Deneme Seyri Manevra Verileriyle Bir Konteyner Gemisinin Nomoto Modeli Üzerinden Manevra Performansı Tahmini

26. Otomatik Kontrol Ulusal Konferansı (TOK2025), Samsun, Türkiye, 18 - 21 Eylül 2025, cilt.1, sa.17737744, ss.364-369, (Tam Metin Bildiri)

( DOI: https://zenodo.org/records/17737744 )
Bu çalışmada, bir konteyner gemisinin manevra performansı,

birinci dereceden lineer Nomoto matematiksel modeli

temelinde hem model hem de tam ölçekte tahmin edilmiştir.

Nomoto modeli, savrulma hareketlerinin sadeleştirilmiş ancak

yeterince anlamlı bir matematiksel temsilini sunarak gemi

dümen tepkilerini analiz etmede yaygın olarak

kullanılmaktadır. Bu bağlamda, çalışmada kullanılan tam

ölçekte deney verileri, Bornholm Adası’nın doğusunda yapılan

deneme seyrinden elde edilmiştir. Deneysel veriler, sistem

tanımlama yöntemleri kullanılarak işlenmiş ve gemiye ait

birinci dereceden Nomoto modeli parametreleri olan K ve T

katsayıları belirlenmiştir. Elde edilen bu hidrodinamik

parametreler, Froude benzerlik ilkelerine göre model ölçeğine

dönüştürülerek model üzerinde simülasyonlarla test edilmiştir.

Özellikle 20-20 zigzag manevrası senaryosu kullanılarak model

ve tam ölçekli gemi tepkileri karşılaştırılmıştır. Elde edilen

sonuçlar, model ve tam ölçek verileri arasında anlamlı bir

korelasyon olduğunu göstermekte ve Nomoto temelli

yaklaşımın hem mühendislik tasarımı hem de kontrol

uygulamaları açısından güvenilir bir yöntem olduğunu ortaya

koymaktadır.

Abstract

In this study, the maneuvering performance of a container ship

is predicted at both model and full scale based on the first-order

linear Nomoto mathematical model. The Nomoto model, which

provides a simplified yet sufficiently representative

mathematical formulation of yaw motion, is widely used to

analyze ship rudder responses. In this context, the full-scale

experimental data used in the study were obtained from sea

trials conducted east of Bornholm Island. The experimental data

were processed using system identification techniques, and the

parameters of the first-order Nomoto model, namely the

hydrodynamic coefficients K and T, were determined. These

parameters were then converted to model scale using Froude

similarity laws and validated through numerical simulations.

Specifically, a 20-20 zigzag maneuver scenario was used to

compare the dynamic responses of the model and full-scale

ships. The results revealed a strong correlation between the

model and full-scale data, demonstrating that the Nomoto-

based approach is a reliable and practical method for both

engineering design and control applications.