TARAMA SONUÇLARI
Tarama sonuçları yıla göre kronolojik olarak sıralanmıştır.
Tarama sonucu 100 tane kayıt bulundu.



Sıra No :14307
Üniversite

508101032

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Barış BARLAS, Elif ÇEPNİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

İBRAHİM TARİ

Başlık

DÜNYADA GEMİ BAKIM-ONARIM SEKTÖRÜ VE GEMİ BAKIM-ONARIMININ EKONOMİK MALİYETİNİN MODELLENMESİ

Özet

Bu çalışmada belli bir coğrafi bölgede (Bahreyn ve Dubai, Singapur, Çin, Yunanistan, Malezya, Türkiye, Bahama, Vietnam, Karadağ(Montenegro)) bakım onarıma alınacak olan gemilerin fatura tutarını, daha önce bu bölgelerde 2013 yılına kadar bakım-onarımı yapılan gemilerin fatura ve yapılan iş kalemlerinden yararlanılarak modellemesi en küçük kareler yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Kullanılan veriler, 2001 ile 2013 yılı arasında belirli DWT’teki gemilerin düzenli bakım-onarım zamanlarında, tersanelere girdiklerinde karşılaştıkları faturlardan alınan fiyatlarıdır. Bu faturalar 71 adet 8000 ile 280000 DWT arasındaki kuru dökme yük, tanker ve konteyner gemisine aittir. Farklı boyutlardaki bu gemileri karşılaştırabilmek amacıyla, bakım-onarm sonrası fatura tutarları DWT’a bölünmüştür. Bu şekilde dünyanın çeşitli bölgelerinde bakım-onarıma giren farklı boyutlardaki gemilerin DWT başına yaptıkları harcamalar elde edilmiştir. Tez’in birinci bölümünde, gemi bakım-onarım işlemleri ile ilgili olarak günümüze kadar yapılan bazı önemli çalışmalar ve bu çalışmaların gemi bakım-onarımı açısından önemini belirtmek amacıyla kısaca içeriği alatılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde gemi bakım-onarım işlemleri anlatılmıştır. Bakım-onarım kavramı, armatörlerin xviii hangi durumlarda, ne tür bakım onarım işlmlerinin yaptırdığı, yıllık sörvey, modernizasyon, ara ve özel sörvey işlemleri anlatılmıştır İkinci bölümde ayrıca Türkiye’de ve Dünya’da gemi inşa sektörüne değinilerek, tez kapsamında kullanılan her ülkenin gemi inşa ve gemi bakım-onarım sektöründeki genel durumu ve bu ülkelerdeki önemli gemi bakım-onarım ve yeni inşa tersaneleri hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde gemi havuzlama işlemleri anlatılmıştır. Havuzlama öncesi, sırasında dikkat edilmesi gereken ve yapılan işlemler anlatılmıştır. Üçüncü bölümde ayrıca Dünya genelinde gemi bakım-onarım maliyetlerine değinilmiştir. Dördüncü bölümde gemi bakım-onarım bölgelerine, coğrafi konumun önemine, gemi onarım talebi, deniz taşımacılığı sektöründeki her türlü dalgalanmaya hassas özellikle navlun ücretlerine doğrudan bağlılığına, düşük navlun ücretlerinin görüldüğü zamanlarda gemi sahipleri masraflarını minimuma indirebilmek için en ucuz bakım onarım alternatifini seçmekte, navlun ücretlerinin yüksek olduğu dönemlerde ise gemilerinin hizmet dışı kaldığı süreyi asgaride tutmak için geminin ticaret hattına en yakın ve en kısa sürede bakım-onarım yapabilen tersaneleri tercih ettikleri belirtilmiştir. Bununla beraber dördüncü bölümde bakım–onarım tersanelerinin konumuna ve kapasitelerine, Dünya deniz ticaret filosuna değinilmiştir. Beşinci bölümde bakım-onarıma alınan bir gemide yapılan işlemleri on ayrı grupta değerlendirilmesi ve her bir grubun bakım-onarım faturalarındaki maliyet değerlerinden yararlanılarak toplam bakım-onarım tutarındaki yüzdeleri elde edilimiştir. Gemi bakım-onarım fatura tutalarının gemi DWT’ne bölünerek elde edilen oranların toplam gemi bakım-onarım tutarındaki oranları belirlenmiştir. Beşinci bölümde ayrıca gemi bakım-onarım maliyet analizi ve bu konuda Tez’de yapılan model çalışmaları açıklanmıştır. Model 1 kapsamında kullanılan parametreler; Geminin bakım-onarıma alındığı tarihteki BDI, BaltikKuruyük İndeksi, OP, Petrol fiyatı, GDP, bakıonarımın yapıldığı ülkedeki kişi başı milli gelir değeri ve geminin yaşı olan AGE dikkate alınmıştır. Bu parametreler kullanılarak elde edilen formulasyon değerindeki; a0,a1, a2, a3, a4 katsayıları 5 bilinmeyenli 5 denklem olarak Wolfram programı yardımı ile çözülmüştür. Modelde elde edilen fatura tutarları gerçek fatura tutarları ile mükayese edilerek hata oranları elde edilmiştir. Model 2 kapsamında kullanılan parametreler; Geminin bakım-onarıma alındığı tarihteki BDI, Baltik Kuruyük İndeksi, OP, Petrol fiyatı, GDP, bakıonarımın yapıldığı ülkedeki kişi başı milli gelir değeri, geminin yaşı AGE ve geminin bakım-onarımı yapılacak olan ülkelerin deniz ticaret yollarına yakınlığına (Liner shipping connectivity index, CO) değerleri dikkate alınmıştır. Bu parametreler kullanılarak elde edilen formulasyon değerindeki; a0,a1, a2, a3, a4 ve a5 katsayıları 6 bilinmeyenli 6 denklem matematiksel olarak çözülmüştür. Modelde elde edilen fatura tutarları gerçek fatura tutarları ile karşılaştırılarak en küçük ve en büyük hata oranları elde edilmiştir. Tez’in sonuç kısmı olan altıncı bölümde; Gemi armatörleri gemilerini bakım-onarıma alırken bu tez’de elde edilen model denklemleri, güncel bilgiler kullanarak gemilerine ait bakım-onarım tutarını yaklaşık bir tahmin ile ön etüd çalışmalarını yapabilecekleri belirtilmiştir.

Title

SHIP MAINTENANCE INDUSTRY AND IT’S ECONOMIC COST MODELLING

Abstract

In this study, the ships which will be taken for maintenance and repair at a particular geographic region (Bahrain and Dubai, Singapore, China, Greece, Malaysia, Turkey, Bahamas, Vietnam, Montenegro (Montenegro)) , the ships invoices were used, which were taken for maintenance and repair at these region up to 2013 to modeling the maintenance and repair costs by the least squares method. The data used received from invoices of ships which are at different range of DWT, between 2001 and 2013 when ships in particular in times of regular maintenance and repair at shipyards. These invoices owned by 71 ships that are between 8000 and 280,000 DWT dry bulk, tanker and container ships. In order to compare these vessels of different sizes, after the maintenance and repair the invoice amount is divided into dwt. In this way, the spending per dwt of vessels of different sizes, which are entering maintenance and repair at various region of the world, were obtained. In the first part of the thesis, some important work done so far regarding to the ship maintenance and repair operations were described briefly, to indicate the importance of these studies for ship maintenance and repair. In the second part of the study, ship maintenance and repair operations are described. Maintenance concept, in which cases of owners, what kind of care that make the repair process, annual surveys, modernization, intermediate and special survey procedures are described. In the third chapter, ship docking operations are described. Before pooling, during and transactions, attentions that need are described. In the third section, ship maintenance costs across the world have been discussed. In the fourth chapter, ship repair and maintenance areas, the importance of geographic location, ship repair request, sensitive to the any ripple at maritime transport sector, especially commitment directly to the freight charges, when the low freight rates seen, the ship owners choose the cheapest maintenance alternative in order to minimize the cost. When the freight charges to be higher; The owners in order to minimize the periods of vessels out of service, choose the closest line to the commerce line and soon they prefer shipyards that capable of short time ship repair and maintenance. However, in the fourth chapter, location and capacities of maintenance and repair shipyard, the world merchant fleet has been given. In the fifth chapter, the processes are explained in 10 different groups for a ship taken of the maintenance and repair operations, ship repair and maintenance cost analysis and in this regard, benefiting from each group the cost of maintenance and repair bills, maintenance amounting to a total percentages were obtained. Ship maintenance and repair bills substitute the ratio obtained by dividing the sum of vessel DWT, ship rates are determined in the amount of maintenance. The fifth chapter also the model studies described in this thesis. The parameters used for Model 1 are; BDI, the ship s maintenance and repair at the date BDI, Baltic Drycargo Index, OP, the oil price, GDP, national income value per capita in the country s of maintenance and repair and age of the ships, the AG is taken into account. The formulations obtained by using these parameters, the coefficients in the value, a0, a1, a2, a3, a4, 5 unknowns in the 5 equation is solved with the help of Wolfram program. The invoice amount obtained from Model 1, compared with the actual invoice amount, so the error rates are obtained. The parameters used for Model 2 are; BDI, the ship s maintenance and repair at the date BDI, Baltic Drycargo Index, OP, the oil price, GDP, national income value per capita in the country s of maintenance and repair, age of the ships, AG and maintenance and repair of vessels which will be held in close proximity to their maritime trade routes (Liner shipping connectivity index, CO) values is taken into account. The formulations obtained by using these parameters, the coefficients in the value, a0, a1, a2, a3, a4 and a5, 6 unknowns in the 6 equation is solved is solved mathematically. The invoice amount obtained from Model 2, compared with the actual invoice amount, so the minimum and the maximum error rates are obtained. The conclusion part, the sixth chapter; ship owners while taking their ships in repair and maintenance, they can use the resulting model equations in this thesis with the updated data to get the ship repair and maintenance price amount, an estimate with preliminary studies.

Anahtar Kelime

Gemi bakım-onarım, fatura tutarı, modelleme, bakım-onarım bölgeleri.

Bilim Kodu

602




Sıra No :14275
Üniversite

508101017

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İnsel

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Osmancan Erşahin

Başlık

PERFORMANS KAZANCI İÇİN ANA YELKEN POMPALAMAK

Özet

Bu çalışmada özel şartlar altındaki bir yelkenin etrafındaki akım incelenmiştir. Yelkencilerin rüzgar altı seyrindeyken neden ana yelkeni pompaladıkları ve bu hareketle ne kadar performans kazandıkları sorularına cevap aranmıştır. Pratikte sürekli uygulanan ve verimliliği gözlenen bir hareketin teorik olarak açıklanması amaçlanmıştır. Yelkenin pompa yapması bir foilin kanat çırpma (flapping) ile özdeşleştirilebileceği için literatür taraması bu alanda yoğunlaştırılmıştır. Amaçlanan çalışmanın yapılabilmesi için çözüm yöntemi olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi belirlenmiştir. Karşılaştırma çalışmasındaki foil ve ortam aynı şekilde amaçlanan çalışmanın da yapılacağı hesaplamalı akışkanlar dinamiği programında modellenmiştir. Bu çalışmada piyasada bulunan yazılımlardan biri olan CFX programı kullanılmıştır. Çalışmada modellenen kanat NACA 0012 profiline sahiptir ve düşük açıda baş-kıç vurma hareketi yapmaktadır. Karşılaştırma sonucunda verimliliği ispatlanan model ana çalışmanın için de kullanılmıştır. Farklı frekanslar ve farklı açılar içeren bir matris için bütün hesaplamalar yapılmıştır. Sonuçta, pompa yapan ve yapmayan yelkenlerin ürettiği götürücü kuvvet katsayısı kıyaslandığında ciddi bir performans kazancı göze çarpmaktadır. Hesaba katılan ve çeşitlendirilen her iki parametrenin de (açı ve frekans) artışının performans kazancına neden olduğu görülmüştür. Performans kazancını belirleyen en önemli etken pompa yapan yelkenin bir salınımının ne kadar uzun sürdüğüdür. Yani burada açının büyüklüğü birinci etkendir. Sonrasında ise salınım hızı (frekans) önem taşır. Kısacası, ana yelkende pompa yapmak yelken performansını arttırmaktadır.

Title

PUMPING THE MAIN SAIL FOR PERFORMANCE GAIN

Abstract

On this project, it is tried to understand the nature of the flow around the sail on a special condition. It is aimed to understand why sailors are pumping the mainsail on downwind sailing and how much is the performance gain with the help of this motion. Because no study has been found on this topic during the literature search, the most familiar ones has been investigated; flapping foils. After these papers were read the air flow behaviours around the flapping foils were understood. After determining a study as a guide which has both experimental and numerical results on the same study, a model on CFX has been generated and the calculations are made through CFD (Computational Fluid Dynamics). The data was about a pitching foil (NACA 0012) with low angle (2 degrees). The results showing the thrust coefficients on different reduced frequencies are compared to the validation data. The results were reasonable, so it has been decided to continue with this model. Following, the tested model modified for the main study. The forces on the main sail were calculated on different conditions; non pumping and pumping with different frequencies and angles. As a result, it is seen that there is a performance gain which can not be ignored when the thrust values non-pitching and pitching main sail are compared. On the performance gain, first important parameter is the pitching angle and second parameter is the frequency.

Anahtar Kelime

Yelken, Pompa, CFD, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Naca 0012, Baş-kıç vurma, Kanat çırpma

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :14204
Üniversite

508091018

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

ŞEBNEM HELVACIOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

EMRE ÖZEN

Başlık

YATLARDA YANGIN, YAKIT VE SİNTİNE SİSTEMLERİ TASARIMINDA DFMEA UYGULANMASI

Özet

Bir çok sektörde sistemlerin potansiyel hata türlerini analiz etmek için, hataları olasılıklarına ve benzerliklerine göre sınıflandıran bir ürün geliştirme ve operasyon yöntemi olarak Hata türleri ve etkileri analizi (FMEA: Failure mode and effects analysis) yöntemi kullanılır. Ürünlerin, sistemlerin tasarım aşamasında da Tasarım hata türleri ve etkileri analizi (DFMEA: Design failure mode and effect analysis) yöntemi tercih edilir. FMEA bir mühendisin ya da ekibin, sistem ya da ürünü tasarlanmış gibi düşünerek (bu düşüncelerin içine geçmişte yaşanan tecrübeler ve endişelere dayanan ve yanlış gitme ihtimali olan maddelerin analizi de dahil olmak üzere) ve bunu simule ederek oluşturduğu bir senaryonun özetidir. Bu çalışmada, kullanım alanı hızla artan DFMEA, yat inşaasında potansiyel risk taşıyan sistem tasarımları olarak öngörülen yangın, yakıt ve sintine sistemleri tasarımlarına uygulanmıştır. Bu özelliğiyle çalışma bu konudaki ilklerden biri olmaktadır. Sektörde tecrübe sahibi uzmanların görüşlerinden faydalanarak bahsi geçen sistemlerin tasarım aşamalarındaki olası hataları öngörüp, uygulama sırasında oluşabilecek etkilerini engellemek amacıyla DFMEA yöntemi ile risk analizi ve değerlendirmesi yapılmıştır. Uzman görüşlerine dayanılarak bahsi geçen yat sistemlerinin aşamaları belirlenip, bu aşamalara karşılık gelen hata türleri tanımlanmış ve DFMEA formatı oluşturulmuştur. Daha sonra her bir hata türü için şiddet,olasılık ve saptanabilirlik değerleri belirlenmiştir. Bu üç kavram için belirlenen değerler çarpılmasıyla risk öncelik sayısı el de edilerek hata türleri için risk sıralaması yapılmıştır. Riskli bulunan hata türleri için tavsiye edilen eylenmler belirlenerek, bu hata türlerinin risk potansiyelleri düşürülmeye çalışılmıştır. Çalışmanın sonuç kısmında yat sistemleri tasarımlarına DFMEA uygulamasının çıktıları değerlendirilmiştir.

Title

DFMEA APPLICATION FOR FIRE, FUEL AND BILGE SYSTEM DESIGNS OF YATCHS

Abstract

In most industrial sectors, to analyze potential failure modes of a system, to classify the failures according to possibilities and similarities, FMEA (Failure mode and effects analysis) is utilized. In design level of the products or systems, DFMEA (Design failure mode and effect analyses) is preferred. FMEA aims to rank the failure modes from high to less risky in order to take the corrective actions. In this study DFMEA is applied to fire, fuel and bilge system designs which have potential risk in yacht construction and this feature makes the study one of the first studies accordingly. With support of opinions of the experts who are experienced in the sector, to foresee the failures in design level and to avoid the effects of mentioned failures during production, risk analysis and assessment is applied. According to experts’ opinions design levels of mentioned systems and corresponding failure modes are determined and following the format of DFMEA fulfilled. In this study FMEA method could be applied to only three yacht systems, but future studies should be applied more systems and fields in yacht sector. Failure modes should be multiplied by a FMEA team with the attendance of shipyard crew. In this way more risk can be foreseen and more losses can be avoided.

Anahtar Kelime

hata modları ve etkileri analizi, risk analizi, yangın sistemi, sintine sistemi, yakıt sistemi, yat

Bilim Kodu

602




Sıra No :14194
Üniversite

508111011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Şebnem Helvacıoğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Sefer Anıl Günbeyaz

Başlık

ÜÇGEN KESİTLİ BLOKLAR İÇİN SAKİN SU YÜZEYİNDE 2 BOYUTLU ÇARPMA DENEYİ

Özet

Bu çalışmada, katı cisimlerin suya girişi problemi üzerinde etkisi olan faktörler yeni tasarlanan deney sistemiyle incelenmiştir. Deney sisteminde 1.3 metre boyunda 0.6 metre genişliğinde ve 0.6 metre derinliğinde bir tank kullanılmıştır. Farklı kesit açılarına sahip dört üçgen prizma bloklar farklı yüksekliklerden ve farklı ağırlıklarla sakin su yüzeyine serbest düşürülmüştür. Kesit açıları 15°, 30°, 45°, 60° olan bloklar 4 kg, 6 kg, 8 kg ağırlık kombinasyonları ile 0.3 m, 0.6 m, 0.9 m yüksekliklerden düşürülmüştür. Ağırlık değişimleri ile farklı deplasman kombinasyonları denenmiş, düşme yüksekliği değişimi ile de farklı deniz durumlarında yüksek hızlı teknelerin davranışı ve can filikalarının farklı yükseklikteki gemi veya platformlardan suya düşüşünün modellenmesi amaçlanmıştır. Çarpma anında blokların maruz kaldığı basınç, bloklar üzerine farklı yüksekliklere yerleştirilen üç adet basınç sensörü yardımıyla kayıt altına alınmıştır. Aynı zamanda düşme anı saniyede 1000 kare kayıt kapasiteli yüksek hızlı kamera ile kayıt altına alınarak çarpma anında suyun hareketi incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde söz konusu üç parametrenin de basınç ve dalga hareketi üzerinde etkisi olduğu görülmüştür. Deneyden elde edilen veriler bilgisayarlı akışkanlar mekaniği programları ile karşılaştırılacaktır.

Title

2D FREE SURFACE IMPACT TESTS WITH TRIANGULAR SHAPED WEDGES

Abstract

An experimental study was carried out to find the influence of deadrise angle, drop height and weight of a triangular wedge on impact pressure and behaviour of free surface during water impact. Drop tests were applied to four wedges with different deadrise angles with three different mass loading from three different drop heights. Each drop recorded with a high speed camera in order to conduct image processing analysis. A 2D laser sheet and metal halide lamps are used as light source. Pressure was also measured using pressure transmitters. Each experiment repeated twice to test the repeability. It is found that pressure exerted on sensors increases with the increase of mass and height. Pressure exerted on the wedge decreases with increasing deadrise angle. Also, maximum wave heights and plunging duration of the wave caused by impact are analysed from the videos taken with high speed camera. Both wave heights are plunging durations are affected by the wedge mass and drop height of the wedge. Acquired data will be compared with Computational Fluid Dynamics programs.

Anahtar Kelime

Serbest düşme, Üçgen Kesitli Blok, Basınç, Deneysel

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :14193
Üniversite

508111005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Bahadır UĞURLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Gülaydın KOÇ

Başlık

STİFNERLİ PANELLERDE GALERKİN YÖNTEMİ İLE BÜYÜK SEHİMLİ EĞİLME ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada, plak ve stifnerlerinin bir bütün gibi hareket etmesi sonucu birlikte burkulduğu ve ortotropik plak davranışı sergilediği göçme modunda inceleme gerçekleştirilmiş ve küçük stifnerlerle (yeterince güçlü olmayan stifnerlerle) desteklenmiş stifnerli panellerin bu moddaki büyük sehimli eğilme analizi Galerkin yöntemi vasıtasıyla yaklaşık olarak yapılmıştır. Stifnerli panele ortotropik plak yaklaşımında Galerkin yönteminin kullanımını daha iyi anlamak amacıyla izotrop plakta Galerkin yönteminin kullanımına değinilmiştir. İzotrop plak için denge ve uyumluluk denklemlerinin çıkarılışı Von Karman’ ın nonlineer plak teorisi yardımıyla anlatılmış ve Galerkin yöntemi ile yaklaşık hesap için bir uygulamaya yer verilmiştir. Küçük stifnerlerle desteklenmiş stifnerli panel yapılarında genel burkulma esnasında plak ve stifnerin birlikte bir bütün gibi hareket etmesi neticesinde stifnerli panel ortotropik plak davranışı sergiler ve böylece stifnerli panele ortotropik plak gibi yaklaşmak mümkün olur. Ortotropik plak yaklaşımında önemli olan bir hususta ortotropik plak malzeme sabitlerinin belirlenmesidir. Bu malzeme sabitlerinin belirlenmesi, izotropik plak malzeme sabitlerinin ve stifnerlelerin yapısal özelliklerinin kullanımıyla yapılmaktadır. Boyuna doğrultuda basma yüklemesiyle birlikte yanal basınç yüklemesine maruz bırakılan izotrop veya ortotropik plak için Galerkin metoduyla büyük sehimli plak eğilmesi analizi çalışma içerisinde yapılmıştır. Bu yaklaşık analiz sonucu elde edilen nihai gerilme değeri ile nonlineer sonlu elemanlar metoduyla saptanan nihai gerilme değeri karşılaştırılmış ve Galerkin metodu ile yük deplasman eğrileri verilmiştir.

Title

LARGE DEFLECTION BENDING ANALYSIS OF STIFFENED PANELS BY USING THE GALERKİN METHOD

Abstract

This study interest with the behavior of the system in case of a global failure mechanism, as a result of weak stiffeners, where the plate and the stiffeners act together and buckle as a single unit, so that the plate can be considered as orthotropic. Large deflection bending analysis of the stiffened panels are studied by adopting the Galerkin method in the study. To develop an understanding for the performance of the Galerkin method, first bending of isotropic plates are investigated: the equilibrium and compatibility equations are derived based on the nonlinear model of Von Karman and an application is presented using the Galerkin method. When a stiffened panel is supported by small stiffeners, the plate and the stiffeners deform as a single unit. Orthotropic plate approach exploits this property, by representing such stiffened panels as made from orthotropic material. Here, the critical part is choosing accurate material properties, which is achieved by adopting material constants of the isotropic plate and structural properties of the stiffeners. Large deflection bending analysis of an isotropic or an orthotropic plate subjected to both lateral loads and in plane compression loads is investigated by the Galerkin method and obtained ultimate stress values are compared with the ones calculated from a nonlinear finite element analysis. Load-deflection curves for the problem are also presented.

Anahtar Kelime

Stifnerli panel, Ortotropik plak yaklaşımı, Büyük sehimli plak eğilmesi

Bilim Kodu

0




Sıra No :14470
Üniversite

508061002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

PROF.DR.OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Nisan

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

ALİ ÖZEN

Başlık

YÜZER ARAÇLARDA DİNAMİK KONUMLANDIRMA SİSTEMLERİNDE BİLEŞEN SEÇİMİNİN SİSTEMİN ÇALIŞMASINA ETKİSİ BAKIMINDAN ÖNEMİ

Özet

Gemi inşa sanayii, denizcilik gereksinimlerine; bu gereksinimler ise ulusal ve uluslar arası ticarete göre şekillenmektedir. Günümüzde enerji sektörünün, zorlu deniz koşullarında platformlar vasıtası ile açık denizde gerçekleşen faaliyetleri, yeni gemi tiplerinin ve yeni gemi ana ve yardımcı sistemlerinin gelişmelerini sağlamıştır. Bu gemi tiplerinden başlıcaları, yüzer üretim, depolama ve nakil araçları (FPSO’lar), çapa toplama gemileri, platform destek gemileri, boru yerleştirme gemileri, sismik gemiler, çevre kirliliği önleme gemileri, yangın söndürme gemileri, ikamet gemileri vb. olup, bu gemiler malzeme veya insan transferi yapan, uzay veya sabit bir noktaya göreceli olarak mümkün mertebe konumunu koruyabilecek özelliklerde olmaları gerekmektedir. Zor deniz koşullarında, gemilerin ve yüzer araçların kumandasının insan kabiliyetine mahkum kalmadan konumunu koruması, rota izlemesi ve çevresel faktörlerden daha az etkilenmesi amacıyla, günümüz gemilerinde kullanılan ve geliştirilmeye devam eden dinamik konumlandırma sistemleri mevcuttur. Bu sistemler, kendi karmaşık matematik yapılarının yanısıra, birlikte çalıştığı bileşenlerle bir bütün olarak gemideki görevlerini yerine getirmektedir. Bu nedenle ekipman donatımı, geminin amacı ve çalıştığı bölgeler dikkate alınarak yapılmalıdır. İlk yatırım maliyetlerinin yüksek olması, değişiklik veya dönüşüm yapılmasının fiziksel imkansızlıkları/zorlukları sebebiyle, tasarım aşamasında en başında doğru kararların verilmesi büyük önem taşımaktadır. Tez kapsamında, gemiler için dinamik konumlandırma sisteminin bileşenleri ele alınmış, bileşenler tanıtılarak haklarında ayrıntılı bilgiler verilmiş, bileşenlerin birbiriyle ilişkisi araştırılmıştır. Özellikle tahrik unsurları ve güç kaynakları gibi doğrudan sistemin ekonomik ömrüne etki eden bileşenlerin somut verilerle değerlendirilebilmesi için, sanal gemilerin parametrik incelenmesi fikrinden hareketle bileşenlerin karşılaştırması ve önem derecelerinin saptanması için bir bilgisayar kodu yazılmış ve verilerle sonuçlar yorumlanmıştır. Dinamik konumlandırma sistemi bileşenleri ana hatlarıyla dört temel başlık olan referans sistemleri, kontrol sistemleri, tahrik sistemleri ve güç kaynakları olarak ele alınmıştır. Bu tez, ticari gemiler için hangi dinamik konumlandırma sisteminin seçilmesi gerektiğini ortaya koyması açısından Türkiye de hazırlanmış ilk yüksek lisans tezi özelliğindedir ve dinamik konumlandırma sistemleri barındıracak gemi tasarımı yapacak veya genel olarak bu sistemlerin programlanması/geliştirilmesinde rol alacak mühendislere önemli kolaylıklar sağlayacağına inanılmaktadır.

Title

THE IMPORTANCE OF COMPONENT SELECTION FOR DYNAMIC POSITIONING SYSTEMS WITH THE ASPECT OF THEIR EFFECT TO THE OPERATION OF THE SYSTEMS ON VESSELS

Abstract

Shipbuilding industry is formed through the maritime requirements and these requirements are formed by the national and international trade. Nowadays the activities of the energy sector taking place in the off-shore, around rigs, platforms and harsh sea conditions lead to new ship types and developments of new main and auxiliary systems on ships. Significant ship types of this purpose can be counted as floating production, storage and offloading units (FPSO’s), anchor handling vessels, seismic research vessels, pollution prevention ships (oil recovery ships), fire-fighting ships, accomodation ships, platform supply vessels, pipe laying vessels, etc. and they require features as to keep steady relative to a spatial or terrestrial reference point because they are oftenly subject to human or material transfer. Recently there are dynamic positioning systems present and even being developed for such vessels, in order to keep them in a specified position, route and avoid them from being affected by the environmental factors in the difficult sea conditions without being convicted to the abilities of persons. These systems try to fulfill their purpose on one hand with their complex mathematic structures and on the other hand with the components they work together as a whole. For this reason, component selection is to be made taking into consideration the purpose of the ship and areas where the ship will work. Due to high initial investment costs, physical impossibilities/difficulties of changes or conversions, great importance should be given to the right decisions at the beginning of the design phase. This thesis consists of five sections, from which the first is the Introduction, where the idea and main methods of position keeping is described. Three methods have been taken into account as most common, respectively jack-up systems, anchoring systems, which are more basic systems and lastly the dynamic positioning systems, which constitute more complex computer systems, enabling great maneouvring for the vessels. The first two systems, due to their nature, have constraints, the length of the legs of the jack-up barge and the chains of the anchor are defining the maximum sea depth they can be used. Moreover these systems are only available to work over a sea bed without obstructions. In the contrary, the dynamic positioning systems keep their position with the thrusters and they have no depth limit in the sea. They produce a high flexibility, because their position can easily be changed by a new command onto the computer, without the need of long time to retract legs or an anchor handling vessel to help collect the anchor. Components of dynamic positioning systems on ships have been taken into consideration and described with detailed information and the interaction between different components has been researched in the second section of the thesis. Components of the system are taken into account basically on four main subjects, namely reference systems, control systems, thrust systems and power systems. All the individual components of these subjects have been evaluated in accordance with their complexity, operational requirements, dependence to exterior references and effects of weather and other environmental factors. Radar based and DGPS reference systems are dependent on terrestrial equipment, however the acoustic and taut-wire systems operate only with their equipment, however these systems require areas where the equipment are not to be damaged or affected by environmental factors. They also do not work with an ultimate coordinate system however they can fix a reference system on each operation and keep their position relatively. The type and number of control system components will be determined in accordance with the DP class of the vessel and comfort of the operator requested. Therefore their criteria relevant to the dynamic positioning system are less and these systems are designed in an economical point of view compared to the material quality and furtherly to meet statutory regulations and classification society rules. The section continues with statutory requirements and class rules, in the examples of Norwegian Maritime Administration classification of ships operations requiring the dynamic positioning systems and Italian Classification Society RINA (Registro Italiano Navale) classification of equipment used on these systems. There are four principle classes defined for these ships, shortly semi automatic systems (not classified), automatic systems without backup (Class 1), with backup of active components (Class 2) and with a backup of physical separation of the equipment (Class 3). Equipment classes are determined in the design phase in accordance with the operations the vessel will be involved throughout its life. A computer code has been developed in Excel and VBA to provide an occasion to compare components on virtual ships and to discuss the results. The program aims to calculate the behaviour of a vessel with defined power systems, thrust systems and control parameters, from a point to another target point and direction. The calculation works by a step by step movement of the ship in three phases. In the first phase, the vessel turns its direction to the target point. Complying an accuracy defined in the program, the program shifts to the second phase, where the vessel moves towards the target and respectively to the third phase, where the vessel finally reached the target position and turns around to comply the target direction. In each step, thruster requirements, power demands and resulting consumption from all engines are cumulatively calculated. Section three of the thesis has all the details of the program and the parametric analysis, which is carried out to evaluate the systems, which are based on equipment capacity and effect the economic life of the vessel. The analysis has been conducted with eight virtual ships to compare two different parameters, from which one is the generator set power and the next is the Diff parameter of the control system, which regulates the behaviour of thrusters when approaching the target. The results of eight different ships have been presented in results graphs in section four, which enables the evaluation of the said parameters. The results have shown for ships with all other parameters completely equivalent and only generator powers different, that the less power led the generators under load continuously and further need of shaft alternators to cover the required power by thrusters. Too much capacity led to the non use of the second generator and the only one generator being heavily loaded. Intermediate generator powers led to the most economic results. The next parametric analysis showed that less number for approaching parameter Diff, resulted in the vessel to behave aggressive to approach the target before slowing down to catch the target, which led to more consumption on short time to aggressively stop the vessel on target and even in some cases led the vessel to miss the target and make more effort to catch back. In the contrary, too high parameters led the vessel to slow down very early and resulted in a long and less economic approach to target. Repeatingly the intermediate values chosen have shown more economic results. The program has been developed as an introductory code to evaluate the required components and therefore missed several features explained in the thesis with their reasons. These exclusions can be listed in four main subjects: 1) Program assumes the actual and target positions of the vessel are certain points and the processing of the data received from the reference systems has not been programmed. 2) The effects of the environmental factors have been neglected, because they have been considered to have an equal effect on each vessel in the parametric analysis. For this reason, processing of data such as wind/sea flow measurement and their effect on the ship have not been programmed. 3) It is deemed that each ship in water will have different behaviour and each thrust component power demand and their reaction on the vessel will be variable, main assumptions explained in the section 3.3 have been made and the Diff and Chng parameters have been taken equal for each different thrust component. This leads to certain results at certain power demands and the need of mathematical model correction via a Kalman Filter is avoided. In fact, while applying the program to a real application, each thrust component should be defined separately by the values obtained from manufacturers, so that the forces and moments can be calculated acting on the ship at each unit power of the said thrust component. Furthermore the parameters should be defined for each thrust unit, defining how fast the thruster can react when sudden demands for power occur. 4) In dynamic positioning systems, it is possible to follow various algorhytms to reach a target position and keep that position. For instance, one method would be using the side thrusters in same direction together with the propulsion propellers to move towards the target without changing its ahead direction. Another method, obtained in this thesis, would be turning to the target in advance, approaching using propulsion propellers and lastly turning in position to keep the direction as targeted. These algorhytms are various and is matter of choice for the engineer designing the system. The program has been developed so far to support naval architects who are intending to design ships equipped with those systems or develope the dynamic positioning systems. In conclusion, section five summarizes the component selection and the results of the parametric analysis. This thesis, being the first to be written on the subject in Turkey, has made very clear with the computer program results, that selection of systems is not based on cheap/less capacity is economic or expensive/high capacity is unfeasable. All components are to be taken very carefully into account in the design phase of these vessels preferably with mathematic and/or physical models to estimate and evaluate the behaviour of the vessel under several position-keeping scenarios.

Anahtar Kelime

dinamik, konumlandırma, DP

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13225
Üniversite

508101027

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Şebnem Helvacıoğlu, Doç. Dr. Hakan Akyıldız

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hakan Turan

Başlık

YÜK GEMİLERİ İÇİN BİÇİMSEL GÜVENLİK DEĞERLENDİRMESİ

Özet

Bu çalışmada, biçimsel güvenlik değerlendirmesi yöntemi kullanılarak Türk karasularında ve uluslararası karasularda seyreden Türk bayraklı yük gemilerinin yaşadığı kazaların meydana gelme sıklıkları ve kaza çeşitleri incelenerek, ileride oluşabilecek kazaların önlenebilmesi ve / veya azaltılabilmesini sağlayacak bir uygulama yapılması amaçlanmıştır. Yük gemileri için potansiyel tehlikelerin tanımlamaları yapılmış, kaza sıklıkları ve önem derecelerine göre risk matrisi oluşturulmuş ve bu sayede hangi kaza çeşidinin ne derecede etkili olduğu saptanmıştır. Yapılan bu incelemelerden sonra dört ana kaza tipi için alınabilecek önlemler saptanmış ve bu önlemlerin fayda ve maliyet değerleri hesaplanmıştır. Çalışmanın sonunda alınabilecek önlemler genel olarak değerlendirilmiş ve gelecekte oluşabilecek kazaları önleme amacıyla öneriler sunulmuştur.

Title

FORMAL SAFETY ASSESSMENT OF CARGO SHIPS

Abstract

In this study, the frequency and types of accidents were analyzed using the method of formal safety assessment of cargo ships at coasts and open seas of Turkey, and the prevention and/or reduction of the future accidents were intended. Based on the examined accidents, potential hazard identification, the method was created according to accident frequency and risk matrix, letting the type of accidents that is the most frequent to be found. After this examination, countermeasures, benefits of countermeasures and cost estimations of the aforementioned were determined for the four major accident types. Finally, measures for potential cargo ship hazards which their cost-benefit analyses were made, were evaluated. And suggestions for the purpose of preventing accidents that may occur, were presented.

Anahtar Kelime

Biçimsel güvenlik değerlendirmesi, Yük gemileri, Risk analizi

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13548
Üniversite

508101008

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Osman Azmi Özsoysal

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hakan Sağlam

Başlık

GEMİ DİZEL MOTORUNUN ÇALIŞMASI ESNASINDA AYAK BASMA YERLERİNDE OLUŞAN KUVVETLERİN ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada, 1770 kW gücündeki bir gemi dizel motorunun çalışması sırasında ayaklarının yatağa basmış olduğu noktalarda statik ağırlığın oluşturduğu kuvvetler, ötelenen ve dönen kütlelerin oluşturduğu dinamik kuvvetler, silindirlerde oluşan gaz basıncının yarattığı kuvvetler ve son olarak bu kuvvetlerin bileşkesinin bulunması amaçlanmıştır. İlk olarak gemi dizel motorunun ağırlık merkezinin ve ayaklarının konumuna göre her bir ayağa etkiyen statik kuvvetler, kuvvet moment dengesi kurularak hesaplanmıştır. Daha sonra dizel motorun birinci ve ikinci dereceden atalet kuvvetlerinin dengelenip dengelenmediği kontrol edilmiş ve Newton?un ikinci yasası gereği kütle ve ivmenin çarpımının kuvvete eşit olmasından yola çıkarak dinamik kuvvetler bulunmuştur. Hesaplamaların sağlıklı olması açısından gaz basıncının piston üst tablasının yüzeyine etkimesi sonucu oluşan gaz kuvveti de ihmal edilmeyip, hesaplamalarda dikkate alınmıştır. Sonuçta gemi dizel motorunun ayaklarında meydana gelen genel bileşke kuvvetin değişimi grafik olarak gösterilmiştir. Bulunan değerler statik kuvvetin 10-20 kat fazlası olduğu görülmüştür. Titreşim önleyici seçiminde sadece statik kuvvetler hesaplanarak yapılacak seçimin büyük hatalara neden olabileceği öngörülmüştür. Bu nedenle yapılacak hesaplamalarda bu bileşke kuvvetin kullanılması gerektiği değerlendirilmiştir.

Title

THE ANALYSIS OF FORCES CONSISTING ON MARINE DIESEL ENGINE FRAME DURING OPERATION

Abstract

In this study, static weight forces, dynamic forces generated by the reciprocating masses, forces generated by the gas pressure in the cylinders, and finally combination of all these forces are investigated for a model 1770 kW marine diesel engine. Firstly the static forces acting on each of support calculated by establishing the balance of forces and moments. Than it is controlled that diesel engine?s first and second order inertial forces are balanced or not and the dynamic forces are calculated based upon the product of mass and acceleration equal to the force due to Newton?s second law of motion. The forces from the gas pressure in the cylinders is calculated as the third step. Change of the gas pressure in each cylinder is provided by the engine manufacturer. As a result, the maximum value of the forces occurring in the marine diesel engine supports are determined. When the forces are compared, it is observed that dynamic forces are 10 to 20 times greater than the static force. While selecting the anti vibration mounts, consideration of only static forces might cause huge problems. Therefore, this resultant force should be used in calculations.

Anahtar Kelime

Gemi Dizel Motoru, Dinamik Kuvvet, Statik Kuvvet, Gaz Basıncı

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13542
Üniversite

508111024

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Yalçın ÜNSAN, Prof. Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Rahman Salim ZENGİN

Başlık

GEMİ MAKİNALARI İÇİN YÖNETİM ARAYÜZÜ

Özet

Ülkemizde özellikle son dönemde gelişen ekonomi ve artan teknolojik olanaklar, geçmişte dış kaynaklı olarak sağlanan çeşitli teknoloji ve aletlerin yurt içinde de tasarım ve üretimini mümkün kılmıştır. Tez çalışmamıza konu olan gemi makine yönetim sistemleri de şu anda dış kaynaklı olarak temin edilen bu gibi teknolojilerdendir. Ülkemizde yapılagelen işler içerisinde bu gibi yüksek katma değerli işlerin payını artırmak adına çeşitli adımlar atılması gerekmektedir. Bu gibi gerekçeler bizi böyle bir çalışma yapmaya yöneltmiştir. Gemi dizel motorları ve bunların yönetim sistemleri, ülkemiz gemi inşaa sanayisine belli başlı uluslar arası firmalar tarafından sağlanmaktadır. Tüm bunların yerli imkanlarla geliştirilip üretilmesi mümkün olmasına rağmen gemi inşaatı sanayisinin uluslar arası niteliği göz önüne alındığında yeterli değildir. Çünkü denizcilik küresel bir sektördür. Dünyanın her yerinde hizmet verilemediği müddetçe, en üstün teknolojiye sahip olunması bile denizcilik sektörü açısından bir anlam ifade etmemektedir. Ancak savunma sanayii için durum bundan farklıdır. Donanma gemilerinin bakım tutumları yerli olanaklarla sağlanmaktadır. Yabancı kaynaklı donanım kullanılmış olsa bile gerekli hizmetler zorunlu haller dışında donanmaya ait yerli tersanelerde sağlanmaktadır. Donanmamıza ait gemiler sivil taşımacılık gemilerinden farklı olarak daha sık ve detaylı bakımlardan geçmektedir. Gemi için hayati sistemler de tümüyle yedeklidir. Dolayısıyla donanma gemilerine dünyanın her yerinde sivil taşımacılıktaki gibi hizmet verilmesi gerekliliği bulunmamaktadır. Bu da yerli teknolojinin uygulanabilirliğini artırmaktadır. Diğer bir açıdan bakıldığında da bir ülkenin donanmasına ait gemilerin mümkün olan en yüksek yerlileşmeye sahip olması o ülkenin dışa bağımlılığını artıracağından ulusal güvenlik için de bir gerekliliktir. Yapmış olduğumuz çalışmada çalışmanın boyutu ve kişisel bir çalışma oluşu göz önüne alındığında uygulama ayağı olmaksızın yalnızca bilgisayar ortamında gösterimle yetinilmiştir. Bu tezde, LabVIEW yazılımına ve çalışmamızdaki kullanımına değinilmiştir. Sonrasında bir geminin ana makinesinin çalışmasıyla ilgili yazılımda ne tür işlevlerin yerine getirilebileceğine değinilmiştir. Ana makine çalışmasına ilişkin temel durumlar ele alınmıştır. Bir makine yönetim arayüzünde aranacak niteliklere kısaca değinilmiş ve bunların gerçekleştirilme biçimleri irdelenmiştir. Sonrasında çalışmamız kapsamında geliştirmiş olduğumuz yazılımın arayüz özelliklerine ve program çalışmasına değinilmiştir. Blok diyagram üzerinde bölümler halinde çalışma şekilleri ve eklenme amaçları anlatılmıştır. Sonuç olarak da çalışmadan elde edilen çıktılara değinilmiş, daha ileri aşamada bu konuda yapılabilecekler değerlendirilmiştir.

Title

A MANAGEMENT INTERFACE FOR MARINE ENGINES

Abstract

Recent developments in Turkish economy helped founding of new projects. With the help of improvements in accessing of technological possibilities, new projects become more feasible. Now, Turkey is taking several step to revolutionize its several industries for becoming a well developed country. In Turkey, marine engines and engine control systems are outsourced from several international companies. Although this may be an advantage for transportation sector because of having service and support on all over the world, this is a major drawback for our navy and national security. Because for naval ships, international support is not an important concern, it is more feasible to develop such systems for naval ships. For the reasons above, we have conducted a study on LabVIEW. Because its simplicity, shorter learning curve and graphical user interface development capabilities, LabVIEW has been selected. LabVIEW has a main difference from several other development environments that it has a built in graphical programming language based on data flow programming paradigm. Programs, created with LabVIEW are called Virtual Instruments (VI). A virtual instrument has two basic components: Instrument Pane and Block Diagram. Several elements, selected from menus are placed on the instrument pane. They are visually configured in the development software. They have data inputs and outputs on block diagram. The block diagram has the graphical dataflow program that controls the elements on VI pane. After graphical program creation, it is also possible to compile and deploy the whole VI. But also it requires a runtime library to work. LabVIEW software development environment also have the option of including MathScript module. MathScript module is a reduced version of the MATLAB software. It supports .m files and MATLAB language. With the usage of MathScript node in the block diagram it is also possible to use algorithms developed with MATLAB inside LabVIEW dataflow program. There is a property node functionality that enables configuration of anything on the fly inside a block diagram. Colors, texts and any other property of instrument pane elements are configurable with the use of this facility. In our study, we have only worked on the computer environment. Development and usage of an electronic control system is out of the scope of this study. We are only working on a management interface on LabVIEW environment. There are several parameters that must be supplied to the user and that must be sourced from the user of the engine management interface. The interface must be friendy to the user. The human machine interface must be designed well to suit usage requirements. The machine management interface has several visual and functional features. The ınformation supplied to the user are as follows: Engine running, instant RPM, target RPM, cylinder status indicators, warnings. The developed engine management interface has several features. The features of the instrument pane are: - Cylinder Pressure/Temperature graph - Pressure/Temperature selection switch - Engine RPM display - Target RPM input - Cylinder selection buttons - Cylinder status indicators - Engine running indicator The features of the block diagram are: - Program main loop counter - Running/Stopping control - Cylinder selection - Cylinder graph labeling - RPM input fill color modification - RPM input - Engine RPM control buttons - Determination of RPM input interval - RPM displaying output - RPM input conditioning - Engine acceleration control - Interval based engine acceleration/deceleration control - Visual warning functionality control - Amplitude perturbation - Amplitude scaling and perturbation application - Main program loop continuation conditioning - Main program loop clock synchronisation - Random cylinder selection - Phase peturbation - Cylinder data processing with MathScript node - Data preparation for graphical visualisation - Graphical visualisation - Pressure/Temperature selection for visualisation basis definition - Cylinder malfunction creation - Cylinder malfunction visualisation General program description is as follows: With the start button, engine is starts. With the stop button, engine is stops. After start, engine reaches the idling speed. With the RPM input, engine slowly accelerate or decelerates to the desired speed. On the pressure/temperature graph, cylinder data is visualised. With the overspeed condition, graphical display enters to an alarming state. It starts to blink red. Then engine shuts down. LabVIEW is a simple, easy to learn programming environment. It makes possible to develop control programs in short durations with hih productivity. For every human made system there is a possiblity of error. The best way to reduce errors is reduction of the requirement of human interaction. We havent used any hardware for our study. But there are several usage and expansion possibilities for our study. For example, most of the engine simulation codes developed at past are based on FORTRAN programming language. LabVIEW doesn’t have FORTRAN support but as several other programming languages, LabVIEW has external program running support. By using this feature, engine models developed in FORTRAN or other programming languages can be accessed within LabVIEW. If a proper external hardware is used, it is possible to interface LabVIEW with a real engine on a test bench. LabVIEW is a useful prototyping tool for control development. But if our concern is developing a proprietary control system, some other programming languages and libraries may be more useful because of the closed source nature of the LabVIEW environment.

