Geri Dön

Açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin (AHC GANGWAY) mekatronik sistem tasarımı

Mechatronic system design of the offshore active heave compensation transfer system (AHC GANGWAY)

PDF İndir

  1. Tez No: 882737
  2. Yazar: BURAK ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Gedik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 67

Özet

Açık deniz endüstrisi; enerji üretimi, turizm, bilimsel araştırmalar, ulaşım ve lojistik gibi çeşitli alanlardaki faaliyetleri kapsayan geniş bir sektördür. Bu endüstrinin gelişimindeki temel güç ise, karasal kaynakların giderek azalması ve enerji ihtiyacının artmasıdır. Bu sebeple açık deniz endüstrisi son yıllarda büyük önem kazanmıştır. Deniz dalgalanmaları, açık deniz operasyonları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Deniz üzerinde gerçekleştirilen bu operasyonlar, dalga boyu, belirgin dalga yüksekliği, dalga periyodu ve dalga yönü gibi faktörlerden doğrudan etkilenir. Bu değişkenler; platformların, gemilerin ve diğer açık deniz yapılarının stabilitesini ve güvenliğini etkileyebilir, dolayısıyla operasyon verimliliğini ve çalışma koşullarını doğrudan etkiler. Yapılan bu çalışma kapsamında, sert deniz koşullarında malzeme ve insan transferini güvenli, hızlı ve etkin bir şekilde gerçekleştirebilecek bir platformun geliştirilmesine odaklanılmıştır. Bu amaçla, platformun 1/10 ölçekli bir modeli üzerinde çalışılarak, ileri ve ters kinematik denklemler kullanılarak dalgaların yarattığı hareketlere karşıt hareketler üreterek köprü ucunun sabit kalması hedeflenmiştir. Açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin ileri ve ters kinematik denklemleri analitik yöntem ile hesaplanarak uç noktanın kesin denklemi üretilmiştir. C# ile yapılan simülasyon ve ANSYS ile yapılan simülasyonlarla ile simülasyon ortamında denklemlerin doğruluğu kanıtlanmıştır. Ayrıca açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin test edilmesi amacı ile 3 eksenli bir hareket platformu üretilerek, açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin test düzeneği oluşturulmuştur. Tez kapsamında üretilen deney düzeneği kullanılarak, sistem testleri gerçekleştirilmiştir. Sistem testleri deniz durumu -1 ve deniz durumu -2'yi temsil eden roll (yalpa), pitch(baş-kıç vurma) ve heave (dalıp-çıkma) hareketleri tanımlanarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar çerçevesinde deniz durumu-1 ve deniz durumu-2 için açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin kompanzasyon sağladığı tespit edilmiştir. Açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin çalışma alanını oluşturan servis gemileri, yük ve insan transferi gerçekleştirirken pozisyonunu korumaktadır. Bu koşullar altında gemide meydana gelen düşey ivme, testlerde köprünün uç noktasında ölçülen düşey ivmeye göre daha düşük mertebelerde olması beklenmektedir. Dolayısıyla deniz durumu-1 testlerinde köprü uç noktasında ölçülen 4.49 m/s2 ve deniz durumu-2 testlerinde köprü uç noktasında ölçülen 8.92 m/s2 hareket kaynaklı dinamik ivmeler altında sistemin kompanzasyon sağlaması; açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin operasyonu başarı ile gerçekleştirebileceğini göstermektedir. Deniz durumu-1 ve deniz durumu-2 testleri 300 s boyunca gerçekleştirilmiştir. Test süresince ölçülen maksimum genliklerin harmonik olarak gerçekleştiği gözlemlenmiştir ve test sürelerinin yeterli olduğuna karar verilmiştir. Test süreleri boyunca deniz durumu-1 koşulları altında meydana gelen sapma büyüklüklerinin mekanik boşluk kaynaklı sapma bandının %100 oranında, deniz durumu-2 koşulları altında meydana gelen sapma büyüklüklerinin ise mekanik boşluk kaynaklı sapma bandının %98,4 oranında altında kaldığı ölçülmüştür. Bu değerler açık deniz hareket dengeleyici sistemlerin operasyonu başarı ile gerçekleştirebileceğini göstermektedir. 1/10 ölçekli modelde meydana gelen mekanik boşluk kaynaklı sapmalar, hareket platformuna deniz hareketlerinin aktarılmasını sağlayan mafsallar kaynaklı meydana gelmektedir. 1/1 ölçekli açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin gemiye yerleştirilmesi durumunda, bu sistem geminin mukavim açık güvertesine yerleştirilecektir ve deniz hareketleri direkt olarak sistemin kule yapısına etki edecektir. Böylelikle test düzeneğinde meydana gelen mekanik sapmaların 1/1 ölçekli sistemde meydana gelmeyeceği öngörülmektedir. Servis gemilerinde kullanılan açık deniz hareket dengeleyici transfer sisteminin başarılı olarak operasyonlarını gerçekleştirmesiyle kaza vakalarının önlenmesi, işçi sağlığının korunması ve servis gemilerine güvenli teknik personel ve yük transferinin gerçekleştirilmesi sağlanmaktadır.

