Gemi pervanesi kaynaklı hidrodinamik yüklerin tekne bünyesinde oluşturduğu titreşimin azaltılması
Reduction of ship hull vibration caused by propeller induced hydrodynamic loads
- Tez No: 788017
- Danışmanlar: PROF. DR. FERHAT DİKMEN, DR. HAKAN UÇAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Gemilerdeki titreşim ve gürültü konusunda yapılan çalışmalar, pervane sistemlerinin önemli bir gürültü ve titreşim kaynağı olduğunu göstermektedir. Pervane tekne etkileşimi sonucu oluşan hidrodinamik yükler gemi kıç bölgesinde tekne titreşimine neden olan önemli bir sorun kaynağıdır. Oluşan titreşim yolcu ve mürettebat konforunu olumsuz yönde etkilemekle birlikte yapısal elemenlarda yorulmalara ve müteakiben deformasyonlara neden olmaktadır. Bu nedenle, oluşan zarar verici titreşimin öngörülmesi, izlenmesi ve kontrol altında tutmaya yönelik yöntemlerin çalışılması büyük önem arz etmektedir. Tekne bünyesinde titreşime neden olan basınç büyüklüğünü hesaplamak için kullanılan ana yöntemler analitik hesaplama, test ve nümerik yöntemdir. Bilgisayar yazılımı teknolojisinde gerçekleşen önemli gelişmelerle, nümerik yöntem, gerçeğe oldukça yakın sonuç vermenin yanı sıra hesaplama ve zaman maliyetini de en aza indirmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada, tekne bünyesine etki eden hidrodinamik yük büyüklüğünü tespit etmek, pervane tarafından indüklenen basınç dalgalanması sonucu tekne bünyesine iletilen yapısal gürültüyü tespit etmek ve azaltılması maksadıyla yapılan iyileştirmelerin etkisini incelemek amacıyla sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Pervane kaynaklı titreşim, tekne bünyesine şaft yoluyla ve doğrudan su vasıtasıyla iletilir. Pervane kaynaklı tekne titreşimi, pervane kanat geometrisinde yapılan optimizasyonlarla kaynağında azaltılabildiği gibi şaft yataklarında yapılan iyileştirmelerle ve titreşim görülen bölgenin yapısal elemanlarla ve izolasyon malzemeleriyle takviye edilmesi sonucu titreşimin iletim yolunda azaltımı sağlanabilmektedir. Bu çalışmada tekne bünyesine iletilen basınç büyüklüğünü nümerik olarak elde etmek amacıyla öncelikle, KCS KP505 pervanesi açık su performans karakteristiklerinin ve tekne-pervane etkileşiminin incelendiği tekne sevk performansının doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Pervane tekne etkileşimi sonucu su vasıtasıyla tekne bünyesine iletilen titreşimin azaltılması amacıyla tekne yapısına stifner takviyesi yapılmıştır. Yapılan iyileştirme ile pervane üstü tekne kıç aynalık bölgesinde tespit edilen yapısal gürültü makul seviyeye düşürülmüş ve stifner kalınlığının ve sayısının titreşim azaltımına olan etkisi incelenerek mevcut durumda tekne yapısına ilave edilmesi gereken en uygun stifner sayısı ve kalınlığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Studies on vibration and noise on ships demonstrate that propeller systems are an important source of noise and vibration. Hydrodynamic loads caused by pressure fluctuations resulting from propeller hull interaction are an important source of hull vibration at stern region of the ship. The generated structural noise and vibration negatively affect passenger and crew comfort, and causes fatigue and deformations in hull structure. Therefore, it has a vital importance to study methods for predicting, detecting and controlling harmful hull vibrations. The main methods used to calculate the pressure magnitude that causes vibration in the hull are analytical calculation, test and numerical method. With the important developments in computer software technology, the numerical method has minimized the cost of calculation and time as well as giving results very close to reality. Therefore, in this study, numerical method was used to determine the structural noise transmitted to the hull as a result of the pressure fluctuation induced by the propeller and to examine the effect of the improvements made to reduce it. The propeller-induced vibration is transmitted to the hull body via the shaft and directly through the water. The generated vibration can be eliminated at the source by optimizing the propeller blade geometry. Besides this solution, the resulting structural noise transmitted by shaft can be reduced by equipping the shaft bearings with vibration and shock absorbers as well as the structural noise carried by water can be reduced by reinforcing the vibration area with structural elements. In this study, in order to obtain the magnitude of the pressure transmitted to the hull numerically, the open water performance characteristics of the KCS KP505 propeller and the self propulsion performance of the KCS container ship were validated. Afterwards, stiffener reinforcement was made to the hull structure plate above the propeller in order to reduce the hull vibration. With the stiffened plate, the structural noise detected in the ship hull was reduced to a reasonable level, and the most appropriate number and thickness of stiffeners that should be added to the hull plate was determined by examining the effect of stiffener thickness and number on structural noise.
Benzer Tezler
- KCS konteyner gemisinde pervane kaynaklı akışın tekne bünyesinde oluşturduğu yapısal gürültünün nümerik olarak incelenmesi
Numerical investigation of structural noise generated by propeller-induced flow on KCS container ship
RECEP AYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KİBAR
- Yüzen bir yapının karışık deniz şartlarında hidroelastik analizi
Hydroelastic anaylsis of a floating structure in irregular waves
SALİM TAMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAHADIR UĞURLU
- Savaş gemilerinin pervane kaynaklı gürültü karakteristiklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle incelenmesi
Prediction of propeller noise of surface ships and submarines by using computational fluid dynamics methods
MÜNİR CANSIN ÖZDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT
- Gemi pervanesinin hidro-akustik performansının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigaton of ship propeller hydro-acoustics performance
SAVAŞ SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Gemilerde pervane kaynaklı sualtı gürültüsünün analizi
An investigation of underwater noise of ships due to propellers
İSLAM YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜNER