Bir balıkçı teknesinin yalpa hareketinin dinamik analizi ve kontrolü

Abstract

Gemiler mevcut kuralların getirdiği gereklilikleri sağlamalarına rağmen stabilite konusundaki eksiklikler nedeniyle araştırmacılar için geçerliliğini koruyan bir alan olmuştur. Seyir halindeki bir geminin, zorlayıcı hidrodinamik kuvvetlerden dolayı yalpa hareketinin kararlı bölgenin dışına çıkabileceği bilinmektedir. Çalışmamızda yalpa hareketi için doğrusal olmayan bir yalpa denklemi kullanılmıştır. Yalpa hareketini optimum seviyelere getirmek için yalpa dengeleyici kanat tercih edilmiştir. Model gemi olarak alınan bir balıkçı gemisi yalpa denkleminin, Lyapunov metoduyla stabilite analizi yapılmış ve sistemin kararlı bölgede olduğu ifade edilmiştir. Doğrusal olmayan yalpa denklemindeki doğrultucu moment ve sönüm katsayıları ampirik formüllerle hesaplanmıştır. Yalpa dengeleyici kanata ait kaldırma katsayıları ise StarCCM+ paket programı ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizi yapılarak bulunmuştur. Balıkçı gemilerinde avlanma ve seyir durumları göz önüne alındığında stabilite konusunun daha önemli olduğu görülmektedir. Bu yüzden iki farklı kontrol yöntemi kullanılarak yalpa dengeleyici kanat sayesinde doğrusal olmayan yalpa hareketinin ve kararlılığının optimum değerlere gelmesi sağlanmıştır. PID ve MPID kontrol yöntemleriyle yalpa hareketi minimize edilmiştir. Kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki yalpa açısı ve hız diyagramları çizilmiş ve sonuçlar mukayese edilmiştir. Simülasyon sonuçlarından, balıkçı gemisi yalpa dengeleyici kanat sisteminde MPID kontrol yönteminin PID'ye göre daha verimli bir kontrol yöntemi olduğu görülmüştür.