Yatların salma karakteristiklerinin deneysel sayısal ve ampirik metodlarla incelenmesi ve karşılaştırılması
Investigation and comparison of sailing yacht keel characteristics through experimental numerical and empirical methods
- Tez No: 127115
- Danışmanlar: PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
YATLARIN SALMA KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL, SAYISAL VE AMPİRİK METODLARLA İNCELENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI ÖZET Optimum yat formunun elde edilmesi için, yat üzerinde oluşan hidrodinamik karakteristiklerin iyice saptanması gerekir. Bunun için de deneysel, sayısal ve ampirik gibi değişik yöntemler kullanılmaktadır. Bir yelkenli yat üzerinde değişik aerodinamik ve hidrodinamik kuvvetler ve bu kuvvetlerin sebep olduğu bir takım momentler mevcuttur. Yatın dengede gitmesi için bu kuvvetlerin ve momentlerin aşağıda gösterildiği gibi eşit olması gerekmektedir. Kuvvetler Momentler Bu kuvvet ve momentler oluşurken de su altındaki yapı yavaşça yana doğru kayarak yat bir sürüklenme açısına sahip olur ve diğer yandan meyil açısının oluşmasına sebep olurlar. Burada meydana gelen hidrodinamik yan kuvvet, aerodinamikte kanat üzerinde meydana gelen kaldırıcı kuvvete tekabül etmektedir. Yalnız burada salma simetrik yapıda olduğundan kuvvet sadece gelen akımın hücum açısının değişimi ile oluşmaktadır. Hidrodinamik direnç ise diğer gemi türlerinde de oluşan viskoz direnç, dalga direnci ve dalgalı durumdaki ek direnç ile yelkenli yatlara özgü olan meyil direnci ve indüklenmiş direnç elemanlarından meydana gelir. Yelkenli yatlarda meydana gelen hidrodinamik yan kuvvet ve direnci ölçmek içinse çekme tankında model deneyleri, sayısal yöntemler veya ampirik formüller kullanılarak yapılabilir. Deneysel yolda kullanılan veriler, modele dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketi serbestliği veren ve altı bileşenli dinamometre kullanarak yapılan bir sistemle elde edilmiştir. Sayısal yöntem hidrodinamik karakteristiklerin, potansiyel teori içerisinde panel yöntemi ile hesaplanmasına dayanmaktadır. Bu yöntemde kullanılan program aslında basit hidrofoil yapısı üzerindeki hidrodinamik karakteristiklerin elde edilmesi için yapılmıştır. Bu yapıyı yat formuna dönüştürmek için hidrofoilin kiriş boyu (chord) tekne su hattı boyu, yüksekliği (span) de yatın draftı olarak değerlendirilmiştir. Bütün değerler bir bilgisayar destekli tasarım programıyla tek tek ölçülmüş gerçek teknenin 1/3 ölçeğine göre veri girişi yapılmıştır. Ayrıca bütün verilerin girişi boyutsuzdur. Karşılaştırma da kullanılan panel sayısı tekne boyunca 40 (2x20), yüksekliği boyunca da 14 olmuştur. Yani toplam 560 panel vardır. Ampirik yöntem ise üçüncü bir referans noktası olarak kullanılmıştır. vıııSonuçta yöntemler, deneyi yapılan tekne üzerinde, model ölçeğinde karşılaştırmaları yapılmıştır. Bunun içinde sayısal yöntemde elde edilen değerler model ölçeğine dönüştürülmüştür. Ampirik formüller ise doğrudan deney modeli ölçeğinde uygulanmıştır. Değişik meyil ve sürüklenme açılarına göre elde edilen sonuçlar direnç-Froude sayısı, yan kuwet-Froude sayısı, direnç katsayısı-Froude sayısı ve yan kuvvet katsayısı- Froude sayısı şeklinde grafiğe dökülerek karşılaştırma imkanı sağlanmıştır. Bu çalışmanın sonuçları aşağıdaki şekilde özetlenebilir: 1. Meyil açısının artışıyla birlikte dirençte çok fazla değişim yaşanmadığını, hafif bir artışın olduğu direnç grafiklerinden görülmüştür. 2. Sürüklenme açısıyla birlikte 8 dereceye kadar direnç artışı fazla olmazken bu dereceden sonra direncin daha fazla arttığı grafiklerden görülmektedir. 3. Meyil açısının ters yönde oluşan sürüklenme açısı durumunda direncin daha fazla olduğu saptanmıştır. 4. Froude sayısı artışıyla yan kuvvet katsayısında fazla bir değişim olmadığı ortaya çıkmıştır. 5. Sürüklenme açısıyla birlikte, yan kuvvet artışı açıkça saptanmıştır. ıx tCTDIBOtOCKiLTi» KUIJÜIJ
Özet (Çeviri)