Özet (Çeviri)

The offshore industry is a wide sector covering activities in various fields such as energy production, tourism, scientific research, transportation and logistics. The main driving force behind the development of this industry is the diminishing availability of terrestrial resources and the increasing need for energy. For this reason, the offshore industry has gained great importance in recent years. Sea fluctuations have a significant impact on offshore operations. These offshore operations are directly affected by factors such as wave height, significant wave height, wave period and wave direction. These variables can affect the stability and safety of platforms, vessels and other offshore structures, thus directly affecting operational efficiency and working conditions. This study focuses on the development of a platform that can safely, quickly and efficiently transfer materials and people in rough sea conditions. For this purpose, a 1/10 scale model of the platform was studied, and by using forward and inverse kinematic equations, it was aimed to keep the end of the bridge stationary by generating motions opposite to the motions created by the waves. The forward and inverse kinematic equations of the offshore motion compensating transfer system were calculated analytically and the exact equation of the endpoint was generated. The accuracy of the equations in the simulation environment was proved by simulation with C# and simulation with ANSYS. In addition, in order to test the offshore motion stabilizer transfer system, a 3-axis motion platform was produced and a test setup of the offshore motion stabilizer transfer system was created. System tests were carried out using the experimental setup produced within the scope of the thesis. System tests were performed by defining roll, pitch and heave motions representing sea state -1 and sea state -2. Within the framework of the results obtained, it has been determined that the offshore motion compensator transfer system provides compensation for sea state-1 and sea state-2. Service vessels, which constitute the working area of the offshore motion compensator transfer system, maintain their position while transferring cargo and people. Under these conditions, the vertical acceleration occurring on the ship is expected to be lower than the vertical acceleration measured at the end point of the bridge in the tests. Therefore, the fact that the system provides compensation under the motion-induced dynamic accelerations of 4.49 m/s2 measured at the bridge endpoint in sea state-1 tests and 8.92 m/s2 measured at the bridge endpoint in sea state-2 tests indicates that the offshore motion compensator transfer system can successfully perform the operation. Sea state-1 and sea state-2 tests were performed for 300 s. It was observed that the maximum amplitudes measured during the tests were realized harmonically and it was decided that the test durations were sufficient. During the test periods, it was measured that the deflection magnitudes occurring under sea state-1 conditions were 100% below the mechanical gap-induced deflection band and the deflection magnitudes occurring under sea state-2 conditions were 98.4% below the mechanical gap-induced deflection band. These values show that offshore motion stabilizer systems can successfully perform the operation. The mechanical backlash-induced deflections occurring in the 1/10 scale model are caused by the joints that transfer the sea motions to the motion platform. If the 1/1 scale offshore motion stabilizer transfer system is placed on the ship, this system will be placed on the resistant open deck of the ship and the sea motions will directly affect the tower structure of the system. Thus, it is foreseen that the mechanical deviations occurring in the test rig will not occur in the 1/1 scale system. The successful operation of the offshore motion compensating transfer system used in service vessels ensures the prevention of accidents, protection of worker health and safe transfer of technical personnel and cargo to service vessels.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    852114

    Otomatik kontrol sistemlerinin gemiler arası ikmal operasyonlarında uygulanması

    Application of automatic control systems to ship to ship load transfer operations

    BİLGİN BOZKURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ERTOGAN

  2. Tez No

    895415

    Merdiven çıkıp inebilen iki ayaklı robotun dinamik modellenmesi ve denetimi

    Dynamic modeling and control of a bipedal robot that can climb and descend stairs

    İSMAİL HAKKI ŞANLITÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ

  3. Tez No

    399917

    The State Oil company of The Azerbaijan Republic (SOCAR) and its European regional partnerships: 1992-2015

    Azerbaycan Devlet Petrol Şirketi (SOCAR) ve SOCAR'ın Avrupa bölgesel yatırımları: 1992-2015

    CEMİLE ASKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Uluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OKTAY FIRAT TANRISEVER

  4. Tez No

    509545

    Merkezi örüntü üreteci ile robot balığın üç boyutlu hareketinin akıllı denetimi

    Intelligent control of three-dimensional motion of the robotic fish with central pattern generator

    DENİZ KORKMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CAFER BAL

  5. Tez No

    878656

    Guidance, navigation and control of an autonomous underwater vehicle

    Otonom bir su altı aracının güdüm, seyrüsefer ve kontrolü

    MEHMET AVİNÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ HACIZADE

Geri Dön