Yüksek hızlı teknelerin formları açısından analizinde yeni bir yaklaşım
A New Approach in analysis of high-speed boats in terms of forms
- Tez No: 1016611
- Danışmanlar: PROF. DR. KADRİ TURGUT GÜRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, yüksek hızlı kayıcı (planing) teknelerde gövde geometrisinin hidrodinamik performans üzerindeki etkileri sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında farklı enkesit tiplerine sahip gövde formları, temel (stepsiz-tirizsiz), tirizli, tirizli ve stepli ile ters stepli konfigürasyonlar dâhil edilerek karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Analizler, düşük, orta ve yüksek hız rejimlerini kapsayacak şekilde 10–60 knot hız aralığında gerçekleştirilmiştir. Kural bazlı hidrodinamik basınç değerlendirmelerinde ISO 12215-5:2019 standartına dayalı yarı-ampirik yöntemler kullanılarak elde edilen sonuçlar, Reynolds Ortalamalı Navier–Stokes (RANS) tabanlı HAD analizlerine ait sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal analizlerde serbest yüzey etkileri VOF yaklaşımı ile modellenmiş, basınç dağılımları, toplam direnç bileşenleri, ıslak yüzey alanı ile dalıp-çıkma ve trim davranışları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, düşük hız rejiminde gövde formları arasındaki hidrodinamik farkların sınırlı olduğunu, orta hız rejiminde ise tiriz ve step gibi geometrik elemanların hidrodinamik kaldırma ve direnç üzerinde belirgin etkiler oluşturduğunu göstermektedir. Stepli ve ters stepli gövde formlarında, özellikle orta hız aralığında akış ayrılmasının kıç gövde bölgesindeki ıslak yüzey alanını azalttığı ve buna bağlı olarak toplam direncin düştüğü gözlemlenmiştir. Ancak yüksek hız rejiminde dalga direnci ile viskoz etkilere bağlı direnç bileşenlerinin baskın hâle geldiği; bu nedenle step ve tiriz kombinasyonlarının her koşulda mutlak bir performans artışı sağlamadığı belirlenmiştir. Genel olarak, tirizli gövde formlarının geniş bir hız aralığında daha dengeli dalıp-çıkma ve trim davranışı sergilediği, step geometrisinin ise hız rejimine bağlı olarak dikkatli biçimde optimize edilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışma, ISO tabanlı yöntemler ile HAD analizlerinin birlikte kullanımının, yüksek hızlı tekne tasarımında hem yapısal boyutlandırma hem de hidrodinamik performans öngörüsü açısından güvenilir ve tamamlayıcı bir yaklaşım sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of hull geometry on the hydrodynamic performance of high-speed planing craft are investigated using numerical methods. Various hull configurations with different cross-sectional characteristics, including plain, spray-rail-equipped, stepped, and reversed-stepped hull forms, are comparatively analyzed. The simulations are conducted over a wide speed range from 10 to 60 knots, spanning low-, medium-, and high-speed operating regimes. Hydrodynamic pressure assessments are conducted using a combination of semi-empirical methods based on the ISO 12215-5:2019 standard and Reynolds-Averaged Navier–Stokes (RANS)-based Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses. Free-surface effects are modeled with the Volume of Fluid (VOF) approach, and detailed evaluations of pressure distributions, total resistance components, wetted surface area, and heave and pitch responses are performed. The results indicate that, in the low-speed regime, differences in hydrodynamic behavior among hull forms are limited, whereas in the medium-speed regime, geometric features such as spray rails and steps significantly influence hydrodynamic lift generation and resistance characteristics. For stepped and reversed-stepped hull configurations, a noticeable reduction in wetted surface area occurs in the aft hull region at medium speeds due to flow separation induced by the step geometry, resulting in a relative decrease in total resistance. However, at high speeds, wave/viscous effects and surface-roughness-related resistance components become dominant, and the combined use of steps and spray rails does not consistently yield performance improvements across all conditions. Overall, spray-rail-equipped hull forms exhibit more stable heave and pitch behavior across a broad range of speeds, whereas step geometry requires careful optimization depending on the operating speed regime. This study demonstrates that the combined use of ISO-based approaches and CFD analyses provides a reliable and complementary framework for both structural dimensioning and hydrodynamic performance prediction in high-speed craft design.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of maneuvering performance of monohull and multihull marine vessels
Tek gövdeli ve çok gövdeli deniz araçlarının manevra performansının sayısal incelenmesi
SÜLEYMAN DUMAN
Doktora
İngilizce
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Türkiye'de karbon emisyonlarının azaltılmasına yönelik lamine masif ahşap mimarisi ve yöntemleri
Laminated mass timber architecture and methods for reducing carbon emissions in Türkiye
ÜLKEM ARTUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER
- Türkçe metinlerde duygu analizi
Sentiment analysis in Turkish texts
CUMALİ TÜRKMENOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET CÜNEYD TANTUĞ
- Bridging knowledge across architectural heritage and digital fabrication technologies
Mimari miras ile dijital fabrikasyon teknolojileri arasında bilgi köprüsü kurmak
BEGÜM HAMZAOĞLU
Doktora
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Orta ve yüksek hızlı kompozit teknelerin kural taban oluşturmak üzere hidrodinamik ve yapısal olarak incelenmesi
Hydrodynamic and structural investigation of medium and high-speed composite boats for creating a rule base
ÖMER FARUK GÜLCEMAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gemi MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ TURGUT GÜRSEL