INVESTIGATION AND COMPARISON OF SAILING YACHT KEEL CHARACTERISTICS THROUGH EXPERIMENTAL, NUMERICAL AND EMPIRICAL METHODS SUMMARY Hydrodynamic characteristics on a yacht need determining to obtain optimum yacht form. For this reason different methods such as experimental, numerical and empirical methods are used. There are different aerodynamic and hydrodynamic forces and moments caused by the forces on a sailing yacht. To keep yacht balance, the forces and the moments must be equal as follows: Forces Moments During the balance action, the underwater body when sliding slightly side wards yacht has a leeway angle and in addition to the heel angle occurs. The hydrodynamic side force corresponds to the lift force on the wings in aerodynamic. However the keels have symmetric section so lift force happens during non-zero angle of attack of flow. On the other hand, the hydrodynamic resistance is constituted viscous resistance, wave resistance and added resistance in waves that are seen all vessel type and induced resistance and resistance due to heel that are seen only on a yacht. To measure hydrodynamic side force and hydrodynamic resistance on a sailing yacht, towing tank tests, CFD methods and empirical formulations can be used. The experimental results are obtained by a system, which has six components dynamometer and provides to model free heave and pitch. The numerical method is based on the calculation of hydrodynamic characteristics in potential flow theory by using panel methods. The program used for this numerical study essentially was made for obtaining the hydrodynamic characteristics on a simple 3D hydrofoil form. To transform a hydrofoil into the yacht form, the chord of hydrofoil is considered as the length of water line of the yacht and the span of it is considered as the keel draft of yacht. First of all, the plan of the yacht was drawn on a CAD program and the output was put in the numerical program on scale 1/3 of the real hull plan. Every variables are also dimensionless. The numerical model has 40 (2x20) panels longitudinally and 14 panels transversely. So there are 560 panels on the yacht form. On the other hand, the empirical method was used for as a third reference point.In finally the comparison of methods is made on experimental model scale. So numerical results were transformed. Empirical results were used in the scale directly. The outputs of all third methods according to different heel angles and leeway angles are presented by the diagrams of side force-Froude number, side force coefficient-Froude number, resistance-Froude number, resistance coefficient-Froude number. The results of the project can be summarized as follows: 1. The increase of resistance is not changed so much by the increase of heel angle is observed from the resistance diagrams. 2. When the leeway angle is higher than 8 degree, the resistance augment is considerably higher than the resistance augments of the lesser degree of the leeway. 3. When the leeway angle occurs opposite side of heel angle the resistance is higher than the resistance when the leeway angle occurs same side of heel angle. 4. The hydrodynamic lift (side force) does not change considerably according to Froude number. 5. The increase of leeway angle leads to the increase of hydrodynamic lift. XI
Benzer Tezler
- 10 metre boyunda yarış/gezi sınıfı yelkenli yatların formunun prizmatik katsayıya göre belirlenmesi
Defining 10 meter racing/cruising class sailing yacht's canoe body according to the prismatic coefficient
YÜCE MERT KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER
- Değişik bitkisel yağların kullanımı ile yoğurt üretim tekniği ve kimi özellikleri üzerine bir araştırma
A Research on the manufacturing of natural yoghurt containing vegetables oil and some characteristics
EMİNE YILMAZ
- Estimaion of the buckling loads of helical coil springs with the help of neural networks
Helisel yayların burkulma yüklerinin yapay sinir ağları yardımıyla tahmini
SELİM SAÇMA
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEBİL YILDIRIM
- Yağlama yağı için bitkisel yağların ve esterlerinin tribolojik özelliklerinin incelenmesi
The analysis of tribological properties of the vegetable oils and esters for lubrication purpose
ÖZLEM SALMAN
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL DURAK
- Bitkisel kökenli bazı uçucu yağların büyük balmumu güvesi (Galleria mellonella L. ) larvalarına karşı insektisit etkisi
Insecticidal effects of volatile oils from some plants on larvae of the greater waks moth (Galleria mellonella L.)
ÜMMÜ FEYZA SALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
BiyolojiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ BAHADIROĞLU