Anahtar Kelime

gemi, makine, LabVIEW

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13374
Üniversite

508082002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Selma ERGİN

Tez Türü

Doktora

Ay

Şubat

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Erinç DOBRUCALI

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNDE EGZOZ GAZLARININ YAYILIMININ DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

BU DOKTORA ÇALIŞMASINDA 1/100 ÖLÇEKLİ TİPİK FIRKATEYN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL VE DENEYSEL OLARAK MODELLENMİŞTİR. SAYISAL VE DENEYSEL ÇALIŞMADA KULLANILAN MODELDE GEMİNİN İLERİ VE TORNİSTAN HAREKETİNDE EGZOZ GAZLARINDAN ETKİLENEBİLECEK ANA DİREK VE ÜZERİNDEKİ ELEKTRONİK CİHAZLAR, DÜMENEVİ, RADAR DOMU VE GEMİNİN ÜST GÜVERTESİNDEKİ SEA ZENİT SİLAH SİSTEMİ BULUNMAKTADIR. BAHSE KONU FIRKATEYNİN SEÇİLMESİNİN SEBEBİ HELİKOPTER PLATFORMUNA SAHİP OLMASI, BACA ETRAFINDA EGZOZ GAZI SICAKLIĞINDAN ETKİLENEBİLECEK ELEKTRONİK SİSTEMLER BULUNMASIDIR. FIRKATEYNİN 1/100 ÖLÇEKLİ AHŞAP MODELİ AKIM GÖRÜNTÜLEME DENEYLERİNDE KULLANILMAK ÜZERE İMAL EDİLMİŞTİR. AHŞAP MODEL EİFFEL TÜRÜ AÇIK DEVRE SESALTI RÜZGÂR TÜNELİNE YERLEŞTİRİLEREK YAPILAN AKIM GÖRÜNTÜLEME DENEYLERİNDE İLERİ VE TORNİSTAN YOLDA HIZ ORANININ, SAPMA AÇISININ VE FARKLI BACA GEOMETRİLERİNİN EGZOZ GAZ YAYILIMINA OLAN ETKİLERİ DENEYSEL OLARAK İNCELENMİŞTİR. DAHA SONRA GERÇEK BOYUTLARDAKİ TİPİK FIRKATEYN MODELİ İÇİN TÜM SEYİR ŞARTLARINDA EGZOZ GAZLARININ YAYILIMI SAYISAL OLARAK MODELLENMİŞTİR. GERÇEK BOYUTLARDAKİ TİPİK BİR FIRKATEYNİN TÜM SEYİR ŞARTLARI İÇİN İLERİ VE TORNİSTAN YOLDA HIZ ORANI, BACA GEOMETRİSİ, EGZOZ GAZ SICAKLIĞI VE SAPMA AÇISI DEĞİŞİMLERİNİN EGZOZ GAZ YAYILIMINA OLAN ETKİLERİ İNCELENMİŞ VE SAYISAL MODELLEME SONUÇLARI SUNULUP TARTIŞILMIŞTIR. ELDE EDİLEN DENEYSEL SONUÇLAR İLE SAYISAL SONUÇLAR KARŞILAŞTIRILMIŞ VE SONUÇLARIN BİRBİRLERİ İLE UYUM İÇİNDE OLDUKLARI GÖSTERİLMİŞTİR.

Title

AN EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF EXHAUST SMOKE DISPERSION ON NAVAL SHIPS

Abstract

In this PhD thesis, 1/100 scaled generic frigate has been modeled as a three-dimensional experimentally and numerically. There are main mast, electronic devices, bridge, radar dom and Sea Zenit weapon system on the upper deck. The forward and astern movements of the ship are also considered in both experimental and numerical study. The reason for choosing the mentioned frigate is that the ship has a helicopter platform, electronic and weapon systems which can be affected from the exhaust gas temperature. 1/100 scaled wooden model of the frigate has been produced. In flow visualization experiments, the effects of the velocity ratio in forward/astern cruise, yaw angle and different stack geometries on exhaust gas dispersion have been investigated. Furthermore, exhaust gas dispersion of the full size generic frigate has been modeled numerically in the real cruise conditions. The effects of velocity ratio, different stack geometry, exhaust gas temperature and yaw angle were shown for the real cruise conditions. Then experimental results have been used to validate the numerical results.

Anahtar Kelime

Fırkateyn, Egzoz Gazlarının Yayılımı, Akım Görüntüleme

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13330
Üniversite

508081011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Oğuz Salim SÖĞÜT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Oğuz AKKAYA

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNDE RAM ANALİZİ

Özet

Bu tezde Türk Deniz Kuvvetlerine ait yardımcı sınıf olarak görev yapan 5 eş gemi çalışma konusu yapılmıştır. Bu gemilerin iki overhol onarımı arasındaki arıza kayıtları incelenerek, gemi tipine ait genel bir güvenilirlik ve kullanılabilirlik değerlendirmesi yapılmıştır. Öncelikle bir yardımcı sınıf askeri geminin görev ihtiyaçlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan minimum sistemler göz önüne alınarak bir gemi sistemi oluşturulmuştur. Bu geminin ana sistemleri olarak ana tahrik sistemi, elektrik üretim sistemi, dümen sistemi ve yara savunma sistemi ele alınmıştır. Bu dört sistemden birinin arızalanması durumunda geminin görev yapamayacağı değerlendirilmiştir. Analizin yapılmasında Isograph firması tarafından verilen akademik lisans kullanılarak, Reliability Workbench 11.0 ticari programı kullanılmıştır. Programda öncelikle RBD modülünde gemi sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra sistemin alt sistemleri ve alt sistemlerin kullanılabilirliğini etkileyen olaylar RBD modülüne eklenmiştir. Kullanılabilirliği etkileyen her bir olayın arıza modelleri, geçmişte meydana gelen arızalardan hesaplanan MTTF ve MTBF değerleri girilerek oluşturulmuştur. Isograph RWB tarafından, oluşturulan sistem ve arıza modelleri doğrultusunda analiz yapılarak, gerek alt sistemlerin, gerekse ana sistemlerin güvenilirlik, kullanılabilirlik değerleri hesaplanmış ve raporlanmıştır. Elde edilen sonuçlar gemi tipinin kullanılabilirlik açısından tatmin edici seviyede olduğunu göstermiştir. Güvenilirlik analizinde güvenilirliğin zamanla azaldığı tespit edilmiştir. Bu sorunun iki overhol arası süreyi azaltarak giderilebileceği vurgulanmakla birlikte, gemilerin kullanılabilirlik oranlarının yüksekliği nedeniyle sadece önemli cihazlarda yapılacak koruyucu ve ara bakımlarla yetinilebileceği değerlendirilmiştir.

Title

RELIABILITY AVAILABILITY AND MAINTAINABILITY ANALYSIS IN NAVAL SHIPS

Abstract

In this thesis, some of auxiliary class ships have been examined through the failures occurred between two overhauls. Reliability, availability and maintainability of the systems are calculated on component basis by the help of commercial software named as Isograph Reliability Workbench. Reliability Block Diagram (RBD) has been prepared and analyzed. Components affecting the availability of the ship are reported. This information may be used to decide whether these systems or components should be replaced with better systems or components. Results of RBD and FTA analysis are compared, and it is observed that they agree very well. The results include unavailability of system, failure frequency, unreliability, total down time of system and expected number of failures. While unreliability of system increases with working hours, unavailability of system does not change.

Anahtar Kelime

Güvenilirlik, Kullanılabilirlik, Savaş Gemileri, Gemi Makineleri

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13628
Üniversite

508021004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Barış BARLAS, Yrd. Doç. Dr. Şebnem HELVACIOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mustafa ASLIYÜKSEK

Başlık

TÜRKİYE ÖZEL SEKTÖR TERSANELERİNDE ASKERİ GEMİ İNŞA PROJELERİ TEST VE TECRÜBE YÖNETİMİ

Özet

Türkiye gemi inşa sektörü iş hacmi, 2008 yılında küresel ekonomik krizden etkilenerek daralmış ve siparişler durma noktasına gelmiştir. Savunma Sanayii Müsteşarlığı’nın yurt içi imkanlar ile yapılması amacı ile yürüttüğü askeri gemi inşa projeleri bazı özel sektör tersaneleri için ekonomik krizden çıkış için umut olmuştur. Ancak askeri gemi inşa projeleri yürüten özel sektör tersaneleri, gemilerin test ve tecrübe faaliyetleri sırasında, askeri gemi inşası ve tesliminin ne kadar zorlu süreçlerden oluştuğunu tecrübe etmişler ve halen tecrübe etmektedirler. Türkiye özel sektör tersaneleri tarafından inşa edilecek askeri gemilerin yurt içinde teslim edilebilmesi, bu gemilerin daha sonra yurt dışına ihraç edilebilmesi açısından ayrıca önem taşımaktadır. Askeri geminin inşasına başlanmasından tamamlanmasına kadar olan süreçleri kapsayan test ve tecrübe faaliyetleri, askeri geminin teslim edilebilmesi için başarıyla gerçekleştirilmesi gereken en önemli aşamalardır. Test ve tecrübe faaliyetleri sürecinde rol alan tarafların sorumlulukları ve birbirleri ile olan ilişkilerinin nasıl olacağının belirlenmesi son derece önemlidir. Askeri gemi inşa şartnamesindeki teknik isteklerin, test ve tecrübe faaliyetlerinden önce doğrulama yöntemlerinin belirlenmesi gerekmektedir. Test ve tecrübe faaliyetleri Sürekli Testler, Fabrika Kabul Testleri, Montaj ve Devreye Alma Hazırlık Testleri, Liman Kabul Testleri, Sistem Entegrasyon ve Deniz Kabul Testleri’nden oluşur. Bütün bu test ve tecrübe faaliyetleri detaylı bir icra planı ve prosedürlere göre yapılmalıdır.

Title

TEST AND TRIAL MANAGEMENT OF MILITARY SHIP BUILDING PROJECTS IN TURKISH PRIVATE SHIPYARDS

Abstract

Since global economic crisis has affected Turkish ship building sector in 2008, the business volume has decreased and almost stopped. Military ship building projects, which Undersecretariat for Defence Industries carries out has been sign of hope for some private sector shipyards. However, during test and trial periods, private sector shipyards have experienced the difficulty of building and delivery of military ships. It is important for private shipyards to deliver military ships first inland, in order to export these ships to the other countries. Test and trial activities have to be completed successfully in order to deliver military ships. In this thesis study, importance of the management process for test and trial activities have been highlighted, because these are the terms of delivery for military ships. It is important to specify the responsibilities and relationships of parties who have taken part in process of test and trial activities. Requirements definition is probably the most crucial part of the project. Requirements of military ship building technical specifications should be defined before test and trial activities. Ongoing Tests, Factory Acceptance Tests, Installation and Setting to Work Tests, Harbor Acceptance Tests, System Integration Tests and Sea Acceptance Tests are test and trial activities of military ships.

Anahtar Kelime

askeri gemi, savunma sanayi, test

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13328
Üniversite

508081011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Oğuz Salim SÖĞÜT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Oğuz AKKAYA

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNDE RAM ANALİZİ

Özet

İngilizcede Reliability, Availability and Maintainability (RAM) analizi olarak kullanılan metod dilimizde Güvenilirlik, Kullanılabilirlik ve Sürdürülebilirlik Analizi olarak yer bulmaktadır. RAM analizinin yapılış amacı, bir sistemin gelecekte sahip olacağı kullanılabilirliği önceden tahmin ederek, eğer ihtiyaç varsa sistemde yapılmasının faydalı olacağı değerlendirilen değişiklikleri tespit edip, bu değişikliklerin uygulanıp uygulanmaması konusundaki kararlara destek sağlamaktır. RAM analizi uzun yıllardır firmalarca kullanılmaktadır. Firmalar dizayn ve üretim süreçleri içerisinde RAM analizine yer vermektedirler. RAM analizi ile firmalar ürettikleri ürünlerin tüketicilere sunulduktan sonra, minimum sayıda veya hiç arıza yapmadan kullanım ömürlerini tamamlamalarını hedeflemektedirler. Bu maksatla ürünün çok fazla sayıda arıza yaptığı başlangıç periyodunu tüketiciye sunmadan önce fabrika ortamında tamamlamakta, arıza oranının neredeyse sabit hale geldiği kullanım ömrü periyodunda ürünü tüketiciye sunmaktadırlar. Bu şekilde firmaya ait ürün çok fazla sayıda meydana gelecek arıza nedeniyle piyasada kötü bir üne sahip olmamaktadır. Firma yaptığı RAM analizi sonucunda ürünün kullanım ömrünün başlangıcını tespit ederek tüketiciye sunulacağı zamanı kararlaştırmaktadır. Piyasada ise tüketiciler o firmaya ait ürünlerin az arıza yaptığı imajına sahip olacaklarından, firmaya ait ürünler daha fazla tercih edilir hale gelecektir. Güvenilirlik ve güvenlik konusundaki çalışmalar özellikle II.Dünya Savaşı’ndan sonra hız kazanmıştır. Bu çalışmalar genellikle elektronik cihazlar ve roket teknolojileri ile ilgili olarak yapılmaktaydı. Bu konuda güvenilirlik seviyesinin tam olarak tespit edildiği ve tespit edilen değerlerin deneylerle sistem bileşenlerinde ispat edildiği ilk çalışma olarak Almnya’da V1 füzelerinin üretiminde uygulamaya konulan RAM analizi sayılabilir. Ram analizi uygulamalarında ilk resmi uygulama ise, 1960 yılında Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından elektronik cihazların güvenilirliği konusunda hazırlanan “Buships Spefications, MIL-R- 22732”dir. ABD savunma bakanlığı ve NASA RAM analizi kullanımının yaygınlaşmasında bir tür öncü rolü üstlenmiştir. Füze ve uzay teknolojileri ile üretilen ürünler onarılabilirlik açısından zayıf olduklarından, üretim ve dizayn aşamasında yapılan RAM analizi ile ürün kullanıldıktan sonra ortaya çıkması muhtemel tüm arızaların önlenmesi amaçlanmıştır. Füze ateşlendikten sonra elektronik kartlardan birinde çıkacak bir arızanın onarımı mümkün olmadığından, füze ateşlenmeden önce muhtemel arızaların engellenmesi büyük önem taşımaktadır. NASA ve Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından öncülüğü yapılan RAM analizi uygulamaları daha sonra sivil endüstriler tarafından da benimsenmiştir. Günümüzde beyaz eşya üreticilerine kadar bir çok sektörde dizayn ve üretim aşamalarında yapılan RAM analizi ile ürünler daha az arıza oranları ile tüketicilere sunulmaktadır. Savaş gemilerine gerçekleştirmek üzere çok çeşitli görevler verilmektedir. Bu görevler verildiği anda geminin bu görevi gerçekleştirmeye hazır bulunması gereklidir. Savaş gemilerinin kullanılabilirliği bu aşamada önemlidir. Kullanılabilirliğin arttırılması için savaş gemilerini oluşturan bileşenlerin RAM analizine tabi tutulmaları gereklidir. RAM analizi yöntem olarak, dizayn ve test aşamalarında gerçekleştirilerek, üretime geçmeden önce ileride sistemlerin kullanılabilirliğini olumsuz etkileyecek parametrelerin tespit edilmesi ve iyileştirmelere gidilmesi şeklinde uygulanabileceği gibi, gemi yaşam periyodunda meydana gelen arızalar istatiksel olarak incelenerek RAM analizi yapılması ve gerekli iyileştirmelerin yapılması da mümkündür. Bu analizler sonrasında karar vericiler güvenilirliği ve kullanılabilirliği olumsuz etkileyen sistemlerin modernizasyonuna veya kullanımdan kaldırılmalarına karar verebilirler. Bu tezde Türk Deniz Kuvvetlerine ait yardımcı sınıf olarak görev yapan 5 eş gemi çalışma konusu yapılmıştır. Bu gemilerin iki overhol onarımı arasındaki arıza kayıtları incelenerek, gemi tipine ait genel bir güvenilirlik ve kullanılabilirlik değerlendirmesi yapılmıştır. Öncelikle bir yardımcı sınıf askeri geminin görev ihtiyaçlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan minimum sistemler göz önüne alınarak bir gemi sistemi oluşturulmuştur. Bu geminin ana sistemleri olarak ana tahrik sistemi, elektrik üretim sistemi, dümen sistemi ve yara savunma sistemi ele alınmıştır. Bu dört sistemden birinin arızalanması durumunda geminin görev yapamayacağı değerlendirilmiştir. Beş geminin iki overhol arası arızaları incelenmiş, her bir cihazın en fazla sayıda arıza yapanı seçilmek suretiyle beş gemi en çok arıza yapan cihazlardan oluşan sanal bir gemi olarak düşünülmüştür. Bu şekilde elde edilecek sonuçların en kötü senaryoyu ortaya koyacağı değerlendirilmiştir. Analizin yapılmasında Isograph firması tarafından verilen akademik lisans kullanılarak, Reliability Workbench 11.0 ticari programı kullanılmıştır. Programda öncelikle RBD modülünde gemi sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra sistemin alt sistemleri ve alt sistemlerin kullanılabilirliğini etkileyen olaylar RBD modülüne eklenmiştir. Kullanılabilirliği etkileyen her bir olayın arıza modelleri, geçmişte meydana gelen arızalardan hesaplanan MTTF ve MTBF değerleri girilerek oluşturulmuştur. Isograph RWB tarafından, oluşturulan sistem ve arıza modelleri doğrultusunda analiz yapılarak, gerek alt sistemlerin, gerekse ana sistemlerin güvenilirlik, kullanılabilirlik değerleri hesaplanmış ve raporlanmıştır. Geminin görev yapmasını etkileyecek arızaların işlendiği bir hata ağacı FT modülünde hazırlanarak bu modülle de hesaplama yaptırılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar gemi tipinin kullanılabilirlik açısından tatmin edici seviyede olduğunu göstermiştir. Güvenilirlik analizinde güvenilirliğin zamanla azaldığı tespit edilmiştir. Bu sorunun iki overhol arası süreyi azaltarak giderilebileceği vurgulanmakla birlikte, gemilerin kullanılabilirlik oranlarının yüksekliği nedeniyle sadece önemli cihazlarda yapılacak koruyucu ve ara bakımlarla yetinilebileceği değerlendirilmiştir.

Title

RELIABILITY AVAILABILITY AND MAINTAINABILITY ANALYSIS IN NAVAL SHIPS

Abstract

Reliability Availability and Maintainability (RAM) analysis is performed to predict availability of a system in the future and to make amendments which will increase the performance of an equipment where necessary. Ram analysis has been used for many years by companies to decrease the number of failures of the equipments especially in warranty period. Naval ships have various missions to accomplish. In order to accomplish the mission, ship availability should be considered with utmost importance. To identify the availability and reliability of a ship, failure rates of ship’s components are used. Ram analysis computed by failure rates may be helpful for decision-makers in modernizing the ship equipments. Equipments which have lower reliability and availability, may be exchanged or may be modernized in order to increase the performance of the equipment and availability of the ship. In order to maintain the availability, i.e., ship may continue to accomplish the missions assigned, Naval Ships should go through reliability, availability and maintainability analysis during both building and life cycle. Through Ram Analysis, components and systems, which reduce the availability of a ship, may be determined. Reliability and safety methods experienced a rapid development after the Second World War. These methods were mainly concerned with military use for electronics and rocketry studies. The first predictive reliability models appeared in Germany on the V1 missile project where a reliability level was successfully defined from reliability requirements and experimentally verified on components during their development stages. The first formal approach to shipboard reliability was the Buships specification, MIL-R-22732 of July 31, 1960, prepared by the United States of America’s Department of Defence and addressed ground and shipboard electronic equipment. After the success gained by RAM Analysis in military area, RAM analysis has been used by commercial purposes. Producers needed to improve the reliability of their items in order to seize the confidence of customers. In this thesis, some of auxiliary class ships have been examined through the failures occurred between two overhauls. Reliability, availability and maintainability of the systems are calculated on component basis by the help of a commercial software named as Isograph Reliability Workbench. Reliability Block Diagram (RBD) has been prepared and analyzed. Components affecting the availability of the ship are reported. This information may be used to decide whether these systems or components should be replaced with better systems or components. In this thesis, also a Fault Tree Analysis (FTA) is carried out manually in order to help ship crew in finding the reasons of common failures which may occur in ships. Results of RBD and FTA analysis are compared, and it is observed that they agree very well. The results include unavailability of system, failure frequency, unreliability, total down time of system and expected number of failures. While unreliability of system increases with working hours, unavailability of system does not change.

Anahtar Kelime

Güvenilirlik, Kullanılabilirlik, Savaş Gemileri, Gemi Makineleri

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13643
Üniversite

508111017

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Görkem BENEK

Başlık

GEMİ DİZEL MAKİNALARINDA BİYODİZEL YAKIT KULLANIMI

Özet

Biyodizel yakıt, kimyasal bileşiminin dizel yakıta benzer olması, dizel motorlarda herhangi bir değişiklik yapılmadan doğrudan kullanılabilmesi ve yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilebilmesi gibi nedenlerden alternatif yakıtlar içerisinde ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada biyodizel yakıt ile standart dizel yakıt karışımlarının bir dizel motorda kullanılması ve makinanın performans değerleri teorik olarak incelenmiştir. Biyodizel olarak soya yağı ve kanola yağından üretilen yakıtlar seçilmiştir. Stokiyometrik yanma için güç stroku modellenerek simülasyon kodu geliştirilmiştir. Seçilen biyodizel yakıtların, çeşitli oranlarda standart dizel yakıtla karışımları oluşturulmuş ve bu karışımlar için hava – yakıt reaksiyon denklemleri kimyasal denge prensipleri kullanılarak bulunmuştur. Bulunan hava – yakıt reaksiyonu denklemlerinin, hava ile yanma reaksiyonuna girmesinden sonra oluşan moleküler değişim incelenmiş ve yanma sonucunda oluşan artık gaz mol miktarları hesaplanmıştır. Termodinamiğin birinci kanunu kullanılarak silindir etrafında enerjinin korunumu denklemleri oluşturulmuştur. Simülasyon kodunda biyodizel ve karışımlarının motor performans değerleri üzerinde önemli etkilere neden olduğu görülmüştür. Parametre çalışmaları grafikler ve tablolarla gösterilmiştir.

Title

THE USAGE OF BIODIESEL AS FUEL IN MARINE DIESEL ENGINES

Abstract

Biodiesel fuels are come into prominence within the alternative fuels due to the chemical compound similarity between the standard diesel fuel and biodiesel fuel. Biodiesel fuels can be used in diesel engines with or without any modifications and it can be produced from renewable resources. In this study, the mixture of biodiesel and standard diesel fuels is examined to investigate the performance parameters of the diesel engine, theoretically. Soybean based B40 and canola based B100 are studied as biodiesel fuel in marine engines. For the theoretical analysis, a simulation code developed and the power stroke is modelled according to the stoichiometric combustion. Air – fuel reaction equations is constituted using the chemical equilibrium principles for the mixture of fuels. After burning reaction, the molecular conversion of the equations are examined and residual gases mole fraction is calculated. The equations are constituted by using the law of conservation of energy around the cylinder. The simulation code presents the type of biodiesel and its mixture rates which have significant effects on the engine performance. Parameter investigation is interpreted with charts and diagrams. It is concluded that the second hand biodiesels can be used safely in Marine Diesels.

Anahtar Kelime

Biyodizel, Gemi dizel makinası, Makine performansı, Güç Stroku

Bilim Kodu

602




Sıra No :13644
Üniversite

508101006

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL, Doç. Dr. Hakan AKYILDIZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Cumhur İNCEKARA

Başlık

MAKİNE DAİRESİ YANGINLARININ BİÇİMSEL EMNİYET DEĞERLENDİRMESİ

Özet

Risk, genellikle geçmiş kötü ya da kazayla sonuçlanmış olaylardan edinilen kazanım ve bilgiler ışığında belirlenmektedir. Risk analizinde, kaza ya da olay raporları, tecrübeler ve uzman görüşleri önemli yer tutmaktadır. Riski yönetirken ana amaç, riskin engellenmesi, engellenemiyorsa da kontrol altında tutulabilmesi ve zararın minimum düzeye indirilebilmesidir. Bu açıdan bakıldığında, riski de bir kazanç olarak görmekte fayda vardır. Riskler belirlenirken, risk değerlendirme metotlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüzde, birçok risk değerlendirme metodu mevcuttur. Bunlardan bazıları, kontrol listelerini (checklist) kullanılarak birincil risk analizi, eğer olursa ne olur? (what if?), tehlike ve işletilebilirlik analizi (HAZOP), hata ağacı analizi (FTA), normal sistemden sapma ve etkileri analizi (FMEA), tehlike analizi ve kritik kontrol noktaları (HACCP), biçimsel emniyet değerlendirmesi (FSA) gibi metotlardır. Bu yöntemlerin ötesinde, risk belirlenirken öncelikle hangi risklerin ele alınacağı önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Türk ve uluslararası sularda çalışan, Türk ve yabancı bayraklı gemilerin yangın nedeniyle yaşadıkları kazaların nedenlerinin, etkilerinin, sıklık ve şiddetlerinin belirlenmesi ile bu kazaların önlenebilmesi ya da azaltılabilmesi için öneriler vermek amaçlanmıştır. Bunun için, Gemi Makine Dairesi Yangınları ele alınarak ‘Biçimsel Emniyet Değerlendirmesi Metodu’ uygulanmıştır. Bu çalışma için T.C. Deniz, Ulaştırma ve Haberleşme Bakanlığı 2001-2012 yılları arasındaki kaza verileri esas alınmıştır.

Title

FORMAL SAFETY ASSESSMENT OF ENGINE ROOM FIRES

Abstract

Risk is generally determined in the light of knowledge and gains acquired from past accidental events. Accident and event reports, experiences and expert views take part in the risk management process. Main purpose while managing risks is the prevention of risks, if it cannot be prevented, it must be kept under control and cost is reduced to minimum level. When viewed form this aspect, considering risk as a gain is beneficial. In determining risks, risk assessment methods are needed. Nowadays many risk assessment methods are available. Some of these methods are “primary risk analysis using checklists, what if? analysis, hazard and operability studies (HAZOP), fault tree analysis (FTA), failure mode and effects analysis (FMEA), hazard analysis and critical control points (HACCP), formal safety assessment (FSA). Beyond these methods, in determining the risk, the question of which risks will be addressed first is significant. In this workout, it is aimed to identification of causes, impacts, frequency and severity of machinery room accidents and is aimed to preventing or reducing to risk of accidents based on accident statistics of Turkish or foreign flagged ships that operate in Turkish or international waters. For this purpose, it has been used Formal Safety Assessment Method and accident data of Republic of Turkey Ministry of Transport, Maritime Affairs and Communications. This workout comprises accident data from 2001 to 2012.

Anahtar Kelime

Gemi Makine Dairesi Yangınları, Deniz Kazaları, Biçimsel Emniyet Değerlendirmesi, Risk Yönetimi.

Bilim Kodu

602




Sıra No :13329
Üniversite

508081011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Oğuz Salim SÖĞÜT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Oğuz AKKAYA

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNDE RAM ANALİZİ

Özet

İngilizcede Reliability, Availability and Maintainability (RAM) analizi olarak kullanılan metod dilimizde Güvenilirlik, Kullanılabilirlik ve Sürdürülebilirlik Analizi olarak yer bulmaktadır. RAM analizinin yapılış amacı, bir sistemin gelecekte sahip olacağı kullanılabilirliği önceden tahmin ederek, eğer ihtiyaç varsa sistemde yapılmasının faydalı olacağı değerlendirilen değişiklikleri tespit edip, bu değişikliklerin uygulanıp uygulanmaması konusundaki kararlara destek sağlamaktır. RAM analizi uzun yıllardır firmalarca kullanılmaktadır. Firmalar dizayn ve üretim süreçleri içerisinde RAM analizine yer vermektedirler. RAM analizi ile firmalar ürettikleri ürünlerin tüketicilere sunulduktan sonra, minimum sayıda veya hiç arıza yapmadan kullanım ömürlerini tamamlamalarını hedeflemektedirler. Bu maksatla ürünün çok fazla sayıda arıza yaptığı başlangıç periyodunu tüketiciye sunmadan önce fabrika ortamında tamamlamakta, arıza oranının neredeyse sabit hale geldiği kullanım ömrü periyodunda ürünü tüketiciye sunmaktadırlar. Bu şekilde firmaya ait ürün çok fazla sayıda meydana gelecek arıza nedeniyle piyasada kötü bir üne sahip olmamaktadır. Firma yaptığı RAM analizi sonucunda ürünün kullanım ömrünün başlangıcını tespit ederek tüketiciye sunulacağı zamanı kararlaştırmaktadır. Piyasada ise tüketiciler o firmaya ait ürünlerin az arıza yaptığı imajına sahip olacaklarından, firmaya ait ürünler daha fazla tercih edilir hale gelecektir. Güvenilirlik ve güvenlik konusundaki çalışmalar özellikle II.Dünya Savaşı’ndan sonra hız kazanmıştır. Bu çalışmalar genellikle elektronik cihazlar ve roket teknolojileri ile ilgili olarak yapılmaktaydı. Bu konuda güvenilirlik seviyesinin tam olarak tespit edildiği ve tespit edilen değerlerin deneylerle sistem bileşenlerinde ispat edildiği ilk çalışma olarak Almnya’da V1 füzelerinin üretiminde uygulamaya konulan RAM analizi sayılabilir. Ram analizi uygulamalarında ilk resmi uygulama ise, 1960 yılında Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından elektronik cihazların güvenilirliği konusunda hazırlanan “Buships Spefications, MIL-R- 22732”dir. ABD savunma bakanlığı ve NASA RAM analizi kullanımının yaygınlaşmasında bir tür öncü rolü üstlenmiştir. Füze ve uzay teknolojileri ile üretilen ürünler onarılabilirlik açısından zayıf olduklarından, üretim ve dizayn aşamasında yapılan RAM analizi ile ürün kullanıldıktan sonra ortaya çıkması muhtemel tüm arızaların önlenmesi amaçlanmıştır. Füze ateşlendikten sonra elektronik kartlardan birinde çıkacak bir arızanın onarımı mümkün olmadığından, füze ateşlenmeden önce muhtemel arızaların engellenmesi büyük önem taşımaktadır. NASA ve Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından öncülüğü yapılan RAM analizi uygulamaları daha sonra sivil endüstriler tarafından da benimsenmiştir. Günümüzde beyaz eşya üreticilerine kadar bir çok sektörde dizayn ve üretim aşamalarında yapılan RAM analizi ile ürünler daha az arıza oranları ile tüketicilere sunulmaktadır. Savaş gemilerine gerçekleştirmek üzere çok çeşitli görevler verilmektedir. Bu görevler verildiği anda geminin bu görevi gerçekleştirmeye hazır bulunması gereklidir. Savaş gemilerinin kullanılabilirliği bu aşamada önemlidir. Kullanılabilirliğin arttırılması için savaş gemilerini oluşturan bileşenlerin RAM analizine tabi tutulmaları gereklidir. RAM analizi yöntem olarak, dizayn ve test aşamalarında gerçekleştirilerek, üretime geçmeden önce ileride sistemlerin kullanılabilirliğini olumsuz etkileyecek parametrelerin tespit edilmesi ve iyileştirmelere gidilmesi şeklinde uygulanabileceği gibi, gemi yaşam periyodunda meydana gelen arızalar istatiksel olarak incelenerek RAM analizi yapılması ve gerekli iyileştirmelerin yapılması da mümkündür. Bu analizler sonrasında karar vericiler güvenilirliği ve kullanılabilirliği olumsuz etkileyen sistemlerin modernizasyonuna veya kullanımdan kaldırılmalarına karar verebilirler. Bu tezde Türk Deniz Kuvvetlerine ait yardımcı sınıf olarak görev yapan 5 eş gemi çalışma konusu yapılmıştır. Bu gemilerin iki overhol onarımı arasındaki arıza kayıtları incelenerek, gemi tipine ait genel bir güvenilirlik ve kullanılabilirlik değerlendirmesi yapılmıştır. Öncelikle bir yardımcı sınıf askeri geminin görev ihtiyaçlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan minimum sistemler göz önüne alınarak bir gemi sistemi oluşturulmuştur. Bu geminin ana sistemleri olarak ana tahrik sistemi, elektrik üretim sistemi, dümen sistemi ve yara savunma sistemi ele alınmıştır. Bu dört sistemden birinin arızalanması durumunda geminin görev yapamayacağı değerlendirilmiştir. Beş geminin iki overhol arası arızaları incelenmiş, her bir cihazın en fazla sayıda arıza yapanı seçilmek suretiyle beş gemi en çok arıza yapan cihazlardan oluşan sanal bir gemi olarak düşünülmüştür. Bu şekilde elde edilecek sonuçların en kötü senaryoyu ortaya koyacağı değerlendirilmiştir. Analizin yapılmasında Isograph firması tarafından verilen akademik lisans kullanılarak, Reliability Workbench 11.0 ticari programı kullanılmıştır. Programda öncelikle RBD modülünde gemi sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra sistemin alt sistemleri ve alt sistemlerin kullanılabilirliğini etkileyen olaylar RBD modülüne eklenmiştir. Kullanılabilirliği etkileyen her bir olayın arıza modelleri, geçmişte meydana gelen arızalardan hesaplanan MTTF ve MTBF değerleri girilerek oluşturulmuştur. Isograph RWB tarafından, oluşturulan sistem ve arıza modelleri doğrultusunda analiz yapılarak, gerek alt sistemlerin, gerekse ana sistemlerin güvenilirlik, kullanılabilirlik değerleri hesaplanmış ve raporlanmıştır. Geminin görev yapmasını etkileyecek arızaların işlendiği bir hata ağacı FT modülünde hazırlanarak bu modülle de hesaplama yaptırılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar gemi tipinin kullanılabilirlik açısından tatmin edici seviyede olduğunu göstermiştir. Güvenilirlik analizinde güvenilirliğin zamanla azaldığı tespit edilmiştir. Bu sorunun iki overhol arası süreyi azaltarak giderilebileceği vurgulanmakla birlikte, gemilerin kullanılabilirlik oranlarının yüksekliği nedeniyle sadece önemli cihazlarda yapılacak koruyucu ve ara bakımlarla yetinilebileceği değerlendirilmiştir.

Title

RELIABILITY AVAILABILITY AND MAINTAINABILITY ANALYSIS IN NAVAL SHIPS

Abstract

Reliability Availability and Maintainability (RAM) analysis is performed to predict availability of a system in the future and to make amendments which will increase the performance of an equipment where necessary. Ram analysis has been used for many years by companies to decrease the number of failures of the equipments especially in warranty period. Naval ships have various missions to accomplish. In order to accomplish the mission, ship availability should be considered with utmost importance. To identify the availability and reliability of a ship, failure rates of ship’s components are used. Ram analysis computed by failure rates may be helpful for decision-makers in modernizing the ship equipments. Equipments which have lower reliability and availability, may be exchanged or may be modernized in order to increase the performance of the equipment and availability of the ship. In order to maintain the availability, i.e., ship may continue to accomplish the missions assigned, Naval Ships should go through reliability, availability and maintainability analysis during both building and life cycle. Through Ram Analysis, components and systems, which reduce the availability of a ship, may be determined. Reliability and safety methods experienced a rapid development after the Second World War. These methods were mainly concerned with military use for electronics and rocketry studies. The first predictive reliability models appeared in Germany on the V1 missile project where a reliability level was successfully defined from reliability requirements and experimentally verified on components during their development stages. The first formal approach to shipboard reliability was the Buships specification, MIL-R-22732 of July 31, 1960, prepared by the United States of America’s Department of Defence and addressed ground and shipboard electronic equipment. After the success gained by RAM Analysis in military area, RAM analysis has been used by commercial purposes. Producers needed to improve the reliability of their items in order to seize the confidence of customers. In this thesis, some of auxiliary class ships have been examined through the failures occurred between two overhauls. Reliability, availability and maintainability of the systems are calculated on component basis by the help of a commercial software named as Isograph Reliability Workbench. Reliability Block Diagram (RBD) has been prepared and analyzed. Components affecting the availability of the ship are reported. This information may be used to decide whether these systems or components should be replaced with better systems or components. In this thesis, also a Fault Tree Analysis (FTA) is carried out manually in order to help ship crew in finding the reasons of common failures which may occur in ships. Results of RBD and FTA analysis are compared, and it is observed that they agree very well. The results include unavailability of system, failure frequency, unreliability, total down time of system and expected number of failures. While unreliability of system increases with working hours, unavailability of system does not change.

Anahtar Kelime

Güvenilirlik, Kullanılabilirlik, Savaş Gemileri, Gemi Makineleri

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :13939
Üniversite

508072003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ahmet Ergin

Tez Türü

Doktora

Ay

Temmuz

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Serdar Aytekin Köroğlu

Başlık

GEMİ YAPISAL DİZAYNINDA VEKİL MODEL KULLANIMI

Özet

Sonlu elemanlar yöntemi her ne kadar yapısal analiz için standart çözüm yöntemi olsa da, optimizasyon çalışmaları için yeterli derecede hızlı olamamaktadır. Bu nedenle analiz sürecini hızlandırmak adına, sonlu elemanlar yerine, yaklaşık ama daha hızlı, istatistik tabanlı vekil modeller kullanılmaya başlanmıştır. Bu modeller ne yazık ki kısıtlı sayıda parametreyle kullanılabilmektedir. Bu tezde, ileri sürülen yeni dizayn yaklaşımı sayesinde bu kısıtlama ortadan kalkmaktadır. Yöntem iki aşamadan oluşmaktadır: yapı taşı bloğu olarak kullanılan stifnerli paneller için farklı yük, malzeme ve geometriler için genel bir vekil model oluşturulması, bu blokların sistem olarak koordinasyonunu sağlamak üzere bir ayrıklaştırma algoritması. Oluşturulan yapı blokları arasında uyumu sağlamak üzere sabit sayıda bağlantı noktası ve bu noktalar arasında kalan noktaların panellerden bağımsız olarak aynı davranışı göstermeleri için kenar interpolasyonu yöntemi tanımlanmıştır. Kenar interpolasyonunda bağlantı noktası olmayan noktaların serbestlikleri, bağlantı noktaları serbestliği üzerinden kısıt denklemi olarak hesaplamalara katılmaktadır. Ayrıklaştırma yöntemi ise panellerin bağlantı noktalarının denge konumlarını bulmak üzere geliştirilmiş ve nokta sayısından bağımsız adım sayısında yakınsama kabiliyeti göstermektedir. Yöntemi test etmek üzere 3, 9 ve 25 panelden oluşan test yapıları oluşturulmuş ve yaklaşımın yakınsak karaktere sahip oluğu gözlemlenmiştir. Ayrıca algoritma parametrelerine bağlı olarak bir hassasiyet analizi sunulmuş ve belirli aralıklarda yöntemin birbirine yakın sonuçlar verdiği az sayıda iterasyonda bile gölemlenmiştir.

Title

SURROGATE MODELING IN SHIP STRUCTURAL DESIGN

Abstract

Being a de facto standard in structural analysis, finite element method is still not a sufficiently fast option for optimization problems. To speed up the analysis process, surrogate models, which are approximate but faster statistical models have been used as an alternative to finite element method. Unfortunately, these models are limited by the number of parameters involved in the model. In this thesis, a new design approach is proposed that will overcome this limitation. Method is composed of 2 stages: a generic surrogate model is built for different load cases, geometry and materials; a decomposition method to coordinate these models to work as a system. Fixed number of junction nodes are defined for compatibility across interfaces and to unify the behaviour of other nodes over the edge, an edge interpolation method is defined. Edge interpolation method is definition of the remaining nodes degrees of freedom (DOF) in terms of DOF of junction nodes by an interpolating polynomial and imposing the polynomial as constraint equation in the solution of the finite element model. Decomposition method on the other hand, has been developed to find the equilibrium configuration of junction nodes and it shows convergent behaviour in a constant order of number of iteration irrespective of the number of nodes. To test the algorithm three test structures have been constructed with 3, 9 and 25 sub-panels and the convergent character of the algorithm has been observed. Also a sensitivity analysis has been performed with respect to algorithm parameters and it has been observed that within certain limits, even for few number of iterations the algorithm gives close results.

Anahtar Kelime

yapısal optimizasyon, paralel hesaplama, vekil model, bölge ayrıklaştırma

Bilim Kodu

602




Sıra No :14051
Üniversite

508082003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Ömer Gören

Tez Türü

Doktora

Ay

Ağustos

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Murat Özbulut

Başlık

İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği Yöntemi ile Serbest Su Yüzeyli Şiddetli Akış Problemlerinin İncelenmesi

Özet

Bu tez çalışması kapsamında, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği literatüründe görece yeni sayılabilecek ve halen oldukça yaygın bir araştırma konusu olarak gelişimini sürdürmekte olan İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği (Smoothed Particle Hydrodynamics) yöntemi ile serbest su yüzeyli şiddetli akış problemleri 2-boyutlu olarak incelenmiştir. Bu problemler, sırasıyla, baraj yıkılması (dam-break), kısmi olarak sıvı ile doldurulmuş dikdörgen kesitli bir tankın yatay yönde çalkantı hareketi (sway-sloshing) ve serbest su yüzeyine yakın bir cisim etrafında oluşan akımın incelenmesi problemleridir. Bu çalışmanın odaklandığı başlıklardan birisi de literatürde yaygın bir şekilde kullanılan düzeltme terimlerinin bu çalışmada yeni olarak ortaya konulan serbest su yüzeyi düzeltme algoritması ile birlikte sonuçlara olan etkilerinin incelenmesidir. Bu kapsamda literatürde, verilen farklı düzeltme algoritmaları ve bu çalışmanın ortaya koyduğu serbest su yüzeyi düzeltme algoritması ile birlikte baraj yıkılması problemi üzerinde karşılaştırılmış ve her bir algoritmanın sonuçlara olan etkileri incelenmiştir. Ele alınan problemlerde tez çalışması sırasında geliştirilen serbest su yüzeyi düzeltme algoritmasının literatürde verilen deneysel ve bazı sayısal çözümlerle oldukça iyi bir uyumluluk gösterdiği gözlemlenmiştir.

Title

Investigation of Violent Free Surface Flows by Smoothed Particle Hydrodynamics Method

Abstract

This study aims to simulate non-linear violent free surface flows by using Smoothed Particle Hydrodynamics method. Due to its Lagrangian and meshless nature, the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method is an exceptionally suitable tool for modeling highly nonlinear violent flows with a free surface. In this work, three different 2-D violent free surface flow problems, namely, dam-break, sway sloshing and flow over an obstacle in an open channel are investigated by means of SPH method. One of the main objectives of the present work is the comparison of the effects of numerical treatments on results given in the literature. In this content, different numerical treatment algorithms which have great acceptance among SPH practitioners are implemented on dam-break problem together with a new free surface treatment introduced in this work. The comparative results show that the free surface treatment which is developed in this study have a good agreement with the experimental and some numerical results given in the literature.

Anahtar Kelime

İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği, Lagrange Dinamiği, Serbest Su Yüzeyi, Şiddetli Akışlar

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :14045
Üniversite

508052004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Doktora

Ay

Eylül

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ahmet Ziya SAYDAM

Başlık

YELKENLİ TEKNE HİDRODİNAMİK DENEYLERİNDE ÖLÇEK ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Özet

Hidrodinamik model deneyleri gemi ve yat tasarımcıları tarafından, test edilen model ile geometrik olarak benzer büyük prototiplerin performansının tahmin edilmesi maksadıyla kullanılmaktadır. Bu deneylerin geçmişi yüz yıldan fazla olsa da, günümüzde hala deneylerden elde edilen verilen ?gerçek bilimsel sonuçlar? olmaktan çok ?mühendislik tahmini? olarak nitelendirilmektedir. Bu durum, birçok gemi ve deniz aracı tipi için mühendislik açıdan yeterli bulunmakta olup yelkenli tekneler için kabul edilmesi mümkün olamamaktadır. Yelkenli tekne performans tahmini hidrodinamik ve aerodinamik kuvvetlerin deneylerle hesaplanıp Hız Tahmin Programı (Velocity Prediction Program, VPP) vasıtasıyla dengelenmesi esasına dayanmaktadır. Bu alanda gerek VPP yazılımlarında gerek kuvvetlerin deneyler ile ölçülmesi yerine hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile hesaplanabilmesi gibi gelişmeler olsa da henüz deneylerin tamamen yerini alacak bir metod geliştirilebilmiş değildir. Yapılan hesaplamalı akışkan dinamiği analizleri akım hatları görüntüleme, birden çok modeli kısa zamanda karşılaştırmalı olarak deneme gibi avantajlar sunsa da henüz deneylerin yerini alabilecek güven telkin etmemektedirler. Bu şartlarda tasarımcıların deney sonuçlarına güvenebilmeleri ve doğru metodlarla model üzerinde ölçülen kuvvetleri tam ölçeğe ekstrapolasyonunu yapabilmeleri önem kazanmaktadır. Gemi direnci için Uluslararası Deney Havuzu Konferansı (International Towing Tank Conference, ITTC) gibi prosedürlerle yapılan direnç tahminleri ekstrapolasyon sırasında bırakılan büyük marjlarla makine seçimi ve dizayn hızının sağlanması için yeterli sonuçlar vermektedir. Fakat, aynı yöntemlerin hiçbir değişiklik olmadan yelkenli teknelere uygulanması performans tahmini açısından sıkıntılı sonuçlar doğurmaktadır. Performans tahmininde gereken hassasiyet, gemilerden farklı olarak salma ve fin gibi büyük takıntıların maruz kaldığı ölçek etkisi bu sıkıntıların başında gelmektedir. Yanal kuvvet, viskoz ve dalga direnci komponentlerinin model ve tam ölçek arasında nasıl farklılıklar gösterdiğinin analiz edilerek mevcut ekstrapolasyon yöntemlerinin irdelenerek yelkenli tekneleri uyarlanması gerekmektedir. Bu alandaki çalışmalar güncelliğini yitirmiş olup, modern tekne formları ve takıntılar gözönüne alınarak, son yıllardaki test tekniklerindeki gelişmeler ışığında ve mevcut son teknoloji hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımları yardımıyla yapılacak deneysel ve hesaplamalı bir çalışmanın ölçek etkilerinin anlaşılması konusuna fayda sağlayacağı öngörülmektedir. Yelkenli tekne hidrodinamik deneylerinde göz önüne alınması gereken önemli bir diğer nokta maliyet ve doğruluk dengesinin sağlanmasıdır. Deney ve ekstrapolasyon tekniklerindeki gelişmeler büyük model kullanımını zorunlu kıldığından (özellikle takıntı geliştirme için) oluşan maliyetler artmakta olup deney sürelerinde uzamalar meydana gelmektedir. Tekne ve takıntı geliştirme odaklı sistematik bir ölçek etkisi araştırma çalışmasının, tasarımcılar ve deney yapıcılar için ölçek, maliyet ve doğruluk arasındaki ilişkinin daha iyi anlaşılması ve beklentiler ile örtüşen bir test programının bütçe kısıtları doğrultusunda oluşturulabilmesi için faydalı olacağı görülmektedir. Çalışmanın başlangıç aşamasını yelkenli tekne deneylerinde kronolojik gelişmelerin araştırılması oluşturmaktadır. 1901 yılında Watson tarafından yapılan deneylerden bu yana, deney teknikleri ve ekstrapolasyon tekniklerinde elde edilen tüm gelişmeler bu kapsamda incelenmiş ve metodların zaman içerisindeki gelişimi irdelenmiştir. Geçen süre boyunca model üretimi, kalite kontrol, deney ekipmanları, deney teknikleri, ekstrapolasyon tekniklerinin belirli bir noktaya kadar ilerlediği görülmüş, fakat temel problemlerin genele uygulanabilir bilimsel bir metodoloji ile çözülememiş olduğu belirlenmiştir. Tekniklerdeki gelişmelere paralel olarak, tekne formları ve kullanılan takıntıların karakteristikleri de zaman içinde değişim göstermiştir. Özellikle Amerika Kupası yarışları için yapılan araştırma ve geliştirme çalışmalarına paralel olarak bu yeniliklerin ortaya çıktığı görülmektedir. Tekne ve takıntı karakteristiklerindeki değişiklikler dolayısıyla ölçek etkisi incelemeleri zaman içinde demode kalmakta ve özellikle yenilenen takıntılar için araştırmaların yenilenmesi gereksinimi doğabilmektedir. Deney programı güncel metotların eksiklikleri ve kullanılacak deney ortamının kapasite ve kabiliyetleri göz önüne alınarak oluşturulmuştur. Tüm deneyler İstanbul Teknik Üniversitesi Gemi İnşa ve Deniz Bilimleri Fakültesi Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı?nda bulunan büyük deney havuzunda yapılmıştır. 160 metre uzunluğundaki havuzda, testler esnasında 5 m/s hıza kadar çıkılabilmektedir. Deney havuzunda kuvvet ölçümleri için tek nokta bağlantılı 6 bileşenli dinamometre bulunmaktadır. Model ölçeğinde ulaşılması gerekilen hızlar, blokaj etkileri, tek noktadan bağlantılı ölçüm sistemi sınırlandırmaları ve havuzda yapılmış olan geçmiş deney tecrübeleri göz önüne alındığında test edilebilecek azami yelkenli tekne boyunun 4 metre mertebesinde olması gerektiği tespit edilmiştir. Deneylerde TP 52 tipi yelkenli tekne modelleri kullanılmasına karar verildiğinden (Loa=15.85 metre), test edilebilecek en büyük tekne modelinin 1/4 ölçekte 3.96 metre boyunda olmasına karar verilmiştir. Test edilecek en küçük modelin boyutuna karar verilirken geçmiş tecrübelerde kullanılmış olan en küçük model boyutunun altına inilmesi ve bu boyutlarda oluşan farklılıkların tespit edilmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak en küçük modelin 1/10 ölçekte 1.58 metre boyunda olmasına karar verilmiştir. Toplam 4 adet, ölçekleri 1/10, 1/8, 1/6 ve 1/4 olan TP 52 tipi yelkenli tekne modelleri test edilmiştir. Deneylerde direnç ve yanal kuvvet ölçümleri için 6 bileşenli dinamometre kullanılmıştır. Bu sistem, modellerin dalıp çıkma ve baş kıç vurma hareketlerine serbest kalmasına müsade etmektedir. Dalıp çıkma lineer yer değiştirme ölçeri, baş kıç vurma ise açı potansiyometresi yardımıyla deneyler esnasında ölçülmüştür. Deneylerin ana amacı ölçülen parametrelerin ölçek ile değişiminin incelenmesi olduğundan, direnç parametresinin toplam olarak ölçülmesinin istenilen analizlerin ve beklenen çıkarımların yapılabilmesi için yetersiz olabileceği öngörüldüğünden teknelerin dalga formlarının ölçülmesi ve ilgili dirençlerinin hesap edilmesine karar verilmiştir. Dalga formları, modellerin her iki tarafında üçer adet dalga probu yardımıyla deneyler esnasında ölçülmüş ve analizler için ?boyuna dalga kesi? metodu kullanılmıştır. Deneyler, meyilsiz durumda çıplak tekne ve takıntılı koşullarda, meyilli durumda ise sadece takıntılı koşulda yapılmıştır. Tüm deneyler tam yüklü ağırlık durumu için yapılmıştır. Çalışmada, deneylere elde edilen sonuçları tamamlayıcı olması maksadıyla hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizlerine de yer verilmiştir. Yapılan hesaplamalı çalışmalarda, incelenen parametrelerdeki ölçeğe bağlı değişim eğilimlerinin deneylerde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, deneylerde incelenemeyen tam ölçek durumu için analizlere yer verilmiştir. Hesaplamalı çalışmalarda, Reynolds Averajlı Navier Stokes (Reynolds Averaged Navier Stokes, RANS) metodu kullanılmış olup meyilsiz durumda tekne ve takıntı direnç ve dalga profili değişimleri 1/8 ve 1/4 ölçekler için incelenmiştir. Meyilli durumda ise, meyil direnci ve taşıma kuvveti üretim verimlerinin ölçek ile değişimleri 1/8, 1/4 ve tam ölçek için incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, yelkenli tekne modellerinin hidrodinamik deneylerinde maruz kalınan ölçek etkileri, TP 52 tipi bir tekne için tespit edilebilmiştir. Teknenin, meyilsiz durumda test edilen farklı ölçekteki modellerinin dalga direnci, dalga formu ve dinamik davranışlarındaki farklılıklar ortaya çıkartılmıştır. Özellikle takınıtlı koşulda, modeller arası farklılıkların olası sebepleri incelenmiş olup, mevcut ölçüm sistemi ile elde edilen veriler ışığında bu sebeplerin bir kısmının tespit edilmesi mümkün olmuştur. Yapılan analiz sonucunda, yelkenli tekne model deneylerinde ?özellikle yüksek süratlerde- maruz kalınan dinamik hareketler dolayısıyla oluşan ıslak alan değişiminin direnç ayırıştırma ve ekstrapolasyon sürecinde göz önüne alınması gerekliliği ortaya çıkarılmıştır. Yapılan meyilli durumdaki testlerde ise, yanal kuvvet ve indüklenmiş direnç üretimi eğiliminin ölçek ile değişimi ile ilgili farklılılar tespit edilmiştir. Deneysel olarak varlığı tespit edilen fakat kaynakları mevcut deneysel veriler ışığında tanımlanamayan ölçek etkilerinin belirlenebilmesi maksadıyla yapılan hesaplamalı çalışmalarda, özellikle takıntı dirençlerinin hesap edilmesi için kullanılan ampirik formülasyonların, yüksek süratlerde oluşan trime, takıntı-tekne arası ve takıntılar arası etkileşimlere hassas olmadığı ve bu sebeplerden dolayı direnç ayırıştırma ve ekstrapolasyon işlemlerinde hatalar oluştuğu tespit edilmiştir. Tamamlanan çalışma sonucunda, yelkenli tekne model deneylerinde direnç ayırıştırma ve ekstrapolasyon için kullanılan metodolojinin eksiklikleri, kullanılan ampirik formülasyonların yetersizlikleri anlaşılmış ve bu eksiklik ve yetersizliklerin giderilmesi için öneriler sunulmuştur. Meyilsiz ve meyilli durumdaki testler için ölçek belirleme sürecinde model ölçeği, doğruluk ve bütçe arasındaki ilişki tanımlanmış ve proje beklentileri göz önüne alınarak ölçek belirleme süreci için tavsiyeler verilmiştir. Yapılan çalışmada elde edilen sonuçların literatür ile örtüşmekte olduğu görülmüştür. Araştırma konusunun, geçen yıllar boyunca birçok araştırmacı tarafından irdelenmiş olmasına rağmen, konu özgün bir metodoloji ile deneysel ve hesaplamalı çalışmaları sistematik bir biçimde birleştirmek suretiyle ele alınmış ve sonuçların gelecekte yapılacak test çalışmaları için dikkate alınacak nitelikte olduğu tespit edilmiştir.

