Denizaltı yalpa hareketinin matematiksel modellenmesi
Mathematical modeling of submarine roll motion
- Tez No: 638664
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Denizaltılar ülkelerin savunma güçlerinin en önemli araçlarından birtanesidir. Hem görünmezlik hem de vuruş gücü açısından oldukça etkilidirler. Bilinenin aksine, denizaltılar ömürlerinin %80' ini su yüzeyinde seyir yaparak geçirmektedirler. Denizaltılar oksijen yetersizliğinden, gelen emirlerden veya operasyonel zorluklardan dolayı satıhta seyir yapmaktadırlar. Satıh seyirleri sırasında denizaltılar, denizlerdeki olumsuz hava şartlarından oldukça etkilenirler ve yüksek yalpa açılarına maruz kalırlar. Yalpa hareketi, personelin ve ekipmanların düzgün bir şekilde çalışabilmesi ve görevlerini yerine getirebilmesi açısından denizaltılar için kritik öneme sahiptir. Askeri gemi ve denizaltıların görevlerini yerine getirebilmeleri için, farklı deniz durumlarındaki yalpa hareketinin öngörülmesi gerekmektedir. Bu öngörüler doğrultusunda gemi veya denizaltının operasyon yapıp yapamayacağı belirlenmektedir. Bu sebeplerden ötürü denizaltılar için yalpa hareketinin ön dizayn aşamasında belirlenmesi kritik öneme sahiptir. Yalpa hareketinin belirlenebilmesi için yalpa sönümünün doğru tahmin edilmesi gerekmektedir. Yalpa sönümü hesabı için günümüzde ampirik, yarı ampirik formüller, deneysel ve HAD yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada satıhta bulunan askeri mini bir denizaltının yalpa hareketinin matematiksel modellenmesi yapılmıştır. Denizaltının yalpa hareketi 3 farklı deniz durumu ve iki farklı hız için incelenmiştir. Yalpa sönümü, RANS denklemlerini sayısal olarak çözen Star CCM+ programı yardımıyla hesaplanmıştır. Serbest bırakma testi bu program yardımıyla sayısal olarak modellenmiştir. Elde edilen yalpa azalım eğrileri ile lineer olmayan sönüm katsayıları bulunmuştur. Bu katsayılar ile oluşturulan matematiksel model zaman düzleminde Euler denklemi ile çözülmüştür. Uluslararası kriterlerde askeri araçlar için yalpa hareketinin maksimum değeri 4 derecedir. Bu çalışmada deniz durumları için elde edilen sonuçlar 4 derecenin üzerinde çıkmaktadır. Bu kriteri sağlamak için denizaltılar yalpa sönümleyici sistemler kullanmaktadırlar. Ayrıca yalpayı azaltmak için bulundukları duruma göre balast almakta veya boşaltmaktadırlar.
Özet (Çeviri)
Submarines are one of the most important vehicles of defense forces of countries. They are very effective in terms of both invisibility and striking power. Contrary to general opinion, submarines spend 80% of their life cruising on the water surface. Submarines cruise on the surface due to lack of oxygen, orders from chief or operational difficulties. During surface cruising, submarines are highly affected by adverse weather conditions in the seas, and they are exposed to high roll angles. The roll motion is vital for submarines in terms of staff and equipment to function properly and to perform their duties. In order for military ships and submarines to perform their duties, the roll motion in different sea states should be predicted. With the help of these predictions, it is determined whether the ship and submarine will be able to operate. Because of these reasons, it is critical for submarines of the roll motion to be determined at the preliminary design stage. The roll damping must be estimated correctly to determine the roll motion. Nowadays, empirical, semi-empirical formulas, experimental and CFD methods are used for roll damping calculation. In this study, a mathematical modeling of the roll motion of a military mini submarine on the surface was made.The roll motion of the submarine was studied for three different sea states and two different speeds. Roll damping was calculated with the help of the Star CCM + program, which numerically solves RANS equations. xvi The roll-decay test was modeled numerically with the help of this program. The nonlinear damping coefficients were found with the roll decay curve. The mathematical model created with these coefficients is solved by the Euler equation in the time domain. The maximum value of roll motion for military ships in international criteria is 4 degrees. In this study, the results obtained for sea states are above 4 degrees. Submarines use roll damping systems to meet this criterion. In addition, to reduce the roll they take or discharge ballast according to the situation.
Benzer Tezler
- Jenerik denizaltı geometrisinin katsayı tabanlı manevrakarakteristiklerinin had ve analitik çözüm yöntemleri ile analizi
Analysis of coefficient-based maneuvering characteristics of generic submarine geometry by CFD and analytical solution method
OĞUZHAN KIRIKBAŞ
Doktora
Türkçe
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Bir savaş gemisinin baş kıç vurma ve dalıp çıkma hareketleri etkisi altında yalpa hareketinin modellenmesi ve lqr tabanlı aktif kanatçık ile kontrolü
Modelling of roll motion of a warship under the pitch and heave motions and controlling with lqr based active fins
AZİZ KERİM YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİH SEZER
- ONR Tumblehome gemisi serbest yalpa sönümünün deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of free roll decay of the ONR Tumblehome ship
BURAK GÜNGÜDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KEMAL KINACI
- Hydrodynamic response analysis of a semi-submersible platform using a hybrid rans-bem approach
Bir yarı batık platformun hidrodinamik tepkilerinin hibrit rans-bem yaklaşımı ile incelenmesi
ENVER KÜRŞAT GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAD DELEN
- Design of underwater vehicle with computed torque control
Sualtı aracı tasarımı ve hesaplanmış tork kontrolü
METİN İÇTEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN TANSEL TAYYAR