Gemi yumrubaş formlarının simülasyon temelli ve genetik algoritma destekli geometrik optimizasyonu
Simulation-based and genetic algorithm-assisted geometric optimization of ship bulbous bow form
- Tez No: 953463
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TANER ÇOŞGUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Computational fluid dynamics (HAD)
- Yıl: 2025
- 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
Bu çalışma, DTMB Seri 60 modelinin farklı blok katsayıları (CB=0.7, 0.8) ve Froude sayılarında (Fn=0.25, 0.35), toplam direnç açısından en uygun yumrubaş formunun araştırmasını içermektedir. Çalışmada, orijinal gövdeye kısmi parametrik modelleme ile yumrubaş geometrileri entegre edilmiş ve dört tasarım değişkeni (Ltd, Btd, Ztd ve VCXtd) üzerinden sistematik bir tarama yapılmıştır. Direnç analizleri, RANS tabanlı HAD yöntemiyle ve k-ε türbülans modeliyle, iki fazlı akış koşullarında gerçekleştirilmiştir. Kısmi parametrik modelleme ve optimizasyon aşamasında CAESES yazılımı ile NSGA-II genetik algoritması kullanılmış ve her bir senaryoda 20 popülasyonluk 5 nesil boyunca toplam 400 model değerlendirilmiştir. Ağ yakınsama (GCI) analizleri ile nümerik güvenilirlik sağlanmıştır. Sayısal çözüm sürecinde, direnç performansının yanı sıra tasarım değişkenlerinin etkileri, doğrusal regresyon, Taguchi ve ANOVA analizleriyle, yumrubaş formunu belirleyen parametrelerin farklı hız ve blok katsayısında direnç azaltımına katkısı ortaya konmuştur. Optimizasyon sonucunda, farklı blok katsayısı ve hız kombinasyonlarında elde edilen yumrubaş formlarının, senaryolarına göre toplam dirençte (%22.44'ye kadar) ve dalga yapısında belirgin iyileşmeler sağladığı görülmüştür. Ayrıca blok katsayısı ve seyir hızının yumrubaş formu üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Yükselen CB ve Fn ile optimum yumrubaş formlarının uç kısmının yükselme eğiliminde, su çekiminin ise optimum model için bir sınır olmadığı görülmüştür. Özellikle artan seyir hızlarında basınç bilşeninin toplam direnç içindeki payı yükselmekte ve optimum yumrubaş geometrisinin entegre edilmesiyle önemli direnç kazançları elde edilebilmektedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the optimum bulbous bow form of the DTMB Series 60 model at different block coefficients (CB = 0.7, 0.8) and Froude numbers (Fn = 0.25, 0.35) in terms of total resistance. In the study, bulbous bow geometries were integrated into the original hull through partially parametric modeling, and a systematic exploration was carried out over four design variables (Ltd, Btd, Ztd and VCXtd). Resistance analyses were performed using a RANS-based CFD method with the k-ε turbulence model under two-phase flow conditions. In the stages of parametric modeling and optimization, the CAESES software and the NSGA-II genetic algorithm were employed, and a total of 400 models were evaluated for each scenario, consisting of 20 populations over 5 generations. Numerical reliability was ensured through grid convergence (GCI) analyses. During the numerical solution process, in addition to resistance performance, the effects of design variables were examined using linear regression, Taguchi, and ANOVA analyses to reveal the contribution of parameters to resistance reduction at different speeds and block coefficients. As a result of the optimization, it was observed that the bulbous bow forms obtained for various combinations of block coefficient and speed provided notable improvements in total resistance (up to 22.44%) and wave pattern, depending on the scenario. Moreover, it was found that block coefficient and service speed significantly influence the bulbous bow geometry. With increasing CB and Fn, the optimum bulbous bow forms tend to have a more elevated tip, while the draft was found not to be a limiting parameter for the optimum model. Particularly at higher service speeds, the share of the pressure component in total resistance increases, and substantial resistance gains can be achieved by integrating the optimum bulbous bow geometry.
Benzer Tezler
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Aktinomycetlerin kültüre alınması ve sayımları için uygun selektif kültürlerin saptanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
IŞIK GÜLEÇ ESEN
- Hazır giyim sanayiinin milli ekonomimizdeki yeri ve bir örnek çalışma
Başlık çevirisi yok
FERHAN DEMREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiGazi ÜniversitesiGiyim Endüstrisi ve Giyim Sanatları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİH DEMİRCİ