Title

INVESTIGATION OF SCALE EFFECTS IN SAILING YACHT HYDRODYNAMIC TESTING

Abstract

Towing tank experiments on geometrically similar models of a prototype have been used by naval architects to predict the performance of yachts to mitigate the risk of performance penalties. Although this technique has been utilized for over a century, the data obtained from the towing tank tests are still treated as ?engineering estimates? rather than ?exact scientific results?. This may be sufficient for an engineering approach for certain types of vessels, however it has never been acceptable in the case of sailing yacht testing. Performance of sailing yachts have been estimated by balancing hydrodynamic and aerodynamic forces and moments with the aid of a Velocity Prediction Programme (VPP). There have been major progresses in terms of VPP software development and estimation of forces with Computational Fluid Dynamics (CFD) methods, but no tool has managed to replace experiments upto now. CFD analyses are widely used for local flow investigation, flow visualisations, comparison of design alternatives in short time but sufficient confidence has not been gained to eliminate the need of experimentation. Under these circumstances, it is of vital importance for the yacht designers to solely rely on experiments and have confidence on the results so that the model results may be extrapolated to full scale with suitable tools. Procedures like ITTC recommendations, which are developed mainly for conventional ships, give reasonably accurate results in terms of powering with the large margins. Although they are suitable for ship powering purposes, they are not so suitable for sailing yacht testing owing to differences in expectations of accuracy and existance of scale effects experienced by the hull and the relatively larger appendages. Therefore, it is required to explore the trends in the variation of sideforce, viscous and wave resistances with scale and assess the suitability of the currently available extrapolation methods for sailing yacht experiments. It is worth noting that studies in the field are no longer up-to-date and contemporary experimental and numerical studies in the field are required which would make best use of currently available experimental methods and state-of-the-art CFD tools in order to have a better understanding of the scale effects experienced during tank testing of sailing yachts. Another vital consideration in towing tank testing campaigns of sailing yachts is the cost versus accuracy trade off issue. As the advancements in terms of testing and extrapolation techniques force experimenters to test large models ?especially for appendage development studies- leading to extreme budgets and towing tank run times. A systematic study of scale effects with emphasis on hull and appendage development studies would give a better understanding of cost versus scale trade off in this field. The study has been initiated with a broad survey on the literature in the field, going back to Watson?s tests in 1901. The efforts in improving the testing and extrapolation techniques associated with yacht testing since then has been analyzed. It?s been seen that the methods have improved over the years, certain assumptions were replaced with more accurate estimates, model manufacturing, measurement tools and testing tehniques were improved upto a certain extent. As the techniques were changing, the hull form and appendage considerations were also differing from era to era, neccesitating the renewal of the resarch in the field every now and then. Therefore, it has been decided to conduct the research on modern hull and appendage configurations. The testing program was developed with consideration of deficiencies of the current state of the art and the capabilities of the facility. All testing were performed at the large towing tank at Ata Nutku Ship Model Testing Laboratory of Istanbul Technical University. As a single post dynamometer system was available for force measurement, the maximum model size was limited to 4 meters. The decision was made to test a TP52 type yacht, hence the maximum scale to be tested was 1/4 at a length of 3.96 meters. The smallest model scale was chosen to be unconventionally small in order to track the differences at a length of 1.58 meters corresponding to 1/10 scale. As a result, four models of a TP52 yacht has been tested, with scales 1/10, 1/8, 1/6 and 1/4. During the tests, resistance and side force were measured by the 6-component dynamometer. The system enabled the models to freely heave and trim, these were measured by the aid of a linear displacement transducer and a potentiometer respectively. As the main concern of the tests was to investigate the differences in the measured parametes with respect to scale, it was decided that total force measurement in terms of resistance would not be sufficient to draw the conclusions. Therefore, it was decided to measure the wave pattern of the models. The wave patterns were analyzed with the longitudinal wave cut technique, they were measured by the aid of three probes on each side of the tank. The tests were conducted in upright condition for naked and appended configurations. For the heeled cases, only appended models were tested. CFD analysis were also performed during the research. A Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) code has been used for the calculations. The main objective of the CFD analysis was to assess the similarity of the variation of trends in investigated paramaters compared to the experiments. In the upright condition, variation of hull and appendage resistance and wave profile were investigated at scales 1/8 and 1/4. In the heeled condition, variation of heel drag and lift generation efficiency (induced drag generation characteristics) were assessed at scales 1/8, 1/4 and full scale. The results of the study were found to agree with the available literature. Even though this topic has been the subject of research for many in the past, it has been reconsidered with a genuine methodology in a systematic manner with combining experiments and numerical methods and the results were found to be benefical for consideration in future testing campaigns.

Anahtar Kelime

yelken, cfd, model, ölçek, deney

Bilim Kodu

602




Sıra No :13625
Üniversite

508101021

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ahmet Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Uğur Mutlu

Başlık

YÜKSEK HIZLI KOMPOZİT TEKNELERDE DÖVÜNMEYE MARUZ PANELLERİN MEKANİK ANALİZİ

Özet

Günümüzde mühendislik araçlarının dizaynı ve üretimi yapılırken genellikle iki temel kıstas üzerine işlemlere başlanır ve bitirilir. Bu şartlar tüm mühendislik araçları için aynıdır. Bunlar zaman kısıtı ve ekonomik kısıt yani yakıt kısıtıdır. Deniz araçlarında bu iki şartı birden sağlamanın yolu olabildiğince hafif araçlar üretmektir. Deniz araçlarında ağırlığı azalttıkça zamandan tasarruf edebilir aynı zamanda daha az yakıt harcamasını sağlayabilirsiniz. Tabi bu dizayn ve üretim süreçlerindeki en genel ifadedir, bu süreçlerde bir çok farklı kısıt ve koşul bulunmaktadır. Bu çalışmada, yakıt ve zamandan olabildiğince tasarruf sağlayabilmek için üretilen yüksek hızlı kompozit tekneler ele alınmıştır. Değindiğimiz gibi, deniz araçlarını hızlı ve yakıttan daha da tasarruf edecek şekilde dizayn ve imal etmek istiyorsak olabildiğince hafif üretmek önceliğimiz olmalıdır. Bu noktada deniz araçlarının imalat malzemesi ön plana çıkmaktadır. Seçeceğimiz malzeme deniz araçlarının performansına direkt etki etmektedir. Deniz araçlarının hafif olmasını isterken, tabi ki güvenliği de göz ardı edemeyiz. Malzemelerin minumum mekanik ve mukavemet özelliklerini karşılaması gerekmektedir. Bu durumda, kullanımı artık birçok sektörde iyice artan kompozit malzemeler denizcilik sektörü için de elverişili bir malzeme olmuştur. Yüksek hızlı teknelerde de kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Yüksek hızlı kompozit teknelerin hafifliği ve yüksek hızlarda hizmet sunabilmeleri son yıllardaki üretimlerinin artmasına sebep olmuştur. Bu teknelerin zorlu deniz koşullarında, hızlı ve güvenli bir şekilde görevlerini yerine getirmeleri istenmektedir. Bu yüzden mekanik olarak bu şartlarda çalışmaya elverişili olmalılardır. Yüksek hızlı kompozit teknelerin çalışmaları esnasında, baş kısımları birbirinden farklı büyüklükte statik ve dinamik yüklere maruz kalmaktadırlar. Bu çalışma iki ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde yüksek hızlı teknelerin baş kısımlarının dövünme esnasında maruz kaldığı hidrodinamik kuvvetler hesaplanmıştır. İkinci bölümde ise yüksek hızlı teknelerde dövünme kuvvetlerine maruz kalan kompozit malzemenin statik ve dinamik davranışı incelenmiştir. Hidrodinamik basınç kuvvetleri bulunurken, tekne formunun V şekilinde olduğu kabul edilmiştir. Suya giren yapı rijit olarak alınmıştır. Akışkan ise durgun kabul edilmiştir. Akışkan aynı zamanda döndürülemez (irrotosyanel) ve sıkıştırılamazdır. Analitik çözümlerle basınç kuvvetleri bulunmuştur. Basınç kuvvetlerinin büyüklüğüne etkiyen bir çok parametre bulunmaktadır. Bunların başlıcaları V tipindeki yapının suya giriş açısı ve suya giriş hızlarıdır. Bu çalışma kapsamında farklı sayıda suya giriş açıları ve hızları için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Yapı üzerindeki kompozit paneller referans bölgesi olarak ele alınmış basınç değerlerinin bu kompozit paneller üzerindeki değişimi gösterilmiştir. Kompozit paneller de farklı kenar oranlarına ( farklı boylara) sahiptirler. Bu durum kompozit panelin tamamının suya girişini değiştirdiği gibi, hidrodinamik darbeden dolayı oluşan basınç kuvvetinin değişmesine neden olur. Aynı zamanda kompozit plakların doğal titreşim frekansları da kenar oranlarının değişmesinden etkilenmektedir. Diğer bölümde ise, yüksek hızlı kompozit teknelerde kullanılan karbonfiber-epoxy malzemeden üretilmiş kompozit panellerin statik ve dinamik analizi yapılmıştır. Hidrodinamik darbeden doğan basınç kuvvetlerinin bulunması için malzemenin ne olduğunun önemi yoktur, o bölümde malzeme rijit kabul edilmiştir. Bu bölümde ise aynı ölçülere sahip panellerin karbonfiber-epoxy malzeme ile üretildiği kabul edilmiş ve bu kompozit malzemelerin statik analizleri yapılmış, doğal frekansları bulunmuştur. Kompozit malzemelerin yapısal davranışlarını etkileyen bir çok faktör bulunmaktadır. Bunların en önemlilerinden bir tanesi de fiberlerin yönelim açıları ve katmanların dizilimleridir. Nasıl bir mekanik davranış sergileyeceklerini daha önceden bilmek kaydıyla kompozit malzeme kullanırken farklı yönelim açıları ve dizilimler bir çok avantaj getirir. Farklı kombinasyonlarla farklı mekanik özellikler elde etmemizi sağlar. Bu çalışmada kompozit panllerin iki farklı sınır şartında mekanik özellikleri incelenmiştir: Dört kenar basit mesnetli ve dört kenar ankastre mesnetli. 5 farklı kenar oranına sahip panellerin herbiri 5 farklı dizilime sahiptirler. Tüm bu durumların kompozit panellerin statik ve dinamik davranışına olan etkisi ağırlı artıklar yöntemi olan Galerkin yöntemiyle ve sonlu elemanlar analizi yapan bir program olan Abaqus CAE ile incelenmiştir. Galerkin yönteminden ve Abaqus sonlu elemanlar yazılımından elde edilen sonuçların uyum içerisinde olduğu gözlenmiştir.

Title

MECHANICAL ANALYSIS OF HIGH SPEED COMPOSITE VESSELS’ BOW-FLARES’ PANELS

Abstract

Before design and production process of every kind of engineering vessels; including airccraft, automotive and marine vessels need to achive two important items. Every engineering vehicle needs to be fast not to consume so much time. Another target of engineering vessels is not to consume too much fuel to be more economically. Marine vessels are designed and built to be more light to achive these two important items. We can achive not to consume too much time and fuel by building lighter vessels. Light vessels provide to achive both of them at the same time. There are lots of targets and constraints while designing and building marine vessels except these two targets about time and fuel. In marine sector, there are lots of vessel types have built up to now and so on. These vessels have different missons and different service areas. This diversity of marine vessels is being larger and larger dy by day. All vessel owner wants fast and economical boats. It doesn’t change this matter the boat type and the service area. In marine sector, to make the boats faster and low fuel consumer, the boats are produced more lighter. In this work, a mechanical analysis has been applied for the high speed boats. As we said before, if we would like to consume less fuel and less time, we have to build the marine vessels lighter. At this point, the building material of marine vessels have important role at the weight of the marine vessel. While we traying to build lighter vessels, we also have to consider the safety. We mean mechanical properties and strength of the marine vessels. To achive all of these aims together, composite materials are very suitable for marine vessels. These materials have a large area of usage at different engineering industries including aircraft, marine and automotive sectors. At the production of high speed marine vessels, composite materials are used mostly. The demand to the high speed vessels is increased because of different reasons. These kind of boats need to achive their missons whatever the sea condition at the high speeds. At these conditions, these boats need to be reliable mechanically. In this work, the bow-flare of high speed boats are investigated. The bow-flares of high speed boat are exposed different kind of static and dynamic loads. This work includes two main parts. In first part, hidrodinamik impact pressures are investigated analitical. In second part, the static bending and dynamic behavior is investigated to the composite panels which are used at the bow-flares of marine vessels. In rough seas with large relative vessel motion, slamming may occur with large water impact loads. Usually, slamming loads are much larger than other wave loads. Sometimes marine vessels suffer local damage from the impact load or large scale buckling on the deck. For high-speed marine vessels, even if each impact load is small, frequent impact loads accelerate fatigue failures of hulls. Thus, slamming loads may threaten the safety of marine vessels. The expansion of marine vessel’s size and new consepts in fast marine vessels have decreased relative rigidity causing in some cases serious wrecks. A rational and practical estimation method of wave impact loads is thus one of the most important prerequisites for safety design of marine vessels. Wave impact has challenged many researchers and it acan be said that the mechanicsm of wave impacts are correctly understood for the 2-d case, and accurate impact load estimation is possible for the deterministic case. The long-term prediction of wave impact loads can be also given in the framework of linear stochastic theories. However, our knowledge on wave impact is still far from sufficent. In this work, we investigated the pressures which occurs while the boat slamming. The fundamental hypotheses of the mathematical description of the fluid are recalled that; the fluid is initially at rest, inviscid, incompressible and irrotational. The body is infinetly rigid, gravitational force is neglected and the atmospheric pressure is equal to zero. The effect of air trapped between the body and the free surface of the water is negligible. While slamming, mostly bow section of the marine vessels exposed to impact pressures. Here, the bow section of marine vessels assumed as a wedge shaped.Here for the analysis, the wedge shaped bow section of the vessel is partially modeled as composite rectangular plate. There are two general parameters which affect the impact pressures. These are the vertical velocity of the vessel and the deadrise angle of the bow-flare section. The vertical impact velocities are constant even after the boat enter the water as many researchers has done. Different five velocities has been used for the analysis. These are 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2 m/s. The other parameter which effects the impact pressure is deadrise angle of the bow section of marine vessel. This deadrise angle of the vessel directly effects the wetting time of the bow-flare. Five different deadrise angles has been used for this work. These are: 5, 10, 15, 30, 45 degrees. Another parameter which effects the wetting of panels is the length of panels. At the wedge shaped bow section, referance panels are used to study. These panels length effect the wetting time and the distrubition of the pressure. The lengths of panels are 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 meters. The analysis have been applied according to these parameters and impact pressures are investigated. The impact pressures are represented here in two different ways. Firstly the spatial impact pressure distribution at different times are represented. For different times, the impact pressure distribution along the plate is shown. Here, while the impact pressure sweeps the plate, the pressure changes at the different times. The second second way to show how the impact pressure distribution changes on the plate is temporal distribution. In this way, we can see that at a given point on the plate how the impact pressure changes according to time while the load sweeping accross the plate. In this way, we know the total time of splashing. When we define a point on the plate, from beginning to the end we can see the change of the impact pressure. The pressure at a given point starts from its maximum and after this point is under the free surface, the impact doesn’t change. At the second main part of this work, static bending and free vibration behavior of laminated composite panels whis is widely used at bow-flare of high speed marine vessels. Linear static analysis allows engineers to test different load conditions and their resulting stress and deformation. Bow-flares of high speed vessel’s are exposed to different loads. Knowing how a design will perform under different conditions allows engineers to make changes prior to physical prottyping, thus saving both money and time. Apart from static analysis, vibration analysis is also a critical component of a design. Any physical system can vibrate and the vibration of bow-flares of high speed vessels can cause hazardous results. The frequencies at which vibration naturally occurs and the mode shapes which the vibrating panles assumes are the properties of the system. The designer and marine engineer must know these properties of the system in order to design the high speed vessels against the failure due to vibrations. Inherent vibration modes in structural components or mechanical systems can shorten the equipment life and cause premature or completely unanticipated failure, often resulting in hazardous situations. Resonaces are determined by the material properties ( such as mass, stiffness, damping) and boundary conditions of the structure. If either the material properties or the boundary conditions of a structure change, its modes will change. Thats why, in this work a parametric study is applied for composite plates. Modes are used as a simple and efficent means of characterizing resonant vibration, which makes a structure to vibrate with excessive, sustained oscillatory motion. Resonant vibration is caused by an interaction between the inertial and elastic properties of the material within the structure. As we mention before, to make boats faster, the first thing we need is using lighter materials. Composite materials have found increasing applications in enginnering structures and in manufacturing industry. Composite materials can be optimized for strength, stiffness, fatigue, and heat and moisture resistance by changing the orientation of fibers. Composite materials have much higher strength to weight ratio than the conventional materials. The structural elements such as bars, beams, and plates are made of stacking together many plies of fiber reinforced layers in different angles to achive the desired properties. Because of all these reasons, mostly, high speed vessels built with composite materials. Inthis work, for different panels static and dynamic analysis is applied. All plates are rectangular laminated composite plates. The material is assumed carbonfiber-epoxy which has a high strength-weight ratio and high stiff-weight ratio like other composite materials. Two different boundary conditions is applied for all plates. These are all edges full clamped and all edges simple support boundary conditions. For the orientation three different angles are used 0, 45, 90 degrees whic are easy to use at production and the most used angles. Six different orientation and sequence is used for the static and dynamic analysis. The another parameter whic affect the static and dynamic behavior of composite panles is the aspect ratio. Aspect ratio has direct effect on the mechanical behavior of composite panels. Six different aspect ratios is analysed for this work. One edge of the panels has the constant length 0.5m., the other changes due to different aspect ratios. In this study, while investigating the maximum deflection and natural frequencies of the plates, the classical laminated plate theory which is based on the classical plate theory is applied. In the classical laminated plate theory it is assumed that the Kirchhoff Hypothesis holds. The bending and natural vibration of laminated composite panels are determined by using weighted residual method Galerkin formulation and finite element method Abaqus (CAE). The maximum deflections occurring at the middle of the plates are determined for all possible changes on the composite plates. The lowest four natural frequencies are determined for all possible changes on the composite plates such as, the change in the boundary conditions (all edge fully clamped and all edge simple supported), the change in the laminate configuration (six different symmetrical configuration), the change in the aspect ratios. The study shows that; the plates with the fully clamped and simple supported boundary conditions behave in a similar way for static deflections. The results of static bending analysis and natural free vibration analysis weighted residual method Galerkin formulation and Finite Element Method (Abaqus CAE) gives close results.

Anahtar Kelime

katmanlı kompozit levha, dövünme kuvvetleri, statik analiz, doğal titreşim analizi

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :14012
Üniversite

508101011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof,Dr,Metin TAYLAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ağustos

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

majid makouizad

Başlık

RÖMORKÖRLERDE STABİLİTE ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada Hydromax programı yardımı ile römorkörlerde statik stabilite ve çekme halindeki stabilite analizleri yapılmıştır. İlk bölümde genel olarak römorkörler hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde stabilitenin genel esasları hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde Türk Loydu stabilite kurallarındaki römorkörlerle ilgili olan kısımlar verilmiştir. Dördüncü bölümde çekme römorkörlere ait, IMO’ya önerilen yeni kurallar ve onların mevcut kurallarla farkları anlatılmıştır. Son bölümde ise tablolar ve grafikler halinde römorkörün hidrostatik özellikleri ve stabilite hesaplamaları verilmiştir

Title

This document presents background information on the principles for unified stability criteria and operational guidance for vessels engaged in anchor handling operations. In this workout, it has been carried out stability analysis of tugboats in case of intact stability and towing with the help of the computer programs (Maxsurf, Delftship, Freeship, Hydromax). In the first section, it has been given information about tugboats. In the second section, it has been given information about general principles of stability. In the third section, it has been given rules related tugboats in Turkish Lloyd stability rules. In the fourth section, it has been given new rules proposed to IMO related towing tugboats and it has been mentioned differences between new proposed rules and current regulations. STABİLİTY ANALYSİS TUGBOAT

Abstract

This document presents background information on the principles for unified stability criteria and operational guidance for vessels engaged in anchor handling operations. In this workout, it has been carried out stability analysis of tugboats in case of intact stability and towing with the help of the computer programs (Maxsurf, Delftship, Freeship, Hydromax). In the first section, it has been given information about tugboats. In the second section, it has been given information about general principles of stability. In the third section, it has been given rules related tugboats in Turkish Lloyd stability rules. In the fourth section, it has been given new rules proposed to IMO related towing tugboats and it has been mentioned differences between new proposed rules and current regulations. In the last section, it has been given hydrostatic properties and stability calculations of a selected generic tugboat in tabular and graphical forms

Anahtar Kelime

römorkör,gemi,stabilite

Bilim Kodu

602




Sıra No :13877
Üniversite

508091011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Temmuz

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Can ARIKAN

Başlık

LEAN MANUFACTURING PHILOSOPHY AND THE VISION OF THE TURKISH SHIPYARDS

Özet

Günümüzde mal ve ürün çeşitliliğinin artması bununla birlikte aynı ürünü üreticiye arz edecek firma sayısının artmasından dolayı eski moda yapılan ticaret artık neredeyse uygulanamaz hale gelmiştir. Bu sebeplerden dolayı firmalar birbirleriyle rekabet edebilmek için, üretim maliyelerini azaltmak adına birçok iyileştirici yöntemler bulmak zorunda kalmışlardır. Bu noktada yalın üretim felsefesi ve uygulamaları, birbirleriyle rekabet eden firmalar arasında üstünlük sağlama konusunda önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Üretim maliyetlerini azaltmak ve daha rekabetçi olabilmek için bu çalışmada yalın filozofisini, yalın üretim tekniklerini ve Türk Tersaneleri’nin yalın üretim ile ilgili mevcut vizyonları incelenmiştir. Yalın üretimin başlıca çıkış sebebi, Japonlar tarafından Amerikalıların toplu üretim stratejisi ile rekabet edebilmek içindir. Bununla birlikte Türk tersanelerinin son yıllardaki üretim eğilimlerinden ve durumlarına değinilmiş ve alınan siparişlerin dolayısıylada üretilen gemi sayısında ciddi bir düşüş yaşandığından bahsedilmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda yalın üretim ve Türk tersaneleri ile ilgili yeterli sayıda bir çalışmanın olmadığı ve bu konuda bir çalışma yapılması sonucuna varılmıştır. Bu çalışmanın başlıca olarak 5 adet amacı vardır. İlki, yalın üretimi ve yalın üretim tekniklerini anlaşılır şekilde tanımlamaktır. İkinci olarak, yalın üretim ile beraber uygulandığı zaman çok daha etkili olabilecek 6 sigma teorisini tanımlamaktır. Çalışmanın bir diğer amacı, Türk Tersaneleri’nin yalın üretim ile ilgili bilgi birikim ve vizyonlarını ortaya koymaktır. Çalışmanın dördüncü amacı farklı tersanelerden alınan datalar sonucunda geleceğe yönelik Türk Tersaneleri ile ilgili varsayımda bulunmaktır. Çalışmanın son amacı ise; yalın üretim uygulama tekniklerinden birisi olan 5S yöntemini teorik olarak bir tersaneye nasıl adapte edilebileceğine dair önerilerde bulunmaktır. 1900’lerin başında Amerikalıların toplu üretim stratejisi uygulamasına rağmen aslında yalın üretim o adla olmasa da bu yöntemi ilk uygulayan Henry Ford’dur. Daha sonra Japonlar, başta Toyota (otomotiv sektöründe faaliyet göstermektedir) olmak üzere yalın üretimi teori haline getirmiş ve endüstri kollarında uygulamaya başlamışlardır. Bu teorinin ortaya çıkmasındaki amaç, Japonların Amerikalıların toplu üretim stratejisine karşı maliyetleri düşürülerek onlarla rekabet edebilecek hale gelip pazarda paylarını almaktı. Daha sonra bu teori dünya çapında yayılmış ve rakipleri arasında üstünlük sağlamak amacıyla üretim maliyetlerini düşürmek isteyen birçok firma tarafında kullanılmaya başlanmıştır. Yalın üretim aslında adından da anlaşılabileceği gibi bir ürünü aynı kalitede hatta daha kaliteli üretirken eski yöntemlere göre daha az adam ile daha az sürede üretme felsefesine sahip bir iyileştirme yöntemidir. Bunu yaparken 5 adet ana ilke uygular. Birincisi, değerin (ürünün) tanımlanmasıdır. Yani ürünü müşterinin gözünde bakarak inceler, değerlendirir ve analizlerini bu bakış açısıyla yapar. İkinci olarak, değer akışının iyi tanımlanmasıdır. Değer akışı ham maddenin nihai ürüne dönüşme sürecindeki bir üreticiden diğer üreticiye ve son kullanıcıya kadar olan tüm aşamaları içerir ve inanılmaz boyutlarda israf barındırır. Üçüncüsü, üretimin sürekli olarak devam edebilmesidir ki bunu yalın üretim kısaca sürekli akış olarak tanımlar. Sürekli akış sağlanırken kayıpların da minimize edilmesi yalı üretim felsefisinin ana amacıdır. Ancak akışın sağlanması yeterli değildir. İstenmeyen ürünleri hızla akıtmak sonuçta sadece israf olacaktır. Müşteriye istemediği ürünlerin itilmesi yerine müşteri istediğinde ürünü çekmesini sağlamak pek çok israf kaynağını ortadan kaldıracaktır. Sürekli akış uygulandığında ürün geliştirme, sipariş alma, fiziksel üretim işleri çok kısa sürede tamamlanabilir hale gelecektir. Bu müşterinin gerçekten istediği şeyleri, tam istediği zamanda tasarlayabilme, planlayabilme ve üretebilme imkanını verdiğinden satış tahmini yapmak, karmaşık planlama yazılımları kullanmak, stokta kalan ürünleri itmek için kampanyalar düzenlemek zorunluluklarını ortadan kaldırarak sadece istenen şeylerin daha iyi üretilmesine odaklanabilmeyi de sağlayacaktır. Dördüncüsü, çekme ilkesidir. Yalın Düşünce’nin çekme ilkesi değerin müşteri tarafından kaynağından çekilmesini öngörür. Çekme, sonraki aşamalarda yer alan müşteri istemeden önceki aşamalarda hiçbir şekilde ürün ya da hizmet üretilmemesi anlamına gelir. Çekme ilkesi, nihai müşterinin belli bir ürün için yaptığı taleple başlar, ürün müşteriye ulaşana kadar geçen tüm aşamaları geriye doğru izleyip her aşamanın bir öncekinden talep etmesiyle üretimi başlatmak şeklinde uygulanır. Son ilkesi mükemmeliktir. Böylece, yalın yaklaşımı uygulandığında işgücü verimliliği, işin tamamlanma zamanı, stoklar, müşteriye ulaşan hatalı ürünler ile hurda oranları, ürünü pazara sunma süresi gibi parametrelerin hepsinde birden radikal iyileşmeler görülecek, çok küçük ilave maliyetlerle ürün çeşitliliği artırılabilecek ve bunlar yeni teknoloji yatırımlarına gerek kalmadan, hatta mevcut bazı ekipmanlar satılarak negatif sermaye yatırımı ile ve birkaç yıllık bir süre içinde başarılabilecektir. Bu ilkeleri firmalara entegre edip uygulayabilmek için geliştirilmiş olan bazı yöntemler vardır. Bunlar; doğru zamanda üretim (just-in-time production), kanban sistemleri, değer akışının analizi, işlerin standartlaştırılması, bir dakikada kalıp değiştirme, 5S,Poka-Yoke ya da başka bir ifadeyle otonomasyon, toplam üretken bakım, kalite çemberleri ve daha birçok yöntem mevcuttur. Hemen hemen her türlü endüstri branşına entegre edilebilmesinin kolaylığı açısından yapılan bu tez çalışmasında uygulama bölümünde 5S yöntemi tercih edilmiştir. 5S yöntemi adını Japonca’da Seiri (sınıflandırma), Seiton (düzenleme), Seiso (temizlik), Seiketsu (standartlaştırma) ve Shitsuke (disiplin) kelimelerinin baş harfi olan “S” harfinden almıştır. Aslında bu saydıklarımız yöntemin aşamalarıdır. Birinci adım sınıflandırmada gereksiz olan malzemeler çalışma ortamından uzaklaştırılır. Fazla, zamanı geçmiş ve ne olduğu belirsiz eşyalara bir işaret koyarak sınıflandırılır ve toplanır. İkinci adım düzenlemede ise her şeyin bir yeri olmalıdır. Nesnelere kolay ulaşabilmeli ve operatörün fiziksel olarak zorlanmayacağı şekilde olmalıdır. Üçüncü adım temizliğin bazı aşamaları vardır; temiz olması gereken yer için bazı aşamalar vardır. Bunlar: temizlik seviyesinin tespiti, görevlendirme, metodlara karar verme, araçların temini, takip ve kontrol listeleri hazırlamak. Hedef ise bütün çalışma alanlarını temiz aydınlık tutarak çalışanların moralini yükseltmek. Standartlaştırma aşamasında ise ulaşılan sistemin sürekli hale gelmesi sağlanır. Beşinci ve son olarak disiplin aşamasında ise çalışmaların sonucu her fırsatta anlatılır ve örneklerle desteklenir kontrol listeleri ile korunur. 6 Sigma teorisi yalın üretim gibi ortaya çıkan ve üretim maliyetlerini sıfır hatalı üretimi hedefleyerek indirmeye çalışan, bir iyileştirme yöntemidir. Aslında sigma zaten hata olasılığı ya da doğrudan şaşma anlamına gelir ve 6 sigmada 1 milyon üründe sadece 3 adet üründe hata demektir ki zaten bu felsefenin amacı ve hedefi budur. Yalın üretim değeri yani müşteriye sunulan nihai ürünü, 6 sigmada değerin sıfır hata ile üretilmesini hedefler. Dolayısıyla bu iki teori birbirini tamamlayıcı felsefelerdir. Daha sonra sonuç bölümde yapılacak olan geleceğe yönelik öngörü-tahminde bulunulacağı için yapılan bu çalışmanın beşinci bölümünde detaylı olarak yer verilmiştir. Türk Tersaneleri 2000’lerin başından itibaren 2008’lerin ortasına kadar yükselişe geçmiş ve Cumhuriyet tarihindeki en yüksek gemi üretim tonajlarına çıkmıştır. Maalesef gerek dünya genelindeki ekonomik kriz gerekse yanlış stratejiler sebebiyle 2008 yılının son çeyreğinden itibaren gemi siparişleri düşüşe geçmiş ve 2013 yılına gelindiğinde ise birkaç tersane haricinde yeni proje alan tersane sayısı iki elin parmaklarını geçmeyecek durumu gelmiştir. Bu durumun sebeplerinden bir tanesi ise Asya kıtasında bulunan tersanelerin Türkiye’den daha ucuza gemi imal etmesi ve dolayısıyla da dünyadaki gemi siparişi tercihinin bu bölgeye kaymasıdır. Yalın üretim felsefesinin Türk Tersanelerindeki durumu incelendiğinde ise büyük tersanelerin üst düzey yöneticilerin bu felsefeden haberdar olduğu fakat şirket geneline yayılamadığı için herhangi bir uygulamanın yapılmadığı ya da yapılsa da tam entegrasyonun sağlanamadığı için yalın üretimin faydalarından fazla yararlanılamadığı incelenmiştir. Ufak çaptaki tersanelerde ise durumun daha kötü olduğu, tersane sahiplerinin bile böyle bir felsefeden haberdar olmadığı incelenmiştir. Uygulama bölümünde, yukarıda da bahsedilen yalın üretim yöntemlerinden 5S metodu kullanılmıştır. Uygulama yeri için Ada Tersanesi’ne gidilmiş ve bu tersanenin boru atölyesine 5S yönteminin uygulanmasına karar verirmiştir. Yalnız bu uygulama pratik olarak değil teorik olarak yapılmıştır. Böyle bir yöntemin (pratik değil teorik olarak uygulama yapılması) seçilmiş olmasının başlıca sebepleri vardır. Bunlardan ilki, yalın üretim uygulamasının firmalarda bir devrim niteliğinde olmasıdır ve maalesef insanların yeniliğe karşı oldukça direnç göstermesinden dolayı, belirli bir zamana (minimum 1sene) gerek olduğudur. İkinci sebep olarak, insanların yeniliklere karşı dirençli olmasından dolayı bu uygulamaları yönetecek kişinin tersanede tam zamanlı ve yaptırım gücü yüksek bir pozisyonda çalışır olması gerekliliğidir. Bu bölümde tersane organizasyonunun 5S yöntemine nasıl entegre edilebileceğine dair önerilerde bulunuldu. Daha sonra 5S yöntemlerine derinlemesine inilip her bir adım için teker teker önerilerde bulunulmuştur. Ayrıca çalışanların yapılan bu yeniliklere karşı göstereceği dirence karşı kararlı ve tutumları olmaları ve gereken yaptırımları almaları gerektiği önerisinde bulunulmuştur. Müşteri taleplerindeki çeşitlilikten dolayı, ürün çeşitliliğinde de sürekli artışın yaşandığı günümüz dünya ekonomisinde, artık eski tarz yöntemleri kullanarak üretim yapan firmaların rakipleri ile rekabet edebilme yetileri oldukça azalmaktadır. Firmaların, birbirleriyle rekabet edebilmeleri içim olabildiğince maliyetleri azaltmaları gerekmektedir. Bunu da yapabilmeleri için gereksiz harcamalar minimize edilmelidir. Son birkaç yıl öncesine kadar işlerin çok iyi olduğu Türk Tersaneleri son yıllarda sipariş sorunu yaşamakta ve kriz dönemine geçilmiştir. Araştırmalar göstermektedir ki, bu problemleri yaşayan Türk Tersaneleri, maliyetleri düşürüp verimliliği oldukça arttıran yalın üretim yöntemini ve hatta onu destekleyen 6 sigma yöntemini kullanmazlar ise yakın gelecekte yurt dışındaki rakipleri ile rekabet edemez hale geleceklerdir.

Title

YALIN ÜRETİM FİLOZOFİSİ VE TÜRK TERSANELERİNİN VİZYONU

Abstract

Nowadays, conventional trade has been collapsed due to the diversity of goods and products and due to the huge number of firms that cause redoubtable competition between these firms. As a result of it new methods have been risen to lower the production costs. At this point, lean manufacturing is one of the crucial methods to help the firms to compete to the rivals. In this study, lean philosophy and lean manufacturing techniques and the vision of Turkish Shipyards to lean manufacturing have been subjected. The literature review part consists of historical background of lean philosophy and lean manufacturing. The selected studies about lean are also presented in this study. These methods are; 5S system and continuous improvement, visual controls, cellular manufacturing, total productive maintenance, just-in-time, standardization of work, single-minute exchange of die, value stream mapping, production smoothing, kaizen blitz. In this study also 6 sigma has been introduced. The reason of informing 6 sigma is in conclusion part there is a prediction section that combines lean and 6 sigma. 6 sigma targets to minimize the failure in manufacturing and lean targets the defects in manufacturing. So it is obvious that these two philosophy support each other. This study focused on lean manufacturing principles, lean manufacturing tools and techniques. The part that makes this study individual is Turkish Shipyards. Information and data have been given about Turkish Shipyards and their role world shipyard marketing. Three Turkish Shipyards, which are Girgin Kale Shipyard, Kocatepe Shipyard and Besiktas Shipyard, have been visited and photos have been taken from these shipyards. Furthermore, a shortly interview has been made in each shipyards. According to these data and images, the existence of lean manufacturing in Turkish Shipyards has been interrogated. The crucial and making the study more worthy is implementation part. Beside these three shipyards, another shipyard has been investigated deeply and recommendations (one of the method for implementing lean philosophy into companies) while applying 5S have been presented. Furthermore, while appliyng 5S into the shipyard the importance of determination and discipline of authorities have been advised. Of course, this has been done just in theory for some plausible reasons which are explained in relevant chapter 8. In conclusion it has been emphasized that the best way to challenge with competitiveness between the companies will be LEAN SIX SIGMA for every type of business in the future. Turkey has great potential in shipyard industry. To transform this potential energy to kinetic, it is obvious that Turkish Shipyards should understand the lean philosophy and should implement it to their shipyards by the help of the methods that is mentioned at chapter 3 lean manufacturing techniques and tools. I predict that the shipyards, which have accomplished the implementation of lean and start to use lean six sigma, will survive in Turkey.

Anahtar Kelime

yalın, yalın üretim, 5s

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13690
Üniversite

508111006

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ömer GÖREN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hayriye Pehlivan

Başlık

DİKDÖRTGEN KESİTLİ DALGAKIRANLARIN DÜZENLİ DALGALARDAKİ HAREKET ANALİZLERİ İÇİN HİDRODİNAMİK HESAPLAMALAR

Özet

Bu çalışmada, dikdörtgen kesitli bir yüzer dalgakıranın hidrodinamik analizleri için Sabuncu (1981) tarafından, üç boyutlu düşey silindirlerin hidrodinamik katsayılarının hesaplamasına yönelik olarak geliştirilen analitik yöntem kullanılmıştır. Lineer ve potansiyel teori kabullerine ek olarak Değişkenlerine Ayırma yöntemiyle bulunan hız potansiyelleri için iç çözüm Fourier serilerine dış çözüm ise Eigen fonksiyonlarına açılmıştır. Eşleştirme tekniği ile bu iki bölgeye ait hız potansiyelleri sınır üzerinde eşlenerek basıncın ve hızın sürekliliği sağlanır. Toplam hidrodinamik analiz için bu yöntem hem zorlanmış hareketlere ait hidrodinamik katsayıların hem de cisme gelen ve yansıyan dalganın oluşturduğu kuvvet ve momentlerin bulunması için uygulanır. Dalga kuvvetleri kesitin ıslak yüzeyi üzerinde basıncın integrasyonu ile elde edilir. İki boyutlu kesit için elde edilen değerler boyutsuzlaştırılıp hem deneysel çalışma hem de sayısal çözüm ile kıyaslamalı olarak sunulmuştur ve sonuçların deney ve sayısal yöntem ile uyumlu olduğu gözlemlenmektedir. Ayrıca elde edilen çözümler süperpozisyon prensibi ile birleştirilerek cismin düzenli dalgalardaki genlik karşılık fonksiyonları bulunur. Sonuç olarak bu çalışma dikdörtgen kesitli yüzer yapıların hidrodinamik analizi problemine daha basit ve kullanışlı çözümler üreterek yaklaşmakta, teorik ve sayısal olarak daha önce de çözülmüş bu problem için çözümü hızlandırıp kolaylaştırmaktadır. Problemin basitleştirilerek iki boyutlu çalışılması dilim teorisinin kullanılması ile üç boyutlu cisimlerin de tasarımına yönelik güçlü bir yaklaşım oluşturarak avantaj sağlamaktadır.

Title

HYDRODYNAMIC ANALYSIS OF A RECTANGULAR FLOATING BREAKWATER IN REGULAR WAVES

Abstract

An analytical technique, which was originally developed by Sabuncu (1981) for the computation of three dimensional hydrodynamic coefficients of vertical axis circular cylinders, is employed to investigate rectangular floating breakwater hydrodynamics. Under the assumptions of linear and potential theory besides using the method of Separation of Variables and Matching Technique, interior solution is expanded into Fourier series, and for exterior solution Eigenfunction expansion of the potential function is made. Then the solutions of the potential for both regions are matched at the common boundary of the regions so as the technique enforces continuity of pressure and velocity across regions interface. For the total hydrodynamic analysis of the system, the technique is applied for both of the diffracted and the radiated fields. Then they are connected through the equation of motion of the structure by superposition. The wave forces are determined by integrating the pressure on the wetted surface of the structure. The results are first compared with those of a two dimensional experimental work and a numerical approach in dimensionless form. The added mass and damping coefficients obtained by the present study are in good agreement with the other studies’ results. The mathematical solution presented here, when compared with other works, is obviously simple, needs shorter computing time and this makes the present study more versatile. By means of the present method, it is possible to estimate hydrodynamic forces and moments acting on a three-dimensional body through consideration of two-dimensional sections within the frame of the strip theory.

Anahtar Kelime

Değişkenlerine Ayırma, Eşleme Tekniği, hidrodinamik katsayılar, dikdörtgen kesitli yüzer dalgakıranlar.

Bilim Kodu

602




Sıra No :13687
Üniversite

508101005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Selma Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ceren Yılmaz

Başlık

TÜRK BAYRAKLI GEMİLERİN ENERJİ VERİMLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, Türk bayraklı gemilerin CO2 salınım miktarları, Rightship organizasyonunun geliştirdiği mevcut gemilerle ilgili enerji verimliliği dizayn indeksi, EVDI kullanılarak belirlenmiştir. Her bir gemi tipi için IMO tarafından istatistiki çalışmalar sonucunda belirlediği EEDI referans eğrileri ile karşılaştırılmaları yapılmış izin verilen emisyon sınırını geçip geçmedikleri ortaya konulmuştur. Daha sonra hesaplanan bu EVDI değerleri kullanılarak, Türk bayraklı mevcut gemilerin sera gazı emisyon değerlendirmesi yapılmıştır. Sera gazı emisyon değerlendirmesi, basit bir A-G skalası kullanılarak, benzer boyutlu ve tipteki gemilerin teorik karbondioksit emisyonlarını karşılaştırmaya olanak veren yenilikçi bir ölçümdür. A sınıfı en enerji verimli gemiyi, G sınıfı ise enerji verimliliği en az olan gemiyi göstermekte olup, A’dan G’ye doğru gidildikçe gemilerin enerji verimliliği azalmaktadır. Elde edilen sonuçlardan, IMO’nun EVDI benzeri bir CO2 emisyon indeksi kullanıp, yeni gemiler için belirlediği referans eğrileri ile olması gereken CO2 salınımlarını sınırlaması durumunda; özellikle Türk bayraklı dökme yük gemileri için bir an önce CO2 salınımlarını azaltmak için gerekli tedbirler alınması gerektiği saptanmış ve CO2 salınımlarını azaltmak için, öncelikle gemilerin servis hızları yeniden gözden geçirilip azaltmaya gidilmesi önerilmiştir.

Title

AN INVESTIGATION ON THE ENERGY EFFICIENCY OF TURKISH FLAG SHIPS

Abstract

In this study, CO2 emissions of Turkish Flagged ships were determined by using the existing vehicle energy efficiency design index (EVDI) developed by Rightship organization and the results compared with the values of the EEDI reference lines of IMO. Then, greenhouse gas ratings of Turkish flagged ships were determined by A-G class scale. A scale shows the highest energy efficient ship whereas G scale shows the lowest energy efficient ship. From the results of this study, it is found that if IMO adopts EVDI type CO2 emission index regulation for existing ships and uses the EEDI reference line of new built ships to existing ships to limit CO2 emissions, the necessary measures should be taken to limit CO2 emissions for particularly Turkish flagged bulk carriers. It is suggested to decrease service speed of vessels in order to decrease CO2 emissions of ships.

