araç olduğu sonucuna varılmıştır. Sakin su hidrodinamiğinin incelenmesinin ardından sabit ve değişken kalkıntı açısına sahip iki farklı kayıcı teknenin baştan gelen düzenli dalgalar altındaki dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketleri ve baş ivmelenme değerleri geniş bir frekans aralığında elde edilmiş ve bu değerler deneysel veriler ile kıyaslanmıştır. Yapılan analizler neticesinde hem hareketlerin hem de ivmelerin HAD yöntemi ile başarılı bir şekilde tahmin edilebildiği görülmüştür. Bu noktada özellikle deneye göre çok daha geniş şekilde her nevi parametrenin incelenebildiği bu yöntemlerin deneye iyi bir alternatif olabileceği düşünülmektedir. Bir sonraki bölümde ise sakin suda kayıcı rejimde ilerleyen bir kayıcı teknenin tek serbestlik dereceli zorlamalı yalpa analizleri gerçekleştirilmiş ve toplam yalpa sönüm katsayısı hem ampirik bir yöntemle hem de HAD yöntemi ile elde edilmiştir. Yapılan inceleme neticesinde HAD yönteminin bu hidrodinamik problemi de yüksek doğruluk ile temsil edebildiği görülmüştür. Ayrıca kayıcı rejimde yalpa sönüm katsayısının yalpa genliği ve yalpa periyodundan kısmen bağımsız hale geldiği, fakat ileri hız katkısı ile önemli oranda değiştiği gözlenmiştir.