Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gemi İnşaat ve Gemi Makineleri Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AKİF CAN TÜREL
Danışman: Yasemin Arıkan Özden
Özet:
Kavitasyon, değişen basınca bağlı olarak bir sıvı içinde buhar kabarcıklarının oluşup ardından çökmesiyle meydana gelir. Varlığı geminin bekası, tahrik sistemlerinin verimliliği ve dayanıklılığı açısından gemide önemli zorluklar yaratmaktadır. Ayrıca akış kaynaklı gürültünün ana sebeplerinden biri olup, deniz canlılarının göç yolları ve üreme alanlarını olumsuz etkiler. Ayrıca pervane ve tekne arasındaki etkileşimden doğan hidrodinamik yükler, gemi karinasında vuruntu kaynaklı titreşime neden olur. Bu durum hem yolcu ve mürettebat konforunu olumsuz etkilemekte hem de yapısal bileşenlerde yorgunluğa bağlı deformasyonlara neden olmaktadır. Bu sebeplerden dolayı pervanenin kavitasyon performansı ile tekne karinasındaki vuruntusu geminin inşasından önce hem deneysel hem de hesaplamalı yöntemlerle incelenmelidir. Kavitasyon ve gürültünün gemi bünyesinde, gemi personelinde ve deniz canlıları üzerinde meydana getirdiği olumsuz etkileri nedeniyle hem askeri hem de sivil otoriterlerce bahse konu problemleri minimuma indirecek tasarımsal ve operasyonel düzenlemelerin araştırılması teşvik edilmiş, dolayısıyla bahse konu alanda geçmişten günümüze çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ayrıca günümüzün gelişmiş teknolojik imkân ve yeteneklerine bağlı olarak gelişen deneysel ve nümerik yaklaşımlar, pervanede meydana gelen kavitasyonu ve akış kaynaklı gürültüye yönelik ciddi ön görü sağlamaktadır. Bu tez kapsamında ise, pervanede hatve (P), kanat alan oranı (BAR), çalıklık ve eğiklik açısı parametrelerin kavitasyon ve gürültü üzerindeki etkisi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi kullanılarak belirlenmeye çalışılmıştır. Yapılan HAD hesaplamalarının doğruluğunu belirleyebilmek için SVA PPTC 2011 sempozyumunda kullanılan VP 1304 pervane geometrisinin açık su ve kavitasyon tüneli test sonuçları ile literatürde yer alan KP505 pervanesinin açık su ve KCS gemisinin sevk deneyi sonuçları referans alınmıştır. Bu doğrulama çalışmalarının ardından, ilk olarak VP 1304 pervane geometrisine benzer bir başlangıç pervane geometrisi modellenmiştir. Daha sonra, bu başlangıç pervanesinin BAR, P, çalıklık ve eğiklik parametrelerinden her defasında biri değiştirilerek dört farklı pervane tasarlanmıştır. Bahse konu her bir parametrenin kavitasyon üzerindeki etkisi ayrı ayrı değerlendirilmiş ve başlangıç pervanesinin kavitasyon performansını olumlu yönde etkileyen parametreler, "nihai" olarak adlandırılan yeni tasarım pervaneye uygulanmıştır. Kavitasyon performansının ön planda tutulduğu bu tasarım süreci sonundaysa başlangıç ve nihai pervane geometrileri KCS gemisine entegre edilerek vuruntu performansları kıyaslanmıştır. Yapılan tüm bu kıyaslamalar neticesinde; pervanede BAR, eğiklik ve çalıklık parametrelinde artışın sağlanması açık su verimini azaltırken, kavitasyon ve karinadaki vuruntuda azalmaya neden olduğu tespit edilmiştir.