Anahtar Kelime

Enerji Verimliliği Dizayn İndeksi, Sera Gazı Ölçeği, Gemiler

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13684
Üniversite

508101040

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Emin KORKUT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Zeynep TACAR

Başlık

TEK VE ÇİFT PERVANELİ GEMİLERDE NOMİNAL İZİN SAYISAL OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Gemilerin arkasındaki hız dağılımlarının incelenmesi kavitasyon, gürültü ve özellikle titreşim yönünden çok önemlidir. Bu etkilerin kaynağı gemi pervanesi olduğu için pervane düzlemi üzerindeki hız dağılımı yani iz dikkatle incelenmelidir. Bu çalışmada, tek ve çift pervaneli iki modelde pervane düzlemindeki nominal iz sayısal olarak incelenmiştir. İTÜ Ata Nutku Gemi Model Laboratuvarı’nda çift pervaneli bir tankerin 1/15 ölçekli modelinin iz ölçüm deneyleri yapılmış ve pervane düzlemindeki nominal iz ölçülmüştür. İz deneyleri ticari bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan StarCCM+ programında modellenip analiz edilerek elde edilen sonuçlar deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Analizlerde serbest su yüzey etkisi hesaba katılmamıştır. RANS denklemleri ve türbülans modeli olarak da SST k- modeli kullanılmıştır. Daha sonra aynı gemi modeli tek pervaneli bir modele dönüştürülerek analizler tekrarlanmıştır. Sonuçlar grafikler ve polar iz diyagramları çizdirilerek karşılaştırmalı olarak verilmiş ve sonuçlar üzerinde tartışılmıştır.

Title

NUMERICAL COMPARISON OF THE NOMINAL WAKE FIELD BETWEEN SINGLE AND TWIN SCREW SHIPS

Abstract

The hydro-acoustic noise and the fluctuating pressure on the hull and cavitation are the problems that need to be solved at design stage. These problems depend on the propeller and the wake distribution behind the ship. Due to this reason, the wake field of a ship must be carefully investigated and form optimization and propeller design should be done in light of this wake field data. In this study, the nominal wake field was measured experimental and computationally and CFD study was carried out to calculate the wake field. Then the results were compared for the single and twin screw configurations in order to get an insight into the nominal wake field. The wake measurement tests were carried out at ITU Ata Nutku Ship Model Testing Laboratory. In CFD analysis, constant density, gravity, turbulent flow (k- and SST Menter turbulence models), single phase (water), steady flow and 3-dimensionality were selected as physical models. In the twin screw configuration CFD results were compared with the experiment results. In the single screw configuration some changes were made at the stern of the original model and CFD study was carried out in order to calculate the wake field and make comparison between twin and single screw configuration.

Anahtar Kelime

Nominal iz, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :12966
Üniversite

508101013

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof Dr Emin Korkut

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Münir Cansın ÖZDEN

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNİN PERVANE KAYNAKLI GÜRÜLTÜ KARAKTERİSTİKLERİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ

Özet

Sualtı akustiği 1. Dünya Savaşı’nda denizaltıların etkin şekilde kullanılması ile önem kazanmış ve bu konuda yapılan çalışmalar, 2. Dünya Savaşı’nda ilk denizaltı savunma sistemi’nin (ASW) kullanılmasına imkan sağlamıştır. 2. Dünya Savaşı’nda daha da önem kazanan denizaltı harbi ile beraber sualtı akustiği konusundaki çalışmalar da gelişme göstermiş, su üstü savaş gemileri ve denizaltıların silah sisteminin temelini oluşturan sonar sistemi ve torpido güdüm sistemlerinin gelişmesiyle önemini sürdürmüştür. Bugün savaş gemisi ve denizaltıların başka gemilerin konumlarını saptaması ve onlara hücum edebilmeleri için güçlü sonar sistemlerine sahip olmaları gerekirken diğer gemiler tarafından fark edilmemek ve kendi sonar sistemlerinin performansını etkilememeleri için de mümkün olduğunca düşük akustik ize sahip olmaları gerekmektedir. Geminin sualtı akustik izini oluşturan toplam gürültü; makine gürültüsü, akış kaynaklı hidrodinamik gürültü ve pervane gürültüsü olarak alt gruplara ayrılabilmektedir. Bu alt gruplardan makine gürültüsü konusu üzerine uzun yıllardır çalışılmakta ve uygun damper ve ses izolasyon sistemleriyle gürültü yalıtımı yapılabilmektedir. Akış kaynaklı hidrodinamik gürültü konusunda daha az gürültü yaratacak şekilde form ve takıntı tasarımları gerçekleştirilerek bu tip gürültünün düşürülmesine çalışılmaktadır. Diğer yandan, pervane kaynaklı gürültü, operasyon süratine bağlı olarak geminin tüm diğer gürültü kaynaklarını bastırarak gürültü iz karakterinin belirleyeci unsuru olarak öne çıkmaktadır. Günümüzün gelişmiş sonar sistemleri kullanarak pervane gürültüsü sonarlar tarafından fark edilebilen bir geminin; tipi, konumu, seyir yönü ve sürati saptanabilmekte ve modern torpido sistemlerinin en ucuzu olan akustik güdümlü torpidolar ile bu geminin etkisiz hale getirilmesi söz konusu olmaktadır. Bu sebeple bir gemi inşa ve pervanesi imal edilmeden akustik izinin hesaplanabilmesi ve dizaynın bu veriler ışığında düzenlenmesi günümüz savaş gemisi tasarımının en önemli unsurudur. Pervane gürültüsünün ampirik yöntemlerle hesabı ile ilgili uzun yıllardır çalışmalar yapılmaktadır. Bu tezde ise gürültünün sonlu hacim temelli hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi kullanılarak nümerik olarak hesabı üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemle gürültü tahmini için öncelikle pervane etrafındaki akımın zamana bağlı olarak çözülmesi ve pervane kanatları üzerindeki basınç değişimlerinin ve akışkan içindeki yoğunluk ve akış hızı değerlerinin zamana bağlı olarak saptanması gerekmektedir. Bunun ardından daha çok uçak ve uzay mühendislerinin hava taşıtlarının pervanelerinin aeroakustik özelliklerini belirlemek için tercih ettikleri ve yakın zamanda sualtı akustiği uygulamalarında da kullanılmaya başlanan Ffowcs William Hawkings Yöntemi’ne dayanarak gürültü tahmini gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle gerçekleştirilen pervane çalışmalarında sıklıkla deneysel geçerliliğin (validation) kontrolü için faydalanılan David Taylor Model Basin’in 4119 numaralı pervanesi üzerinde çözümler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle pervane etrafındaki akım çözdürülmüş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bunun ardından Ffowcs William Hawkings yöntemiyle pervane akustiği hesaplamaları gerçekleştirilmiş ve literatürdeki benzer çalışmalarda elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tatmin edici sonuçların alınmasının adından da hesap, beş kanatlı çalıklığa sahip bir savaş gemisi pervanesi modeli için ve yedi kanatlı yüksek derecede çalıklığa sahip bir denizaltı pervanesi için tekrar edilmiştir. Hesaplamalı çalışmaların ardından İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi’ndeki kavitasyon tünelinde deneysel çalışmalara geçilmiş, Brüel Kjaer PULSE akustik ölçüm sistemi kullanılarak öncelikle kavitasyon tünelinin arkaplan gürültüsü tespit edilmiş ve ardından hesaplamalarda kullanılan 5 kanatlı, çalık savaş gemisi pervanesi ile deneyler gerçekleştirilmiş ve bu pervaneye ait net gürültü saptanmıştır. Bu tezde yapılan çalışma ile elde edilen deneyimin; savaş gemisi, denizaltı ve torpidoların pervanelerinin, dümen, stabilizör ve sonar dom gibi takıntılarının geometrik tasarımında ve sonar sistemleri için veritabanı geliştirilmesinde uygulanabilecek bir araç olduğu değerlendirilmektedir.

Title

PREDICTION OF PROPELLER NOISE OF SURFACE SHIPS AND SUBMARINES BY USING COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS METHODS

Abstract

Underwater acoustics has gained importance with the effective use of submarines in World War I and the studies made about this topic allowed the use of the first anti-submarine warfare system (ASW).in World War II. With the growing importance of submarine warfare in World War II the studies about underwater acoustics has improved and maintained importance with the development of sonar systems and torpedo guidance systems which form the basics of submarine weapon systems. Today while warships and submarines have to posses strong sonar systems to detect and attack other ships, they must have also an acoustic signature as low as possible for being undetected by other ships which also affects their sonar systems performance. The noise, which forms the underwater acoustic signature of a ship, can be separated into machinery noise, hydrodynamic noise and propeller noise. From these sub-groups, machinery noise has been studied for many years and the noise isolation can be made with adequate dampers and sound insulation systems. About the flow induced hydrodynamic noise the design of the hull and appendages are made in a manner to streamline the flow in order to reduce this kind of noise. On the other hand, the propeller-induced noise stands out in the noise signature character by suppressing other noise sources on the ship depending on the speed of the operation. With the use of today’s sonar systems, it is possible to determine the type, position, bearing and speed of a ship by the propeller noise which is noticed by the sonar system and it is possible to deactivate this ship with acoustic-guidance torpedoes which are the cheapest of modern torpedo systems. Thanks to the hydrophone array systems, it is possible to measure and specify the acostic signature of a ship and its propeller. However, it is far more expensive or sometimes impossible to improve these properties ones the ship is built and the propeller is manufactured. For this reason, the most crucial element in today’s warship design is to predict a ship’s acoustic signature during its design phase and continue designing in a manner of competing to reduce the signature before the construction of a ship and manufacturing of her propeller. Therefore, noise predictions for cavitating and non-cavitating propellers become a momentous subject of naval architecture for more than 50 years. Prior to the modern computers with acceptable computing capabilities, numerical methods was almost absent and Empirical, semi-empirical methods and Bernoulli-based methods have been investigated by many scientists and engineers with low accuracy and unsensitive to change in the geometry. Acoustic improvements of propellers mainly depend on trial and errors. However, generation of a method by aero-acousticians Ffowcs Williams – Hawkings (FWH) for calculation of noise of an arbitrary body moving in a fluid , can be considered a mile stone in acoustic predictions. With the advancement of computing power and numerical practice, this method became available also for hydro-acoustic predictions. Computational requirement of the FWH method mainly depend on the solution of the water flow around the propeller in time-domain. To employ the FWH method, pressure, velocity, density values of computational domain must be known precisely in time domain. While some scientists are using boundary element or finite element methods for computaional fluid dynamic calculations, in this thesis the stduy was mainly focused on the finite volume methods. After the 22nd ITTC Workshop on Propeller RANS/Panel Methods, a number of studies have been published on the using of finite element methods for the determination of propeller hydrodynamic properties and solution of the flow around the propeller. In 2004, Kawamura et. al. comparatively analyzed different turbulence models for the prediction of open water performance for a conventional propeller. In 2006, Li published his results of estimating open water characteristics of a highly skewed model propeller employing k-ω turbulence model and validation study with experimental data. Seol et. al. in 2002 , investigated the non-cavitating propeller noise employing Boundary Element Methods (BEM) for the calculation of flow around propeller in time-domain and used FWH method to predict the far-field acoustics. In 2003, Salvatore et. al. published the preliminary results for cavitating propeller noise predictions and Testa demonstrated the updated state of the studies in his PhD thesis. This thesis demonstrates the preliminary results of a TUBITAK-funded research project on the prediction of propeller induced non-cavitating noise of surface ships and underwater vehicles . A validation study for RANS calculations on the open water performance estimation of DTMB 4119 experimental propeller has been carried out. Three different computational meshes generated using ANSYS ICEMCFD for the mesh dependence study. ANSYS 13 – FLUENT was used as the cell centered finite volume solver and SST k-ω turbulance method has been selected for the RANS calculations with absolute velocity selection. Transient solution is performed with second order implicit pressure based solver. Velocity and pressure coupled via SIMPLE algorithm. Green Gauss Node Based is used for gradient and PRESTO for pressure discritizations. For Momentum, Turbulent Kinetic Energy and Specific Dissipation Rate calculations, QUICK scheme is selected. Initial calculations were performed for steady conditions, in order to validate the RANS calculations of the propeller in comparison to published experimental results. . After obtaining satisfying results from for the determination of hydrodynamic performance of the propeller, unsteady calculations were carried on. Unsteady calculations obtain solutions in time domain for pressure, velocity and density which allows employing FWH method for the prediction of far-field acoustic properties. 15 different receiver locations has been defined around the propeller and acustic data has been collected simultaneously. Results has been compared to the ones of Seol et. al.which was performed for the same propeller similar conditions. Studies carried on with a model of a warship propeller. The geometry of this five bladed highly skewed propeller prepared by rhinoceros and compurational domain prepared for meshing in ANSYS 13 Design Modeler. ANSYS ICEMCFD was employed for the generation of tetrahedral meshes. SST k-ω turbulance method has been selected for the RANS calculations. Simultaneously, acoustic measurement experiments have been conducted in the cavitation tunnel in the Ata Nutku Model Basin of Istanbul Technical University Naval Architecture and Ocean Engineering Faculty. The experimental setup was three folds; cavitation tunnel, PULSE analyzer and the hydrophone arrangement. Dimensions of the large sections of cavitation tunnel are 63cmx35cm (BxH). With a maximum flow speed of 4.5 m/s; all partially or fully cavitating propeller, hydrofoil or wing sections can be tested in the tunnel for open water or behind model (with wake) conditions. Brüel Kjaer PULSE acoustic measuring systems was employed for the measurements. A metal can has been manufactured and attached at the top of cavitation tunnel. The hydrophone was arranged in this water filled cylindrical can With this assembly, the distance between the hydrophone and the propeller was 0.295 m. Primary measurements were performed for the determination of back ground noise of cavitation tunnel, impeller and dynamometer. An idle model produced to simulate the propeller mass and assembled to the tunnels shaft and background noise has been measured for various advanced coefficients. Following measurements were performed with the five bladed propeller for several advanced coefficients. At the conclusion part of the thesis, pressure and pressure over time derivative contour graphics of propeller surfaces are introduced. Moreover, the acoustic solutions obtained by CFD calculations using Ffowcs Williams and Hawkings Method and from experimental measurements were compared in Sound Pressure Level (SPL) scales. Exploring these graphs shows that a shift on frequency axis and in SPL axis experienced. It is concluded that, this calculations and measurements must be performed for another propeller to show if same shift will repeat. Afterwards, an improvement for the method can be applied. It is appreciated that the experience gained from the study of this thesis offer a tool for the development of a database for the geometric design of warships, submarines, torpedo propellers, stabilizer and sonar domes.

Anahtar Kelime

gemi, denizaltı, savaş gemisi, gemi inşaatı, gemi pervanesi, pervane açıksu eğrisi, pervane gürültüsü, gürültü, gürültü analizi, akustik, gemi akustiği, gemi gürültüsü, sonlu hacim methodu, hesaplamalı akışkanlar mekaniği

Bilim Kodu

0




Sıra No :12233
Üniversite

508091020

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Mert Yahya BEKTAŞ

Başlık

TANKERLERDE KARGO DEVRESİ VE MALİYET İLİŞKİLERİ

Özet

İşletme açısından diğer önemli boru devresi ise kargo devresidir.. Herhangi bir arıza ya da hasar durumunda yükün aktarılması için kullanılacak bir alternatif devre yoktur. Tüm kargo alanında kullanılan ve işletme açısından önemli olan bu devrenin hem inşa sürecinde hem de geminin ekonomik ömür boyunca oluşturduğu maliyetler vardır. Geminin inşası sırasında ilk maliyet vardır. Diğer taraftan kargo devresinin kullanımına bağlı olarak oluşan işletme maliyeti vardır. Bu iki maliyetin oluşturduğu son maliyet ise toplam maliyettir. İlk maliyet genel olarak devrede kullanılan ekipmanların inşa sürecinde oluşturduğu satın alma maliyetidir ve boru çapı ile doğru orantılıdır. Aynı şekilde işletme maliyeti de kargonun aktarılması sırasında oluşan ve büyük oranda sürtünme kaybı ya da diğer bir deyişle boru çapı ve eşdeğer boru uzunluğuna bağlıdır. Eşdeğer boru uzunluğu sabit olduğundan işletme maliyeti de boru çapına bağlıdır. Dolayısıyla toplam maliyetin boru çapına bağlı olduğu görülür. Kargo devresinin tankerler üzerindeki önemi göz önüne alınırsa, devre tasarımı oluşan maliyetler de optimum olacak şekilde optimum yapılmalıdır. Toplam maliyeti optimum yapan çap değerinin bulmak içinse, toplam maliyet farklı çap değerlerine göre bulunur. Toplam maliyet belli bir çap değeri için minimum olur ve bu çap değerimiz bizim optimum çap değerimizdir. Sonuç olarak bu tezde ilk olarak kargo devresi ve devreyi oluşturan ekipmanlar anlatılacaktır. Daha sonra, devrenin oluşturduğu maliyetler detaylı şekilde incelenecektir. Maliyeti optimum yapan çap değeri için uygulanacak yöntemden bahsedilecek ve dört farklı tanker için uygulama yapılacaktır. Son olarak ise optimum çap kullanılması halinde elde edilecek kâr ve avantajlardan bahsedilecektir.

Title

CARGO LINE IN TANKERS AND COST RELATIONS

Abstract

Cargo line is the most important pipeline in the way of management. In case of any malfunction or damage, there is no alternative pipeline for the transfer of cargo. There are major costs occured during ship construction and economical life of ship. During construction, initial cost occurs. On the other hand, there is management cost due to use of cargo line. Final cost is sum of initial and management costs. Initial cost is composed of equipment and workshop costs. It is directly proportional to pipe diameter. Likewise, management cost is a function of losses due to cargo transfer in pipeline or in other words a function of pipe diameter and equivalent pipe length. As equivalent pipe length is constant, management cost is related to pipe diameter. Therefore, it can be seen that total cost of cargo line is dependent on pipe diameter. When taking consider of importance of cargo line in tankers, cargo line is to be designed as the costs are to be optimum. To find the pipe diameter making the cost optimum, total cost is calculated for different pipe diameters. Total cost is minimum for one specific pipe diameter and this pipe diameter is optimum pipe diameter. As a result in this thesis, firstly cargo line and the equipments are to be introduced. The costs are to be observed. Method for pipe diameter making the total cost optimum, is mentioned and application is to be made . Finally, profits and advantages by using optimum pipe diameter are mentioned.

Anahtar Kelime

Tanker, Kargo Devresi, Optimum Maliyet, Optimum Boru Çapı

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :12409
Üniversite

508091012

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Ersin Danış

Başlık

DENEYSEL VE TEORİK YÖNTEMLERİ KULLANARAK BİRTAKIM YELKEN MODELLERİNİN ETRAFINDAKİ AERODİNAMİK AKIŞININ İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmanın amacı A Class yelken modelini kullanarak rüzgâr tüneli deneylerini gerçekleştirmek ve rüzgâr tüneli deneyinden alınan sonuçları hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemini kullanan CFD programı ile teyit etmektir. Eğimli ve rüzgârın geliş yönüne doğru olarak hazırlanmış rüzgâr tüneli deneyi değişik twist (kıvrımlı) ve sheeting (bumba direğinin açılması) açıları kullanılarak hem ana yelken hem de ön yelken için gerçekleştirilmiştir. Rüzgâr tüneli deneyinde kullanılan parametreler olan değişik twist ve sheeting açıları bir noktaya işaret etmektedir. Bu nokta, eğer yelkene çok fazla twist ve sheeting yaptırılır ise bu yelken performansında azalmaya sebep olmaktadır. Buradaki önemli nokta rüzgârın yelkene yeterince temas etmeden gitmesini engellemektir. Ayrıca başka bir noktaya değinmek gerekirse, 28° olan görünen rüzgâr açısı 20° olandan daha verimli sonuçlar vermektedir lift (emme) ve drag (direnç) kuvvetleri cinsinden. Bu çalışmada sadece bir eğim açısı (heeling angle) olarak 30° kullanılarak test edilmiştir. Ancak projenin gerçekleştirilmesinde daha fazla zaman olması halinde değişik eğim açıları da kullanılarak rüzgâr tüneli deneyinde test edilebilirdi. Farklı eğim açıları yelken performansını anlamak açısından önemli bir nokta oluşturmaktadır. 30°’lik heeling angle seçilmesinin sebebi ise bu açının genel yelken performansında kabul edilen bir değer olduğundan dolayıdır. Buna ek olarak, gerek deney yapımı esnasında gerekse de deney sonuçları incelenirken gözlemlenen bir nokta ise 7 m/s rüzgâr hızın test edilen twist ve sheeting konfigürasyonları için oldukça fazla olduğu gerçeği ortaya çıkmıştır. Yelkenler 7 m/s rüzgâr hızı ile oldukça fazla dalgalanma yapmıştır. Bu durum test koşulların doğru bir şekilde analiz edilmesini engellemektedir. Bundan dolayı 7 m/s hızla yapılan testler CFD ile doğrulama yapılmamıştır ve 3 m/s rüzgâr hızı CFD hesapları için seçilmiştir. 3 m/s ile yapılan deneyler oldukça düzgün bir akış sergilemekle birlikte istenilen akış biçimidir. 7 m/s hızın deneyde kullanım amacı ise daha yüksek bir hızda ayarlanan yelken para metlerinin nasıl tepki verdiğini gözlemlemektir. Rüzgâr tüneli deneyi için ilk olarak 3 gün izin alınabilmiştir Southampton Üniversitesinden. Ancak deney hazırlama sürecinin uzaması nedeniyle 1 gün daha ek bir süre alımı gerçekleşmiştir. Deneyde kullanılan yelken modeli L. Gilbert Bey tarafından tedarik edilmiştir. Yelken modeli genel olarak kullanıma hazır olduğundan dolayı model inşasına zaman ve para harcanmamıştır. Yapılan iş modeli uygun kısımlarını bir araya getirmek ve rüzgâr tüneli monte etmektir. Tünelde kurulu olan 6 degrees of freedom dynamometer (dinamometre) deneyde elde edilen 3 moment ve 3 kuvvet değerlerinin alınması için kullanılmıştır. Dinamometre kullanılmadan önce gerekli kalibrasyonların yapılması gerekmektedir. Ayrıca farklı twist ve sheeting açıları test edildiğinden dolayı her deney sırasında bu değerlerin değişiminin yapılması gerekmektedir. Bunun için bir cihaz Southampton Üniversitesine bağlı Wolfson Unit bölüminde mevcut olup oradan tedarik edilmiştir. Ancak gerekli bağlantıların model üzerinde etkili olamamasından dolayı bu değişim elde bulunan bazı sağlamlığını koruyabilen kablolar yardımı ile rüzgâr tüneline girmek suretiyle değiştirilmiştir. Bu değişim yapılırken metre yardımıyla da gerekli değişimler yapılmıştır. Bu değişimleri hızlıca yapabilmek için deney için belirlenen açıların yelken üzerindeki mesafe olarak değerleri önceden hesaplanıp deney sırasında seri bir biçimde değiştirilmiştir. Elde edilen ham (raw data) bilgiler daha sonra tüneldeki data alımı programıyla kayıt altına alınmıştır. Elde edilen bu raw data gerekli düzeltmeler yapılmadan kullanılamamaktadır. Bundan dolayı gerek rüzgâr tüneli düzeltmeleri gerekse de dinamometre düzeltmeleri uygulanmıştır. Dinamometre düzeltmesi her deneyden önce bir rüzgârsız bir ölçüm alınmasını gerektirmiştir. Bunun nedeni ise yapılan herhangi bir ölçümden sonra dinamometre kalibre edilen ilk haline yani sıfır koşullarına geri dönmemesidir. Bu çalışmanın bir diğer amacı olan rüzgâr tüneli koşullarının bilgisayar ortamında modellenmesini gerçekleştirmek için ilk olarak deney sırasında belirli bir sayıda fotoğraf çekilmiştir. Bu fotoğraflar çekilmeden önce nereden ve hangi açıdan çekileceği belirlenip ondan sonra rüzgâr akımı devam ederken rüzgâr tüneline girmek suretiyle çekilmiştir. Burada önemli olan ise nokta akış devam ederken akışı bozmadan fotoğrafların çekilmesidir. Bu çalışmada içeri girilmeden fotoğraf çekilmeye çalışılmış ancak elde mevcut bulunan fotoğraf makinesinin yeterince geniş açı lens barındıramamasından dolayı bir başarı sağlanamamıştır. Eldeki mevcut yüksek çözünürlükteki fotoğraf makinesi rüzgâr tüneli içinde uygun bir yerde sabitlenmiştir. Bu makinenin istenilen açıda fotoğraf çekememesi sonucunda daha kompakt bir makine ile içeri girmek suretiyle fotoğraflar elde edilmiştir. Kompakt olan makinenin gerekli kablo bağlantılarının olmamasından dolayı rüzgâr tüneline girilmiştir. Fotoğraflar çekilirken uygun bir yerde konum alınarak rüzgârın akış tipinin bozulmaması için çaba sarf edilmiştir. Çekilen fotoğraflar daha sonra AccuMeasure programı kullanılarak gerekli yelken kıvrımları elde edilmiştir. AccuMeasure programı oldukça basit bir program olmakla beraber bizlere sunduğu olanaklar çok fazladır. Çok önemli bir nokta AccuMeasure programını kullanmadan önce, fotoğraflar çekilirken olabildiğince kamera lensi yelken yüzeyine yakın olmasıdır. Bu yelken kıvrımlarının net ve düzgün bir şekilde okunması açısından önemlidir. AccuMeasure programı ile maksimum yelken kavisi, draft pozisyonu, 15% ve 75% kavis pozisyonları ve de twist değerleri tespit edilebilmektedir. Ancak elde edilen bu değerler bir takım düzeltme basamakları kullanılarak modellemede kullanılmalıdır. Bu düzeltmelerden birincisi kamera lensinden yelken direğinin bumba ile birleştiği noktaya olan mesafenin belirlenip düzeltmede uygulanmasıdır. Diğer bir düzeltme ise kamera lensinden yelken direğinin üst kısmına olan mesafenin belirlenmesidir. Bu deney yapılırken elde edilmesi gereken mesafelerin uygulama yeri ise Excel programı kullanılarak yazılan formüllerin içinde uygulanmasıdır. Excel’de yazılan program otomatik olarak gerekli datanın girilmesi koşulu ile hem ana yelken hem de ön yelken modellemesi için gerekli Kartezyen koordinatlarını vermektedir. Elde edilen bu koordinatlar x,y ve z düzleminde olmakla birlikte üç boyutlu ilk modelin yapılmasına olanak sağlamaktadır. Üç boyutlu ilk meshed model Rhinoceros programı kullanılarak yapılmıştır. Rhinocerosta yapılan modelde 1 mm yelken kalınlığı verilmiştir, çünkü STAR-CCM¬+ 2 boyutlu işlem yapamamaktadır ve bunu önlemek amacıyla 1 mm yelken kalınlığı verilmiştir. Bu kalınlık yelken boyutları düşünüldüğünde ihmal edilebilecek bir değer olmakla birlikte bu önemli sorunda bir çözüme kavuşturulmuş olmaktadır. Rhinoceros programı ile tasarlanan ilk model daha sonra stereolithography CAD (.stl) uzantılı bir dosya ile kaydedilip daha sonra STAR-CCM+ e aktarım yapılmıştır. Aktarılan bu model doğal olarak iyi yapılmamış ise CFD programında tekrardan mesh yapılırken bir sürü kötü yüzey oluşacaktır. STAR-CCM+ in güzel bir özelliği bu kötü yüzeylerin bir nebzede olsa düzeltme imkânı vermesidir. Şayet bu mesh kalitesi açısından kötü olan yüzeyler düzeltilmeyip tekrardan mesh yapılırsa bu analiz sonuçlarının yakınsaması açısından problem oluşturmaktadır. İyi bir yakınsama isteniyorsa temiz bir yüzey elde edilmek zorundadır. Bu çalışmanın temel amacı olan rüzgâr tüneli modellemesi doğal olarak yelken özelliklerinden dolayı 3 boyutlu olmak zorundadır. Ancak 3 boyutlu analiz oldukça karmaşık ve analiz yapılması zaman almaktadır. Bu aşamada zamandan tasarruf edilebilmesi için ve genel olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiğini (CFD) anlamak açısından 2 boyutlu bir ön çalışma yapılmıştır. Bu 2 boyutlu çalışmanın amacı 3 boyutlu analize başlamadan önce bir fikir sahibi olmak ve zamandan tasarruf sağlamaktır. 2 boyutlu analiz yapabilmek için ana ve ön yelkenden ana yelkenin alt kısmından itibaren 700 mm yükseklikte bir kesit alınmıştır. Bu kesitler daha sonra Rhinoceros programı ile kolaylıkla modellenip hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanan STAR-CCM+ a aktarılmıştır. Bir kez daha 2 boyutlu bir analiz direkt olarak yapılamadığından ilk önce belli bir derinlik verilmiştir. Bu derinlik daha sonra STAR-CCM+ da yüzey ve hacim mesh yapıldıktan sonra 2 boyutlu hale dönüştürülmüştür. Dikkat edilmesi gereken nokta CAD programı ile yapılan ilk model 3 boyutlu olmak zorundadır. Eğer çalışma 2 boyutlu yapılmak isteniyorsa bu hesaplamalı akışkanlar dinamiğini kullanan herhangi bir programda yüzey ve hacim mesh yapıldıktan sonra 2 boyuta indirgenebilmektedir. Oluşturulan 3 boyutlu model STAR-CCM+’da sıkıştırılabilir akış modeli seçilerek unstructured hexahedral gridlerinin üzerine uygulanarak simülasyonlar yapılmıştır drag ve lift katsayılarını elde edebilmek için. CFD simülasyonlardan gelen veriler ile rüzgâr tünelinden gelen deneysel sonuçlar daha sonra bir karşılaştırma yapılmıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) ve yelken teorisi hakkında yeterli bilgi elde edilmesi amacıyla çok zaman harcanmıştır. Harcanan bu oldukça fazla zaman neticesinde proje zamanı önem kazanmaktadır. Şayet projeyi gerçekleştirmek için daha fazla zaman olması halinde CFD sonuçları daha iyi bir oranda doğru olabilirdi %8’lik bir hata payı yerine. CFD analiz sonuçları göstermiştir ki iyi bir mesh ve uygun akış parametleri seçildiği takdirde yelken tarafından üretilen kuvvetlerin tahmin edilmesi mümkündür. Bu ek olarak, CFD yelken etrafındaki akışın görselleşmesi olanağı sağlamakta oysaki rüzgâr tüneli deneyinde bu kolaylıkla mümkün olamamaktadır. Bu görselleşmenin rüzgâr tünelinde yapılabilmesi ancak yelken üzerine sensorler koyularak elde edilebilir, ancak bu durumda başka bir problem ortaya çıkmaktadır ki bu problem akış-yapı etkileşimidir. Bu etkileşimde akışın bozulmasına neden olmaktadır.

Title

UNDERSTANDING THE AERODYNAMICS AROUND A SET OF FLYING SAILS USING EXPERIMENTAL AND THEORETICAL TECHNIQUES

Abstract

The aim of this study is to perform experimental testing by using A Class model and to validate data from wind tunnel tests using a computational fluid dynamics (CFD) code. The wind tunnel testing for heeled upwind condition is conducted for various twist and sheeting configurations for both main and jib sails in order to compare the wind tunnel test data with CFD calculations. A number of changing twist and sheeting configurations are tested in the wind tunnel, and it has showed that the sails having too much twist and sheeting cause of a reduction in the performance of the sails. It also must be pointed out that 28° apparent wind angle compared to 20° has a better performance in terms of lift and drag forces. In this study, only one heel angle (30°) is tested, and it could be possible to test different heel angles and study their effects on the performance of the upwind sailing conditions unless there were some constraints of the project time. In addition to these, it has been observed in the wind tunnel throughout the experiments and checked by analysis results so that 7 m/s wind speed is too strong for those tested sail configurations. 3 m/s wind speed is therefore chosen for CFD simulations. A number of digital images taken in the wind tunnel are used to create a three-dimensional computational model for the simulation of the wind tunnel testing conditions. Firstly, the pictures are used to create three-dimensional model in Cartesian coordinates (x,y,z) by using Excel software, and then the three-dimensional model is finalised in Rhinoceros software with previously created coordinates. However, the 3D model created in Rhinoceros is an initial surface model which is re-meshed in STAR-CCM+ software after being imported. The final three-dimensional model created in STAR-CCM+ is simulated for compressible flow and discretized on unstructured hexahedral grids to provide estimates of lift and drag for upwind sail configurations. The results are then analysed to draw a comparison between the wind tunnel testing and CFD. Much time is spent on learning how to simulate desired models in the STAR-CCM+ software, and also on studying backgrounds of the sail aerodynamics and CFD. Due to this, the limitation of the project time is considerably a significant parameter for more accurate CFD simulations to be carried out; most probably less than 8% error could be succeeded. Additionally, there is a need of much developed 3D model creating method. Even though CFD calculations need to be validated, they have proved that CFD is able to estimate the forces developed by the sails. Furthermore, CFD enables the users to visualize the flow behaviours around the sails, although it is very difficult to demonstrate visually the flow behaviours in the wind tunnel. To perform this in the wind tunnel, it should be attached some sensors on the sail surfaces, and thus a new problem will arise by doing this due to fluid-structure interactions.

Anahtar Kelime

Kıvrım, eğim, yelken, performans, hız, CFD, rüzgar tüneli

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :12716
Üniversite

508101014

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

METİN TAYLAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

NİLÜFER HAFTACI

Başlık

IMO HAVA KRİTERİ VE DİĞER ALTERNATİF HAVA KRİTERLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Özet

Bu çalışmada, ilk olarak yüzen cisimlerin dengesi ve başlangıç stabilitesi hakkında ön bilgi verilmiştir. Daha sonra gemilerin uyması gereken stabilite kriterleri genel başlangıç stabilitesi kriterleri ve hava kriteri başlığı altında verilmiştir. Mevcut hava kriterindeki kabuller ve yetersizlikler belirtilmiş ve Japonya, İtalya ve Almanya gibi ülkelerin konu ile ilgili yaptıkları alternatif çalışmalar sunulmuştur. IMO hava kriterine ek olarak Japon yolcu gemilerine uygulanan hava kriteri, BSRA (British Society for Research on Ageing) hava kriteri, Rus hava kriteri ve Alman askeri gemilere uygulanan BV 1030-1 (Building Regulations for German Naval Vessels) ile İngiliz askeri gemilerine uygulanan NES 109 (Naval Engineering Standard) gibi alternatif kriterler detaylı bir şekilde değerlendirilmiş ve karşılaştırmalı örneklerle geminin dış etkilere karşı stabilite davranışını en gerçekçi yansıtan tümleşik bir kriter araştırılmıştır. Sonuç olarak, hava kriterinin, Türkiye Denizlerindeki tipik kritik rüzgar hızlarına göre uyarlanmış şeklini içeren Ulusal bazda alternatif bir hava kriteri önerilmiştir. Önerilen alternatif hava kriteri, mevcut hava kriteri ve diğer hava kriterleri örnek gemiler ile karşılaştırılmıştır.

Title

EVALUATION OF IMO WEATHER CRITERION AND OTHER ALTERNATIVE WEATHER CRITERIA

Abstract

In this study, first of all the laws of buoyancy and initial stability are presented as preliminary information. Afterwards, stability criteria which ships must comply with are presented under the headings of initial stability criteria and the weather criterion. The assumptions and shortcomings of the existing weather criterion are detailed and discussed. Alternative studies of Japan, Italy and Germany on the subject are presented and evaluated in details. The weather criterion applicable to Japanese passenger ships, BSRA weather criterion, Russian weather criterion and Building Regulations for German Naval Vessels and Naval Engineering Standards for English Naval Vessels are evaluated in addition to IMO weather criterion. By comparative examples, a realistic criteria that ship’s stability behaviour aganist to external factors is studied. The above-mentioned criteria have been applied to several ships and the results were compared with each other. Finally, an alternative weather criterion applicable to ships sailing along Turkish coastal waters, which incorporates critical wind speeds in Turkish waters, is proposed.

Anahtar Kelime

Stabilite, IMO Hava Kriteri, Alternatif Hava Kriteri

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :12680
Üniversite

508051012

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yard. Doç.Dr. Barış Barlas

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Seda Ateş Gümüş

Başlık

MOTOR YAT ÖN DİZAYNI VE EKONOMİK ANALİZİNE ETKİ EDEN PARAMETRELER

Özet

Denizlerin turizm amaçlı kullanımı son yıllarda dünyada görülen çeşitli krizlere rağmen devamlı artış eğiliminde olmuştur. Yat ve gezinti tekneleri üretimi ve satışı, genelde dünya ekonomisinin genel durumunu yakından takip eden ve ona uygun iniş ve çıkışlar gösteren bir sanayi kolu olmasına rağmen 90’lı yılların başından itibaren yat ve gezinti tekneleri sanayi dünya krizlerinden önemli oranda soyutlanmış ve devamlı büyüyen sanayi kolları arasına girmiştir. Hem yelkenli tekne hem de motor yatlara duyulan ilgi artmış, teknolojik gelişmelere paralel olarak daha büyük, daha lüks ve daha hızlı tekneler inşa edilmeye başlanmıştır. Yat ve gezinti tekneleri inşa sanayinde arz tarafının temel özellikleri, üreticilerin çokluğu ve çoğunlukla küçük ve orta ölçekli kuruluşlar olmasıdır. Yat ve gezinti tekneleri inşa sanayinde talep tarafının temel özellikleri ise alıcıların alım gücü ve tüketim arzusudur. Tekneden istenilen ekonomik olma, kullanışlılık, uzun ömür, kolay temizlenme, mukavemetli bir yapıya sahip olma, hafiflik, yeterli hız, sağlıklı yapı, en yüksek seyir güvenliği, geniş iç hacim ve konfor, iç ve dış estetik özelliklerinin sağlanması inşa edilecek olan malzemeye doğrudan bağlıdır ve malzeme seçimini etkiler.Elbette hiçbir malzeme her açıdan tatmin edici değildir. Ancak iyi bir tasarımcı tekneden istenilen özelliklerin olabildiğince elde edilmesini sağlayacak doğru malzemeyi seçebilmelidir. Bu çalışmada kompozit motor yat imalatı üzerine fiyat araştırması yapılarak, 12.9-16-19-22 ve 24 metre boyutlarında 5 farklı kompozit motor yatınekonomik modellemesi en küçük kareler yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Kullanılan veriler 2012 yılı işçilik fiyatları ve malzeme fiyatlarıdır. “Proje nedir ve nasıl yönetilir” konusunu irdelediğimiz ikinci bölümde öncelikle proje kavramı açıklanmıştır. Bir projenin mühendislik yönünü kapsayan hususları ve sınırlayıcı şartları açıklanmasının ardından projeyi oluşturan öğelere yer verilmiştir. Herhangi bir projeyi gerçekleştirmek için yapılması gereken işler ve izlenecek çalışma yöntemlerine ikinci bölümde ana hatlarıyla yer verilmiştir. İkinci bölümün sonuç kısmında yatırım öncesi etüdler hakkında tavsiye edilen metod sunulmuştur. Genel proje olgusundan gemi inşaat sektöründeki proje yöntemlerine geçiş yapılmış, diğer belli başlı sektörlerle arasındaki farklılıklar ortaya konulmuştur. Üçüncü bölümde Türkiye ve dünyada yat sahipliği ve üretimi hakkında genel bilgilere yer verilmiştir. Dünyada yat sahipliği konusunda yapılan araştırmada gelişmiş ülkelerin bazılarında yat sahipliği oranları her 5 kişiye bir tekne oranını sağladığını görmekteyiz. 2008 yılında dünya ekonomilerinde yaşanan kriz öncesi Türkiye’de yat sektörüne ait veriler sunulmuştur. Yat imalat sektöründe dünya üreticileri arasındaki yeri ve belli başlı projeleri hayata geçiren tersanelerimiz hakkında bilgi verilmiştir. Yat imalat sektöründe kompozit malzemelerin kullanım yerleri ve uygulama yöntemleri anlatılmıştır. Malzeme verilerini toplamak için çeşitli marka ürünlerin ortalama fiyatları alınmıştır. İşçilik verilerine yat imalatı sektöründe çalışan alt yükleniciler tarafından edinilen veriler sonucunda ulaşılmıştır.Yat üretiminde kompozit malzemeler ve kullanım yerleri hakkında bilgilere yer verilirken, imalat yöntemleri de anlatılmıştır. Kompozit malzemelerin kullanım yerlerine göre avantaj ve dezavantajları listelenmiştir. Dördüncü bölüm 12.9 metre kompozit motoryat projesinin maliyet kalemlerinin ve üretim planlamasını incelediğimiz kısımdır. Tekne imalatında kullanılan her malzeme teker teker fiyatlandırılmıştır. Maliyet listesinin detaylı hali eklerde sunulmuştur. Beşinci bölümde maliyet tahmini konusu açıklanmış, gemi inşaat sektöründeki maliyet tahmini ve karşılaştırmaları hakkında bilgi verilmiştir. En küçük kareler yöntemi ve çoklu regresyon analizi açıklanmıştır. Altıncı bölümde 12-24 metre arası kompozit teknelerin maliyetleri listelenmiştir. Elde edilen datalar çoklu regresyon analizi ile modellenip tahmini kompozit motor yat ekonomik modeli oluşturulmuştur.

Title

PARAMETERS AFFECTING THE PRELIMINARY DESIGN AND ECONOMICAL ANALYSIS OF THE MOTOR YACHT

Abstract

The use of the seas for the tourism sector has always the tendency to rise even though the recent global crisis. Althought the Production and sales of yacht and leisure craft industry usually follows rear the general condition of the world’s economy and acts in consistent with its down and up times, beginning of 90’s yacht and leisure craft industry has been isolated from the global crisis’ and became one of the industries that rise in a sustainable way.Public interest is increased both for sailing boats and motor yachts, bigger, luxurious and faster boats has been started to produced in parallel with technological developments. The main specification of the supply side in yacht and leisure craft’s building industry is that many producers are available of which are mainly small and mid-size companies.The main specification of the demand side in yacht and leisure craft’s building industry is that the wealth of the buyers and the desire to consume. The expectations of the boat like to be economical, ergonomical, long life span, easy to clean, to have a strong structure, lightness, desired speed, highest possible safety at sea, wide inner spaces and comfort, to fulfill inner and outer estethic requirements are linked directly with the building materials and effects the selection of equipments. Nevertheless, none of the materials are satisfactory from all angles. However a good designer shall be able to select the right equipments that will deliver the desired needs of the boat as much as possible.Boat design, production requirements, the project cost and time required, the conditions of doing business, including the delivery terms of the bidding process works. The project will be delivered at the end of the boat must gain the approval of both sides in the first place. Some of the basic design concepts to figure out the designer of the boat must be resolved. At this stage of the general structure of the yacht complies with the demands of customers, the general features are dissolved, and the interior living spaces designed profile. Within this process throughout the design process, conceptual design process, technical requirements and features, customer requests and needs of the yacht started to design in harmony with the general structure, the general characteristics of the yacht has been solved, the flow of life and indoor venues are designed, the specifications given in the decision process The aim of this thesis, describing an economicallyapproach to estimate the composite motor yacht in order to create equations using the cost of the labour, material costs. Technical characteristics of the boats and all materials used in every boat in taking over and priced separately. In addition, considering the labor cost of the project planning of manufacturing evaluated was calculated separately for each item in manufacturing. Manufacturing cost calculations in the light of these datas were obtained for the three different yacht parameters. Vessel lengthsare 12.9, 16, 19, 22 and 24 meters. Deep V-type boats, maximum speeds ranged from 24 knots to 32 knots by the forces of the selected main engine power.The application methods and places to use composite materials in yacht production sector has been summarised. In order to collect the datas of the equipment, the average prices from various original equipment manufacturers.The man-hour datas has been collected via the sub-contractors working in the yacht building sector. This cost analysis study done in motoryachts composite produced between 12.9-24 meters. Already produced in the sample based on a boat, the boat in the production process of the investigated, the cost items listed. Then 16, 19, 22 and 24 meters (to be different from each other) are calculated. Cost analysis was computed by regression module of the microsoft excel program. This program is carried out by changing the cost of inputs in this way the current costs can be obtained. For example, man-hour costs, paint, machinery prices and etc. The second chapter has focused on “What is a project and how it is managed?” and clarified the project as a term. The steps that create the project is provided after detailing the limiting borders and the subjects that comply with engineering approach. Second chapter has provided the what to do’s and ways to do’s in order to realize a project with its main items. The adviced method for study before investment has been provided in the end of the second chapter. Shifted from the general concept of project into shipbuilding sector project methods and underlined the major differences in some of the main sectors. The recommended method of pre-investment surveys, one of the possible ways and has the following features: It is simple logical way for work to be done. Phases according to the characteristics of each project, may also be configured in different ways. Or more jobs can be grouped again be divided into sections. Increasing the amount and depth of business and cost-based phases in the form of geometric series has also grown. Pre-investment surveys require a very good service a renewed statistical documentation. Surveys the scope, technology, engineering and financial aspects, is necessary to conform to international standards. The third chapter provides general information regarding the yacht building and owning in the world and in Turkey. A research based on yacht owning shows that in developed countries 1 boat owner stands for 5 people. Yacht sector datas in Turkey before the crisis in global economies are provided. Information is given about our shipyards that has a significant place in yacht production sector and completed various projects. Yacht industry is very important for the further development of customer satisfaction and quality. With the development of understanding of both customer satisfaction and quality as well as boat manufacturers and industrialists, comes to a more standard and certification to use. Also production range would be more preferable on foreign markets. There are several methods for the production of the composite material. The information regarding the composite materials in yacht production and the places of use together with its production methods. FRP composite materials structure described how they carry high mechanical and physical properties. These materials were compared with the other ingredients that even though they are more appropriate than the other materials in many respects still in some respects may be less successful. The advantages and disadvantages are listed as per the places of use for composit materials. Fourth chapter is the section where we have investigated 12.9 m composite motoryacht project budgetary items and production planning. Built in 2007 12.9-meter composite motoryacht project received a thesis based on the calculation of the cost study. Listed from production planning by examining the labor costs of this boatproduction range, played a decisive role for the other boats. The main reason customers prefer to Turkey from abroad is the low labor costs. This creates a high priority on behalf of Turkey to be preferred in the world market. At this study shows that our labor costs in the boat between 12.9-24 meters compared to the cost of the boat manufacturing values ranged from 15% to 20%. The main quantities to form an idea about the boat; the boat length, width and technical specifications are listed in the draft. These sizes are important characteristics that determine the boat cost and the manufacturing process. Full height and width parameters, such as labor, composite body, paint effects, such as direct costs. Displacement parameters and maximum speed of the machine and the most important factors determining the cost of systems. The maximum fuel capacity of the boat could play a role in determining the route. Water tank capacity and sewage capacity determines the capacity of the person on the boat. “Estimated Job Cost” term means the realistic cost, or simply represents the cost of production. However, the value does not include the profit and sales. Total cost, labor, material and includes a precautionary value. but labour cost is the largest percentage of the total cost estimate at all times. Cost estimate described in the fifth section, the ship construction industry are given information about the cost estimate, and comparisons. Multiple Regression analysis explained.Multiple Variables Linear Regression Analysis response variables are two or more, one or more of the independent variable represents the regression model. There are some conditions required for the data fit the regression applications. The most important of these conditions, Y and X represent a normal distribution,X include accurate measurements, E include N(0, 2) parameters shows a normal distribution. Composite boats costs between 12-24 meters are listed in the sixth chapter. 12.9 meters composite motoryachts manufacturing items are discussed in this section. Paint area and composite body manufacturing estimation has been calculated by the using dimension of the boat. Electricity, navigation, machinery and systems estimations were utilized by technical data of the similar boats. Datas obtained by regression analysis modelled and transformed into the equation for the estimated cost of the boat. Yachts built in Turkish shipyards are sold the half price of the compare to the yachts built in Europe and America shipyards. The main reason for this is not to be able to create a global brand. Giving more importance to professional marketing and promotion can draw attention to yachts built in Turkish shipyards.

