Bordadan gelen düzenli dalgalarda gemilerin stabilitesi
Stability of ships in regular beam seas
- Tez No: 143036
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİM YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Bir gemi için bordadan gelen düzenli dalgalarda en önemli hareket yalpa hareketidir. Bu hareketin modellenmesi oldukça zordur. Bundan dolayı bu çalışmada yalpa hareketiyle geminin yaptığı diğer hareketler arasında bir etkileşim olmadığı kabul edilmiştir. Çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, ilk önce nonlineer yalpa hareketinin çözümü ve stabilitesini incelemek için yapılan çalışmalar hakkında kısa bir bilgi verilmiştir. Daha sonra bu konu üzerine araştırma yapmaktaki amacımız anlatılmıştır. ikinci bölümde, ilk önce yalpa hareketi denkleminin çıkartılırken hangi kabuller yapıldığı anlatılmıştır. Daha sonra yalpa hareketi denklemini oluşturan atalet, sönüm, doğrultma ve dalga zorlama momentleri hakkında kısa bir bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde, ilk önce bir çok araştırmacı ve bilim adamı tarafından kullanılan Multi Scale metot ve Bogoulibov Mitropolsky asimptotik metodu hakkında kısa bir bilgi verilmiştir. Daha sonra bu metotlar kullanılarak yalpa hareketi denklemi çözülmüştür. Dalga eğiminin maksimum bağıl yalpa açısının üzerindeki etkisi şekil 1 ve şekil 2 'de gösterilmiştir. Şekil l'deki maksimum bağıl yalpa açılan, Multiple Scale metodu kullanarak, şekil 2'dekiler ise Bogoulibov Mitropolsky Asimptotik metodu kullanarak elde edilmiştir. -dalga eğimi=0.24 -dalga eğimî=0.21 eğimi=0.18 -dalga eğimi=0.12 0,0-1-=-, 1. 1- 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1.5 1,7 Zorlama frekansının doğal frekansa oranı Şekil 1 Dalga eğiminin Multiple Scale metot kullanılarak elde edilen maksimum bağıl yalpa açılan üzerindeki etkisidalga eğ im i=0. 12 dalga eğimi-0.18 dalga eğimi=0.21 dalga eğimi=0.24 0,35 0.55 0,75 0,95 1,15 1,35 1,55 Zorlama frekansının doğal frekansa oranı Şekil 2 Dalga eğiminin Bogoulibov Mitropolsky Asimptotik Metodu kullanılarak elde edilen maksimum bağıl yalpa açılan üzerindeki etkisi Dördüncü bölümde, yalpa hareketi denkleminin stabilitesi, Floquet teori, Melnikov yöntemi ve Lyapunov direkt yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Örnek aldığımız model için, zorlanmış yalpa hareketinin stabilitesinin Floquet teori kullanarak incelenmesi sonucunda, zorlama frekansı 0.645 xa>0'dan büyük olduğu zaman stabil olmadığı bulunmuştur. Burada co0 doğal frekanstır. Melnikov yöntemi kullanarak örnek aldığımız modelin zorlanmamış yalpa hareketi için şekil 3 'de gösterilen stabilite sınırı elde edilmiştir. Daha sonra zorlanmış haldeki yalpa hareketi incelenmiş ve zorlama frekansı £K0.72>. -0,4 -0,2 - ı ı - - 0,2 0,4 | Yalpa açısı (rad.) Şekil 5 Lyapunov zarfı Beşinci bölüm sonuç bölümüdür. Çalışmanın bu bölümünde, Multiple Scale metot ve Bogoulibov Mitropolsky asimptotik metoduyla elde edilen çözümlerin ve stabilite analizinde kullanılan yöntemlerin sonuçlarının karşılaştırılması yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Roll motion is the most important motion for a ship in regular beam seas and its modeling is very hard. In this study, it is assumed that roll motion is uncoupled with the other motions of the ship. This study consists of five parts. In part one, first of all a brief literature review was given about the research which was done on solution and stability of nonlinear roll motion equation. Then our aim about this subject was outlined. In part two, our assumptions which were asserted while obtaining the roll motion equation were examined. Then a brief summary about inertia, damping, righting and wave excitation moments were given. In part three, a brief review was given about the Multiple Scale and Bogoliubov Mitropolsky Asymptotic Methods which were used by many researchers and scientists. Then the roll motion equation was solved by both methods. The effect of wave slope on maximum relative roll angles was shown in Figure 1 and Figure 2. Maximum relative roll angles in Figure 1 were obtained from the solution of the roll motion equation by using Multiple Scale Method whereas maximum relative roll angles in Figure 2 were obtained by using Bogoulibov-Mitropolsky Asymptotic Method. 0,0 Ratio of the excitation frequency to natural frequency -Wave slops=0.24 ?Wave slope=0.21 ?Wave slope=0.18.Wave stope=Q.12 Figure 1. Effect of wave slope on maximum relative roll angles which were obtained by using Multiple Scale Method.wave slope=0.12 wave slope=0.18 wave slope=0.2t wave slope=Q.24 t 1 I I 0,35 0,55 0,75 0,95 1,15 1,35 1,55 Ratio of tiie excitation frequency to natural frequency Figure 2. Effect of wave slope on maximum relative roll angles which were obtained by using Bogoliubov-Mitropolsky Asymptotic Method. In part four, the stability of roll motion equation was examined by using Roquet Theory, Melnikov Method and Lyapunov Direct Method. From the investigation of the stability of roll motion by using Floquet theory, it was found that our sample model was unstable for excitation frequencies higher than 0.645 x co0. Here co0 is the natural frequency of the model. The stability boundaries which were obtained for free roll motion of the model by using Melnikov method, was shown in Figure 3. Then the excited roll motion was investigated and found that it was unstable when the excitation frequency takes values higher than 0.72x ©0. -«£& -0r60- Roll angle (rad.) Figure 3. Boundary of stability obtained by using Melnikov MethodFirst, the stability of the free roll motion equation was investigated by using Lyapunov Direct Method and the boundaries which were shown in Figure 4 were obtained. Then the excited roll motion equation was examined and Lyapunov envelope which was shown in Figure 5, was obtained. ?a 2 u _o > o> c a CM X -e^o -Gt§& x1 { roll angle (rad.) } Figure 4. Asymptotic stability region of nonlinear roll motion Roll angle (rad.) Figure 5. Lyapunov envelope In Part 5, the results and recommendations were given. In this part of the study, comparisons of the solutions which were obtained by Multiple Scale and Bogoulibov-Mitorpolsky Asymptotic methods were analyzed. Comparisons of the results of the methods which were used for the stability analysis were also discussed.
Benzer Tezler
- Gemilerin enine stabilitesinin matematiksel yöntemlerle irdelenmesi
Examination of the transverse stability of ships by mathematical methods
ERDEM ÜÇER
Doktora
Türkçe
2008
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI
- Gemi stabilizasyon sistemlerinin modellenmesi ve kontrolü
Modeling and control of ship stabilization systems
AHMET KAAN KARABÜBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN YEŞİLDİREK
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDİ ÇAKICI
- Karar yararlılığı amacı: Futbol kulüplerine yönelik bir uygulama
Decision-usefulness objective: An application for football clubs
ÖZGÜR AĞAMOLLA
- Teknik analiz göstergeleri kullanarak yatırım kararlarının verilmesi
Investment decisions by using the indicators of technical
DOĞAN UĞUR
- Elektronik sistemlerde kaotik sinyallerin aktif kontrolü
Active control of chaotic signals in elektronic systems
FERHUNDE TUĞBA İSKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILMAZ UYAROĞLU