Investigation of the effects of solid surface characteristics on wave impact loads acting on offshore structures

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNELERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ABDALLAH MOHAMED ALWY AL BEITY

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Fatih Cüneyd Korkmaz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, açık deniz yapılarındaki önemli yapısal elemanlardan olan dairesel kazıkların üzerine gelen dalga kuvvetleri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu yapıların çokça dalga kuvvetlerine maruz kalması sebebiyle, çarpma kuvvetlerinin tespiti önem arz etmektedir. Ek olarak bu çalışmada, dalga kuvvetlerinin azaltılabilmesi için dairesel kazıkların yüzey özellikleri hidrofobik kaplama ile değiştirilip sonuçlar tartışılmıştır. Hidrofobik kaplama, suyun yüzeyle yaptığı açıyı artırarak suyun yüzeyden daha kolay ayrılmasını sağlamaktadır. Yani çalışılan senaryoda suyun yüzey üzerinde daha kolay transfer olması tahmin edilmiştir. Bu bağlamda basınç dağılımları ve yüzey deformasyonlarındaki değişimler karşılaştırılmıştır. Basınç dağılımlarını tespit etmek için üç adet basınç sensörü ve yüzey deformasyon için ise bir adet gerinim ölçer kullanılmıştır. Deneyler esnasında görüntüler alınıp, işlenmiştir böylece yüzeyin maruz kaldığı dalga formu takip edilebilmiştir. Sayısal simülasyon ölçüm noktalarının belirlenmesi, dalga frekansının ve boyunun tespit edilmesi yani deneysel modelin belirlenmesi için kullanılmıştır. Simülasyon ve deneysel çalışmanın beraber dikkate alınması, akış dinamiklerinin kapsamlı bir analizine imkân tanırken, dalga havuzlarında ölçümlerin pratik ve zaman tasarrufu sağlamıştır. Deneysel verilerin sayısal sonuçlarla karşılaştırılmasıyla, sayısal verilerin doğruluğunu sağlanmıştır. Çok fazlı akış senaryosunda serbest yüzeylerin doğru bir şekilde temsil edilmesi için sayısal çalışma, Hacimli Sıvılar yöntemini kullanmıştır. Simülasyon için kullanılan yönetici denklemler, Süreklilik denklemi ve Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes (RANS) denklemleridir. Çalışmada, dalga genliği 9 cm ve frekans olarak 0,7 Hz uygulanmıştır. Yüzey özelliklerinin değişimiyle çarpma kuvvetlerinde, konumuna bağlı olarak değiştiğini, maksimum basınçta veya etki süresinde azalma olduğunu gösterilmiştir. Ancak serbest su seviyesine monte edilen gerinim ölçerde, %15 daha yüksek gerinimler ölçülmüştür. Bunun sebebi olarak ise, hidrofobik kaplama ile yüzeyin su iticiliğinin artmasıyla, yükselen suyun en az 1,5 cm daha silindir boyunca ilerlemesi gösterilebilir. Yüzey modifikasyonlarının, silindirik yapıların dalga kuvvetlerine tepkisini önemli ölçüde etkileyebileceğini ve deniz üstü platform tasarımı ve bakımı için değerli bilgiler sağlayabileceğini göstermektedir.