Anahtar Kelime

gemi, yat, imalat, maliyet

Bilim Kodu

602




Sıra No :12698
Üniversite

508101024

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin Taylan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Yiğit Kemal Demirel

Başlık

YÜZEY KİRLİLİĞİNİN GEMİ DİRENCİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Özet

Yüzey kirliliği (fouling), deniz yolu taşımacılığı verimini etkileyen en önemli faktörlerden birisidir; çünkü gemiler, su altı yüzeyleri temiz ve pürüzsüz olduğunda, bir başka deyişle deniz canlıları tekneye yapışmadığında, daha az yakıt tüketirler. Bu tezde, yüzey kirliliğinin gemi direnci üzerindeki etkisinin incelenmesi için yapılmış sayısal bir çalışmanın detayları anlatılmıştır. Bu çalışmada temel olarak fouling karakteristikleri farklı pürüzlülük yükseklikleri şeklinde modellenmiş ve yüzey durumunun sürtünme direnci üzerindeki etkisi hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) temelli bir bilgisayar programından yararlanılarak incelenmiştir. İlk olarak, modelin doğrulanması için bu bilgisayar programı ile düz bir plakanın çekme deneyi simülasyonları gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar literatürde bulunan deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ardından, pürüzlülük yükseklikliğinin sürtünme direnci ve katsayısına etkisinin incelenmesi için parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Sonrasında ise bir dizi temsili boya ve fouling durumu için plakanın sürtünme direnci, sürtünme direnç katsayısı ve yüzey yerel akış hızları bulunmuş, ayrıca her bir durum için sürtünme direnç katsayısındaki artışlar ortaya konmuştur. Son olarak, tüm sonuçlar grafik ve çizelge olarak verilerek ayrıntılı olarak tartışılmıştır.

Title

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF FOULING ON SHIP RESISTANCE

Abstract

The fouling is one of more important factor that affects the efficiency of waterborne transportation since ships consume less fuel when their hulls are clean and smooth – free from marine fouling organisms. This thesis outlines the details of a numerical study which was carried out for determining the effect of fouling on frictional resistance. The fouling characteristics were modelled as various roughness heights. The influence of the surface conditions on frictional resistance has been investigated by means of a computational fluid dynamics (CFD) based software. Firstly, towing test simulations of a flat plate were conducted by means of this software and the results were compared with the experiment results given in literature to validate the model. Then, a parametric study was carried out hence frictional resistance and frictional drag coefficient variations depending on the roughness conditions were obtained. Afterwards, frictional resistance, frictional drag coefficient and local flow velocity values on the flat plate were found for a range of representative coating and fouling conditions, also the increase in frictional drag coefficient for each specific condition were revealed. Finally, the results were presented in both graphical and tabular forms and discussed in details.

Anahtar Kelime

Fouling, Gemi Direnci, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :12714
Üniversite

508091021

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Emin KORKUT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Onur Usta

Başlık

TEKNE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN SINIR TABAKA VE GEMİ DİRENCİNE ETKİSİ

Özet

Tekne yüzey pürüzlülüğünün geminin performansı üzerinde negatif bir etki yarattığı ilk denizcilik faliyetlerinden beri bilinen bir gerçektir. Tekne yüzeyi pürüzlendikçe, geminin toplam viskoz direnci (sürtünme direnci+viskoz basınç direnci) artmaktadır. Aynı şekilde pürüzlülük pervane üzerinde de direnci artırıcı etki yapar. Sınır tabaka için de pürüzlülük etkisi önemlidir. Bu tezde tekne yüzey pürüzlülüğünün gemi direncine etkisi 2 yolla incelenmiştir: deneysel çalışma ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çalışması. Deneysel çalışmada yüzey pürüzlülük özellikleri birbirinden farklı olan, 4‘ü farklı tip boyalar ile boyanmış 1 tanesi de referans olması için boyanmadan bırakılmış, bunun dışında tüm geometrik özellikleri aynı olan 5 adet alüminyum levhanın 0.5 m/s ile 3.75 m/s civarındaki 9 farklı hızda direnç deneyleri yapılmıştır. Direnç deneyleri ile levhalara belli hızlarda etkiyen toplam direnç değerleri belirlenmiştir. Levhaların dalga dirençleri akış çözücü (ITU Dawson) programı ile levhanın ıslak yüzeyi ve serbest su yüzeyi panellenip sabit şiddette kaynak/kuyu dağıtımı yapılarak hesaplanmıştır. Sonrasında levhalara etkiyen viskoz direnç, sürtünme direnci, artık direnç katsayıları hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. HAD çalışmasında STARCCM+ programında deneysel çalışma modellenerek, deney ile hesaplanan 5 tane farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip levhanın 9 farklı hız için toplam direnç değerleri bilgisayar ortamında elde edilmiştir. Son olarak tüm sonuçlar grafik ve çizelge ile verilerek ayrıntılı olarak tartışılmıştır.

Title

EFFECT OF SURFACE ROUGHNESS ON BOUNDARY LAYER AND SHIP RESISTANCE

Abstract

Negative effect of roughness on ship performance has been known since the first seafaring activities. Viscous resistance of the ship (friction resistance + viscous pressure resistance) increases as hull surface roughens. Roughness increases ship resistance and reduces service speed. Roughness has a negative effect on propeller also. As propeller surface roughness increases, propulsion efficiency of the ship decreases. In addition, surface roughness plays an important role on boundary layer. In experimental part, resistance experiments of five aluminum plates were carried out. Plates had the same geometrical particulars but different surface roughness characteristics. Four of the plates were coated with different antifouling coatings and one of the plates was left uncoated as the reference plate. Resistance experiments were carried out in the towing tank of Ata Nutku Ship Model Testing Laboratory for a range of towing speed 0.5 m/s to 3.75 m/s. Total resistance of the plates corresponding speeds were measured. The flow solver (ITU-Dawson) employed in the thesis that calculates the wave resistance by distributing panels on the wetted surface of the plate and on the free surface on which a constant-strength source/sink distribution is made. After that, the viscous, frictional and residuary resistance coefficients are calculated. CFD analyses of the model resistance experiments were carried out for 5 different plates and 9 different speeds. Numerical study was carried out by using STAR-CCM+ Computational Fluid Dynamics program. Finally all of the results are given with tables and graphs to discuss in detail.

Anahtar Kelime

Tekne Yüzey Pürüzlülüğü, Gemi Direnci, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Direnç Deneyi.

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :12377
Üniversite

508071021

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

ÖZGE ERSÖZ

Başlık

SERİ 62 FORMU DİRENÇ TAHMİNİ

Özet

Deniz araçlarının performansı, varlıklarının en önemli unsurlarından biridir. Performans kriteri bakımından efektif olan teknelerin dizaynı ve inşası, gemi inşa sektörünün birincil hedefidir ve bu kapsamda çalışmalar asırlar boyudur kesintisiz sürmektedir. Tekne gücünün istenen verimin sağlanmasındaki görevi, gücün belirlenmesindeki parametre olan direncin tahminini beraberinde getirmektedir. Bu çalışma, Seri 62 kayıcı tekne formunun direnç tahmini için yapılmıştır. Direnç tahmini, deneysel ve amprik metodlarla yürütülmüştür. Newcastle Üniversitesi, İngiltere çekme tankında gerçekleştirilmiş olan deneysel çalışma öncesinde, fakülte bünyesinde bulunan Seri 62, 4667-1 modelinın hazırlıkları tamamlanmış, deney sürecinde gerekli olacak veri toplama sisteminin entegrasyonu sağlanmış ve tüm kalibrasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler, çıplak ve serpinti trizli tekne formu üzerinde olmak üzere iki bölümde icra edilmiş ve başarıyla tamamlanmıştır. Elde edilen datalar, veri toplama sisteminden tablolara aktarılmış, resimler ve grafiklerle görselleştirilmiştir. Daha sonra amprik metodlarla çıplak teknenin direnç hesaplamaları yapılmıştır. Van Oortmerssen, Savitsky metodları ve Maxsurf programı ile gerçekleştirilen hesaplamaların sonuçları tablo ve grafiklere dökülmüştür. Serpinti trizli durumdaki direnç değişimin görmek adına serpinti trizi dizayn edilmiş ve direnci ayrı olarak hesaplanıp çıplak tekne direncine eklenmiştir. Tüm deney ve hesap sonuçları karşılaştırılmış, kullanılan yöntemlerin seçim nedenleri analiz edilmiş ve bu çalışma kapsamında verimli olup olmadıkları belirlenmiştir. Olumsuz olduğu öngörülen sonuçlar detaylandırılmış ve daha verimli sonuçlar elde edebilmek adına önerilerde bulunulmuştur. Daha önce E.P. Clement ve D. Blount tarafından 1962 yılında yürütülen Seri 62 formu testleri baz alınarak bir seri hesaplama daha yürütülmüştür. Yapılan deneyler sonucu ortaya çıkan tablolar yardımıyla çalışmanın yapıldığı model parametrelerinin extrapolasyonu ile direnç hesaplamaları yapılmıştır. Sonuç olarak bu çalışma kapsamında; Seri 62 formu direncinin tahmini için uygun deney koşul ve parametrelerinin belirlenmesinin, efektif amprik metodun secilmesinin ve direnci azaltma etkisine sahip serpinti trizi dizaynının önemi anlaşılmıştır.

Title

RESISTANCE PREDICTION OF SERIES 62

Abstract

The performance criteria of ships is the one of the most important factors for their presences. The design and construction of ships which are effective as regards the performance is the primary aim of naval architecture and in this scope, studies continue for ages. The function of the ship power to obtain this dedicated efficiency brings with the prediction of resistance which is the parameter to determine this power. This study has been carried out to predict the resistance of Series 62 planning craft. Resistance has been predicted by experimental and amprical methods. Before the towing tank tests that have been performed in Newcastle University, UK, the preparations of existing Series 62 4667-1 model have been completed, the integration of data acqusition system has been implemented and all calibration setups have been executed. Tests have been successfully performed in two steps; first tests with bare hull and the second ones with spray rails. Results of the tests have been transfered to the tables from the data acqusition systems and visualized with photos and graphs. Secondly, the resistance has been calculated by amprical methods. Outputs which have been derived by Van Oortmerssen, Savitsky methods and Maxsurf software, have been imported again to the tables and graphs. To observe the change of the resistance with the spray rails, they have been designed and their resistance has been calculated separetly. All the results of the tests and calculations have been compared, reasons of choosing these methods have been analysed and the efficiency of using these methods in this Project has been determined. The results which have been set forth as unfavourable have been detailed and recommodations have been made to have more efficient results. After that, according to the “Resistance Tests of Systematic Series of Planning Hull Forms”, which has been carried out by E.P. Clement and D. Blount, the resistance prediction has been performed by using extrapolation method. As a result, it has been figured out that for a satisfying resistance prediction it is important to identify the appropriate test conditions and parameters, to choose the most effective amprical method and to have a more adequate spray rail design

Anahtar Kelime

gemi, gemi direnci, gemi performansı

Bilim Kodu

602




Sıra No :12848
Üniversite

508101009

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Y. Doç. Dr. Barış BARLAS

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

HASAN KAYAR

Başlık

PETROL VE KİMYASAL TANKERLERDE İSTATİSTİKSEL MALİYET ANALİZİ

Özet

Gemi kiralama sözleşmelerinin zamanı ve deniz navlun hareketleri, kiracıların taşıma maliyetlerini ve armatör nakit akışını etkiler. Bu çalışmanın amacı, piyasa verileri temelinde tanker gemileri için istatistiksel olarak maliyet analizi fonksiyonu oluşturmaktır. Maliyet fonksiyonları armatörler, tersaneciler ve yükleyiciler için ticaretin uzaklığı, piyasa durumu temelinde bilgi sağlarlar. Bu çalışmanın amacı Mayıs 2008 ve Aralık 2011 tarihleri arasındaki bilgilere bakarak çoklu regresyon analizi yöntemiyle matematik model oluşturup navlun tahmini yapmaktır. Deniz taşımacılığının istatistiksel maliyet belirleyecileri(deadweight kullanım oranı, petrol fiyatları, gemi yaşı, baltik indeksi ve sefer uzaklığı) Karadeniz, Akdeniz ve Batı Avrupa bölgeleri için 20000 DWT’den küçük gemiler için ortaya konulmuştur.

Title

STATISTICAL COST FUNCTIONS FOR OIL CHEMICAL TANKERS

Abstract

The behavior of shipping freight rates and the timing of shipping contracts affect the transportation costs of charterers and the operating cash flows of shipowners. The object of this study is to investigate sea transportation cost functions for tanker vessels on the basis of the market data. Cost functions are interest to shipowners, shipbuilders and shippers, as they provide information on the relative importance of the effects on freight rates of economies of size, route length, and the general market situation. On this basis, this study aims to forecast the freight rates by estimating a mathematical model using data for the period May 2008 to December 2011. Statistical estimates of the main determinants of sea transport costs(deadweight utilization ratio, oil price, vessel age, baltic dry index and voyage routes) are presented for tanker vessels operating in the Black Sea, Mediterrenean, and West Europe region on vessels up 20000 mts DWT.

Anahtar Kelime

navlun, navlun sözleşmeleri, gemi kiralama, gemi kira kontratı

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :12968
Üniversite

508101013

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof Dr Emin Korkut

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Münir Cansın ÖZDEN

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNİN PERVANE KAYNAKLI GÜRÜLTÜ KARAKTERİSTİKLERİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ

Özet

Sualtı akustiği 1. Dünya Savaşı’nda denizaltıların etkin şekilde kullanılması ile önem kazanmış ve bu konuda yapılan çalışmalar, 2. Dünya Savaşı’nda ilk denizaltı savunma sistemi’nin (ASW) kullanılmasına imkan sağlamıştır. 2. Dünya Savaşı’nda daha da önem kazanan denizaltı harbi ile beraber sualtı akustiği konusundaki çalışmalar da gelişme göstermiş, su üstü savaş gemileri ve denizaltıların silah sisteminin temelini oluşturan sonar sistemi ve torpido güdüm sistemlerinin gelişmesiyle önemini sürdürmüştür. Bugün savaş gemisi ve denizaltıların başka gemilerin konumlarını saptaması ve onlara hücum edebilmeleri için güçlü sonar sistemlerine sahip olmaları gerekirken diğer gemiler tarafından fark edilmemek ve kendi sonar sistemlerinin performansını etkilememeleri için de mümkün olduğunca düşük akustik ize sahip olmaları gerekmektedir. Geminin sualtı akustik izini oluşturan toplam gürültü; makine gürültüsü, akış kaynaklı hidrodinamik gürültü ve pervane gürültüsü olarak alt gruplara ayrılabilmektedir. Bu alt gruplardan makine gürültüsü konusu üzerine uzun yıllardır çalışılmakta ve uygun damper ve ses izolasyon sistemleriyle gürültü yalıtımı yapılabilmektedir. Akış kaynaklı hidrodinamik gürültü konusunda daha az gürültü yaratacak şekilde form ve takıntı tasarımları gerçekleştirilerek bu tip gürültünün düşürülmesine çalışılmaktadır. Diğer yandan, pervane kaynaklı gürültü, operasyon süratine bağlı olarak geminin tüm diğer gürültü kaynaklarını bastırarak gürültü iz karakterinin belirleyeci unsuru olarak öne çıkmaktadır. Günümüzün gelişmiş sonar sistemleri kullanarak pervane gürültüsü sonarlar tarafından fark edilebilen bir geminin; tipi, konumu, seyir yönü ve sürati saptanabilmekte ve modern torpido sistemlerinin en ucuzu olan akustik güdümlü torpidolar ile bu geminin etkisiz hale getirilmesi söz konusu olmaktadır. Bu sebeple bir gemi inşa ve pervanesi imal edilmeden akustik izinin hesaplanabilmesi ve dizaynın bu veriler ışığında düzenlenmesi günümüz savaş gemisi tasarımının en önemli unsurudur. Pervane gürültüsünün ampirik yöntemlerle hesabı ile ilgili uzun yıllardır çalışmalar yapılmaktadır. Bu tezde ise gürültünün sonlu hacim temelli hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi kullanılarak nümerik olarak hesabı üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemle gürültü tahmini için öncelikle pervane etrafındaki akımın zamana bağlı olarak çözülmesi ve pervane kanatları üzerindeki basınç değişimlerinin ve akışkan içindeki yoğunluk ve akış hızı değerlerinin zamana bağlı olarak saptanması gerekmektedir. Bunun ardından daha çok uçak ve uzay mühendislerinin hava taşıtlarının pervanelerinin aeroakustik özelliklerini belirlemek için tercih ettikleri ve yakın zamanda sualtı akustiği uygulamalarında da kullanılmaya başlanan Ffowcs William Hawkings Yöntemi’ne dayanarak gürültü tahmini gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle gerçekleştirilen pervane çalışmalarında sıklıkla deneysel geçerliliğin (validation) kontrolü için faydalanılan David Taylor Model Basin’in 4119 numaralı pervanesi üzerinde çözümler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle pervane etrafındaki akım çözdürülmüş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bunun ardından Ffowcs William Hawkings yöntemiyle pervane akustiği hesaplamaları gerçekleştirilmiş ve literatürdeki benzer çalışmalarda elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tatmin edici sonuçların alınmasının adından da hesap, beş kanatlı çalıklığa sahip bir savaş gemisi pervanesi modeli için ve yedi kanatlı yüksek derecede çalıklığa sahip bir denizaltı pervanesi için tekrar edilmiştir. Hesaplamalı çalışmaların ardından İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi’ndeki kavitasyon tünelinde deneysel çalışmalara geçilmiş, Brüel Kjaer PULSE akustik ölçüm sistemi kullanılarak öncelikle kavitasyon tünelinin arkaplan gürültüsü tespit edilmiş ve ardından hesaplamalarda kullanılan 5 kanatlı, çalık savaş gemisi pervanesi ile deneyler gerçekleştirilmiş ve bu pervaneye ait net gürültü saptanmıştır. Bu tezde yapılan çalışma ile elde edilen deneyimin; savaş gemisi, denizaltı ve torpidoların pervanelerinin, dümen, stabilizör ve sonar dom gibi takıntılarının geometrik tasarımında ve sonar sistemleri için veritabanı geliştirilmesinde uygulanabilecek bir araç olduğu değerlendirilmektedir.

Title

PREDICTION OF PROPELLER NOISE OF SURFACE SHIPS AND SUBMARINES BY USING COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS METHODS

Abstract

Underwater acoustics has gained importance with the effective use of submarines in World War I and the studies made about this topic allowed the use of the first anti-submarine warfare system (ASW).in World War II. With the growing importance of submarine warfare in World War II the studies about underwater acoustics has improved and maintained importance with the development of sonar systems and torpedo guidance systems which form the basics of submarine weapon systems. Today while warships and submarines have to posses strong sonar systems to detect and attack other ships, they must have also an acoustic signature as low as possible for being undetected by other ships which also affects their sonar systems performance. The noise, which forms the underwater acoustic signature of a ship, can be separated into machinery noise, hydrodynamic noise and propeller noise. From these sub-groups, machinery noise has been studied for many years and the noise isolation can be made with adequate dampers and sound insulation systems. About the flow induced hydrodynamic noise the design of the hull and appendages are made in a manner to streamline the flow in order to reduce this kind of noise. On the other hand, the propeller-induced noise stands out in the noise signature character by suppressing other noise sources on the ship depending on the speed of the operation. With the use of today’s sonar systems, it is possible to determine the type, position, bearing and speed of a ship by the propeller noise which is noticed by the sonar system and it is possible to deactivate this ship with acoustic-guidance torpedoes which are the cheapest of modern torpedo systems. Thanks to the hydrophone array systems, it is possible to measure and specify the acostic signature of a ship and its propeller. However, it is far more expensive or sometimes impossible to improve these properties ones the ship is built and the propeller is manufactured. For this reason, the most crucial element in today’s warship design is to predict a ship’s acoustic signature during its design phase and continue designing in a manner of competing to reduce the signature before the construction of a ship and manufacturing of her propeller. Therefore, noise predictions for cavitating and non-cavitating propellers become a momentous subject of naval architecture for more than 50 years. Prior to the modern computers with acceptable computing capabilities, numerical methods was almost absent and Empirical, semi-empirical methods and Bernoulli-based methods have been investigated by many scientists and engineers with low accuracy and unsensitive to change in the geometry. Acoustic improvements of propellers mainly depend on trial and errors. However, generation of a method by aero-acousticians Ffowcs Williams – Hawkings (FWH) for calculation of noise of an arbitrary body moving in a fluid , can be considered a mile stone in acoustic predictions. With the advancement of computing power and numerical practice, this method became available also for hydro-acoustic predictions. Computational requirement of the FWH method mainly depend on the solution of the water flow around the propeller in time-domain. To employ the FWH method, pressure, velocity, density values of computational domain must be known precisely in time domain. While some scientists are using boundary element or finite element methods for computaional fluid dynamic calculations, in this thesis the stduy was mainly focused on the finite volume methods. After the 22nd ITTC Workshop on Propeller RANS/Panel Methods, a number of studies have been published on the using of finite element methods for the determination of propeller hydrodynamic properties and solution of the flow around the propeller. In 2004, Kawamura et. al. comparatively analyzed different turbulence models for the prediction of open water performance for a conventional propeller. In 2006, Li published his results of estimating open water characteristics of a highly skewed model propeller employing k-ω turbulence model and validation study with experimental data. Seol et. al. in 2002 , investigated the non-cavitating propeller noise employing Boundary Element Methods (BEM) for the calculation of flow around propeller in time-domain and used FWH method to predict the far-field acoustics. In 2003, Salvatore et. al. published the preliminary results for cavitating propeller noise predictions and Testa demonstrated the updated state of the studies in his PhD thesis. This thesis demonstrates the preliminary results of a TUBITAK-funded research project on the prediction of propeller induced non-cavitating noise of surface ships and underwater vehicles . A validation study for RANS calculations on the open water performance estimation of DTMB 4119 experimental propeller has been carried out. Three different computational meshes generated using ANSYS ICEMCFD for the mesh dependence study. ANSYS 13 – FLUENT was used as the cell centered finite volume solver and SST k-ω turbulance method has been selected for the RANS calculations with absolute velocity selection. Transient solution is performed with second order implicit pressure based solver. Velocity and pressure coupled via SIMPLE algorithm. Green Gauss Node Based is used for gradient and PRESTO for pressure discritizations. For Momentum, Turbulent Kinetic Energy and Specific Dissipation Rate calculations, QUICK scheme is selected. Initial calculations were performed for steady conditions, in order to validate the RANS calculations of the propeller in comparison to published experimental results. . After obtaining satisfying results from for the determination of hydrodynamic performance of the propeller, unsteady calculations were carried on. Unsteady calculations obtain solutions in time domain for pressure, velocity and density which allows employing FWH method for the prediction of far-field acoustic properties. 15 different receiver locations has been defined around the propeller and acustic data has been collected simultaneously. Results has been compared to the ones of Seol et. al.which was performed for the same propeller similar conditions. Studies carried on with a model of a warship propeller. The geometry of this five bladed highly skewed propeller prepared by rhinoceros and compurational domain prepared for meshing in ANSYS 13 Design Modeler. ANSYS ICEMCFD was employed for the generation of tetrahedral meshes. SST k-ω turbulance method has been selected for the RANS calculations. Simultaneously, acoustic measurement experiments have been conducted in the cavitation tunnel in the Ata Nutku Model Basin of Istanbul Technical University Naval Architecture and Ocean Engineering Faculty. The experimental setup was three folds; cavitation tunnel, PULSE analyzer and the hydrophone arrangement. Dimensions of the large sections of cavitation tunnel are 63cmx35cm (BxH). With a maximum flow speed of 4.5 m/s; all partially or fully cavitating propeller, hydrofoil or wing sections can be tested in the tunnel for open water or behind model (with wake) conditions. Brüel Kjaer PULSE acoustic measuring systems was employed for the measurements. A metal can has been manufactured and attached at the top of cavitation tunnel. The hydrophone was arranged in this water filled cylindrical can With this assembly, the distance between the hydrophone and the propeller was 0.295 m. Primary measurements were performed for the determination of back ground noise of cavitation tunnel, impeller and dynamometer. An idle model produced to simulate the propeller mass and assembled to the tunnels shaft and background noise has been measured for various advanced coefficients. Following measurements were performed with the five bladed propeller for several advanced coefficients. At the conclusion part of the thesis, pressure and pressure over time derivative contour graphics of propeller surfaces are introduced. Moreover, the acoustic solutions obtained by CFD calculations using Ffowcs Williams and Hawkings Method and from experimental measurements were compared in Sound Pressure Level (SPL) scales. Exploring these graphs shows that a shift on frequency axis and in SPL axis experienced. It is concluded that, this calculations and measurements must be performed for another propeller to show if same shift will repeat. Afterwards, an improvement for the method can be applied. It is appreciated that the experience gained from the study of this thesis offer a tool for the development of a database for the geometric design of warships, submarines, torpedo propellers, stabilizer and sonar domes.

Anahtar Kelime

gemi, denizaltı, savaş gemisi, gemi inşaatı, gemi pervanesi, pervane açıksu eğrisi, pervane gürültüsü, gürültü, gürültü analizi, akustik, gemi akustiği, gemi gürültüsü, sonlu hacim methodu, hesaplamalı akışkanlar mekaniği

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :13121
Üniversite

508042004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Muhittin Söylemez

Tez Türü

Doktora

Ay

Eylül

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Burcu Ünal

Başlık

GEMİ BOYALARINA AİT YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN TÜRBÜLANSLI SINIR TABAKAYA ETKİSİ

Özet

Duvar cidarında oluşan türbülanslı akışlar birçok mühendislik probleminde yüzey pürüzlülüğü etkisi altındadırlar ve dolayısıyla pürüzlü duvar üzerindeki türbülanslı sınır tabaka akışları üzerinde yaygınca çalışılan bir konu olmuştur. Bu tür akışlar üzerindeki çalışmalar her ne kadar oldukça yol almış olsalar da, literatürde hala tam olarak netlik kazanmamış önemli problemler bulunmaktadır. Öte yandan, özellikle IMO’nun regülasyonları sonucunda, günümüzde gemi dip boyaları ile ilgili araştırma ve geliştirme çalışmalarına, özellikle bu tür yüzeylerin hidrodinamik karakteristiklerini anlamak açısından, ticari ilgi ve destek giderek artmaktadır. Bu tez çalışması, farklı tiplerdeki gemi dip boyaları üzerinde gelişen türbülanslı sınır tabaka akışları ile ilgili bilgilerin geliştirilmesini ve böylesi akışların özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Yürütülen iki ayrı deneysel çalışmada düz levha üzerinde gelişen ve basınç gradyanı etkisinde olmayan türbülanslı sınır tabaka içerisinde iki boyutlu lazer dopler hız ölçücü (LDV) kullanılarak hız ölçümleri yapılmıştır. İngiltere Newcastle Üniversitesi bünyesindeki Emerson Kavitasyon Tüneli’nde yürütülen deneylerde çeşitli gemi dip boyaları ile kaplanmış yüzeyler ile tamamen pürüzsüz ve yüksek pürüzlülüğe sahip referans yüzeyler test edilmiştir. Deney grupları için, ortalama akış özellikleri, sürtünme direnci, Reynolds gerilmeleri, yüksek mertebeden türbülans istatistikleri, uzaysal korelasyon fonksiyonları, türbülans spektrumları ve transfer fonksiyonları hesaplanarak sunulmuş ve yüzey pürüzlülüğünün söz konusu değişkenler üzerine etkileri incelenmiş ve sonuçlar literatür ile karşılaştırmalar yapılarak irdelenmiştir. Sınır tabaka deneylerini tamamlayıcı olarak, test edilen tüm yüzeylerin detaylı pürüzlülük analizleri de çalışmada sunulmuştur. Önerilen transfer fonksiyonlarının, günümüzde yüzey pürüzlülüğü etkisinin modellenmesi konusunda literatürde kullanılan klasik yaklaşımların mevcut açıklarını kapatarak önemli bir alternatif yöntem oluşturacağı düşünülmektedir.

Title

EFFECT OF SURFACE ROUGHNESS ON THE TURBULENT BOUNDARY LAYER DUE TO MARINE COATINGS

Abstract

Most of the engineering wall-bounded turbulent flows develop under the influence of surface roughness and therefore the turbulent boundary layer over rough surfaces has been a widely studied research topic. Although the research on such flows has gone a long way, there still exist unresolved major problems. On the other hand, mainly as a consequence of the IMO regulations, there is a continually growing commercial interest and hence support for R&D activities for marine antifouling coatings with particular interest to their hydrodynamic characteristics. This study aims to make a contribution to the advancement and further understanding of the rough-wall turbulent boundary layer flows developing over marine antifouling coatings. Two separate experimental campaigns were conducted consisting of zero-pressure-gradient flat plate turbulent boundary layer experiments over surfaces coated with various types of marine antifoulings together with smooth and rough references by using two-dimensional Laser Doppler Velocimetry. The experiments were conducted in the Emerson Cavitation Tunnel of Newcastle University. The mean flow parameters, friction drag, Reynolds stresses, higher order turbulence statistics, spatial correlation functions, turbulence spectra and transfer functions were presented and discussed for the tested surfaces. In complementing the boundary layer tests, detailed surface roughness analyses were also included in the study. It is thought that this study forms a fundamental step in investigating the roughness effects on the turbulent boundary layer by modelling its effect via transfer functions which constitute an alternative to the classical modelling of roughness effects as well as eliminating the deficiencies in the present models.

Anahtar Kelime

Yüzey Pürüzlülüğü, Türbülanslı Sınır Tabaka, Türbülans Spektrumu, Gemi Boyaları

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13314
Üniversite

508101030

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Ertekin Bayraktarkatal

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Fuat Kabakçıoğlu

Başlık

PALMGREN-MINER YÖNTEMİ İLE SEMI-SWATH TİPİ ALÜMİNYUM BİR TEKNENİN YORULMA ANALİZİ

Özet

Yorulma analizleri, günümüz gemi inşaatı mühendisliği temel hesaplamaları arasında önemi hızla artan analizlerin başında yer almaktadır. Yorulma analizleri ile ilgili hesaplamaların gerçekleştirilmesinin en önemli nedeni, meydana gelen can ve mal kayıplarının kayda değer biçimde artıyor olmasıydı. Yorulmadan kaynaklanan hasarların yeni imal edilmiş olan gemilerde de sıklıkla görülüyor oluşu, özellikle armatörlerden gelen talepler üzerine gemi inşaatı mühendislerinin konu ile çok daha fazla ilgilenmelerini gerektirdi. Bu gerekliliklerin neticesinde yorulma analizleri, artık tüm klas kuruluşları tarafından talep edilen temel mühendislik hesaplamaları arasında yerini almıştır. Yorulma hesaplamaları gerçekleştirilirken, tekne bünyesinde meydana gelen gerilme yoğunluğu bölgelerinin (hot spot) analiz edilebilmesi ve çevrim sayılarının belirlenebilmesi en önemli iki basamağı oluşturmaktadır. Çevrim sayılarının belirlenebilmesi, tamamiyle dalga spektrumlarına bağlı olmakla birlikte, her deniz karekteristiğinde farklı ömür sürelerinin oluşmalarına neden olmaktadır. Teknenin global olarak analizleri gerçekleştirildiğinde yorulmadan kaynaklanan çatlakların ve gerilme yığılmalarının en fazla olduğu bölgelerin teknenin yapısında bulunan süreksiszliklerden kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Genel olarak gerilme yığılmaları, kaynak geçiş cugullarının bulunduğu bölgelerde, braketlerin T profillere ya da hollanda profillerine bağlandığı noktalarda meydana gelmektedir. Bu çalışma dahilinde sonlu elemanlar analiz yönteminin seçilmesindeki en önemli amaç, gerilme yığılmalarının olduğu bölgeleri tespit edebilmekti. Sonlu elemanlar analiz program seçilirken, sadece gemi inşaatı mühendisliği hesaplamaları ile ilgili olduğu için Maestro program seçilmiştir. Maestro program kullanılarak dalga spektrumlarının tanımlanabilmesi kolaylıkla sağlanabilmiş ve aynı zamanda tekneye farklı açılarla gelen dalgaların yaratmış olduğu gerilmeler de ayrı ayrı analiz edilerek sonuçlar bu doğrultuda çok daha geniş bir spektrumda analiz edilebilmiştir. Analizi gerçekleştirilecek olan tekne semi-swath tipinde bir sahil güvenlik gemisi olduğundan, çok daha kötü hava koşullarında görevini sağlıklı bir biçimde sürdürebilmesi amacı ile çok daha dikkatli bir biçimde tanımlanmalıydı. Bu doğrultuda tekne yap inşaa malzemesi olarak AA5059 H321 alaşımı seçilerek hessaplamalar gerçekleştirilmiştir. Bölüm 4’te de oldukça detaylı bir biçimde aktarıldığı üzere AA5059 alaşımının yorulma dahil diğer tüm özellikleri, kendi rakibi olan 5xxx serisi diğer alaşımlardan çok daha üstündür. Özellikle yorulma dayanımı AA5083’e oranla çok dah ayüksek değerlerdedir. Sürtünme kaynağının uygulanabilmesi durumunda (FSW), yani ısıl işlem uygulanmadan kaynak edilebildiği durumda göstermiş olduğu mukavemet özellikleri, A grade gemi inşaa çeliğinden bile oldukça üstündür. Bu malzemenin kullanılması aynı zamanda teknenin taşıma kapasitesini artırarak çok daha fazla sayıda faydalı yükü taşıyabilmesine olanak sağlamıştır. Yorulma hesaplamaları gerçekleştirilirken hemen hementüm klaslama kuruluşları tarafından (Alman Loydu, Norveç Loydu, Amerina Loydu vb…) kabul gören analiz yöntemi olan Palmgren-Miner yöntemi seçilmiştir. Her ne kadar bu yöntemin eksik yönleri bulunsa da vermiş olduğu sonuçların gerçek değerlere yakınsaması ve uygulanabilirliğinin kolay olması bu yöntemi klas kuruluşları tarafından tercih edilen bir yöntem olmasını sağlamıştır. Palmgren-Miner yönteminin en önemli özelliği, geminin maruz kaldığı gerilmelerde olduğu gibi, sürekli değişen genlikli gerilmelerde başarılı sonuçlar vermesidir. Gerçekleştirilen hesaplamalar ve analizler neticesinde gerilme yığılmalırının olduğu bölgeler tespit edilerek bu bölgelerde gerilme yığılmalarını önleyici önlemlerin alınması gerekliliği vurgulanmıştır(braket takviyelendirmesi, sac kalınlığı artırılması, stifner aralığının küçültülmesi gibi). Ayni zamanda Ege Denizi, Ak Deniz ve Kara Deniz koşullarında çevrim sayıları hesaplanarak teknenin hangi deniz ortamlarında daha uzun süre yorulma hasarı olmadan kullanılabileceğinin analizi gerçekleştirilmiştir.

Title

FATIGUE ANALYSIS OF A SEMI-SWATH TYPE ALUMINUM BOAT WITH PALMGREN-MINER METHOD

Abstract

Fatigue analysis is one of the most important issue in ship building industry. Although, in most cases, fatigue cracks are observing for commercial ships, such as chemical and oil tankers, bulk carriers etc. by reason of loading and reloading operations, however loads caused by waves and the acceleration, high-speed military vessels are also in danger to the fatigue cracks. Especially coast guard ships, which are designed to fulfill the purpose of search and rescue operations in adverse weather conditions, should be designed taking into account fatigue cracks. Fatigue failure is an extremely complex physical process which is governed by a great number of parameters related to, for example, local geometry and material properties of the structural region surrounding the crack growth path. There are different approaches and methods which can be used in fatigue life predictions. The S-N approach is a suitable method for fatigue assessment of welded components or structures when fatigue life may be defined as a crack not exceeding a physically short crack (i.e. maximum 10 grains long). Since the past two decades probabilistic approaches for fatigue have become more common. Two different approaches are often considered to describe the fatigue limit state; S-N curve with Palmgren-Miner’s damage accumulation rule or fracture mechanics based approach. For both probabilistic S-N and fracture mechanics approaches, the appropriate modelling of the structural response due to fatigue loading is an important issue. In this study, wave spectral based fatigue analysis are studied for the Turkey’s adjacent coastal seasby using Maestro finite element analyzing software. Palmgren-Miner’s method is used for obtaining and analysing solutions. The reason for choosing Palmgren-Miner’s method for fatigue analysis is, well accepted fatigue analyzing method for almost all class societies, such as Germanischer Lloyd, American Bureau of Shipping, Det Norske Veritas. Maximum stress regions of the plates are obtained by using finete element method and the results are compared with the Wöhler diagram of AA5059 H321 aluminium alloy’s endurance limit. Forthe purpose of obtaining number of cycles for each of sea conditions, wave spectrum table, which is given below is used. By using wave spectrum table, wave lengths, wave speeds and cycles are obtained. This study is performed for understanding and calculating the life time estimation of semi-swath type coast guard boat, which is produced by using AA5059 H321 aluminium alloy, in different enviroment conditions. The results are also examined with respect to thewave angle of attack. Spectral based fatigue analysis methodology allows to determine the long-term stress range from the wave environment (assumed or actually) encountered by the ship. This approach assumes linear load effects and linear stress response and is performed in the frequency domain. Design wave approach is a simplification of the frequency domain analysis. In this approach, each load is defined by an equivalent wave corresponding to a certain probability of exceedance which gives the maximum load response. The structural stress approach, defines the stresses at the weld toe location taking all geometrical influences into consideration except for the local weld geometry. The research community encourages pursuing the development of stress concentration factor determination methods for structural components. Ship designers and builders have been constantly in search of alternative materials with the aim of reducing the weight of the boat. As a result of these concerns, aluminium alloys almost as the most suitable materials of ship building industry. While density of aluminium is approximately 2,7 tonnes/m3, density of steel is 7.8 tonnes/m3. However, while shipbuilding steel’s yield strength is 235 MPa, AA5059 H321 alloy’s yield strength is 160 MPa with welded condition and 270 MPa unwelded condition. As a result of these informations, aluminium produced boats provides a weight and powering advantage. At the same time, using of AA5059 ALUSTARTM aluminium alloy, brings a fairly large amounts of corrosion resistance compared with shipbuilding steel. Using of Alustarincrease strength, both before and after welding, by at least 20% so that the user can use a thinner gauge and thus build a lighter vessel or alternatively build a vessel with 20% higher overall strength, and keep the corrosion resistance at the same level or better than that of AA5083. By adding up to 6.0% Mg, andsubtle amounts of Zr and Mn it is guaranteed a minimum yield strength of 270 MPa (39 KSI) and UTS of 370 MPa (53 KSI), while elongation (which lends itself to formability) remains at 10%. By the application of a proprietary thermo-mechanical process and the addition of controlled amount of Zn we were able to keep all the major intermetallic particles inside the grain and prevent any excessive electro-chemical imbalance and thus avoid corrosion susceptibility. Extensive corrosion tests performed and documented under the supervision of classification societies such as DNV show that the corrosion resistance of Alustar is better or equal to that of AA 5083. Welding and heat affected zone (HAZ) strength is also improved by controlling the re-crystallization rate during welding and to avoid the formation of large grains. Alustar has also since found its way into the sailing and luxury yacht building industry. Because of the high final strength after welding and the good deformability, it is possible to design even more innovative and efficient hulls, which in turn have positive influence on the speed and form of a (sailing) yacht as well as fuel consumption. Alustar is also used in the defence industry for its strong ballistic properties. In the chaper 4.3.3 balistic properties of AA5059 is described in more detail. Fatigue calculations arecarried out taking into account the Turkey’s coastal seas. As a result of these analyzes, we will have calculated how long the fatigue event will not occur for each sea conditions and we will be calculated life time of safe. Maestro finite element software program was used with the aim of can be quickly and accurately represented in different sea states. Maestro is primarily a complete ship structural design system (though not limited to) for the design of marine structures. Maestro provides a highly interactive and intuitive graphical environment for structural design via FE modeling/analysis. By usingMaestro, variety of structures including monohull ships, multihull ships, offshore structures, submarines, foundations, etc. can be modelled easily. One of the most common and important problem in terms ofnaval engineering, calculation of stresses caused by waves from different angles. Maestro can easily analysis stresses due to waves coming from different angle of attack. As a result of this study, semi-swath type of coast guard boat’s,which is produced by using AA5059 H321 alloy, parametric fatigue analysis is performed taking into account theterritorial seas ofTurkey.For the purpose of calculate stress and hot spot areas, caused by the waves comingfrom different angle of attack, Maestro finite element analysis software was used. Calculations was performedfor three different seas and five different sea states. Stress values due to the waves from different angle of attack was calculated and analyzed.As a result of these analyzes, how much time the boat can be used in a safe manner withouttaking any fatigue damage is predicted. As a result of these calculations, if the lower limit value117 MPais not exceeded, there will not occur any fatigue crack for the Aegean Sea for 32.72 years, for Mediterranean Sea for 46.897 years and for the the Black Sea for 36.69 years. As can be seen here in the calculated values,while the Aegean sea offering the shortes period of use, whereas mediterranean sea offers longest opertating time. In summary of this study, the two most important parameters to be considered when performing fatigue calculations. One of them is to determine the number of cycleswhich varies depending on sea conditions. And the second one is the fatigue resistance value of aluminum alloy. The number of cycles, which are depening on with wave periods and sea characteristics, should be determined first. At the same time, the prediction of how many hours the boat will be in operation should be predicted. Related with this prediction, results of fatigue life calculation will also be changed. As can be seen from the calculations, yield stress is not the decisive factor for fatigue life calculations. While the AA5059 H321 alloy’s yield strength is 155 MPa, whereas the value of fatigue stress for 108 cycle is 118 MPa. When the performing fatigue calculations, this issue should be handled carefully. In that regions, where the stress values exceeds 118 MPa, structural measures should be taken into consideration initial stage of the design. Structural discontinuities should be strictly avoided as much as possible in the initial stage of design. The regions, which are expected to fatigue cracks occures, such as cut outs, menholes, soft bracket toe endings etc. should be carefuly taking into consideration for the purpose of analyzing and evaluting of stress concentration.

Anahtar Kelime

Palmgren-Miner,Yorulma, AA5059, Maestro

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13480
Üniversite

508062002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Mustafa İNSEL

Tez Türü

Doktora

Ay

Mayıs

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Serhan GÖKÇAY

Başlık

SINIR TABAKA HAVA ENJEKSİYONUYLA GEMİ DİRENÇ DÜŞÜŞÜ

Özet

Bu çalışmada, tek delikli hava enjeksiyonunun gemi yatay yüzeylerine uygulanması araştırılmıştır. Bu nedenle çalışma, sirkülasyon kanalında düzlemsel bir levha üzerinde çapraz akıma tek delikten verilen bir hava jeti ile sınır tabakanın değiştirildiği hava filmi uygulaması üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu çalışmaya özel olarak çok fazlı akışa özel bir işaret işleme yazılımı geliştirilmiş ve bu yazılım yardımıyla; sıvı faz hız profilleri, lokal hava oranı ve türbülans şiddeti profilleri altı istasyonda sıcak film sınır tabaka probu ile yapılan ölçümlerden çıkarılmıştır. Ayrıca, yerel yüzey kayma gerilmeleri de dört istasyonda yapılan yüzey sıcak film ölçümlerinden elde edilmiştir. Sıcak film problarından alınan sinyallerin hızların bulunması için işlenmesi ve analizi, kalibrasyon teknikleri ve sıvı hız değişimlerinin ve lokal hava oranlarının analizleri amacı ile teknikler geliştirilmiştir. Hava enjeksiyonunun sınır tabaka değişimine etkisinin incelenebilmesi için değiştirilmiş sınır tabaka ölçümleriyle referans sınır tabaka ölçümleri karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, sürtünme direncinin lokal hava oranına bağlı olduğu ve bu orandaki ani düşüşlerin türbülans şiddetlerindeki artışla birlikte direnç artışına neden olduğu gözlenmiştir. En iyi lokal direnç düşüşlerinin elde edildiği akım hızlarında, enjeksiyon hava debi artışlarının neden olduğu çok fazlı akım rejimindeki değişimler nedeniyle en yüksek direnç artışlarının da olabileceği görülmüştür. Bu olay, hem lokal yüzey kayma gerilmelerinin hava oranı düşüşü ile artışı, hem de sınır tabakada meydana getirilen süreksizliklerin neden olduğu form direnci artışıyla sonuçlanmaktadır.

Title

SHIP DRAG REDUCTION THROUGH AIR INJECTION TO BOUNDARY LAYER

Abstract

Single hole air injection to horizontal hull surfaces has been investigated throughout the study. Flat plate experiments focused on boundary layer modification by utilizing air jet, injected through a single hole to the cross water flow were conducted in a circulating water channel. Profiles of liquid phase velocities, local air volume of fractions as well as turbulence intensities were extracted from the measurements of hot film boundary layer probe in six stations by the help of a developed signal processing code. Local wall shear measurements were also conducted through four measuring points by utilizing flush mounted hot film probes as well. Techniques to analyze the CTA signal were developed which provide the reduction of the acquired voltage signal to velocity values by using power law calibration coefficients, the decomposition of the liquid phase velocity magnitudes with fluctuation levels as well as the local air volume of fraction quantities. Modified boundary layer measurements were compared with the undisturbed boundary layer characteristics in order to understand the influence of the air injection on boundary layer modification. It was found that, drag reduction is strongly depended on near wall local void fraction. Sudden decreases in fractions with the increase in turbulent fluctuations lead increases in drag. For flow velocities which lead best local drag reductions can also lead highest drag increases due to dramatically change in the multiphase flow regime by increasing the air flow rates. This will conclude both, increase in wall shear due to void fraction decrease and probably form drag increases due to more disturbances in boundary layer.

Anahtar Kelime

Gemi direnç düşüşü, hava yağlaması, çok fazlı sınır tabaka ölçümleri, sıcak film, sabit sıcaklık anemometrisi

Bilim Kodu

602




Sıra No :12748
Üniversite

508101022

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İnsel, Doç. Dr. İsmail Hakkı Helvacıoğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2012

Tez Öğrencisi

Ümran Bilen Doğan

Başlık

GEMİ İNŞAATI PROJE YÖNETİMİNDE PMI METODOLOJİSİ KULLANIMI

Özet

Bu çalışmada, PMI (Proje Yönetim Enstitüsü) tarafından verilen proje yönetim standardının, gemi inşaatı projelerindeki kullanımı, uygulanabilirliği ve faydası araştırılmıştır. Literatürde kısmi çalışmalar olmasına rağmen, sistematik bir proje yönetim metodolojisinin Türkiye’deki gemi inşaatı projelerine uygulanması ile ilgili bir çalışmaya rastlanamamıştır. Bu nedenle, uluslararası tanınırlığı olan bir proje yönetim standardının, gemi inşaatı projelerinde kullanımına ilişkin genel bir bakış verilmesi amaçlanmıştır. Bu araştırma, gemi inşaatı süreçleri ve uygulamaları konusunda uzmanlaşmış kişilerle yapılan birebir görüşmelere dayanmaktadır. Görüşmeler sırasında, PMI proje yönetim süreçleri ile ilgili kısa bilgilendirmelere yer verilmiş ve her bir sürecin gemi inşaatı projelerindeki kullanımına, uygulanabilirliğine ve faydasına ilişkin olarak uzmanların görüşleri alınmıştır. Çalışmanın sonucuna göre, PMI proje yönetim sürelerinin uygulanması, gemi inşaatı projelerinde fayda sağlayacaktır; ancak, tüm süreçlerin bir anda uygulanmaya başlanması, mevcut organizasyonların olgunluk seviyesi, eğitimli ve kalifiye personel eksikliği, kültürel sebepler ve değişken pazar şartları nedeniyle mümkün olamayacaktır.

