Geri Dön

Kısmen akışkanla dolu ve daldırılmış, yüksek frekanslı yapıların hidroelastik analizi

Hydroelastic analysis of high frequency vibrating structures, partially filled with and submerged in fluids

  1. Tez No: 223403
  2. Yazar: BAHADIR UĞURLU
  3. Danışmanlar: PROF.DR. AHMET ERGİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Dinamik akışkan-yapı etkileşimi, Hidroelastisite, Sınır eleman metodu, Dinamik stabilite, Eksenel akım etkisindeki elastik sistemler, Dynamic fluid-structure interaction, Hydroelasticity, Boundary element method, Dynamic stability, Elastic systems subjected to axial flow
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 249

Özet

Durağan ya da eksenel doğrultuda üniform olarak akan bir akışkan ortamıyla etkileşim içindeki elastik sistemlerin dinamik analizi için, lineer bir hidroelastik çözüm metodu sunulmuştur. Modal analiz tekniklerinden hareketle geliştirilen yaklaşım, bağımsız iki analize, yapısal sönüm ve dış kuvvetlerin yokluğunda yapının dinamik karakteristiklerinin belirlenmesi ve yapının akışkanla temastayken doğal modlarında hareket ettiği varsayımı altında, etkileşim kuvvetlerinin hesaplanması, dayanmaktadır. Akışkan-yapı sisteminin davranışı, hidrodinamik kuvvetlerin, yapısal sönüm ve varolan diğer dış yüklerle birlikte genelleştirilmiş hareket denklemine etkitilmesiyle belirlenmektedir. Çözümün ilk aşaması ANSYS sonlu eleman yazılımıyla, ikinci aşama ise yapının elastik haraketlerinin akışkan ortamında neden olduğu pertürbasyonları tanımlayan potansiyel problemin, akışkan-yapı arayüzü üzerinde bir sınır integral denklemine dönüştürülmesiyle, sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Analizler sırasında elastik yapının göreceli olarak yüksek frekanslarda titreştiği kabul edilerek, serbest yüzey dalgası etkileri ihmal edilmiş, ortaya çıkan serbest yüzey şartı ise imaj metodu kullanılarak doğrudan sağlanmıştır. Genelleştirilmiş eksu kütlesi, hidrodinamik sönüm ve hidrodinamik rijitlik formunda elde edilen etkileşim kuvvetleri, akışkan ortamının elastik yapı üzerindeki sırasıyla eylemsizlik ve titreşen yapı boyunca eksenel hareketiyle ilişkili Coriolis ve santrifüj etkilerini temsil etmektedir. Metodun uygulamaları olarak, biri akışkanın durağan alındığı, diğeri eksenel akım etkilerinin belirleyici olduğu iki ayrı akışkan-yapı sisteminin, sırasıyla akışkan depolama tankları ve üniform eksenel akım etkisindeki silindirik kabuklar, kapsamlı analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sunulan hidroelastik metodun güvenilirliğini ve etkinliğini açıkça ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

A linear hydroelastic solution method is proposed for dynamic analysis of elastic systems in contact with quiescent or axially flowing fluid. The method is based on two separate analysis: (i) evaluation of dynamic characteristics of the elastic structure in the absence of any structural damping and external forces, and (ii) calculation of interaction forces, by assuming that the flexible structure vibrates in its in vacuo eigenmodes when it is in contact with fluid. In the former stage, a standard finite element software (ANSYS) is adopted and in the latter one, the potential problem defining the perturbations due to elastic vibrations is converted to a boundary integral equation over fluid-structure interface and solved numerically. The dynamic behavior of the fluid-structure system is obtained from the solution of generalized equation of motion, incorporating hydrodynamic loads, structural damping and other external forces. In this study, it is assumed that the elastic structure vibrates at relatively high frequencies so that the effect of free surface waves can be neglected. The resulting free surface condition is satisfied by using method of images. The fluid-structure interaction forces are calculated in terms of generalized added mass, hydrodynamic damping and hydrodynamic stiffness, due to the inertia, Coriolis and centrifugal effects of fluid, respectively. Two different engineering systems, fluid storage tanks and cylindrical shells subjected to uniform axial flow, are studied. The obtained results clearly show the consistency and efficiency of the proposed hydroelastic method.

Benzer Tezler

  1. A study on mixed convection heat transfer through a channel partially filled with porous medium

    Kısmen gözenekli yapı ile doldurulmuş bir kanalda karışık ısı taşınımı üzerine bir çalışma

    HASAN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOGHTADA MOBEDİ

  2. Ejection from rapidly depressurized vessels containing bubbly - liquid two - phase fluid

    Gaz kabarcıklı sıvı iki fazlı akışkan tanklarından ani basınç düşüşü yaratarak fışkırma

    ŞÜKRÜ BALTA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. HASAN FEHMİ YAZICI

  3. Dikdörtgen kesitli yükseltilmiş su tankındaki su çalkantısının yapının davranışı üzerindeki etkisi

    Effects of water sloshing on structural behaviour of an elevated rectangular water tank

    ERHAN İNCE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FETHİ KADIOĞLU

    DOÇ. DR. HAKAN AKYILDIZ

  4. A theoretical study on enhancement of heat transfer in a solar air heater collector by using porous media

    Gözenekli ortam kullanılarak hava ısıtıcılı güneş kolektörlerinde ısı geçişinin artırılması üzerine teorik bir çalışma

    ÖZGÜR ÇEKMER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOGHTADA MOBEDİ

    PROF. DR. M. BARIŞ ÖZERDEM