Title

PMI METHODOLOGY UTILIZATION IN SHIPBUILDING PROJECT MANAGEMENT

Abstract

In this study, the utilization, practicality and usefulness of PMI (Project Management Institute) project management methodology, in shipbuilding project management is investigated. Although, some studies exist in the published literature related to managing specific processes or process groups of a shipbuilding project; a systematic project management methodology for shipbuilding in Turkey is not found. Therefore, in this study, it is aimed to give a brief overview on utilization of an internationally known project management standard in shipbuilding. The method of this study is based on interviews with shipbuilding experts. The project management standards are not well known or applied in Turkish shipbuilding industry. Therefore, the interviews cover a brief presentation of PMI project management standard and discussion over the utilization, practicality and usefulness of each process for shipbuilding projects in Turkey. Expert view is also investigated for the necessity of additional processes, process groups or knowledge areas other than the ones mentioned in PMI. In addition, the general comments from the experts are gathered related with the usual practices in Turkish shipbuilding projects. According to the study, most of the processed defined in PMI project management standard (PMBOK) were found to be useful if utilized. However, it would not be practical to start applying all processes at the same because of the maturity level of the organizations, availability of skilled and educated personnel, cultural reasons and changing market conditions.

Anahtar Kelime

Gemi İnşaatı, Proje Yönetimi, PMI

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :11565
Üniversite

508052002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin TAYLAN

Tez Türü

Doktora

Ay

Mayıs

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Emre PEŞMAN

Başlık

BOYUNA DALGALARDA GEMİLERİN YALPA HAREKETİ ANALİZİ

Özet

Günümüze kadar yalpa hareketi ile ilgili birçok bilimsel çalışma yapılmış, kural ve düzenleme geliştirilmiştir. Fakat yalpa hareketi ile ilgili yapılmış ve yapılmakta olan çalışmalara rağmen, ilgili kurumların uygulamaya koyduğu kurallar, normalde gemilerin çok fazla içinde bulunmadığı statik deniz koşullarına bağlı oluşturulan stabilite teorisine dayanmaktadır. Bu kurallar dalgalar arasındaki bir geminin stabilitesinin irdelenmesi durumunda çoğu zaman yetersiz kalmakta ve bu nedenle gemiler statik veya yarı statik stabilite teorisine dayanan tüm stabilite kurallarını karşıladığı halde ne yazık ki batmaktadırlar. Boyuna dalgalar arasındaki bir geminin yalpa hareketi de mevcut kuralların yetersiz kaldığı konulardan birisidir. Literatürde daha çok parametrik yalpa hareketi olarak ifade edilen olay, yaklaşık yarım yüzyıldır bilinse de, gerekli önemi boyuna dalgalarda oluşan stabilite kazalarının artmasıyla son yıllarda almıştır. Bu tez çalışmasında, parametrik yalpa hareketi ile ilgili olarak yapılan ve halen yapılmakta olan çalışmalara katkıda bulunmak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda düzenli dalgalar için, lineer olmayan sönüm ve doğrultma momenti terimlerinden oluşan 1 serbestlik dereceli “parametrik yalpa hareketi modeli” oluşturulmuştur. Modelin, literatürdeki diğer parametrik yalpa hareketi modelleri ile karşılaştırıldığında çözümünün daha pratik olması, doğruluğunun kabul edilebilir düzeyde olması ve bifürkasyon gibi lineer olmayan etkilerin de analiz edilmesine olanak sağlaması hedeflenmiştir. Yalpa hareketi analiziyle, dalga dikliği, gemi hızı, sönüm ve karşılaşma açısı gibi parametrelerin yalpa hareketi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Gemilerin stabilite ve sönüm özellikleri ile lineer ve lineer olmayan etkiler arasında ön dizayn aşamasında kullanılabilecek korelasyonlar bulunmuştur. Ayrıca gemi hızı, dalga dikliği, sönüm ve dalga karşılaşma açısı gibi parametrelerin, kaotik hareket nedeniyle oluşan devrilme olayı üzerindeki etkileri göreceli güvenli bölge tanımı yapılarak incelenmiştir.

Title

ROLL MOTION ANALYSIS OF SHIPS IN LONGITUDINAL WAVES

Abstract

Although many researches have been achieved about ship stability, associated regulations put into practice are mostly based on static conditions, which do not truly represent high-risk cases for ships. Even, ships comply with all static and quasi-static regulations; they still may end up with capsizing because of the nonlinear effects ignored in the existing regulations. Roll motion in longitudinal waves is another incident where regulations seem to be insufficient. The phenomenon, which is called parametric roll motion in the literature, has been known for half a century became significantly important since accidents occurred in longitudinal waves in recent years. In this thesis, it is aimed to contribute to the studies on roll motion in longitudinal waves. For this purpose, parametrically excited roll motion is modeled as a single degree of freedom system with nonlinear damping and restoring moment terms. The model developed in this study is aimed to have a practical solution and an acceptable level of accuracy besides determining nonlinear effects, such as bifurcations. In this study, the influence of the parameters on the parametric roll motion such as, wave slope, ship speed, damping and encountering angle has been taken into account. The influence of stability and damping characteristics on linear and nonlinear parameters is investigated in order to search for a possible correlation between them. Furthermore, the effects of parameters such as, ship speed, wave slope, damping and encountering angle on capsizing due to chaotic motion are shown by defining relatively secured regions.

Anahtar Kelime

Boyuna Dalgalar, Parametrik Yalpa Hareketi, Lineer Olmayan

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :11310
Üniversite

508022001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Y.Doç.Dr. Ertekin BAYRAKTARKATAL

Tez Türü

Doktora

Ay

Ocak

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Gökhan Tansel TAYYAR

Başlık

GEMİ KİRİŞİNİN NİHAİ MUKAVEMETİNİN TAYİNİ

Özet

Gemilerin nihai mukavemetini hesaplamak amacıyla kademeli göçme analiz yöntemleri incelenmiştir. Hızlı ve etkin çözüme ulaşmak için Smith yöntemi tercih edilmiştir. Smith yöntemi oldukça basit bir yöntem olmakla birlikte başarısı hesaplamada kullanılacak elemanlara ait ortalama gerilme-ortalama şekil değiştirme diyagramlarına bağlıdır. Elemanlara ait çözümlemede iki boyutlu plak davranışının modellendiği çözüm yerine tek boyutlu ve plak davranışının etkin genişlik tanımı yardımıyla lineerleştirilerek modellendiği kiriş yöntemi seçilmiştir. Geometrik olarak eğrilik değerleri yardımıyla eğri modellemesi kiriş hesaplamalarında uygulanmıştır, malzeme ve geometrik olarak lineer olmayan davranışlarda başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Deneysel çalışması gerçekleşmiş 1/3 ölçeğe sahip fırkateyn gemisine ait veriler kullanılarak sayısal hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar diğer araştırmacıların geliştirdikleri yöntemlere ait sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son sayısal çalışmada ise büyük tonajlı ham petrol tankerine ait çözümleme yapılmış, aynı şekilde diğer araştırmacıların sonuçlarıyla karşılaştırması yapılmıştır.

Title

DETERMINATION OF ULTIMATE STRENGTH OF THE SHIP GIRDER

Abstract

In this thesis, progressive collapse analysis methods are investigated to determine the ship ultimate strength. For achieving fast and efficient solution, the Smith method is preferred, which uses a simple approach, though its performance closely related with the average stress-strain diagrams of the elements used in the analysis. For element-wise solutions, one dimensional beam approach is chosen, in which the plate behavior is modeled through a linearization by using the effective width, instead of two dimensional models, thus an advantage in solution time is accomplished. Curve modeling by using geometrical curvature values is used for beam calculations and easily obtained results are satisfactorily considered under material and geometrical nonlinearities. The final applications of the method are an experimentally studied 1/3 modeled frigate and Very Large Crude Carrier, where the comparison of the predicted values with the results is also presented.

Anahtar Kelime

Nihai Mukavemet, Kademeli Göçme Analizi, Eğrilik, Kiriş

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :11457
Üniversite

508061016

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yar. Doç. Dr. Şebnem HELVACIOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Bilgin BOZKURT

Başlık

GEMİ İNŞAATINDA KAYNAK ÇEKMELERİNİN DENEYSEL ANALİZİ

Özet

Günümüz üretim anlayışında maliyetlerin azaltılması ve kalitenin artırılması temel hedefler arasındadır. Gelişmekte olan Türkiye Gemi İnşa Sanayiinin de bu anlayışın gerekliliklerini iyi kavraması ve bu yönde yatırımlar yapması önemlidir. Dünya çapında gemi inşa sanayicileri, maliyetleri kısmak ve malzeme sarfiyatını azaltmak amacıyla bir takım çalışmalar yapmaktadırlar. Bunlardan biri de tersaneler için kaynak çekme faktörü (weld shrinkage factor) bulunmasıdır. Bu işlemde hatasız bloklar yaparak tekrar iş yapılmasını engellemek hedeflenmekte ve kaynak çekmelerinden oluşan uzunluk kayıplarının tam olarak belirlenmesi hedeflenmektedir. Bu sayede sacın levha panellerin ve blok ek yerlerinin sınırlarına +50 fazlalık verme yükü ortadan kalkmış olacaktır. Bu fazlalıklar geminin tümünde düşünüldüğünde önemli bir kayıptır. Bunun dışında kuvvetli bir çekme tahmini prosedürü oluşturulduğunda saca henüz sahaya çıkmadan CNC yardımıyla çok düzgün kaynak ağızları açılabilir ve ek yerlerindeki kaynak ağzı açma, taşlama işlemleri ortadan kalkmış olur. Bu işlemler zaman olarak ekleme işinin 2/5 ini kapsamaktadır. Dolayısıyla düzgün tahminlerle malzeme sarfiyatını engellemenin yanı sıra temrin süresi kısaltmak da mümkün olabilecektir. Türkiye Gemi inşa Sanayiinin gelişmesine yardımcı olmayı hedefleyen bu çalışmada, tekne inşa sürecinde meydana gelen kaynak çekmeleri, 350 civarında deneyle incelenmiş ve kaynak çekmelerini etkileyen faktörler irdelenmeye çalışılmıştır. İncelemeler sonucunda kaynak çekmelerinin farklı faktörler altında tahmin edilmesi için yöntem geliştirilmiştir. Kaynak çekmelerini etkileyen faktörlerin çok olması sebebiyle, yapılan tahminleri anlamlı kılmak için kaynak çekmesinde hangi faktörün ne kadar etkili olduğunun saptanılması gerekmiştir. Çekmeyi etkileyecek faktörler, oluşturulan veri toplama şablonu yardımıyla, her deney için ayrı ayrı kayıt altına alınmıştır. Bu sayede, tersane gibi şartları kontrol etmenin çok zor olduğu bir ortamda oldukça titiz yöntemlerle deneysel veriler toplanmıştır. Toplanan veriler Çoklu Regresyon Yöntemiyle analiz edilmiş ve bu sayede kaynak çekmesine hangi faktörün ne kadar etki ettiğini incelenmiştir. Yapılan regresyon analizleri sonucunda bulunan katsayıların anlamlılığı P, T ve F testi ile irdelenmiş ve bu testleri geçemeyen kimi sonuçlar göz ardı edilerek, önemli anlam ifade eden sonuçlara göre yorumlar yapılmıştır. Deneyler farklı kaynak parametreleri altında, düz levha birleştirme, panel üzerine montaj ve blok ekleme safhaları için yapılmıştır. Sonuçlar analiz edildiğinde çift taraflı kaynaklarda çekme ve distorsiyonların tek taraflı kaynaklara göre daha az olduğu, kaynak hattının ortasında çekmelerin arttığı, farklı kaynak uygulamalarının (FCAW, SAW) farklı çekme sonuçları verdiği görülmektedir. Öyle ki, FCAW kaynakta sac kalınlığı arttıkça çekme azalırken, SAW kaynakta çekmeler ağırlıkla orantılı olarak artmaktadır. Regresyon sonuçlarına göre birleştirilen parçalar arasında bırakılan boşlukların çekme sonuçları anlamlı oranda değiştirdiği görülmüştür.

Title

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF WELD SHRINKAGE IN SHIP BUILDING

Abstract

In today s sense of manufacturing, main objective is to reduce costs and improve quality. It is important for Turkey to realize the requirements of this sense of manufacturing and make investment in this direction. The worldwide ship industrialist carries on works for reducing cost and preventing material waste. One of these works is finding weld shrinkage factor for shipyards. In this work, the objective is to eliminate commitment to rework by building neat blocks and make a perfect prediction of loss of length that is caused by weld shrinkage. By this means, the commitment of adding extra material (+50mm) to the edges of flat panels and erection joints will be eliminated. These extra material addition is a significant loss when it is taken into account for whole ship. Moreover, it is possible to prepare neat weld grooves by CNC and eliminate the work of cutting the plates to prepare weld grooves and grinding the groove surface. These works are 2/5 of total joining period. Thus, we can reduce total term in addition to prevent material waste. In this study, which intends to be beneficial for the improvement of Turkish Ship Industry, 350 experiments are done to analyze weld shrinkage factors during hull assembly. Remembering that a variety of variables can affect the weld shrinkage factor, emphasis is placed on How to of the process. The factors, which effect weld shrinkage, are recorded in check sheets for every experiment. Thus, experimental results are collected hypercritically in a shipyard environment, which is very difficult to control conditions in. Test results are analyzed by regression and coefficients of effective factors are determined. The significance of coefficients is tested with T, P and F test procedures. It is seen that some result are insignificant and they are ignored. Significant results are analyzed and interpreted. Experiments are performed for flat panel joints, assembly on flat panel and ejection joints, under different welding attributes. It is seen that more weld shrinkage and distortions occurs in one-sided flat panel welding in comparison with two sided welding. In addition, it is seen that weld shrinkage rises in mid-length of weld line. Moreover, different welding processes produce different shrinkage values. Even in FCAW welding process shrinkage reduces with respect to the increasing material weight, on the other hand they are directly proportional in SAW welding process. Furthermore, it is observed that joint gap is a significant factor that affects the weld shrinkage.

Anahtar Kelime

gemi, kaynak, çekme, distorsiyon, verimlilik,regresyon,analiz,deney,tersane,sac,erection

Bilim Kodu

602




Sıra No :11522
Üniversite

508081004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof Dr Ahmet Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Güray Kera

Başlık

GÜVENİLİRLİK TEMELLİ GEMİ YAPI ANALİZİ

Özet

Tüm mühendislik dallarında, güvenilirlik analizinin geçerliliği artmaktadır. Bir yapı içerisindeki başarısızlık durumları maliyetli ve ölümcül olabildiğinden mühendisler başarısızlık olasılığını azaltmaya çalışımaktadır. Güvenilirlik hesapları gemi inşaa mühendisiliği için de onlarca yıldır kullanılıyor ve yakın zamanda daha sık kullanılacak gibi gözüküyor. Güvenilirlik açısından yapılan gemi yapı analizlerinin pek çok yaklaşımı mevcut ver hedef güvenilirlik seviyeleri yeni yöntemler ve kurallar ile değişiyor. Bu tezde gemilerin orta kesitinin en yüksek mukavemetinin hesaplanış metotları açıklanacaktır. Hasofer-Lind güvenilirlik dizini ile birinci dereceden güvenilirlik analizi yapılacak ve normal dağılım göstermeyen değerlerin Hasofer-Lind dizininde çözümü için Rackwitz-Fiessler dönüşüm prosedürü uygulanacaktır. Güvenilirliğin önemli bir konusu olarak farklı sınır durumlarında analiz yapılıp karşılaştırması nümerik örnekler bölümünde işlenecektir. Bu bölümde ayrıca konunun anlaşılabilmesi için 2 basit örnek daha gösterilmiştir. Ayrıca, güvenilirlik analizinin temel konuları ve bunların gemi yapılarına uygulanışına değinilmiştir.

Title

RELIABILITY BASED SHIP STRUCTURAL ANALYSIS

Abstract

In all engineering disciplines, reliability considerations are playing increasing role. Since failures in a system increase costs or be fatal, engineers are trying to minimize the probability of failures. Relibility calculations have also been used in naval architecture for a number of decades and seem to be much widely used in the near future. There are many aprroaches to ship constructural analysis from the reliability perspective and as time goes, target reliability levels change to due change of methods and regulations. In this thesis, the methods to calculate ultimate hull girder strength of ships will be explained. The first order reliability method with Hasofer-Lind reliability index will be used and Rackwitz-Fiessler method will be applied to find equivalent normal variables of nonnormal variables in order to use Hasofer-Lind reliability index. As an important part of the reliability methods, the different limit state functions will be shown and a comparison of results of two different limit state functions calculated by Hasofer-Lind reliability index will be done in the numerical examples section. In this section, there are also two very simple examples to express the basics of these methods. Also, basic concepts of the reliability subject and its application to ships will be mentioned briefly.

Anahtar Kelime

güvenilirlik, gemi mukavemeti, gemi dizaynı

Bilim Kodu

602




Sıra No :11584
Üniversite

508091015

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin Taylan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Tahsin Tezdoğan

Başlık

GEMİ HAREKETLERİNİN İNCELENMESİ VE GEMİLERE UYGULANMASI

Özet

Gemilerin genel performansı, görev yapacağı denizlerde sahip olduğu denizcilik özelliklerine bağlıdır. Gemilerin her türlü hava ve çevre koşullarında kendisinden beklenen görevleri hız ve rotasını koruyarak eksiksiz yerine getirmesi gereklidir. Bundan dolayı, gemi hareketlerinin tahmini ve denizcilik özelliklerinin ortaya çıkarılması dizayn aşamasındaki bir gemi için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, iki boyutlu lineer dilim teorisine bağlı olarak çalışan bir bilgisayar yazılımı (ShipmoPC) yardımıyla gemi hareketlerinin tayini ve gemilerin denizciliği üzerine genel bir araştırma yapılmıştır. Bu amaçla, gemi hareketleri, ek direnç, hareket kaynaklı denge kaybı olayları, dövünme ve düşey ivme konuları detaylı olarak çalışılmıştır. Ayrıca, çeşitli gemi türleri üzerine değişik uygulamalar yapılmıştır. Bu tez kapsamında, bilgisayar yazılımının dayandığı teoriler ve kullanmış olduğu hidrodinamik yöntemler üzerine çeşitli incelemeler yapılmış ve bu yolla elde edilen sonuçlar, çeşitli diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Son olarak, programın doğrulamasına yönelik olarak deneyler gerçekleştirilmiş ve bu deneylerin sonuçları programın verdiği çıktılarla mukayese edilmiştir. Böylece, programın gemi hareketlerini tahmin etmedeki güvenilirliği detaylı bir şekilde ortaya konulmuştur.

Title

INVESTIGATION OF SHIP MOTIONS AND APPLICATION TO SHIPS

Abstract

The overall performance of ship depends on the seakeeping performance in specified sea areas where the vessel operates. She is expected to fulfil her mission in almost all weather and sea states without compromising her safety. Therefore, prediction of ship motions and seakeeping performance are very important for a ship in the preliminary design stage. In this present thesis, ship motions and seakeeping of ships were investigated by the aid of a- two dimensional linear strip theory based commercial software (ShipmoPC). For this purpose, ship motions, added wave resistance, motion induced interruption, slamming, and vertical acceleration were studied. In addition, various applications were conducted for different type of ships. Within the scope of this thesis, some of the theories and hydrodynamic methods used in the software were explored and the obtained results were compared to other different methods. Finally, the validation study of the software with experiments was also expressed. The experimental results were compared to outputs of the software accordingly. Thus, reliability of the software to predict the ship motions was presented in details in the thesis.

Anahtar Kelime

Gemi hareketleri, Denizcilik, Dilim teorisi

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :11588
Üniversite

508071011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof Dr. Selma Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Özlem Uslu Karaman

Başlık

Gemilerde Enerji Ekin Makine Dairesi Havalandırması

Özet

Bu çalışmada, kimyasal bir tankere ait makine dairesinin havalandırma sistemi incelenmiş, bu kapsamda toplam gerekli hava debisi, fan kapasitesi, egzoz debisi, panjur alanı ve fan basıncı hesapları ISO 8861 standardı da esas alınarak yapılmıştır. Sürekli değişik iklim şartlarında çalışmak durumunda kalan gemilerde enerji etkin bir havalandırma yapabilmek için, değişen sıcaklıklarla birlikte değişen hava gereksinimlerini karşılayabilecek uygun fan kapasitesinin belirlenmesinin önemine değinilmiş, dizayn sıcaklıkları değiştirilerek bu değişimlerin toplam hava gereksinimine, fan kapasitesine ve fan basıncına olan etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve enerji etkin havalandırma açısından tartışılmıştır. Enerji etkin bir makine dairesi havalandırması tasarlayabilmek için uygun fan seçiminin önemine değinilmiş ve fan seçimi konusunda örnek bir uygulama yapılarak enerji tüketimi açısından ne kadar tasarruf edildiği hesaplarla gösterilmiştir.

Title

Energy Efficient Engine Room Ventilation

Abstract

In this study engine room ventilation system of a chemical tanker is examined. The total required air flow rate, fan capacity, exhaust flow rate, vent area and fan pressure calculations are performed. Calculations are based on ISO 8861. The importance of determining appropriate fan capacity meeting variable air requirements depending on temperature variations, in order to design effective ventilation systems for the ships working under different climatic conditions, is presented. The effects of design temperature variations on the total air requirement, fan capacity and fan pressure are investigated. The results were evaluated and discussed in terms of energy efficient ventilation. The importance of the fan selection on the energy efficient engine room ventilation is presented and discussed. A sample application about the fan selection is given, energy consumption and how much energy saved are calculated.

Anahtar Kelime

Enerji etkin gemiler, makine dairesi havalandırması, enerji verimliliği, enerji etkin havalandırma

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :11640
Üniversite

508071019

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ahmet ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Burak CAN

Başlık

BİR DESTEK GEMİSİNİN DALGALAR ARASINDAKİ HİDROELASTİK DAVRANIŞLARI

Özet

Bir gemi veya açık deniz yapısının tasarım sürecinde, bir gemi inşaa mühendisi maliyet, güvenlik, güvenilirlik, performans ve daha birçok kriteri göz önünde bulundurur. Bu yüzden; güvenli sahada kalmak adına geçmişten beri kullanılan ve yari ampirik temelleri olan kurallar baz alınarak tasarımlar yapılmaktadır. Dolayısıyla, üretilen gemiler veya açık deniz yapıları ya gerektiğinden fazla ağır üretilir ve seyredeceği deniz şartlarında gerekli performansı veremeyebilir. Bu yüzden, deniz yapıları ve gemiler üzerinde yapısal anlamda daha detaylı ve gerçekçi incelemeler yapılması gerekmektedir. Bir tekne yapısı tasarım aşamasında statik veya sanki statik analizlerden gelen sonuçlar ile boyutlandırılır. Ancak, gerçek fiziksel ortamda gemi şartları deniz ve rüzgar tarafından belirlenen dinamik bir ortam için tasarlanmalıdır. Hidroelastisite, teorik olarak bir sıvı içinde haraket eden elastik bir yapının dinamik davranışlarını incelenmesidir. Bu teori bir gemi veya açık deniz yapısı için uygulandığında; yapı üzerindeki gerilmeler, elastik ve rijit yer değiştirmeler deniz durumundan kaynaklanan dış yükler altında belirlenebilir. Bu çalışmada, bir destek gemisinin düzenli dalgalar arasındaki hidroelastik davranışları sonlu elemanlar metodu ve panel metodu birlikte kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, akışkan-yapı etkileşimi etkileri olan, genelleştirilmiş ek su kütlesi ve hidrodinamik sönüm katsayıları da frekansa bağlı olarak hesaplanmıştır.

Title

HYDROELASTIC RESPONSE BEHAVIOUR OF A SUPPLY VESSEL IN WAVES

Abstract

When designing a ship or an offshore structure, the naval architect has to meet requirements of initial cost, safety, reliability, performance and so on. For this reason, tends to rely heavily on semi-empirical rules based on past experience; the result is that designs evolve only slowly from one type of vessel to another. So as the years passed; a more detailed and realistic investigations of ships are required. The hull of a ship is usually based on considerations of static and quasi-static analyses, whereas in reality the structure will operate in conditions determined by the wind and the seaway. Traditionally, the behaviour of a moving floating structure in water has been divided somewhat artificially, into distinct subjects, each with its own basic assumptions. Hydroelasticity is the study of the behaviour of a flexible body moving through a liquid. When applied to a flexible ship hull or offshore structure, it may be used to determine stresses, motions and distortions under the actions of external fluid loadings arising from the seaway. In this study, the hydroelastic behaviour of a supply vessel under regular waves was investigated with using finite element method and panel method together. Also, the fluid-structure interaction effects are calculated in terms of the generalized added mass and hydrodynamic damping coefficients in the frequency domain.

Anahtar Kelime

Hidroelastisite, Akışkan Yapı Etkileşimi, Sonlu Elemanlar metodu

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :11916
Üniversite

508091007

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

EMİN KORKUT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

AHMET GÜLTEKİN AVCI

Başlık

İZE UYUMLU PERVANE DİZAYNI VE ASKERİ GEMİYE UYGULANMASI

Özet

Gemiler için pervane dizaynı, elde edilebilecek en fazla verimi vermesi, kavitasyon yapmayacak şekilde olması ile gürültü ve titreşim değerleri müsaade edilebilir sınırlar içinde olması gereken bir optimizasyon problemidir. Bu çalışmada, daha verimli bir pervane için seçilen bir askeri gemiye ilk önce standart serilere göre pervane dizaynı yapılıp elde edilen pervane kaldırıcı hat teorisi uygulanarak ize uyumlu hale getirilmiştir. Uygulama gemisi için pervane dizaynında önceden gerekli olan direnç değerlerini verecek olan Matlab kodları kullanılmış ve deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına en yakın olan direnç tahmin yöntemi seçildikten sonra standart serilere göre pervane dizaynı yapılmıştır. Model deneylerinden elde edilen iz değerleri daha sonra kaldırıcı hat teorisini kullanan mevcut bir Matlab yazılımına aktarılmış, direnç katsayıları ve diğer tüm parametreler ayarlandıktan sonra mevcut pervane ize uygun hale getirilmiş ve sonuçlar tablolar halinde tezde sunulmuştur.

Title

WAKE ADAPTED PROPELLER DESIGN AND APPLICATION TO A NAVY SHIP

Abstract

To design a propeller is an optimisation problem, including efficiency, cavitation, vibration and noise characteristics that are in acceptable limits. In this study, for an efficient propeller, lifting line theory applied for wake adaptation after standart series design application to a navy ship. Resistance characteristics of the navy ship were predicted by Holtrop & Mennen method which was the best suitable for this type of ship according to model tests. After the resistance prediction, an appropriate propeller was designed by using standart series data. Results of the propleler characteristics obtained from standart series data were used for wake adapted design by Matlab codes and all values presented in the thesis.

Anahtar Kelime

pervane dizaynı, ize, kaldırıcı hat teorisi

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :12068
Üniversite

508081002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Selma Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Canan İZER

Başlık

ASKERİ GEMİLERDE ISI VE YANGIN YALITIMININ İNCELENMESİ

Özet

Son yıllarda, savaş gemilerine olan ilginin giderek artmasına paralel olarak, yalıtım teknolojisi de giderek gelişmektedir. Bu gelişmeyle birlikte, daha efektif yalıtım çözümleri geliştirilmiştir. Dünyada bu konuda araştırma yapan uzman kuruluşlar, daha hafif, yangın dayanımı yüksek, ısı iletim katsayısı düşük ve kalınlığı oldukça az olduğu için iç hacimlerde kazaç sağlayan materyallerin geliştirilmesine yönelik AR-GE çalışmalarını yürütmektedirler. Bu çalışmaların devamı olarak materyaller, “FTP Code” gibi prosedürlerin gerektirdiği çeşitli testlere tabi tutulmakta ve eğer başarılı olurlarsa sertifika alabilmektedirler. Ancak yeni oluşturulan bir ürün için onay makamlarından sertifika alabilmek çok zorlayıcı olmaktadır. Isı yalıtımı için literatürde çok fazla bağlayıcı kural ve ya prosedür olmasa da; enerji ekonomisi, personelin konforu ve ekipmanların verimli çalışabilmesi bakımından konu ile ilgili hesapların yapılmasıyla beraber, gemide gerekli yerlere ısı yalıtımı yapılması gerekmektedir. Tez kapsamında, tehlike ve kısıtlayıcı faktörlerin en düşük seviyeye indirgenmesi için, karakol botu sınıfı bir gemi ile bir tank çıkarma gemisi için yaklaşık olarak yalıtım ağırlığı, hacmi ve maliyeti hesaplanarak, her iki gemi birbiriyle karşılaştırılmıştır. Yalıtım uygulamalarının optimizasyonu için hesap sonuçları değerlendirilmiş olup, tank çıkarma gemisi sınıfı bir gemi için bulunan ağırlık ve hacim değerlerinin, karakol botu tipi bir gemiden yaklaşık % 60, maliyet değerinin ise % 70 daha fazla olduğu gösterilmiştir. Ayrıca hem yangın hem ısı yalıtımı için mineral yünü kullanmak yerine, yangın yalıtımı için mineral yünü, ısı yalıtımı için cam yünü ile yangın yalıtımı için seramik malzeme, ısı yalıtımı için köpük malzeme kullanılma durumunda, ağırlık, hacim ve maliyette oluşan değişimler grafiklerle sunulmuştur.

Title

INVESTIGATION OF THE HEAT AND FIRE INSULATION ON NAVAL SHIPS

Abstract

Since the recent years, significant interest has been shown in naval ship design, and in parallel with that, ship insulation technology has been developed gradually. More efficient insulation solutions have been arisen in accordance with these developments. Research organizations have been carrying out research and development activities for advanced insulation materials which have properties of less weight, fire retardant for high temperatures, less heat convection coefficient and less thickness providing much more interior space. Following these activities, challenges for new advanced materials are testing them in accordance with the mandatory procedures such as FTP Code and getting approvals. Although there are not much mandatory rules for the heat insulations, depending on the calculations for the energy economy, personel’s comfort and equipments to work efficiently, heat insulation is needed to be applied. Approximate insulation weigths, volumes and costs for a patrol boat and landing ship tank, are estimated and compared with each one in order to reduce unsafe and restricting factors to the minimum level, in the scope of the thesis. By assessing the calculation results to optimize the insulation applications, it is shown that the weight and volume values for landing ship tank are 60 % and cost is 70 % higher than the patrol boat. Instead of using fire and heat insulation, in case the usage of the mineral wool for fire insulation and glass wool for heat insulation or ceramic blanket for fire insulation and foam for heat insulation, weight, volume and cost differences are presented by graphics.

Anahtar Kelime

yangın yalıtımı, ısı yalıtımı, askeri gemiler

Bilim Kodu

0




Sıra No :12360
Üniversite

508091014

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Mustafa Insel

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Nurullah Ekin

Başlık

MEGA KONTEYNER GEMISI

Özet

Dünya genelinde işlem hacminin hızla artmasıyla birlikte konteynır taşımacılığı da hızla yükselişe geçmiştir. Deniz yolu taşımacılığı diğerlerine göre çok daha ucuz ve güvenilir olduğu için firmalar bu alanlara büyük yatırımlar yapmıştır. Bununla birlikte rekabet artmış ve lojistik şirketleri “farklılıklar” yaratmaya başlamıştır. Global finans sıkıntıların artmasından ve yakıt fiyatlarının sürekli dalgalanmasından dolayı yeni stratejiler artık kaçınılmaz olmuştur ve böylece gemi taşımacılığı artık yeniçağına girmiştir. Rekabet sisteminde ayakta kalabilmek ve büyümek için “konteyner taşımacılığı” geliştirilmiş olup yüksek kapasiteli konteynır gemileri üretilmiştir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte mega konteynır gemilerinin yapılması artık hayal dışı olmuş olup firmaların ayakta kalabilmesini sağlamıştır. Büyük kapasiteli gemilerin çalışabilmesi için gereken teknik koşullar hızla iyileştirmiş olup “hub limanlar”ın sayısı hızla artmıştır. Deniz taşımacılığındaki en çok üzerinde durulan hususlardan bir tanesi doğru zamanlamadır bu yüzden konteyner limanlarındaki kreyn sayıları artırılmıştır. Mevcut limanlara devlet tarafından destekler artmış olup daha modern ekipmanlar alınmaya başlanmıştır ve böylece daha kısa zamanda daha fazla konteynır elleçlenmesi yapılabilmektedir. Yüklerin indirilip-boşaltılması esnasında yardımcı ekipmanların önemi anlaşılmış olup bu işlemlerin daha hızlı yapılabilmesi içinde barkot veya gps gibi sistemler konteynırlara entegre olmuştur. Her ne kadar en büyük kapasite ve boyutlarda konteyner gemisi inşa etme arzumuz olsa da ekonomik koşulların buna hazır olması çok önemlidir. Bu çalışmanın ilk kısımları “liner taşımacılık” ile ilgili olup son on yıl içerisinde olan değişikler üzerinde durulmuştur ve gelecek yilların nasil bir talep getireceğini ve ne gibi ihtiyaçlar doğuracağını da bazı IMF verileri ile sentezlenmiştir. Bu çalışmanın uygulanabilirliği açısından bazı “sınırlamalar” üzerinde durulmuştur ve inşa edilebilecek uygun bir gemi profili tasarlanmıştır. Göz önünde bulundurulan kısıtlamalar başlıca ekonomik koşullar olmak üzere, liman derinlikleri, kreynlerin kapasiteleri, manevra alanı ve kabiliyeti, işlem hacmi ve ekonomik şartlar olmak üzere teknik anlamda inşa olanakları da çalışmanın bir parçası olmuştur. Bundan 50 yıl önce uzmanlar dâhil hiç kimse devasa gemilerin yapılabileceğini hayal bile edemiyordu fakat kimyasal tankerlerin hızla gelişmesi bu sınırları zorlamıştır ve 25 metre draft sınırları geçilmiştir. Konteyner gemileri için her geçen gün yeni çalışmalar yapılmakla birlikte sınırlar 400 metre üzerinde olmaya başlamıştır. Bu çalışmaları yaparken en büyük engellerden bir tanesi gereken makine gücünün çok fazla olması ve bunun istenilen hacimlerde olmaması ciddi sorun teşkil etmektedir. Bu doğrultuda gelişen teknoloji ile birlikte makine-form uyumu daha büyük önem kazanmıştır ve yeni sevk sistemlerinin kullanılması artık kaçınılmaz olmuştur. Denizcilik taşımacılığında navlun fiyatları günlük bazda dâhil değişmektedir ve gelişen her olumlu-olumsuz süreçler fiyatları doğrudan etkilemektedir. Bunun yanı sıra, yakıt harcamalarının denizcilik taşımacılığında en büyük payı aldığı düşünülürse bu doğrultuda yapılan çalışmaların şirketler için ne kadar hayati derecece önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Şirketler sürekli değişen bu parametrelerle mücadele etmek için farklı çözümler aramaktadır. Bu doğrultuda atılacak en büyük adımların başında gemilerin tam yüklü ve sürekli çalışması gelmektedir. Konteyner gemilerin belirli limanlar arasında sürekli çalışması ve ondan sonraki yük akışı için ise de küçük hacimli konteyner gemilerinin çalışıtırlması bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Yukarıda nedenlerin yeterli olmamasından ötürü, ortaya konan en verimli çözüm yolunun daha büyük hacimde ve daha az yakıt tüketimde olan yeni nesil gemilerin inşa edilmesi uzmanların ortak kararı olmuştur. Konteynır taşımacılığında büyük pay sahibi şirketler gemi siparişlerinin sayısını artırmış olup sürekli değişen ekonomik şartlarla mücadele için yeni çözüm yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Yeni nesil olarak adlandırılan 18,000 TEU hacimli on adet konteyer gemilerinin uzak doğuya sipariş edilmesi piyasada yeni bir akımın çıkacağına aşikârdır. Bu çalışmaya başlamadan önce inşa edilebilecek en büyük konteyner gemisi için engel konumundaki bazı koşulları çalışmanın üçüncü ve dördüncü bölümlerinde sundum. Bu engeller başlıca; mevcut liman koşulları, rıhtım derinliği, ulaşım koşulları, arz-talep dengesi, navlun ve petrol fiyatları yer almaktadır. Bu bahsi geçen koşulların olumlu olması durumunda da bazı teknik anlamdaki zorlukların dikkatlice incelenmesi ortaya konacak çalışmayı daha kapsamlı hale getirmiştir. Tüm bu engel teşkil eden ve geminin teknik anlamda şekillenmesini sağlayan faktörler incelendikten sonra beşinci bölümde mega geminin Rhino programında formu istenilen boyutlarda tasarlanmıştır ve sonradan bu form Maxsurf Pro programına transfer edilerek hız-direnç ve hız-güç eğrileri elde edilmiştir. Elde edilen bu değerler matematiksel yöntemlerle hesaplanan güç değeri ile karşılaştırılmış olup hata payı 5% civarında olduğu görülmüştür. Teknik koşulların yeterli düzeyde olmaması sebebiyle bu tasarlanan geminin daha verimli kullanılabilmesi için belirli limanlar arasında, yüksek teknolojili, çalıştırılmasının daha verimli olduğu öne çıkmıştır. Tüm koşullar göz önüne alındığı takdirde inşa edilebilecek en büyük geminin boyu 450 metre, genişliği 62 metre, draftı 16,7 metre ve toplamda 21,000 TEU kapasiteli olabileceği görülmüştür. Bu kapasitede ki geminin yüklerinin hızlı bir şekilde elleçlenmesi için yaklaşık olarak 6 adet gantry kreynin aynı anda çalışması gerekmetedir ve bu sayıda ekipmana sahip olan modern limanların sayısı sınırılıdır. Tüm bunlar dikkate alındığında, mega geminin Singapur- Los Angeles veya Long Beach- Rotterdam limanları arasında çalışması şirketler için daha fazla kazançlı olduğu çalışmanın son kısımlarına doğru gösterilmektedir. Yakıt tüketim maliyetini aşağıya çekebilmek için yeni nesil gemi motoru tercih edilmiş olup iki makine kullanılmıştır. Gemi direncinin gemi hızının küpü ile orantılı olduğu göz önünde bulundurulmuştur ve gemi dizayn hızının 24 knot olmasına direnç-hız eğrisi incelendikten sonra karar verilmiştir. Hali hazırda en büyük konteynır gemisi olan Emma Maersk ile ekonomik anlamda detaylı karşılaştırmalar altıncı bölümde yapılmıştır ve “mega konteynır gemisinin” 13% gibi bir oran fazlasıyla daha kazançlı olduğu ortaya çıkmıştır. Gelişen ekonomik krizlerin ve soğuk savaşların petrol fiyatlarına etkisi denizcilik şirketlerine ciddi zararlar vermiştir ve bununla mücadele etmenin en kolay yolu “mega gemiler” olduğu sonuç bölümünde sunulmuştur. Daha büyük sayıda yük taşıyabilecek gemiler özellikle, yakıt, mürettebat, liman masraflarını en aza indirerek navlun fiyatlar üzerinde de yeterli esnekliği şirketlere sağlamaktadır. Yaptığım çalışmada yukarıda değinilen kriterler göz önünde bulundurularak “mega konteyner gemisi” tasarlanmıştır ve bunun bir çok ekonomik avantajı olduğu son bölümde gösterilmiştir. Mega gemi yeterince büyük ve teknik anlamda üst seviyede olan konteyner limanlar arası çalışabilir. Bu kapsamda bu geminin daha verimli kullanılması açısından “Transpacific” hatta (Singapur-Los Angeles) operasyonu çok daha verimli olduğu anlaşılmıştır.

Title

ULTIMATE SIZE OF THE CONTAINERSHIP

Abstract

It is a well-known fact that volume of liner shipping marketing has been increasing and competition between shipping companies has started to be more aggressive. In the light of current market situations where huge orders of mega containerships are building up in order to get more profit, this thesis proposes as its principle objective and in depth analysis on the “ultimate size of containership” for liner shipping companies. To accomplish this aim, there are some obstacles which should be attempted for large vessel and after that the ship can sail between significant hub ports. This scenario base on ports and companies’ future plans within next five years due to reach certain volume of containers. The literature body is devoted to studies on the economies of scale with regards to ship operations. Besides, key factors of determining ultimate volume of container vessel is studied in literature review and world economy conditions and liner shipping marketing volume are explained as well. Besides, containership operational cost and supply-demand chain of liner shipping marketing are generated in order to reach better result of designing 7th generation containership. The study focus of this thesis comprises a quantitative approach and support with a qualitative approach. In the first place, the qualitative approach is in-depth gathering information about liner shipping marketing and their existing conditions. In the second place, the quantitative approach will be mainly using a technical modelling-formula and result estimate cost to make requirements of ultimate size of containership clear. According to result of my study, containerization has spread throughout the world and demand on liner shipping has been rising. To handle this, companies are working on volume of ships and they try to optimize them to get more benefit such as; just in time, less bunker cost, more capacity and speed. Vessel sizes have gradually increased to compete in the aggressive marketing conditions. In the light of foregoing, the ultimate vessel size is designed considering by existing limitations and obstacles. It can be served a few hub ports since ports conditions and regulations are limited. Moreover, 7th generation must sail between Asia (Singapore-Shanghai) to America (Los Angeles-Long Beach) because they allow the ship deploying boxes and it is more efficient way to provide advantages to companies. The results and model will serve as a platform according to planning requirements as well as for terminal operators’ future plans because the ship’ load has some limitations to be handled. It is not only just finding the ultimate size of containership but also implementing cost efficiency for shipping marketing, thus permitting lower cost of transportation.

Anahtar Kelime

konteyner gemisi, gemi insaati, denizcilik, lojistik

Bilim Kodu

602




Sıra No :11638
Üniversite

508071004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Halil Kaan GÖZALAN

Başlık

SAVAŞ GEMİLERİNDE MAKİNE DAİRESİ YANGINLARININ SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Savaş gemisi ya da herhangi bir tipte ticari geminin karşılaşabileceği en tehlikeli durumlardan biri yangın olgusudur. Genel gemi emniyetini etkileyen faktörler kabaca seyir emniyeti, yangın emniyeti, cihaz ve eçhizelerin düzgün ve dizayn limitleri arasında çalışması, personelin eğitimi sayılabilir. Sayılan bu faktörlerden herhangi birinde yaşanabilecek bir aksaklık yangına sebebiyet verebilir. Bu çalışmada üç farklı tipte savaş gemisine ait makine dairelerinde; iki farklı mevkide ve üç farklı büyüklükte oluşabilecek yangınlar sürekli ve zamana bağlı yangın modelleri kullanılarak incelenmiştir. İncelemede basınç, hız ve sıcaklık dağılımları hesaplanarak, karşılaştırılmıştır. Her bir makine dairesi için iki farklı mevkide (orta ve perde kenarı) ve üç farklı yangın büyüklüğünde (0.5, 1 ve 3 MW) altı adet yangın senaryosu oluşturulmuş, üç makine dairesi için sürekli durumda toplam 18 farklı yangın senaryosu incelenmiştir. Zamana bağlı çözümler için ise bir mevki (orta) ve bir yangın büyüklüğü (0.5 MW) olmak üzere toplam üç farklı yangın senaryosu incelenmiştir. Makine dairelerinin geometrisi ve hesaplama ağı için Gambit 2.3 ve korunum denklemlerinin sayısal çözümü için ise Fluent 6.3 programları kullanılmıştır. Değişik kabullerin ve sınır şartlarının sonuçlara etkilerini görmek üzere makine dairelerinden biri seçilerek, belli bir yangın büyüklüğü için modellenmiştir. Hesaplamalar sırasında basit bir makine dairesi modelinden başlanarak gerçek duruma model adım adım geliştirilerek yaklaşılmıştır. Modelin doğruluğu, literatürde mevcut deneysel sonuçlardan yararlanılarak gösterilmiştir. Sürekli durum yangın modelleri sonucu; üç savaş gemisinin de havalandırma açıklıklarının yetersiz kaldıkları, sistemlerin ve cihazların makine dairesi içersindeki yerleşimlerinin, yangının yayılmasını etkilediği, boyutları oranında soğuk hava girişini engelleyebildikleri ya da yönünü değiştirdiği, yangının başlangıç mevkisine bağlı olarak yayılma hattını belirlediği, perde yangınlarının orta mevkii yangınlarına oranla yangının daire üzerindeki etkisini azalttığı görülmüştür. Zamana bağlı yangın modeli sonucunda sahil güvenlik gemisi personeli yangına müdahale edemezken, mayın avlama ve fırkateyn sınıfı savaş gemisi personeli koruyucu teçhizata ihtiyaç duymadan yangına müdahale edebilmektedir. Bu durum makine dairesi boyutlarının ve dizaynının, yangının yayılmasını ve yangınla mücadeleyi nasıl etkilediğini göstermektedir.

Title

NUMERICAL MODELLING OF ENGINE ROOM FIRES FOR NAVAL SHIPS

Abstract

Naval ship or any type of commercial ship, the phenomenon of fire is one of the most dangerous situations the ship encountered in her life cycle. The safety of cruise, fire safety, smooth operation of systems and devices, and training level of the crew are the main factors that affect the overall safety of a ship. Even any small problem in these factors can cause a fire. In this study, engine room fires for three different naval ships were modelled by using steady and time-dependent fire models, with two different fire positions and three different energy release rates. The distributions of the pressure, velocity, temperature, and turbulent kinetic energy were calculated for the steady and unsteady conditions. For each warship, six different steady state fire scenarios were studied by considering two different fire positions (in the center and bounded to the wall), and three different heat release rates (0.5, 1 and 3 MW). For unsteady calculations, with one position (in the center) and one heat release rate (0.5 MW) totaly three engine room fire scenarios were modelled. The main machinery spaces of each warship were meshed in Gambit version 2.3. For the solutions of the conservation, turbulence and radiation equations, Fluent version 6.3 CFD package was used. To determine the effects of different assumptions and boundary conditions on the results, one of the engine room was selected and an engine room fire was modelled at the steady state condition for the heat release rate of 0.5 MW and the position of the fire was in the centre of the engine room. At first, the empty engine room with adiabatic walls was considered. Later, the engines and tanks placed in the engine room, however the surfaces were still adiabatic. And so on the real situation of the engine room has been approached step by step manner. The fire model is validated by using the available experimental data for the enclosed compartment fire tests in the literature. The results of engine room fire scenarios in steady state condition were reveals, the fires which has the same heat release had different behavior at the machinery spaces that had different dimensions and layout plans. It is showed that the some of the engine rooms had inadequate openings to evacuate the hot gases and smoke. The systems which are in the machinery space influence the fire spread in the machinery space and prevent the entrance of cold air into the engine room. Besides, different effects of the fires observed which has the same heat release rate but at the different position (in the center and bounded to the wall). The results of unsteady engine room fire scenarios reveals that the coast guard ship’s main machinery space’s ambient temperature was too high for fire-fighting efforts.

Anahtar Kelime

gemi, yangın, makine, daire, açıklık

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :11476
Üniversite

508081007

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Yalçın ÜNSAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2011

Tez Öğrencisi

Olgun Güven HIZIR

Başlık

ASKERİ GEMİLERDE HELİKOPTER GÜVERTESİNİN YAPISAL AĞIRLIK OPTİMİZASYONU

Özet

Son yıllarda optimizasyon yöntemlerinin sürekli olarak geliştiği ve mühendislik alanında kullanıldığı bilinen bir gerçektir. Askeri gemilerin optimizasyonu sürekli olarak gelişen alanlardan biridir. Askeri gemilerin yapısal, hidrodinamik ve stabilite unsurlarının dizayn optimizasyonları yaygınca yapılmaktadır.Aynı zamanda, gelişen teknolojiden faydalanarak askeri gemilerin helikopter güverteleri gibi karmaşık dizayn problemlerinin optimizasyonu da paket programlar aracılıgıyla gerçekleştirilmektedir. Helikopter güvertelerinin yapısal analiziyle ilgili çalışmalar Newcastle Üniversinde ve İTU de mevcuttur. Fakat, bu yapıların optimizasyonu farklı bir fiziksel fenomene sahiptir. Helikopter güvertesinin doğasından dolayı yapısal olarak çökme ve gerilme optimizasyonlarının aynı anda kısıtlara uygun olarak yapılması gerekmektedir. Bu tezde yapısal optimizasyon çalışmaları Alman Bremen tarzı Fırkateynlere göre yapılmıştır. Helikopter güvertesi Bremen tarzı Fırkateyn ana boyutları baz alınarak yeniden dizayn edilmiş ve optimizasyonu yapılmıştır. Uçuş alanının, yapısal elemanların ve genel yerleşimin dizaynında Alman Loydu kuralları baz alınmıştır. Dizayn yükü olarak güverte yükü haricinde seçilen Seahawk 70-B tipi helikopterin acil durum çarpma yükü uygulanmıştır. Optimizasyonun hedef fonksiyonu yapısal olarak belirli çökme ve gerilim kısıtlarının aynı anda sağlanması koşuluyla en hafif ve sağlam helikopter güvertesinin dizayn ölçülerini bulmaktır. Yapının optimizasyonu sırasında ANSYS sonlu elemanlar paket programı kullanılmıştır. Problem her döngüde yenilenen 13 bağımsız dizayn kriterinden oluşmaktadır. Optimizasyon metodu olarak 2 farklı algoritma kullanılmış ve yöntemler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Güverte kolonları sistem optimize edildikten sonra burkulma analizine tabi tutulmuştur.

Title

STRUCTURAL WEIGHT OPTIMIZATION OF A NAVAL SHIP HELIDECK

Abstract

It is a well-known fact that nowadays optimization studies are being broadly developed and applied into engineering sciences. One of the most influential areas in optimization studies is naval ships optimization. Naval Ships are optimized with their structural, hydrodynamic and stability considerations. It is also a well-known fact that by the help of the developing technology, nowadays, optimization of difficult problems such as naval ships helidecks can be performed successfully via computer programmes. Based on the projects that have been carried out in School of Marine Science and Technology (UK), it was discovered that there had been examples of structural analysis of helidecks. However, optimization of these structures belongs to a different phenomenon. Due to the nature of optimization and helideck structures, the analysis was performed in the sense of Collaborative Optimization. Stress and displacement in the structure were concerned at the same time in the analysis via collaborative optimization techniques. This thesis presents the optimization experiments which were performed on Bremen Class German frigates. The structure of helideck was designed by own regarding to the main dimension variables belongs to these special kinds of vessels. Moreover, Germanisher Lloyds of Register (GL) rules were used to check the flight area, structural and general arrangement requirements on flight deck structures in a Bremen Class frigate. Moreover, the helicopter was selected as type Seahawk 70-B and all calculations were done in sense of relevant scantlings. The objective function of this problem is to find the minimum weight design of the helideck structure which is constrained by equivalent stress and displacement aspects at the same time. ANSYS Finite Element Analysis (FEA) software was used to optimize the structure. Problem consists of 13 independent design variables changing in every loop to find the best design option.Two different design optimization algorithms were used to optimize the weight of the structure. Comparison of these optimization methods and buckling assessment of the columns were given in the thesis as well. Design loads were also selected as the worst scenario which can be applied on this structure from GL rules.

Anahtar Kelime

Gemi Insaati, Yapisal, Optimizasyon

Bilim Kodu

602




Sıra No :11000
Üniversite

508071018

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Şakir Bal

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ağustos

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Barış BİÇER

Başlık

OPTİMUM GEMİ PERVANE DİZAYNI İÇİN BİR KALDIRICI HAT VE KALDIRICI YÜZEY TEORİSİNİN UYGULANMASI

Özet

Bu tezde, bir kaldırıcı hat ve bir kaldırıcı yüzey yöntemi kullanılarak gemi pervanesi dizayn edilmiştir. İlk olarak, kaldırıcı hat teorisi kullanılarak pervaneye ait optimum (maksimum lift tork oranı) ana ölçüler hesaplandı. Sonra, kaldırıcı yüzey yöntemi kullanılarak, kanat kesitlerine ait piç ve sehim oranları bulunarak analiz edildi. Bu analizi yapabilmek için kanat açıklığı, göbekten uca kadar devam eden panellere bölündü. Bu işler sırasında çıkan matematiksel denklem sistemi belirtilen tezde hidrodinamik piç açısı ile çözülmüş ve sirkülasyon dağılımı hesaplanmıştır. Sonrasında, Betz ve Lerbs yöntemleri kullanılarak optimum sirkülasyon dağılımı hesaplanmıştır. Optimum sirkülasyon dağılımını elde etmek için kanat kesit detayları analiz edilmiş ve tezde açıklanan kaldırıcı hat teorisi ile benzerlik gösteren bir kaldırıcı yüzey yöntemi ile modifiye edilmiştir.

Title

APPLICATION OF LIFTING LINE AND LIFTING SURFACE METHODS FOR OPTIMUM MARINE PROPELLER DESIGN

Abstract

In the present thesis, it is designed a marine propeller by coupling a lifting line and a lifting surface methods. First of all, it is computed optimum (max lift torque ratio) main dimensions of the propeller by a lifting line theory. Then, by using a lifting surface method, the section details of the blades such as pitch diameter ratio, and camber ratio have been found and analyzed. In order to do this, the span of the key blade is divided into a number of panels extending from hub to tip. During this case obtained mathematical equation system is solved with a prescribed hydrodynamic pitch angle, the circulation distribution has been computed. Then, with Betz and Lerb s methods the optimum circulation distribution is computed. In order to get optimum circulation distribution, the section details of blades have been analyzed and modified by a lifting surface method that is very similar to the lifting line explained in the content of thesis.

Anahtar Kelime

Pervane, Kaldırıcı Hat Yöntemi, Kaldırıcı Yüzey Yöntemi, Optimizasyon, Betz Şartı, Lerbs Şartı.

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :10339
Üniversite

508042005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin Taylan, Doç. Dr. İsmail H. Helvacıoğlu

Tez Türü

Doktora

Ay

Nisan

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Murat Özkök

Başlık

TERSANE VERİMLİLİĞİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ: GEMİ İNŞAATINDA MODERN ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ VE BELİRSİZLİK SÜREÇLERİNİN UYGULANMASI

Özet

Günümüzde, rekabet ortamının oldukça zor olması, üretim yapan firmaların özellikle de tersanelerin üretim süreçlerini yeniden gözden geçirmesini ve belirli bir sürede daha fazla ürünü üretmesini zorunlu kılmıştır. Tersanelerin, özellikle de uzak doğulu rakipleriyle başa çıkmasının yolu bundan geçmektedir. Üretim süreçleri detaylı bir şekilde incelenip, iş istasyonlarının iş akış şemaları belirlenerek, iyileştirilmesi gereken süreçler belirlenmeli ve verimlilik artırılmalıdır. Böylece, daha fazla üretim hedeflenebilir ve bu yapıldığında, tersaneler önemli bir rekabet avantajı elde edebilir. Bu çalışmada, belirli bir blok ele alınarak bu bloğun üretim süreçlerinin oluşturulan bir modelle iyileştirilmesi ve çıktının artırılması amaçlanmıştır. Oluşturulan bu iyileştirme süreci modeli, sürekli iyileştirme (Kaizen), darboğaz teorisi olarak da bilinen OPT (Optimized Production Technology) ve Arena simülasyon gibi süreçleri içermektedir. İyileştirme süreci modelinde, ele alınan bloğun her iş istasyonu için detaylı bir şekilde üretim süreçleri belirlenmiştir. Elde edilen üretim süreçleri Arena simülasyon programında modellenerek sistemin belirli bir sürede ürettiği blok sayısı ve darboğaz istasyonları belirlenmiştir. Daha sonra, darboğaza neden olan istasyon baz alınarak belirlenen süreçler üzerinde çeşitli değişiklikler yapılmış ve yapılan bu değişiklikler her defasında bir önceki duruma yansıtılarak, yeni üretim süreçleri elde edilmiştir. Bu çevrim tekrarlanarak sistemin belirli bir sürede ürettiği blok sayısı artırılmıştır. Bunun yanısıra, arıza açısından kritik istasyonlar da belirlenerek, başlangıçta belirlenen üretim hedeflerine ulaşabilmek için planlamacıların önceden almaları gereken tedbirler araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, endüstrinin kullanımına sunulacak şekilde değerlendirilmiştir.

Title

IMPROVEMENT OF SHIPYARD EFFICIENCY: APPLICATION OF MODERN INDUSTRIAL ENGINEERING AND DELAY PROCESSES IN SHIPBUILDING

Abstract

The competition in production industry is becoming harder in recent years. The shipyards just like the other industrial companies should investigate their own production processes and increase the system throughput in order to cope with the far eastern competitors. By determining the work flows of all the work stations, they should identify the processes to be improved and increase the efficiency. So, the shipyards may target more products. By doing this, they may also have an important competitive advantage. In this study, by considering a specific double bottom block, it’s aimed to increase the throughput and improve the production processes with a new developed model. The model consists of the continuous improvement (Kaizen), the bottleneck theory or OPT (Optimized Production Technology) and process simulation. In the improvement process, the detail work flows of the all the work stations were identified. By modeling the production processes in Arena simulation program, the quantity of the block manufactured in a given period and the bottleneck stations were determined. Then, the changes and improvements were carried out in accordance to the bottleneck stations. Whole changes were applied on the earlier cases and as a result of this, the new cases were obtained. By repeating this cycle, the quantity of the block manufactured in a given period increased. Moreover, the critical work stations in accordance to the delay were determined. So, the focus in here is that the production planners have some data of critical stations in delay to take precautions in advance. The obtained results were evaluated and proposed to the industry applications.

Anahtar Kelime

Sürekli iyileştirme (Kaizen), darboğaz teorisi (OPT), Arena simülasyon, arıza halleri

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :10679
Üniversite

508071017

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Mustafa İnsel

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Alaz Metin

Başlık

MEGA YATLARDA GÜRÜLTÜ TAHMİNİ

Özet

Bu çalışmada temel akustik teoremi genel bir bakış açısıyla anlatılarak, mega yatların akustik değerlendirilmesi yapılmıştır. Mega yatlar üzerinde oluşabilecek gürültünün kaynakları incelenmiş ve bu kaynaklardan farklı kompartımanlara dağılan gürültünün iletim yolları incelenmiştir. Günümüzde uygulanan çeşitli konfor klası kriterlerinin mega yatlardaki uygulamasına değinilmiştir. Mega yatlarda oluşan gürültü düzeylerinin tahmininde kullanılan yarı ampirik ve nümerik metotlar incelenmiş ve İstatistikî Enerji Analizi metodu uygulama ve algoritmalarıyla anlatılmıştır. Bir örnek çalışmada farklı kompartımanlarda oluşan ses basınç düzeyleri İstatistikî Enerji Analizi metoduyla tahmin edilmiş ve tahmin edilen sonuçlar seyir tecrübelerinde ölçülen düzeylerle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalı analiz sonuçlarına göre olası hata kaynakları değerlendirilmiş ve hataların önlenmesine dair gelecek çözümler önerilmiştir.

Title

NOISE PREDICTIONS IN MEGA YACHTS

Abstract

Principal acoustic theory has been studied in detail and mega yachts acoustic evaluation has been carried out in this thesis. The main noise sources on mega yachts have been investigated as well as the noise transmission paths on different compartments of the yacht. Today’s several comfort class criterias on mega yachts have been studied accordingly. Semi-empirical and numerical estimation methods on noise for mega yachts have been investigated and statistical energy analysis method and its algorithm have been studied. In a case study sound pressure levels on different compartments have been predicted by using statistical energy analysis method and the results have been compared with the sea trial measurements. The results from the comparative analysis indicated the sources of the errors and solutions have been generated accordingly.

Anahtar Kelime

İstatistikî Enerji Analizi (SEA), Gürültü tahmini, Mega yatlarda gürültü, Vibro-akustik

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :10775
Üniversite

508081005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL, Yrd. Doç. Dr. Yalçın ÜNSAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Hasan Üstün BAŞARAN

Başlık

GEMİ DİZEL MOTOR TEST YATAKLARININ ANALİTİK MODELLENMESİ

Özet

Bu tez; motor test yataklarının tasarımı için analitik bir modelin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bütün sistem; dinamik kuvvetlerin neden olduğu harmonik titreşimler, statik ve dinamik kuvvetlerin büyüklükleri, dinamometre, motorun sabit ve hareketli parçaları, alt ve üst yatak parçaları, yatağın beton özellikleri, alt ve üst yatak tablaları arasındaki yaylar, motor ve dinamometrenin yatak üzerindeki konumu, ağırlık merkezleri vb. birçok husus dikkate alınarak modellenmiştir. Bu tez çalışması 4 ana adımdan oluşmaktadır: Başlangıçta, motor yatakları üzerinde yoğunlaşılmış ve motor yataklarının genel karakteristikleri, boyutları, farklı kesit görünüşleri, beton özellikleri, ağırlık merkezleri ve üzerine oturdukları yerin karakteristikleri ve toprak zeminin özellikleri üzerine bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, dinamik kuvvetler (yanma odasında piston kafası üzerine etkiyen maksimum gaz basıncı) ve dinamik yükler (motorun sabit ve hareketli parçaları, hareketli parça kütleleri, ataletleri, dönen ve doğrusal hareket eden kütlelerin oluşturduğu kuvvetler) değerlendirilmiştir. Üçüncü bölümde, analitik model oluşturulmuştur. Test yatağı; bir çift yay ve kütle sistemi ile modellenmiştir. Zeminin yay gibi davrandığı kabul edilmiştir. Sisteme ait titreşim modeli, iki serbestlik dereceli olarak oluşturulmuştur. Bir serbestlik dereceli titreşime ait modelleme esasları da işbu tez çalışmasını daha anlaşılır kılmak ve konu bütünlüğü sağlamak amacıyla teze dahil edilmiştir. Son aşamada, test yatağının (yatak + motor + dinamometre) matematik modelinin çözümüne geçilmiş, elde edilen sayısal sonuçlar değerlendirilmiş, tartışmalar ve yorumlar sonuç kısmında verilmiştir. Motor test yatağının dinamik dayanım ve titreşim hesaplamalarında kullanılan data Deniz Kuvvetlerine ait gemilerdeki dizel motorlardan seçilmiştir. Yatağa ait teknik özellikler ise İstanbul Askeri Tersanesi’nden elde edilmiştir.

Title

ANALYTICAL MODELLING OF MARINE DIESEL ENGINE TEST FOUNDATIONS

Abstract

This thesis aims to develop an analytical model for designing the foundation of engine test stands. The whole system was modelled by including the harmonic variation of the dynamic forces , the magnitudes of the forces, the constant and the moving parts of the engine and the dynamometer, foundation lower slab and upper slab, concrete properties of the foundation, the springs between the foundation slabs, location of the engine and dynamometer on the foundation, gravity centers etc. This study consists of four main steps. At first, the engine foundations is focused, and its general characteristics, dimensions, sectional views, concrete properties, gravity centers, ground characteristics and soil properties are evaluated. So a static endurance capability and strength calculations are overcome. Secondly, the dynamical forces (maximum gas pressure inside the combustion bowl and acting onto the piston crown area) and dynamical loads (fixed and moveable parts of the engine, their masses, inertia, rotating and linear moving mass forces) are evaluated. At further step, analytical model was formed. The test stand is then modelled by a pair of spring and mass system. Vibrations model is utilized by two degrees of freedom. One degree of freedom system is also explained in the thesis to be talented the study. At final step, solution of the mathematical model about the test stand (foundation + engine + dynamometer) is discussed and concluded. Data of the test engine are supplied from several propulsion engines of the Turkish Navy. Technical properties of the foundation are obtained from the Istanbul Military Shipyard.

Anahtar Kelime

Motor Test Yatakları, Gemi Dizel Motorları, Harmonik Titreşimler

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :10918
Üniversite

508031017

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İnsal

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Sezer Mahir Tuğcu

Başlık

GEMİ OPERASYONEL PROSEDÜRLERİNİN HAZIRLANMASI İÇİN YÖNTEMLER

Özet

Gemi işletmeciliği için hazırlalanması gereken prosedürlerin sağlıklı ve işe yarar bir şekilde hazırlanması operasyonların uygulamaları için hayati bir önem taşımaktadır. Gemi operasyonlarında karşılaşılan önemli sorunların başında hangi işin, kim tarafından ve nasıl yapılacağının belirlenmesidir. Prosedürler bu sorununun ortadan kalkması için oluşturulmuşlardır. Ancak ihiyacımız olan prosedürlerin saptanması ilk bakışta kolay değildir. Tercih edilen yöntemlerden bir tanesi gemiye uygulanacak prosedürlerin başka uygulama örneklerinden devşirilerek sözkonusu olan gemiye uygulanmasıdır. Bu yol belirli kolaylıklar sağlasa da kendi koşullarımızın farklı olmasından dolayı karşılaştığımız sorunların aralığı da değişkenlikler gösterecektir. Bu sebeble ihtiyacımız olan prosedürlerin tespiti için uygulanacak yöntemler bu çalışmanın ana eksenini oluşturmaktadır. Prosedürlerin tespitinde: tehlikeli olay-kaza raporları, tehlike belirleme teknikleri, risk yönetimi, risk değerlendirmesi, örnek alma-kıyaslama ve what-if analiz yöntemleri ele alınmıştır. Prosedürler ancak yukarıda saydığımız tespit yöntemleri uygulandığında sağlıklı bir şekilde saptanabilirler. Her bir gemi farklı çalışma koşullarını bu tespit yöntemleriyle analiz edip uygulayacağı prosedürleri kurabilirler. Aksi durumda hazır prosedür ve talimatların gemiye bir faydası olmayacaktır. Bu çalışmada gemi işletmeciliğinde prosedürlerin tespitinde karşılaşılan problemler mümkün olduğunca geniş bir perspektifle ele alınmış olup, problemlerin çözümünde kullanılan yöntemler çeşitlendirilmiştir. Gemilerin operasyonunda karşılaşılan problemler, prosedür tespit analiz yöntemlerinde mümkün olduğunca kullanılarak konunun daha kolay anlaşılmasını sağlanmıştır. Prosedürlerin tespitinin yanında, gemi operasyonlarının tanımlanması, prosedürlerin yazılması ve uygulanmasında kullanılacak yöntemler de çalışmanın diğer önemli üç başlığını oluşturmuştur. Tez çalışması iki uygulama örneğinin prosedür tespit yöntemlerinden “kaza-olay analizlerinin” kullanılması ile kendini test etme olanağı bulmuş olup, örneklerin analizi ile sonlandırılmıştır.

Title

METHODS FOR PREPARING SHIP (VESSEL) OPERATIONAL PROCEDURES

Abstract

Preparing procedures for ship(vessel) operation as appropriately and well arranged plays vital role for application of procedures. On of the major problems met during operations of ship(vessel) is determination of executing of any work by whom and how. Procedures are constituted to solve this problem. Whereas, at a first glance, it is not easy to determine procedures we need. One of the methods choosen to be applied to a certain ship(vessel) is transforming procedures belong to any other ship and apply it to one concerned. Although this way provide some easinesses, cycle(interval) of matters we face will vary due to we have different conditions. Following topics are used to determine the procedures: dangerous incident-accident reports, hazard identification study, risk management, risk assesment, benchmarking and what-if analysis methods. Procedures can be determined appropriately only with above mentioned methods. Establishing of procedures to any ship is available by means of mentioned methods. Otherwise, procedures prepared for any ship will not be suitable for one concerned. In this study, matters met during determination of procedures for ship operation will be observed with a wide perspective, and methods will be varied to solve the problems. Problems faced during operation of ships were used as far as possible in determination of procedure and analysis and this brought easy way to be understood. In addition to determination of procedure following 3 topics will be important methods for this study; definition of ship operations, writing of procedures, and application methods. This thesis had find an opportunity to test itself by using one of the two methods ‘accident-incident analysis’ and finalised by analysis of samples.

Anahtar Kelime

Gemi Operasyonları, Prosedürler, Risk Yönetimi

Bilim Kodu

0




Sıra No :11128
Üniversite

508022002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr.Ali Can TAKİNACI

Tez Türü

Doktora

Ay

Ağustos

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Eren ÖZSU

Başlık

VİSKOZ / POTANSİYEL HIZ BİRLEŞTİRME YÖNTEMİ İLE POD / STRUT BİRLEŞİM BÖLGESİNDEKİ YUVARLATMA GEOMETRİSİNİN İNCELENMESİ

Özet

Günümüzde Podlu itme sistemlerinin gemi tahrik sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaya başlandığı görülmektedir. Bu doktora çalışmasının amacı podlu itme sisteminin tasarımında, viskoz ve potansiyel akım hesap yöntemlerinin birleştirilerek kullanılmasına dayanan bir tasarım yaklaşımının sunulmasıdır. Literatürde Szantyr Pod olarak bilinen 4.53 m boyundaki jenerik bir pod/strut geometrisi etrafındaki akım panel metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Pod ve strut geometrisi potansiyel ve viskoz akım hesap yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve yüzey etrafındaki akım özellikleri her iki çözücü ile hesaplanmıştır. Viskoz çözümde sınır tabakadaki yerel hızlar, potansiyel çözüme sınır şartları güncellenerek dahil edilmiştir. Böylelikle potansiyel akıma viskozite etkileri dahil edilmiş olmaktadır. Viskoz yerel hız bileşenleri, herbir panel üzerindeki yeni kaynak terimi güncellemesi olarak eklenmekte ve böylece çözüme geçilmektedir. Kanat/gövde bağlantılarında, kanadın önder kenarındaki basınç gradyeninin de etkisi ile akım yavaşlamakta ve strut boyunca ilerleyen atnalı girdabı oluşmaktadır. Pod/strut birleşim bölgesinde sistematik geometri değişikliğine gidilerek baş yuvarlatması eklenmiş ve atnalı girdabının etkileri pervane düzlemi üzerindeki hız dağılımları çizdirilerek incelenmiştir. Çözüm önerisi olarak eklenen baş yuvarlatma geometrisinin atnalı girdabını azalttığı hatta kısmen de yok ettiği görülmüştür. Bu doktora tezi kapsamında yapılan çalışmalar sonucunda geliştirilen birleştirilmiş çözüm yönteminin iyi bir ön tasarım aracı olarak kullanılabileceği görülmüştür.

Title

EVALUATION OF FILLET GEOMETRY IN POD / STRUT JUNCTION USING VISCOUS / INVISCID VELOCITY COUPLING

Abstract

Podded propulsors are being widely used in marine propulsion industry in the last decade. The main objective of this thesis is to present a design approach based on viscous/inviscid coupling for podded propulsor design. Surface panel method is used to calculate the flow around the well known pod/strut model namely Szantyr pod A with a given length of 4.53 m. The pod/strut geometry has been analyzed both in potential and viscous RANS solver. The viscous flow characteristics around the pod were evaluated. The boundary layer velocity components are derived from the viscous solution and applied to the potential solver as modified boundary condition. Viscous velocity components are set as the new panel source strengths and the potential flow computation is finalized with viscous near field data. The horseshoe vortex developing from the leading edge side of pod/strut is a typical problem for this kind of junction flows. Flow retardation with the effect of adverse pressure in the upstream side creates a vortex traveling downstream around the strut. The presence of this vortex flow is observed in the propeller plane downstream. In order to eliminate this vortex, systematic geometry modification is made by adding forward fillets on the pod/strut junction. It is observed that forward filleting improved the propeller plane velocity distribution and decreased the effects of horse shoe vortex. As a conclusion, the design approach aimed in this study seems to be an effective pre-design tool covering both geometry and viscous effects to achieve the desired propeller plane velocity distribution.

Anahtar Kelime

Pod, Pod sürücü, Baş yuvarlatma, Sınır tabaka, Hız birleştirme

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :10140
Üniversite

508071014

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Yalçın ÜNSAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Serdar METE

Başlık

TERSANELERDE KULLANILAN PORTAL KREYNLERİN TASARIM KRİTERLERİNİN İNCELENMESİ

Özet

Bu araştırmanın ilk bölümünde, kaldırma aracı tasarımı için F.E.M standartı incelenmiş ve yapısal mukavemet ile ilgili bölümleri açıklanmıştır. Bu bölümlerde, kreyn’nin yapım amacı ve kapsamından başlayarak, yapı ve mekanizma üzerindeki yükleme ve sınıflandırması, yapı gerilmelerinin hesaplanması, yorulma kontrolü ve mekanizma parçalarının seçimi, kreyn yapısı üzerindeki rüzgâr yükü hesapları ve son olarak test yükleri ile ilgili uyulması gereken kurallar anlatılmıştır. İkinci bölümde F.E.M standardın da açıklanan kurallara göre bir kafes kiriş sistemi tasarlanmış ve çeşitli yükleme senaryoları yapılmıştır. Yükleme senaryosu olarak da 100 ton, 80 ton ve 10 ton’luk kaldırma operasyonu koşulları düşünülmüş ve bunlara ek olarak, en fazla kaldırma kapasitesinin %150’si (yönetmelik gereği) test yükü olarak belirlenmiştir. Tasarım bu koşullara göre yapıldıktan sonra, sonlu elemanlar yöntemi ile kiriş üzerindeki gerilmeler, her bir yükleme senaryosu için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Kafes kiriş sistemi gerilme hesapları yapıldıktan sonra aynı boyutta ve yaklaşık aynı ağırlıktaki kutu kiriş sistemi haline getirilmiştir. Aynı yükleme senaryolarında, kutu kiriş üzerindeki gerilmeler, kafes kirişteki gibi sonlu elemanlar yöntemiyle hesaplanarak gerilme değerleri iki sistem için karşılaştırılmıştır. Son bölümde ise kafes kiriş ve kutu kiriş sistemi için, Türk Loydu Kısım 1 Bölüm 20’ye ve Eurocode 3: Part 1.9’a göre yorulma analizleri ayrı ayrı yapılmıştır. Analizler sonucunda oluşturulan tabloda; normal çalışma esnasındaki yükleme durumu ve yönetmelik gereği test yüklemelerinin iki sistemin çalışma ömrünü ne kadar azalttığı incelenmiş ve bu azalan ömrün kaldırma aracı tasarımını nasıl etkilediği açıklanmıştır.

Title

DESIGN PRINCIPLES OF GANTRY CRANES IN SHIPYARDS

Abstract

In the first section of this research, F.E.M standard is examined for design of lifting appliances and structural strength booklets of the standard are described. In this section, the regulations of the standard are explained which are starting with, object and scope, and then continue, classification and loading on structures and mechanisms, calculating the stress in structures, checking for fatigue and choiceof mechanism conponenets, recommendation for the calculation of wind loads on crane structures and the last one test loads and tolerances. In the second section, lattice beam system is designed and several loading cases are considered according to the F.E.M standard. 100 tonne, 80 tonne, 10 tonne are considered as anormal operation condition and the additional condition is the test load, which is the directive of the country. (Test load is: % 150 of SWL). Structure design is done according to the operational condition and then the stresses on the beam is calculated by the finite element method for all loading cases. After these calculations about lattice beam system, the form of the lattice is converted to the box beam system which is the same dimension and approximately the same weight. Moreover, all calculations for whole loading cases are done for this system again. Then streses, which are the results of the calculations, comparing with the results of the lattice system. In the last section, for lattice and box beam system, fatigue analysis are seperately carried out according to the Türk Loydu Section 1 Chaper 20 and Eurocode 3 Part 1.9 rules. Fatigue analysis has been carried out for both of the systems under normal operation conditions and under additional loading conditions required by the directive to evaluate the reduction in the lifetime of the system and to evaluate the effects of this reduction in the lifetime on design of the lifting appliance.

Anahtar Kelime

F.E.M, Yorulma, Portal Kreyn

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :10787
Üniversite

508051005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2010

Tez Öğrencisi

Elif YILDIRIM

Başlık

YELKENLİ TEKNELERİN, IRM SINIFINDA YAPAY SİNİR AĞLARI İLE PERFORMANS OPTİMİZASYONU

Özet

Bu çalışmada, seçilen bir yelkenli tekneden yola çıkılarak, tekne ve yelkenli yarış performansı için önemli bazı parametreler seçilmiştir. Seçilen parametrelerin değiştirilmesi ile çok sayıda tekne türetilmiştir. Bu farklı teknelerin performansları hesaplanmış ve farklı rüzgârlardaki tekne hızlarını tek değer üzerinden yorumlayabilmek için performans indeksi PI oluşturulmuştur. Yelkenli yarışlarında tüm teknelerin eşit seviyede yarışmaları adına çeşitli sistemler oluşturulmuştur. Bu sisteme göre yarışacak teknelerin belirli değerleri ölçülerek organizasyonu yapan kurum tarafından belirlenen hesaplama sonucunda her tekneye bir derece verilir. Böylece tekne performansından çok, yarış ekibinin performansının yarışı kazanması amaçlanır. Yüksek performanslı tekne, diğer teknelerin seviyesine getirilmeye çalışılır ki adil bir yarış yapılabilsin. Bu çalışmada kullanılan değerlendirme sistemi IRM’dir. Örnek tekneden yola çıkılarak üretilen her bir tekne için IRM dereceleri hesaplanmıştır. Bu çalışmada amaç IRM sınıfında yarışacak en iyi tekneyi, yani en yüksek PI/IRM değerine sahip tekneyi bulmaktır. Tekne dizaynı uzun ve karışık bir süreç olduğundan bu çalışmada optimum tekneye ulaşmak için farklı bir yöntem olarak yapay sinir ağları kullanılmıştır. Oluşturulan ağ üzerinde genetik algoritma yöntemi ile optimizasyon yapılarak optimum tekneye (maksimum PI/IRM oranına sahip tekne) ulaşılmıştır.

Title

PERFORMANCE OPTIMIZATION OF IRM CLASS SAILBOATS WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS

Abstract

In this study, different parameters of a chosen sailboat are changed in different variations, in order to check their affects on the performance. Produced new boats’ performance predictions are calculated. In addition, the calculated results are indicated with an index called PI. Sailboats races’ organizers have established rating systems in order to make possible to race between very different boats in fair conditions. In these rating systems first, some parameters of the boat are measured by the organization. The measured parameters are applied to a calculation system, which is produced by the organizer committees. Finally, sailboat is given a rating by the authority to attend in that class races. The aim is this procedure is to make all boats equal, in order to achieve the most important thing at the race; team working and their enthusiasm. IRM rating class is used in this dissertation. Produced sailboats IRM degrees are calculated. Since sailboat design is considered a long and complicated period, a different path is followed in this dissertation in order to reach the optimum boat. An artificial neural network is created from the generated boat parameters and genetic algorithm optimization is performed on the created artificial neural network to find the optimum (maximized PI/IRM result) sailboat.

Anahtar Kelime

Yelkenli tekne, IRM, IRC, Yapay Sinir Ağları, Optimizasyon

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :9345
Üniversite

508071003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Dr. M. Cengiz DÖKMECİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Fuzuli Ağrı AKÇAY

Başlık

KISMİ DOLDURULMUŞ DİKDÖRTGEN KESİTLİ RİJİT BİR TANKIN SERBEST SIVI YÜZEYİ DOĞAL FREKANSININ GALERKİN YÖNTEMİYLE HESABI

Özet

Kısmi doldurulmuş, dikdörtgen kesitli rijit bir tankın serbest sıvı yüzeyinin doğal frekansı Galerkin yöntemiyle hesaplanmıştır. Problem, akışkan viskozitesiz ve sıkıştırılamaz, akışkanın hareketi çevrisiz kabul edilerek çözülmüştür. Ayrıca, ısıl, rölativistik ve kuantum etkiler ihmal edilmiş; yüzey gerilmelerinin önemli bir rol oynamaya başladığı düşük yoğunluklu sıvılar çalışmanın kapsamı dışında tutulmuştur. Birinci bölümde, akışkan–katı etkileşimi problemleri ve uygulama alanları hakkında genel bir bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, izotropik olmayan bir katı için, katının elastik bölgede kaldığı ve titreşimin çok küçük genliklerde olduğu kabulü altında ve Newtonyen bir akışkan için, sıvı bölgesinde kavitasyon olmadığı ve yüzey dalgalarının çok küçük olduğu kabulü altında; diferansiyel denklemler, başlangıç ve sınır koşulları tansör notasyonunda verilmiştir. Ayrıca, diferansiyel denklemlerin çözülebilir olduğu gösterilmiş, varlık ve teklik hakkında yüzeysel bir bilgi verilmiş ve bazı özel koşullara değinilmiştir. Üçüncü bölümde, ağırlıklı artıklar yöntemi ve bu yöntemlerden moment yöntemi, kollokasyon yöntemi, Galerkin yöntemi ve en küçük kareler yöntemi hakkında yüzeysel bir bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde, akışkan viskozitesiz ve sıkıştırılamaz, akışkanın hareketi çevrisiz kabul edilerek, kısmi doldurulmuş dikdörtgen kesitli rijit bir tank problemini ifade eden temel denklemler vektörel formda verilmiştir. Daha sonra, hesap yönteminin ve şekil fonksiyonunun seçimine değinilmiş ve serbest sıvı yüzeyinin doğal frekansı, analitik olarak ve üç tane deneme fonksiyonu kullanılarak Galerkin yöntemiyle hesaplanmıştır. Beşinci bölümde ise, tüm sonuçlar bir çizelgede karşılaştırmalı olarak verilmiş; analitik sonuç ile sayısal sonuçlar karşılaştırılmış ve önerilerde bulunulmuştur.

Title

CALCULATION OF THE FREE LIQUID SURFACE’S NATURAL FREQUENCY OF A PARTIALLY FILLED RIGID RECTANGULAR TANK BY GALERKIN’S METHOD

Abstract

Free liquid surface’s natural frequency of a partially filled rigid rectangular tank is determined by Galerkin’s method. The problem is solved under the assumptions of the fluid is inviscid and incompressible, the flow is irrotational. Also, the thermal, relativistic and quantum effects are neglected; low intensity liquids where surface tension begins to play a decisive part are excluded. In the first part, general information is given about the fluid–solid interaction problems and its practical scope. In the second part, differential equations, initial and boundary conditions are given in tensor notation for anisotropic solid under the assumptions of the solid region is in elastic range and only small amplitude of vibrations occur and a Newtonian fluid under the assumptions of there is no cavitation in the fluid region and surface waves are too small. Also, it is shown that systems are deterministic, superficial information is given about existence and uniqueness and some special cases are given. In the third part, superficial information is given about the weighted residuals method and some of these; moment method, the collocation method, Galerkin’s method and least-squares method. In the fourth part, fundamental equations are given in vectorial form for partially filled rigid rectangular tank problem under the assumptions of the fluid is ideal inviscid and incompressible, the flow is irrotational. Then, choosing of the calculation method and shape function are touched on and natural frequency of the free liquid surface is calculated by analytically and Galerkin’s method for three trial solutions. In the fifth part, all results are given in a table, analytical result and numerical results are compared and recommendations are given.

Anahtar Kelime

Akışkan–katı etkileşimi, Galerkin yöntemi, Serbest sıvı yüzeyi

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :9123
Üniversite

508061004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Y. Doç. Dr. Şebnem Helvacıoğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Bora Kiper

Başlık

40-FOOT BİR YELKENLİ TEKNENİN DENEYSEL ANALİZİ

Özet

Günümüzde, yelkenli teknelerin performanslarını arttırmak amacıyla birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalar sayesinde yelkenli teknelerin optimizasyonunda oldukça önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Yapılan bu çalışmada yelkenli teknelerde, performansa önemli etkisi olan salmalar incelenmiştir. İncelenen salmaların direnç ve yanal kuvvet karakteristikleri çıkarılıp ve bunlar arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Yapılan deneylerde, çekme tankının yanı sıra deneylerin hızlandırılması ve daha efektif yapılması için sirkülasyon kanalıda kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarla, kullanılan salmaların karakteristikleri bulunmuştur. Son olarak elde edilen veriler ile salmalar karşılaştırılmıştır. Değişik meyillerde ve sürüklenme açılarında hangi salmanın ne kadar direnç oluşturduğu ve yarattığı yanal kuvvete göre grafikleri oluşturulup, öne çıkan salmalar belirlenmiştir.

Title

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF 40-FOOT SAILING YACHT

Abstract

Nowadays, there are a lot of ongoing research projects in order to increase the performance of sailboats. With the help of these projects, optimization of sailboats is improved. In this research, keels, as one of the most important factors of performance, are observed. Comparisons were made between the resistance and lateral force characteristics of the observed keels. In this experiment, towing tanks are used. Also, in order to make the experiment more effective and fast, circulation canal is used. The characteristics of the keels are then calculated with the obtained results. Finally, the data gathered from the experiments are compared with the keels. The magnitude of resistance and lateral forces of different inclination and drag angles of keels are plotted o a graph. The better ones are selected.

Anahtar Kelime

Yelkenli Tekne, salma

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :9243
Üniversite

508051013

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Şubat

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Serdal ÖZÇELİK

Başlık

7000 DWT LUK BİR PETROL TANKERİ İÇİN ISIL GERİLME ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada ilk olarak ince levha teorisi, ısıl gerilme, levhalardaki ısıl gerilme ve sonlu elemanlar yönteminden bahsedilmiştir. Daha sonra basit bir dikdörtgen levhadaki ısıl gerilmeler analitik olarak bulunmuştur. Ardından aynı levha ANSYS’ de de modellenerek çözülmüş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. 7000 DWT’ luk bir tanker için üç farklı yükleme durumunda gerilme analizi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bunlardan birincisi sadece ısıl yüklerin, yani taşınan kargo, deniz suyu ve havanın gemi yapı elemanları üzerinde oluşturduğu sıcaklık dağılımlarının bulunduğu bir yükleme durumudur. Bu nedenle bu yükleme durumu gerçek bir yükleme durumu değildir. Çünkü bu analizde yapı elemanları üzerindeki basınçlar ve kuvvetler (yapısal yükler) düşünülmemiştir. Birinci yükleme durumu sadece bir sezgi kazanmak içindir. İkinci yükleme durumu ise ısıl yüklerin olmadığı bunun yerine sadece yapısal yüklerin (gemi yapı elemanları üzerindeki basınçlar ve kuvvetler) bulunduğu bir yükleme durumudur. Genellikle gerilme analizlerinde belli bir kargo sıcaklığına kadar, bu yükleme durumunda olduğu gibi ısıl yükler ihmal edilir. Son yükleme durumu ise hem yapısal hem de ısıl yüklerin yani gemi yapı elemanları üzerindeki bütün yüklerin bulunduğu bir yükleme durumudur. Sonuç olarak, yapılan bu analizler karşılaştırılarak 90 ºC kargo sıcaklığında yapı elemanları üzerinde oluşan ısıl gerilmelerin etkisi incelenmiştir.

Title

CALCULATIONS OF THERMAL STRESSES FOR A 7000 DWT OIL TANKER

Abstract

In this study, firstly thin plate theory, thermal stresses, thermal stresses in plates and finite element methods were briefly explained. After that thermal stresses of ordinary rectangular plate was found analytically. Following this, the same plate was modeled and analyzed at ANSYS and also the results of this analysis were compared with the results of analytical solution. Stress calculations for a 7000 DWT oil tanker were performed at three different loading conditions. The first loading condition consisted of thermal loads which were temperature gradients on the ship structural elements induced by carried cargo, sea water and air. Thus, this analysis did not represent real loading condition because pressures and forces (structural loads) on the structural elements were not considered. The first loading condition was used to gain an intuition, only. The second loading condition contained only structural loads (pressures and forces on ship structural elements) excluding thermal loads. Generally, thermally induced stresses are ignored up to a certain temperature limits in the stress analyses. The latest loading condition included thermal loads together with structural loads i.e. the total loads on the ship structure elements. Consequently, the results of these analyses were compared in order to find out the effect of thermal stresses on the stress resultants within the ship structure at the temperature of 90 ºC.

Anahtar Kelime

Isıl Gerilme, Sonlu Elemanlar, Petrol Tankeri, Kargo Tankı

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :9284
Üniversite

508042003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. A. Yücel ODABAŞI

Tez Türü

Doktora

Ay

Mart

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Burak Ömer SARAÇOĞLU

Başlık

BÜYÜK YATIRIM ANALİZLERİNDE YENİ GENEL BİR YÖNTEM VE TERSANE - LİMAN YATIRIMINDA BİR UYGULAMA

Özet

Bu araştırma genel olarak büyük yatırımların gerektiği sektörlerde yatırım analizleri problemlerine çözüm olmayı amaçlayan ilgi çekici ender çalışmalardan biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Karar verme, yönetim sistemleri, yatırım analizleri, matematiksel ve istatistiksel yöntemler ve yazılım-kodlama literatür taraması çalışmasının gerçekleştirilebilmesi için bir taksonomik çalışma yapılmıştır. Endüstri uygulamaları ve özellikleri kısmında ise bir vaka çalışması yapılacak olan gemi inşaatı sektörü ve liman yönetimi hakkında detaylı bilgi literatür taraması ile sunulmuştur. Yönetim sistemleri taksonomik çalışmasında 70 makale ve kitap taranmıştır. Kaynaklardan en eskisi 1969 yılı en yenisi 2006 yılı baskılıdır. Bu çalışma bir üst yönetim destek sisteminin temellerinin atılmasınına olanak verecektir. Karar verme taksonomik çalışmasında 70 makale ve kitap taranmıştır. En eski kaynak 1973 yılı en yeni kaynak 2006 yılı baskılıdır. Bu çalışmada Analitik Ağ Yönteminin kullanılmasına karar verilmiştir. Yatırım analizleri taksonomik çalışmasında 40 makale ve kitap detaylı şekilde taranmıştır. En eski kaynak 1988 yılında en yeni kaynak 2007 yılında yayınlanmıştır. Bu kaynaklara dayalı olarak çeşitli performans göstergeleri açıklanmış ve sunulmuştur. Matematiksel ve istatistiksel yöntemler taksonomik çalışmasında 70 makale ve kitap irdelenmiştir. Bu kaynaklardan en eskisi 1970 en yenisi 2008 yılında yayınlanmıştır. Yazılım ve kodlama taksonomik çalışmasında 40 makale ve kitap detaylı olarak incelenmiştir. Bu kaynaklardan en eskisi 1986 yılında en yenisi 2007 yılında yayınlanmıştır. Endüstri uygulamaları ve özellikleri başlığı altında gemi inşaatı sektöründe ve liman yönetiminde bulunan ana oyuncular hakkında detaylı bilgiler sunulmuştur. Bu çalışmaların en eskisi 2005 yılında en yenisi 2008 yılında yayımlanmıştır. Bu çalışma ile çok amaçlı karar verme optimizasyonuna ve bulanık mantık temelli çok seçimli karar verme yöntemlerine dayalı yeni genel bir yöntem, yatırım analizlerinde kullanılabilmesi için sunulmuştur. Sunulan yöntem üç ana fazdan oluşmaktadır. Bunlardan birincisi ön karar verme aşaması olup 15 adımdan oluşmakta ve yatırım karar modelinin tanımlama ve araştırma kısımlarını kapsamaktadır. İkinci aşama ise 31 ana adımdan oluşmakta ve yatırım bilgilerinin toplanması ve modelin çalışmasını içinde barındırmaktadır. Son aşama ise 5 ana adımdan oluşmakta ve değerlendirmeler ile sonuçları içinde barındırmaktadır. Bu çalışmada Gelibolu Gemi Endustrisi Sanayi ve Ticaret A.S. ve sanal liman – bakım onarım tersanesi PORREP yatırım analizleri vaka çalışması olarak gerçekleştirilmiştir. Sonuç bölümünde, bu çalışmaya dayalı olabilecek gelecek çalışmalar hakkında bilgi verilmiştir.

Title

A NEW GENERIC METHOD FOR LARGE INVESTMENT ANALYSIS IN INDUSTRY AND AN APPLICATION IN SHIPYARD - PORT INVESTMENT

Abstract

This research might be one of the most impressive “cross-industry study” which is devoted to solve basically the decision making problems at investment analysis in shipbuilding industry, logistics industry (port investment), shipping industry, energy sector and other mega investment based industries. A taxonomic study was conducted for the literature review of decision making, management systems, investment analysis, mathematical and statistical methods and software and coding. A literature review was performed in industry applications and properties to give detail information about the industry that the case study would be conducted. In management systems taxonomic study, seventy papers and books were in detail studied. The oldest study was published in 1969 and the newest was published in 2006. This research was probably the first and necessary step in the process of developing an Executive Support System which was in strategic level system of organizations for making the decision at investment analysis in mega investment based industries. In decision making taxonomic study, seventy papers and books were in detail studied. The oldest study was published in 1973 and the newest was published in 2006. In current study, a method based on Analytical Network Process Method was selected for application in the decision making of the investment analysis. In investment analysis taxonomic study, forty papers and books were in detail studied. The oldest study was published in 1988 and the newest was published in 2007. The performance measures were in detail explained and presented. In mathematical and statistical methods taxonomic study, seventy papers and books were in detail studied. The oldest study was published in 1970 and the newest was published in 2008. In software and coding taxonomic study, fourty papers and books were in detail studied. The oldest study was published in 1986 and the newest was published in 2007. In industry applications and properties subtitle, sufficient number of studies were in detail studied to explain the major players and their status in shipbuilding industry and other industries. The oldest study was published in 2005 and the newest was published in 2008. A new generic method for large investment analysis in industry based on multiobjective optimization and fuzzy multi attribute decision making is explained. The proposed method has three main phases respectively named as pre-decision phase that has 15 main steps, in which definition and description of investment decision phase model is executed; decision phase that has 31 main steps in which collection and analyze of investment decision is executed and post-decision phase that has 5 main steps in which analyze and conclusion. A case study to demonstrate that the proposed method can be applied to real world investment decisions in shipbuilding industry and logistics industry (port investment) which is characterized as mega-project and mega-investment industry was conducted in the feasibility evaluation of Gelibolu Gemi Endustrisi Sanayi ve Ticaret A.S. that is the name of a legal entity of a shipyard in Turkey and a virtual feasibility evaluation of a virtual entity of port and ship repair yard named as Virtual Gelibolu PORREP. This thesis and research also concludes by highlighting future directions for research in several industries and in different research areas based on this area.

Anahtar Kelime

Karar verme, yönetim sistemleri, yatırım analizleri, matematiksel ve istatistiksel yöntemler, gemi inşaatı, lojistik, bulanık mantık, Pareto optimum, üst yönetim destek sisteminin

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :9389
Üniversite

508051006

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Emre KARAMAN

Başlık

YANMA VERİMİ YAKLAŞIMIYLA İKİLİ ÇEVRİM ANALİZİ

Özet

Buharlı makinelerin yerini alan içten yanmalı motorlar, icat edilmelerinden günümüze kadar gelişmeler göstermiş, üzerlerinde sayısız bilimsel araştırmalar yapılmıştır. Önceleri bu araştırmalar sadece güç yoğunluğunu arttırma ve bakım giderlerini azaltma amaçlı olsa da, artan çevre kirliliği ve küresel ısınma gibi olgular yüzünden atık ısının ve egzoz gazlarının kontrolü gibi konuları da içermeye başlamıştır. İdeal hava çevrimleri olgusu ışığında pek çok verim analizleri yapılmış, olabildiğince gerçek duruma yakın modellemelerle mühendislik problemlerine çözümler aranmıştır. Bu düşünceden hareketle bu çalışmada model olarak kullanılan ikili ideal çevrim (dual cycle) teorisi anlatılmıştır. Sisteme enerji girişinin biri sabit hacimde, diğeri de sabit basınçta olmak üzere iki aşamalı olduğu kabul edilmiştir. Kullanılan teoriye göre, çevrimde kullanılabilen enerjinin, sisteme giren toplam enerjiye oranı yanma verimi olarak ifade edilmiştir. Bu yaklaşıma göre sisteme giren yakıtın tamamı yakılamamakta, bir kısmı kayıp olarak sistemden dışarı atılmaktadır. Çalışmanın beşinci bölümünde, ikili ideal çevrim simülatörü olarak kullanılan MATLAB yazılımı, çalışma prensibi ve yapılan kabullerden bahsedilmiştir. Altıncı bölümde yapılan analizlerde ise sıkıştırma oranı, yanma verimi, tersinmez iş, ısıl verim, basınç oranı ve kesme oranı gibi tanımların birbirleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve sonuçlar grafikler halinde sunulmuştur.

Title

DUAL CYCLE ANALYSIS WITH COMBUSTION EFFICIENCY APPROACH

Abstract

Internal combustion engines which have superseded steam engines are being developed since they were invented and countless researches have been made about them. Previously, these researches only focused on increasing power/weight ratio and reducing maintenance costs. But after the importance of some facts like global warming and environmental pollution is realized, researchers became more interested in subjects like waste heat and exhaust gases control. Very large number of analysis have been made with an air standard cycle approach, and searched for solutions of engineering problems with using realistic models closest to the real operations. As a consequence of this, in this work, information and calculations are given about air standard dual cycle theory which is used as a model in this thesis. It is assumed that fuel energy is supplied into two separate sessions as one with constant volume and the other is with constant pressure. According to the theory, a parameter called combustion efficiency is defined as a ratio between usable fuel energy and total fuel energy. With this point of view, energy that supplied to the system can not be used totally but some part of it becomes a waste. In the fifth chapter of this work, information is given about the working principles of the MATLAB code that is used as a dual cycle simulator and also given the assumptions that are made. In analysis in sixth chapter, the relations of compression ratio, combustion efficiency, irreversible work, thermal efficiency, pressure ratio and cut-off ratio between each other has been examined and results are given by graphs.

Anahtar Kelime

ideal hava çevrimleri, ikili ideal çevrim, yanma verimi

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :9886
Üniversite

508051010

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin TAYLAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Neslihan ÇELEBİ

Başlık

RO-RO YOLCU GEMİLERİ İÇİN ÖZEL KURALLAR (STOCKHOLM ANLAŞMASI)

Özet

Bu çalışmada, Kuzey Batı Avrupa ve Baltık denizinde seyir eden ro-ro yolcu gemileri için imzalanan ve daha sonra Türkiye tarafından da kabul edilen Stockholm Anlaşması gereğince güverteye dolan suyun geminin stabilitesi üzerindeki negatif etkilerini bulabilmek için, standart bir stabilite programı ile birlikte kullanılabilecek, güvertedeki suyun hacmi, hacim merkezi, serbest yüzey momenti ve ıslak alanını hesaplayan bir bilgisayar programı yazılmıştır. Daha sonra, bu program yardımıyla mevcut bir ro-ro yolcu gemisinin çeşitli yükleme durumlarındaki stabilitesi incelenmiş, Stockholm Anlaşmasının gereklerinin stabilite üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Sonuçlar karşılaştırıldığında bu anlaşma gereğince güvertede biriken suyun, büyük serbest su yüzeyi etkisi yarattığı ve GM’de büyük kayıplara neden olduğu gözlenmiştir.

Title

THE SPECIAL RULES FOR RO-RO PASSENGER SHIPS (STOCKHOLM AGREEMENT)

Abstract

In this study, a computer program developed to calculate volume of the accumulated water on deck according to the Stockholm Agreement, center of the volume, free surface moment and free surface area, used with a standard stability program to determine negative effects of the water entering the ro-ro deck on the ship stability. This agreement adopted for ro-ro passenger ships undertaking regular scheduled international voyages between or to or from designated ports in North West Europe and The Baltic Sea and later also adopted by Turkey. Afterwards, stability calculatios of a ro-ro passenger ship corresponding to an adequate number of operational draughts and trims carried out by aid of the program and than effects of the requirements of the Stockholm Agreements on the stability determined. The comparison of the results shows that free surface effect of accumulated water on deck:it reduces the GM.

Anahtar Kelime

Stockholm Anlaşması, Stabilite, Ro-ro yolcu gemisi

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :13888
Üniversite

508051016

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Ahmet Ergin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ekim

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Barış Dedetaş

Başlık

9100 DWT LİK ÇOK AMACLI GEMİNİN YAPISAL ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada temel amacımız, gemi boyutlandırmasında sonlu elemanlar kullanımına bir prosedür önermek, ve bu önerilen prosedür çerçevesinde 9100 DWT’lik çok amaçlı bir kuru yük gemisinin yapısal analizlerini gerçekleştirmektir. İncelemiş olduğumuz gemi, geniş ambar ağzı açıklıklı, ve iki ambarlıdır. Hem iki ambarının olması hem de 170m den küçük olması nedeniyle sınıflandırma kuruluşlarının 170m üzeri gemiler için önerdiği gemi ortasındaki üç ambarın modellemesine dayalı direk hesap prosedürü kullanılamamaktadır. Tek ambarın modellemesine dayalı hesap prosedürü de bu tipte bir gemi için yetersiz kalmaktadır. Tek ambar analizinin yetersiz kalmasının en önemli nedeni; geminin ambar ağzı açıklıklarının fazla oluşu, bu nedenle de, yükleme durumuna bağlı olarak, ambar ağzı yer değişimlerinin en yüksek değerlerinin ambar ortalarında olmasının beklenmesidir. Sınır koşullarının maksimum yer değişmelerin olduğu bölgelere uygulanması sağlıklı bir analiz yapılabilmesi açısından sakıncalıdır. Bu durumda sonlu elemanlar analizi için bir prosedür önerilmiş ve bu önerilen prosedür doğrultusunda analizler yapılmıştır. Yapılan analizlerin neticesinde ambar ağızlarında oluşan yer değiştirmeler bulunmuştur. Ayrıca gemi üzerindeki belirli noktalarda bulunan gerilme değerleri de sonuç kısmında belirtilmiştir.

Title

STRUCTURAL ANALYSIS OF 9100 DWT MULTI PURPOSE SHIP

Abstract

Main aim of this work is to offer a FEM analysis procedure for small ,which are less than 170m in length, ships by means of strength, and analysing the 9100 DWT multi purpose ship with conventional finite element package programme. The ship which we analysed has large deck opening with two cargo hold and its length is less than 170m. Therefore we can not use the direct strength assessment method based on three cargo hold model. Because of the ship has large deck openings, it is expected that the maximum deflection of the hatchway coamings occur at the middle of the hatches. In one cargo hold model, the ships are modelled from the middle of the one cargo hold to the middle of the adjacent cargo hold, including the bulkhead. The boundary conditions are applied to the end of the model as well. Applying boundary condition to the place where the maximum displacement occurs, is not right way for this kind of analysis. For this reason a new procedure was developed. In this situation we offered an analysis procedure and tried to carry out structural analyses of a 9100 DWT multi purpose ship based on this procedure with conventional finite element package programme. As a result of analysis the displacement values of hatchway coamings has been determined and result has been presented including stress values.

Anahtar Kelime

Sonlu elemanlar, Gemi, Ambar ağzı.

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :9381
Üniversite

508061013

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Oğuz Salim SÖĞÜT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2009

Tez Öğrencisi

Şafak Cemal KARAKAŞ

Başlık

TURBOŞARJLI DIESEL MOTOR HAVA AKIŞ SİSTEMİNİN ORTALAMA DEĞER YÖNTEMİ TEMEL ALINARAK MODEL TABANLI ÖNGÖRÜLÜ KONTROLÜ

Özet

Bu çalışmada ortalama değer yöntemi kullanılarak turboşarjlı Diesel motor hava akış sisteminin matematik modeli oluşturulmuş ve bu model temel alınarak, kısıtlamalı model tabanlı öngörülü kontrol yaklaşımı ile bir kontrolör dizayn edilmiştir. Turboşarjlı Diesel motor hava akış sisteminde kontrol edilen değişkenler kompresörden giriş manifolduna giden havanın debisi ve giriş manifoldundaki basınç, kontrol eden değişkenler ise egzost gazı devridaim valfinin ve değişken geometrili türbin valfinin açıklık oranlarıdır. Kısıtlama olarak valflerin tam kapalı ve tam açık olma durumları kullanılmıştır. Sistemin belirli bir çalışma bölgesi için dizayn edilen kontrolör, kompresörden giriş manifolduna giden havanın debisi ve giriş manifoldundaki gaz basıncı değerlerinin nominal çalışma noktasından farklı bir referans noktasında çalışmasını sağlamayı amaçlayan sapma modelini kontrol etmektedir. Aynı kontrolör sistem giriş ve çıkışlarını etkileyen bozucuların sistemi çalışma noktasından uzaklaştırmasını engellemiş, ayrıca hatalı bir modelleme yapılması durumunda sistemi yine kontrol etmiştir. Sonuçlar literatürdeki çalışmalarla karşılaştırıldığında model tabanlı öngörülü kontrol yaklaşımının turboşarjlı Diesel motor hava akış sistemini kontrol etmede başarılı olduğu görülmüştür.

Title

MEAN-VALUE MODELLING AND MODEL-BASED PREDICTIVE CONTROL OF THE AIRPATH OF A TURBOCHARGED DIESEL ENGINE

Abstract

In this study, the mathematical model of the turbocharged Diesel engine air path is created by using the method “mean value modelling” and the system is controlled by using a constrained model predictive controller. The controlled variables are the mass air flow through the compressor and absolute pressure of the intake manifold and the input variables are the exhaust gas recirculation valve and the variable geometry turbine valve positions. The constraints are the valves` positions of being open or closed. The mass air flow through the compressor and absolute pressure of the intake manifold are deviated from the nominal condition and the model predictive controller guides the exhaust gas recirculation and the variable geometry turbine valves to put the system into the desired condition. Additionally, simulations including the effects of measured disturbances, unmeasured disturbances, measurement noises and the wrong model order are included in the thesis. In conclusion, being compared with the examples given in the literature, the model predictive control strategy seems to be a good approach for the turbocharged Diesel engine systems.

Anahtar Kelime

Dizel Motorlar, Model Öngörülü Denetim, Turbo Şarj, Ortalama Değer Yöntemi, Motor Kontrolü

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :8915
Üniversite

508051009

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Mustafa İnsel

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

MEHMET YEKTA ÖKSÜZ

Başlık

GEMİ SEYİR VERİLERİ KULLANILARAK GÜÇ MARJİNİN BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmada gemi dizayn marjinlerinin en önemli ikisi olan pürüzlülük ve deniz/ hava şartları incelenmiştir. Bu marjinlerin en önemli farklılıkları pürüzlülük marjinin havuzlamalar arasında gittikçe artan bir etki göstermesi, diğer yandan hava/ deniz marjininin ise yüksek frekanslı değişken olarak gözlemlenmesidir. Pürüzlülük ve deniz/hava şartlarını incelemek amacıyla, aynı tipteki beş kardeş gemiden oluşan gemi filosu kullanılmıştır. Bu filo üzerinde yapılan analizler sonucunda deniz şartlarının hıza olan etkisi grafiksel olarak ortaya konulmuştur. Analiz kısmında pürüzlülük etkisinin ve deniz hava etkisinin gemi hızında yarattığı değişim ortaya konularak çalışma tamamlanmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma ile beş kardeş gemiden oluşan filo için hız değişimleri pürüzlülük ve deniz/ hava etkilerine göre tanımlanması sağlanmıştır.

Title

ANALYSING POWER MARGIN BY USING SHIP VOYAGE DATA

Abstract

In this study, the margins of ship design are analised. There are two main margins which are very affective on ship design roughness factor and wind/ wave factor. The main difference occurs between this two important factors in the time of the drydocks periods. Roughness factor shows a ascending trend while drydocking. On the other hand, wind/ wave factor acts as an high frequency variable. In this study, in order to monitoring the effects of roughness and wind/ wave factors on ship performance, five sister vessels are used. At the end of the analyse, environmental effects of the sea is defined in terms of speed of the ship. In addition, a speeed – sea conditions graph is constructed. Finally, at the end of the analyse part, the effects of the roughness and wind/ wave factors are defined as an orign of the change of the ship speed. In conclusion, the study is completed for five sister vessels to show the effects of the rougness and wind/ wave factors on ship performance.

Anahtar Kelime

Havuzlama, Pürüzlülük, Güç Marjini

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :8914
Üniversite

508051007

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

Evrim ALÖZKAN

Başlık

SÜRÜKLENME AÇISI ALTINDA TEKNE ÜZERİNE GELEN KUVVETLER HESABI

Özet

Bu çalışmada, sürüklenme açısı altındaki tekne üzerine gelen kuvvetler deneysel ve nümerik olarak hesaplanmıştır. Nümerik yöntemlerden hızlı sonuç alınması için deney laboratuvarında mevcut bulunan Wigley formundaki 2 metrelik model, sirkülasyon tünelinde test edilmiş ve nümerik hesaplar ile karşılaştırılmıştır. Nümerik hesaplarda K- Ω matematiksel modeli hazır paket CFD programınca koşulmuştur. İki yöntemde de ölçümler akıma karşı belli bir sürüklenme açısı altındaki sabit tekneye gelen direnç kuvveti, yanal kuvvet ve döndürme momentlerinin hesabı olarak yapılmıştır. Sonuçta nümerik hesapların deneysel sonuçlarla yeterli yakınsaklığı gösterdiği görülmüş ve manevra hesaplarında nümerik yöntemlerin de kullanılabileceği gösterilmiştir. Fakat nümerik yöntemlerin ihtiyaç duyduğu bilgi işlem kapasitesi göz ardı edilemeyecek kadar yüksektir.

Title

FORCE CALCULATION OF A SHIP UNDER THE DRIFT ANGLE

Abstract

In this study the forces acting on a ship under the drift angle has been calculated with numerical and experimental methods. For getting faster results from numerical calculations an existing Wigley hull has been tested in circulation channel and experimental results has been compared with the numerical results. Numerical computations have been calculated by software and K- Ω numerical method has been used. Resistances, side forces and turning moments have been calculated on a fixed ship under the drift angle. As a result numerical results are converged to the experimental results and show that numerical methods can be used for maneuver calculations of a ship. But the required computation capacity for the numerical method can’t be underestimated.

Anahtar Kelime

CFD, Wigley, Sürüklenme Açısı, Manevra

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :8760
Üniversite

508041001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

Aydın SÜLÜS

Başlık

MAKİNE DAİRESİ YANGINLARINA AÇIKLIKLARIN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışma ile bir gemide yangın çıkma olasılığı en yüksek yerlerden biri olan makine dairesi ele alınıp, çeşitli yangın senaryoları kurgulanarak, doğal havalandırma açıklıklarının yangının yayılımına ve makine dairesine olan etkileri, sayısal olarak incelenmiştir. Ayrıca çalışmada, yangın söndürme sistemlerinden karbondioksit ve yağmurlama sistemleri modellenerek yangına olan etkileri de incelenmiştir. Değişik yangın senaryoları için hesaplanan basınç, sıcaklık, hız ve konsantrasyon alanları sunulmuş ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar makine dairesindeki açıklıkların yangının gelişiminde ve yayılımında önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Ayrıca makine dairesinde yangının başlaması ve yangın söndürme sistemlerinin devreye girmesinden sonra yangının 1 ila 3 dakika içinde sona erdiğini göstermiştir. Bu durum uluslararası klas kuruluşlarının öngördüğü kriterler içindedir ve uygulanan modelde yangın söndürücülerin yeterli olduğunu göstermektedir. Sonuçların doğruluğu ise sayısal hesaplamaların analitik sonuçlar ile karşılaştırılması ile gösterilmiştir.

Title

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF OPENINGS ON ENGINE ROOM FIRES

Abstract

In this study, the engine room which has one of the high fire risk place in the ship was considered and, the effects of openings on the spreading of fire and the engine room for different fire scenerios were studied numerically. Furthermore, the fire extinguishing systems such as carbondioxide and water spray systems were modelled and their effects on the fire were investigated. The computed pressure, temperature, velocity and concantation areas for diffrent fire scenarios were presented and discussed. The results of the study show that the openings have an important effect on the growing and spreading of fire in the engine room. Furthermore, the results indicate that the fire was extinguished between 1 and 3 minutes after the beginning of fire and start of the fire extinguishing system. This complies with the international class society rules and it indicates that the fire extinguishing system is adequate. The results validated by comparing the computational results with the analytical ones.

Anahtar Kelime

Yangın, Doğal havalandırma, CFD

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :8659
Üniversite

508061020

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

ÖMER GÖREN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

MURAT ÖZBULUT

Başlık

İNTERPOLASYONLU PARÇACIK HİDRODİNAMİĞİNDE BİR VE İKİ BOYUTLU UYGULAMALAR

Özet

Bu çalışmada Lagrange Dinamiği özelliklerine sahip olan bir sayısal yöntem olan İnterpolasyonulu Parçacık Hidrodinamiği yönteminin temel formülasyonları, çekirdek fonksiyonlarının oluşturulması ile bir ve iki boyutlu iki uygulamaya yer verilmiştir. Yöntem ilk olarak 1970 lerin sonuna doğru astrofizik problemlerinin çözümünde kullanıldıktan sonra çok farklı mühendislik alanlarında uygulanmıştır. Hidrodinamik alanında ise 1990 lı yılların başında ilgilenilmeye başlanmış ve yöntemin bugün halen geliştirilme aşamasında olduğu kabul edilmektedir. Özünde bir interpolasyon teorisine dayanan bu yöntemle ilgili olarak yapılan bu çalışma kapsamında bir boyutlu şok-tüp ve iki boyutlubir kanal içerisindeki daimi akım problemleri FORTRAN 90 bilgisayar dilinde programlanmış ve elde edilen sonuçalr karşılaştırmalı olarak verilmiştir.

Title

ONE AND TWO DIMENSIONAL IMPLEMENTATIONS IN SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS

Abstract

In this study, the basic formulations, constructing the kernel functions and finally one and two dimensional implementations are expressed for a numerical method which has Lagrange Dynamics characteristics called Smoothed Particle Hydrodynamics. The method was first used for astrophysic problems in the late 1970s and then applied to many different engineering areas. However, the begining of the usage of the method to hydrodynamic problems occurs at the erly 1990s and it is assumed that the method is still in development. The investigations in this study for the method which is basicly founded on an interpolation theory are, one dimensional shock-tube and two dimensional steady flow in a channel problems. These problems are programmed on FORTRAN 90 computer language and the results are given comparetively.

Anahtar Kelime

İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği, Lagrange Dinamiği

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :8511
Üniversite

508061015

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Şakir BAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

Yasin USLU

Başlık

İKİ VE ÜÇ BOYUTLU CİSİMLERİN DALGA DİRENCİNİN VE DALGA KARAKTERİSTİKLERİNİN SAYISAL HESABI

Özet

Bu çalışmada, iki ve üç boyutlu cisimlerin serbest su yüzeyinin altında veya serbest su yüzeyinde (serbest su yüzeyini yırtarak) hareket etmelerinden dolayı oluşan dalga direnci, varsa kaldırma kuvveti (iki boyutlu cisimler için), dalga karakteristikleri ve cisim üzerindeki basınç dağılımları gibi hidrodinamik karakteristikleri iki farklı sınır elemanları yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Akım sürtünmesiz, sıkıştırılamaz ve döngüsüz kabul edilmiştir. İki boyutlu problem için hidrofoil yüzeyindeki ve serbest su yüzeyindeki pertürbasyon potansiyelleri üçüncü Green özdeşliği kullanılarak ifade edilmiştir. Sonuçlar analitik yöntemle ve Dawson yöntemi ile mukayese edilmiştir. Tamamen batmış ve serbest su yüzeyini yırtan üç boyutlu cisimlerin oluşturduğu dalga direnci ve dalga karakteristikleri değerleri orjinal Dawson yöntemi ile hesaplanmıştır. Dawson yöntemine göre serbest su yüzeyi sınır koşulu, çift gövde (cismin kendisi + serbest su yüzeyine göre simetrisi) potansiyeli kullanılarak lineerleştirilebilir. Yöntemin uygulanması sonucu elde edilen değerler (serbest su yüzeyi deformasyonları, cisim üzerindeki basınç dağılımları ve dalga direnci değerleri), deneylerden alınan değerler ve literatürdeki diğer sayısal çalışmalardan alınan değerler ile karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Mevcut sayısal yöntemin sonuçlarının deneylerle yeterli bir uyum sağladığı görülmüştür.

Title

NUMERICAL CALCULATION OF WAVE RESISTANCE AND WAVE CHARACTERISTICS OF TWO AND THREE DIMENSIONAl BODIES

Abstract

In this paper, the flow characteristics such as; wave drag, lift (if exists in case of two-dimensional), wave pattern and pressure distribution around two-dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) bodies moving steadily under or on the free surface are investigated by two different boundary element methods. The fluid (flow) is assumed to be inviscid, incompressible and irrotational. The perturbation potential on the hydrofoil surface and on the free surface are expressed according to Green’s third identity in 2-D problem. The results are compared with those of analytical method and Dawson’s method. The original method of Dawson is applied to predict the wave pattern and wave drag values of fully submerged bodies (submarine) or surface piercing bodies (ship hull) in case of 3-D. According to Dawson’ s method, the free surface condition, can be made linearized by the double-model velocity potential (the potential of body itself + the potential of its mirror image with respect to free surface). A satisfactory agreement is obtained between the results (wave deformation, wave resistance and pressure distribution on the body) of the present method and those of experiments and other numerical methods.

Anahtar Kelime

Dalga Direnci, Dalga Karakteristikleri, Serbest Yüzey, Sınır Elemanları Yöntemi

Bilim Kodu

6020200




Sıra No :8409
Üniversite

508022003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. A. Yücel Odabaşı

Tez Türü

Doktora

Ay

Ocak

Yıl

2008

Tez Öğrencisi

Erdem Üçer

Başlık

GEMİLERİN ENİNE STABİLİTESİNİN MATEMATİKSEL YÖNTEMLERLE İRDELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, gemilerin enine stabilitesinde en fazla etkili olan yalpa hareketi hem bordadan gelen düzenli dalgalarda hem de kıç ve kıç omuzluktan gelen dalgalarda nümerik ve analitik yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Bu çalışmada yapılan işler dört ana başlık altında özetlenebilir. Bunlardan ilki nümerik ve yaklaşık çözümler ve karşılaştırmalarıdır. İkincisi takip eden denizlerde yalpa modellemesidir. Bu modelleme yapılırken geminin diğer hareketlerinin yalpa hareketi üzerindeki etkileri ihmal edilip, enine metasantr yüksekliği değişim oranının dalgaların geliş doğrultusuna ve dalga boyunun geminin ilerleme doğrultusundaki bileşeninin gemi boyuna oranına bağlı olduğu kabul edilmiştir. Üçüncüsü ise nümerik simülasyonla güvenli bölge (nümerik Lyapunov fonksiyonu) tanımı ve hareket parametrelerinin bölge erozyonuna etkisinin değerlendirmesidir. Son olarak yapılan iş, çekirdek güvenli bölge tanımıdır. Çekirdek güvenli bölge, IMO tarafından uygulanan stabilite kriterlerinin geliştirilmesi için öne sürülen en küçük sağlanması gereken bir bölgedir. Sınırları zorlanmamış yalpa hareketinin Lyapunov fonksiyonu kullanarak elde edilmiştir. Çekirdek güvenli bölgenin maksimum yalpa açısı genişliği geminin çalışma koşullarından belirlenmiştir.

Title

EXAMINATION OF THE TRANSVERSE STABILITY OF SHIPS BY USING MATHEMATICAL METHODS

Abstract

In this study, rolling motion which affects the transverse stability of ships, has been examined for both regular beam seas and for following seas by using analytical and numerical methods. The main contributions of this study can be considered in four main areas. The first contribution is the numerical and approximate solutions and their comparisons. The second contribution is the modeling of roll motion in following seas. Within this model, it was assumed to be uncoupled with the other ship motions and the variation ratio of the transverse metacentre height was modeled as a function of the directions of the waves and the ratio of the component of the wave length in the direction of ship heading to ship length. The third contribution is the definition of the safe basin (numeric Lyapunov function) by using numerical simulations and the effects of motion parameters in the erosion of safe basins. The last contribution is the definition of kernel safe basin. Kernel safe basin, which is smallest safe basin to be free from erosion has been proposed for the improvement of the IMO intact stability criteria. Its boundary has been determined from the Lyapunov function of the unexcited roll motion. The maximum roll angle width of the kernel safe basin has been determined from the operating conditions of the ship.

Anahtar Kelime

Gemi Stabilitesi, Yalpa Hareketi, Lyapunov Fonksiyonu, Çekirdek Güvenli Bölge

Bilim Kodu

6020100




Sıra No :7559
Üniversite

508932001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. L. Macit SÜKAN

Tez Türü

Doktora

Ay

Şubat

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Dr. İsmail Yalçın

Başlık

DENİZ ORTAMINDA DÜŞEY ASILI DURAN BİR BORU HATTININ DİNAMİK ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada, rayserin yatay hareketi incelenmektedir. Rayser; dalgalar, akıntı ve yüzen platform veya tekne hareketi ile zorlanmaktadır. Dördüncü mertebeden kısmi türevli hareket denklemi, Euler kiriş-kolon teorisi gözönüne alınarak, varyasyonel bir yöntem kullanılarak elde edilmiştir. Hidrodinamik kuvvetler, Morison Denklemi nin düzeltilmiş bir şekli kullanılarak değerlendirilmektedir. Lineer dalga teorisi, su parçacığının kinematiğinde kullanılmaktadır. Statik analizde, iki boyutlu harekete maruz borunun yönetici hareket denkleminin çözümü için kısa ve uzun rayserler için iki ayrı formülasyon sunulmaktadır. Kısa rayserler için, rijit ve elastik bileşenleri olan çözüm kullanılmaktadır. Uzun rayserler için, yönetici denklem Bessel diferansiyel denklemine dönüştürülmektedir. Rayserin dinamik cevabı frekans domeninde incelenmiştir. İncelemede kısa rayserler için normal mod çözüm yöntemi kullanılmaktadır. Uzun rayserler için, hareket denklemi Bessel diferansiyel denklemine dönüştürülmektedir. Amerikan Petrol Enstitüsü’nün bülteninden, kısa rayser için API 500-0-1 rayserinin ve uzun rayser için API 1500-0-1 rayserinin verileri çözümde kullanılmıştır. Bu veriler kullanılarak bulunan sonuçlar, Enstitünün test için sunduğu, dokuz bağımsız araştırmacı tarafından elde edilmiş birleşik sonuçların ortalaması ve diğer çalışmanın sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bulunan sonuçların bu sonuçlar ile uyumlu oldukları görülmektedir. Kısa rayser için yapılan parametrik çalışmalarda; rayser boyu, gerdirme kuvveti, rayser dış çapı ve rayser et kalınlığının gerilmeler ve yerdeğiştirme üzerindeki etkileri incelenmiştir. En önemli parametre olarak gerdirme kuvveti bulunmuştur.

Title

THE DYNAMIC ANALYSIS OF VERTICAL HANGING PIPELINE IN THE SEA

Abstract

In this study, the horizontal motion of a marine riser is investigated. The riser is forced by the waves, current, and the motion of floating platform or a vessel. The fourth order partial differential equation of motion is obtained by a variational approach considering the Euler beam-column theory. The hydrodynamic forces are assessed using a modified form of the Morison equation. Linear wave theory is used in the kinematics of water particle. In the static part of the analysis, two separate formulations are presented for the pipes, considering two dimensional motions: One for short and one for long risers. In the former case, a solution with rigid and elastic components is applied and for the latter one, the equation of motion is transformed into a Bessel differential equation. The dynamic response of the riser is investigated in the frequency domain. Normal mode solution is preferred for short risers and again the equation of motion is transformed into a Bessel differential equation for long risers. From the bulletin of American Petroleum Institute (API), the data of risers API 500-0-1 and API-1500-0-1 are used. The results are compared with both the mean of nine results which were presented for testing by API and the other study in the literature and are seen to be validated with the test results well. In the parametric studies for short risers, the riser length, the axial tension, the riser outer diameter, and the thickness of riser are determined. The axial tension is the most important parameter.

Anahtar Kelime

konvansiyonel rayserin yatay hareketi, normal mod yöntemi, API 500-20-1-D ve API 1500-20-1-D, Morison denklemi, parametrik çalışma

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :7122
Üniversite

508041004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ağustos

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Erinç DOBRUCALI

Başlık

BİYODİZELİN BİR GEMİ DİZEL MOTORUNUN PERFORMANSINA OLAN ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Biyodizel dizel motorlarda değişikliğe gerek kalmadan kullanılabilecek en önemli alternatif ve yenilenebilir yakıtlardan birisidir. Bu deneysel çalışmada, dört zamanlı, hava soğutmalı, direkt püskürtmeli, 3000 d/d sabit devirde çalışan dizel motor kullanılmıştır. Deneyler, Euro dizel ve biyodizelin değişik karışımları ve motorun yüksüz, %20, %50, %80 ve %100 yüklü durumları için yapılmıştır. Biyodizel ve Euro dizel yakıt karışımlarının (B10, B20, B50, B75, B100), değişik yüklerde dizel motor performansına, titreşim ve gürültü karakteristiklerine ve ayrıca motor işletme maliyetine olan etkileri incelenmiştir. Sabit devirde ve farklı yüklerde çalışan dizel motorda Euro dizel ve biyodizel yakıt karışımları kullanılarak güç, özgül yakıt tüketimi, ısıl verim, egzoz gaz sıcaklığı, motor titreşimi ve gürültü seviyeleri ölçülmüş ve elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma % 20’ye kadar olan biyodizel karışımlarının yakıt tüketimi ve ısıl verim gibi performans parametreleri açısından, motorda herhangi bir değişikliğe gerek duyulmadan kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca biyodizel yakıtlara sağlanması beklenen vergi indirimi gerçekleşirse motor işletme maliyetleri düşecek ve bu Türkiye ekonomisine katkı sağlayacaktır.

Title

AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE PERFORMANCE OF A MARINE DIESEL ENGINE USING BLENDS OF DIESEL FUEL WITH BIODIESEL

Abstract

Biodiesel is one of the most important renewable, alternative fuels that has no need any modification in diesel engines. In this experimental study, a single cylinder, four stroke, naturally aspirated, direct injection diesel engine at 3000 rpm constant speed was used. Different Euro diesel and biodiesel fuel blends were used for different loads of diesel engine (Idle, % 20, % 50, % 80, % 100 loads). The effects of Euro diesel and biodiesel blends (B10, B20, B50, B75, B100) on the engine performance, and engine vibration and noise characteristics were investigated and furthermore, the effects of Euro diesel and biodiesel blends on the engine operating costs were studied. The engine power, specific fuel consumption, thermal efficiency, exhaust gas temperature, engine vibration and noise were measured by using Euro diesel and biodiesel blends for a diesel engine with constant speed at different loads. As a result, this study shows that the biodiesel blends up to % 20 of biodiesel can be used without any changes on the available diesel engines by considering the engine performance parameters such as fuel consumption, thermal efficiency and etc. Furthermore, if an expected tax reduction on the biodiesel fuels occurs, the engine operating costs will be reduced by using biodiesel fuels, and also this will help to the Turkey’s economy.

Anahtar Kelime

Biyodizel, Motor Performansı, Motor Titreşimi, Motor İşletme Maliyeti

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :7156
Üniversite

508041003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ali İhsan ALDOĞAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Deniz UŞAR

Başlık

MANEVRA SİMÜLASYONLARI İLE YARI AMPİRİK TAHMİN YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu çalışmada, gemilere sıklıkla uygulanan ve gemi manevra karakteristiklerinin tayin edilmesinde kullanılan en yaygın tanımlayıcı manevra kabul edilen dönme manevrası için, gemi manevra simülasyonları, Ankudinov V., ile yarı-ampirik manevra tahmin yöntemleri, Lyster ve Knights, Esso Osaka tankeri ve MARAD serisi gemiler kullanılarak mukayese edilmiş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak tahmin yöntemlerinin hangi mertebede başarılı olduğu belirlenmiş ve model deneylerine, simülasyon programlarına ve tam ölçekli deneylere baş vurulmaksızın temel gemi manevra karakteristiklerinin tayin edilip edilemeyeceği incelenmiştir. Ayrıca manevra simülasyonlarında kullanılan gemilere ait hidrodinamik türev değerlerinin teorik ve ampirik yöntemler, Jones, W. Smitt, Norrbin, Inoue ve Clarke, kullanılarak hesaplanan değerleri ile deneysel yöntemlerle elde edilen değerleri karşılaştırılmış, türev değerleri arasındaki farkların dönme manevra karakteristiklerine yaptığı etkiler incelenmiştir.

Title

COMPARISON OF SHIP MANEUVERING SIMULATIONS AND SEMI EMPIRICAL PREDICTION TECHNIQUES

Abstract

This study includes the comparison of the results obtained by the use of one of the widely used maneuvering simulation program developed by Ankudinov V. and calculated using semi-empirical maneuvering prediction techniques proposed by Lyster and Knights for determination of ship maneuvering characteristics. Analysis for the Esso Osaka and the MARAD series ships turning circle maneuvering simulation results and the results obtained from prediction equations for ships’ turning circles were compared in order to determine the accuracy of prediction equations. In addition, the values of hydrodynamic coefficients, utilized in maneuvering simulations, were calculated theoretically and using semi-empirical methods proposed by Jones, W. Smitt, Norrbin, Inoue and Clarke. The values obtained were compared with the captive model test results and the effect of the difference between these results on maneuvering simulations was analyzed.

Anahtar Kelime

Manevra, Matematik Model, Simülasyon, Ampirik Yöntem

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :7160
Üniversite

508041012

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Osman Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Yunus TEKGÖZ

Başlık

ÇOK SUPAPLI YÜKSEK SÜRATLİ GEMİ DİZEL MOTORLARININ İKİNCİ KANUN ANALİZİ

Özet

Dizel makinaları 1900’lü yıllardan başlayarak çok büyük teknik gelişmelergöstermiştir ve bugünün dünyasında endüstri ve taşımacılık başta olmak üzere birçokalanda güç kaynağı olarak kullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda artan ve dünyanıngeleceğini tehdit eden atmosferik sera gazları emisyonunun artması ve küresel ısınmagibi problemler ile karşı karşıya kalan insanoğlu, bu makinaların tasarımında güç veboyut gibi kıstasların yanı sıra özellikle çevreye bırakılan atık ısı ve egzost gazlarınıniçeriğini de göz önünde bulundurmak zorunda kalmıştır. Bunun neticesinde makinetasarımlarının bir çoğunda maksimum faydalı işin elde edilebilmesi için entropiüretiminin en aza indirilmesi ve ikinci kanun analizinin yapılması önem arzetmektedir. Bu düşünceden hareketle, bu çalışmada da bu konuda daha önce yapılmış olançalışmalar incelenmiş olup bunlar 2. Bölüm’de sunulmuştur. Çalışmada dizelmotorların emme ve egzost periyotlarında silindirlerde, turboşarjerde, emme veegzost manifoldlarında oluşan zamana bağlı gaz akımını, zamana ve mekana göresabit entropili olmayan akım modeli ile modelleyen bir bilgisayar programıkullanılmış (Bölüm 6) olup 3. Bölüm’de modelleme teorisi, 4.Bölüm’de silindir sınırkoşulu hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. 5. Bölüm’de ise ikinci kanun analizineyönelik bilgiler verilmiştir. Bu çalışmada 4 supaplı 16 silindirli bir dizel makinanın (Bölüm 7), 8. Bölüm’debelirtildiği gibi öncelikle egzost ve emme supap sayıları değiştirilerek supapsayısının entropi üretimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Daha sonra çok supaplı bumakinada sıkıştırma oranının, strok boyunun, silindir çapının, motor hızının, emmemanifoldu basınç ve sıcaklığı ile yakıt ısıl değerinin entropi üretimi üzerindekietkileri incelenmiştir. Yapılan tüm parametre çalışmalarına ait grafikler Ek’lerdesunulmuştur.

Title

SECOND LAW ANALYSIS OF HIGH SPEED MARINE DİZEL ENGINES WITH MIULTI VALVES

Abstract

Diesel engines have shown great technical developments since 1900, and in today’sworld they are used as a power source in many fields such as industry andtransporting. Especially, humans are exposed to pollution and global warming whichhave threatened the future of the world in recent years. Because of these threats, inthe design of these engines, engineers have to consider heat losses and exhaust gases,which are released in the environment, besides power and dimension criterions. As aresult of this, in order to produce the maximum useful work in the design of allengines, it is very important to reduce entropy generation and it is necessary to applythe second law analysis. As a consequence of this, in this work, the previous studies related to this topic havebeen reported in chapter 2. In this work, a computer software program has been usedwhich simulates the time dependent flow during the intake and exhaust phases at theturbocharger, intake and exhaust manifolds and the cylinders based on nonhomentropicflow model (chapter 6). The theory of modelling has been maintained inchapter 3, and the detailed information about the cylinder boundary condition hasbeen given in chapter 4, and the second law analysis has been explained in chapter 5. In this work, as it is described in chapter 8, while changing the number of exhaustand intake valves, the effects on entropy generation of the valve number of a dizelengine with four valves and sixteen cylinders (chapter 7) have been carefullyexamined . After that, in this engine with multi valves, the effects of compressionratio, strok length, cylinder diameter, engine speed, the pressure and temperature ofair manifold and fuel calorific value on entropy generation have been studied. Graphswhich belong to parameter studies have been represented in appendixes.

Anahtar Kelime

Entropi, Entropi Üretimi, İkinci Kanun, Tersinir, Tersinmezlik

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :7161
Üniversite

508051014

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ahmet ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Serdar Aytekin KÖROĞLU

Başlık

YAPAY SİNİR AĞLARININ GEMİ YAPI PROBLEMLERİNE UYGULANMASI

Özet

Günümüzde, hızla gelişen teknolojik imkânların da etkisiyle, eskiye nazaran daha karmaşık ve daha büyük ölçekli problemler çözülebilir hale gelmiştir. Bu duruma iyi bir örnek olarak genetik algoritmalar yaklaşımının gemi yapılarının optimum tasarımı gibi çözümü zor problemlere uygulanmasını gösterebiliriz. Genetik algoritmalar optimizasyon açısından güçlü bir yöntem olmasına rağmen, çözüme ulaşmak için mevcut en hızlı bilgisayarlar bile kimi zaman yetersiz kalmaktadır. Buradan hareketle işlem yükünü hafifletmek üzere genetik algoritmaların performansına doğrudan etki eden analiz safhası için alternatif yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden olan yapay sinir ağları ve deney tasarımı yöntemleri sonlu elemanlar yöntemine alternatif olarak kullanılmak üzere modelleme açısından ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Ayrıca kullanımları, örnek bir yapı problemi (stifnerli bir panelin burkulma hadisesinin modellenmesi) üzerinden uygulamalı olarak gösterilmiş ve sonuçları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Title

APPLICATION OF NEURAL NETWORKS TO SHIP STRUCTURAL DESIGN

Abstract

Nowadays, with the help of rapid improvements in technology, more complex and much bigger scale problems are become solvable with respect to past. As a good example, optimum design of ship structures, which is a very though problem, can be solved with applying genetic algorithms. Despite the fact that genetic algorithms are very powerful for optimization, even the fastest computers available remain inadequate for reaching the solution. With this point in mind, to lessen the burden on genetic algorithms, some alternative methods are utilized for the analysis stage, which directly affect the performance. Two of these methods, namely artificial neural networks and design of experiments have been studied from the modeling point of view as alternatives to finite element method. In addition, the usage of the methods has been shown by applying them for a structural problem (modeling the buckling behavior of a stiffened panel) and finally results are comparatively analyzed.

Anahtar Kelime

Deney Tasarımı, Yapay Sinir Ağları, Burkulma Analizi, Modelleme, Genetik Algoritmalar

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :7420
Üniversite

508031021

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Recep Uğur ÖZCUMALI

Başlık

BİYODİZELİN BİR GEMİ DİZEL MOTORUNUN EGZOZ EMİSYON KARAKTERİSTİKLERİNE OLAN ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

İçten yanmalı motorların egzozundan kaynaklanan kirletici maddelerin insan hayatını tehdit eder boyutta artış göstermesi ve fosil yakıtların tükenecek olması gerçeği tüm dünyada alternatif yakıtlar üzerinde yapılan çalışmaları yoğunlaştırmıştır. Alternatif yakıtlar içerisinde ise biyodizel; yenilenebilir ve daha az kirletici bir yakıt olması nedeni ile ön plana çıkmaktadır. Yapılan deneysel çalışmada soya yağından elde edilen biyodizelin tek silindirli, dört zamanlı, doğal hava emişli ve direkt püskürtmeli bir dizel motorda yanması sonucu oluşan egzoz gazlarının emisyon karakteristikleri incelenmiştir. Yakıt olarak; biyodizel (B100), dizel yakıtı (Euro dizel, B0) ve dizel yakıtı ile %10 (B10), %20 (B20), % 50 (B50), %75 (B75) oranlarında karıştırılmış olan biyodizel kullanılarak emisyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Deneylerde, deniz dizel jeneratör grubu içinde yer alan dizel motor, 3000 d/d sabit devirde ve değişik yüklerde (%0, %25, %50, %90, %110) çalıştırılmıştır. Egzoz gazı içindeki CO, CO2, HC ve NOx konsantrasyonları gaz analiz cihazı ile ölçülmüş ve ayrıca ölçülen hız, sıcaklık ve basınç değerleri kullanılarak emisyonlar hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar, maksimum sürekli güçte (%90 yükte), biyodizel dizel yakıt ile karşılaştırıldığında, biyodizelin CO konsantrasyonlarına etkisinin az olduğunu, fakat B100 için CO konsantrasyonunda % 33 gibi belirgin bir azalma olduğunu göstermiştir. Bunun yanısıra sonuçlar, biyodizel kullanıldığında HC konsantrasyonlarında genel bir azalma olduğunu ve en çok azalmanın (% 50) B100 kullanıldığında meydana geldiğini, NOx ve CO2 konsantrasyonlarında ise genel bir artış olduğunu göstermiştir. NOX konsantrasyonunda en çok artış % 63 ile B100 kullanıldığında, CO2 konsantrasyonunda ise en çok artışın % 58 ile B10 kullanıldığında oluştuğu görülmüştür.

Title

AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF BIODIESEL ON EXHAUST EMISSION CHARACTERISTICS OF A MARINE DIESEL ENGINE

Abstract

Pollutants which is produced by the internal combustion engines increase by threating the human life, and the fact that fosil fuels will be depleted, have been started an intensive work on alternative fuels all over the world. Because of being renewable and less pollutant, biodiesel is in the most important fuel among the other alternative fuels. In this experimental study, the effects of soybean biodiesel fuel on the emission characteristics of a single cylınder, four stroke, naturally aspirated and direct injection diesel engine were investigated. As a fuel, biodiesel (B100), diesel fuel (Eurodiesel, B0) and the blends of 10 % (B10), 20 % (B20), 50 % (B50), 75 %(B75) of biodiesel with diesel fuel were used and their emission results were compared. During experiments, the diesel engine which is in the marine diesel generating set was run at the constant speed of 3000 rpm with different loads ( 0 %, 25 %, 50 %, 90 % and 110 %). The concentrations of CO, CO2, HC and NOx in the exhaust gas were measured by a gas analyser and the emissions were calculated by using the measured velocity, temperature and pressure of the exhaust gas. The experimental results show that, at the maximum continuous power (90 % load), when the biodiesel is compared with diesel fuel, the biodiesel has a small effect on the CO concentrations, however there is a significant reduction, 33 % on the CO concentrations for B100. Furthermore, the results show that for biodiesel, HC concentrations are generally reduced and the maximum reduction, 50 % is obtained for B100, and concentrations of NOx and CO2 are generally increased. The maximum increase in the NOx concentration is 63 % by using B100 and the maximum increase in the CO2 concentration is 58 % by using B10.

Anahtar Kelime

Biyodizel, Egzoz Emisyonları, Gemi Motorları

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :7786
Üniversite

508002100

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Ömer Gören

Tez Türü

Doktora

Ay

Temmuz

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Uğur Oral Ünal

Başlık

GİRDAP YARATICILARIN DAİRESEL SİLİNDİR ETRAFINDAKİ AKIŞA ETKİSİNİN DENEYSEL VE HESAPLAMALI OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmadaki amaç, girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa ve girdap oluşma mekanizmasına olan etkilerinin deneysel ve hesaplamalı olarak ortaya konması ve farklı türbülans modellerinin performansının test edilerek modelleme yetisi en yüksek olan türbülans modelinin belirlenmesidir. Deneysel çalışma, 1.6mm yüksekliğindeki girdap yaratıcıların silindir çevresine dört farklı açıda yerleştirildikleri vakalar ve girdap yaratıcı içermeyen yalın silindir vakası ile birlikte toplam beş ayrı vakanın silindirin boyuna doğrultusunda orta düzleminde iz bölgesini içeren bir alanda iki boyutlu olarak gerçekleştirilen DPIV ölçümlerini kapsamaktadır. Çalışmadaki Reynolds sayısı 41300 ve buna karşılık gelen silindir akış rejimi ise kritik altı rejimdir. PIV görüntülerinden elde edilen akış alanlarının analizi, Reynolds Ayrıştırması, Sabit Faz Ayrıştırması ve POD olmak üzere, üç ayrı teknik ile gerçekleştirilmiştir. Girdap yaratıcıların etkisi, vakaların kendi aralarında ve yalın silindir ile karşılaştırmaları ile belirlenmiş, sonuçlar tartışılmıştır. Hesaplamalı çalışmadaki amaç, yalın ve girdap yaratıcılı silindir etrafındaki akışın, deneysel çalışmada yer almayan yanlarının da ortaya konabilmesi ve bu karmaşık akışı en iyi şekilde modelleyen türbülans modelinin çalışmada ele alınan tek denklemli ve iki denklemli türbülans modelleri arasından seçilmesidir. Çalışma, girdap yaratıcıların dolgun cisimler etrafındaki akışa olan etkisinin incelenmesine detaylı analizlerle yenilik getirmekte, özellikle daha önce gözlenmemiş olan iz yapısını açık biçimde ortaya koymaktadır. Ayrıca, böylesi karmaşık bir akışın RANS temelli türbülans modelleri ile çözülebildiği, pek çok alanda başarısını ispatlamış olan SST türbülans modelinin akış yönünde girdaplar ve kuvvetli ayrılma içeren akışlarda tercih edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Çalışma ayrıca, girdap yaratıcıların gemiler etrafındaki akım ayrılmasını kontrol etmek üzere gerçekleştirilecek dizayn sürecine önemli katkılar yapabilecek bir altyapı hazırlamıştır.

Title

THE EXPERIMENTAL AND COMPUTATIONAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF THE VORTEX GENERATORS TO THE FLOW AROUND CIRCULAR CYLINDER

Abstract

The aim of the study is to investigate the effect of the streamwise vortex generators both experimentally and computationally to the flow around circular cylinder and vortex formation mechanism and to test the performance of different well-known RANS based turbulence models on predicting such a complex flow field. In the experimental study, wake oscillations of the circular cylinder and vortex shedding are visualized with digital PIV system. Experimental study consists of cases including bare cylinder and cylinder with vortex generators. The Reynolds number investigated is 41300, which corresponds to the sub-critical flow state. The analysis of the flow fields are processed with Reynolds decomposition, constant-phase decomposition and proper orthogonal decomposition. The aim of the computational study is to investigate the additional features of the flow which are not included in the content of the experimental study, and the selection of the best turbulence model, which fits the flow around circular cylinder with vortex generators, among the investigated one equation and two equation turbulence models. The study provides a contribution to the literature about the effect of vortex generators to the flow around circular cylinder and includes detailed investigation of the wake pattern and also expected to be a good reference for the predictive capability of the investigated turbulence models. The results shows that such a complex flow can be simulated with RANS-based turbulence models and Shear Stress Transport k- model which performs very well in many areas should be the first choice for the simulation of vortical flow with massive separation. The study also provides a basic knowledge for the design process of the control of the flow separation around ship hulls which is of great importance in the hydrodynamical area.

Anahtar Kelime

Dairesel silindir, Girdap yaratıcılar, Türbülans modelleri

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :7180
Üniversite

508041003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ali İhsan Aldoğan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2007

Tez Öğrencisi

Deniz UŞAR

Başlık

MANEVRA SİMÜLASYONLARI İLE YARI AMPİRİK TAHMİN YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu çalışmada, gemilere sıklıkla uygulanan ve gemi manevra karakteristiklerinin tayin edilmesinde kullanılan en yaygın tanımlayıcı manevra kabul edilen dönme manevrası için, gemi manevra simülasyonları, ile yarı-ampirik manevra tahmin yöntemleri, Lyster ve Knights, Esso Osaka tankeri ve MARAD serisi gemiler kullanılarak mukayese edilmiş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak tahmin yöntemlerinin hangi mertebede başarılı olduğu belirlenmiş ve model deneylerine, simülasyon programlarına ve tam ölçekli deneylere baş vurulmaksızın temel gemi manevra karakteristiklerinin tayin edilip edilemeyeceği incelenmiştir. Ayrıca manevra simülasyonlarında kullanılan gemilere ait hidrodinamik türev değerlerinin teorik ve ampirik yöntemler, Jones, W. Smitt, Norrbin, Inoue ve Clarke, kullanılarak hesaplanan değerleri ile deneysel yöntemlerle elde edilen değerleri karşılaştırılmış, türev değerleri arasındaki farkların dönme manevra karakteristiklerine yaptığı etkiler incelenmiştir.

Title

COMPARISON OF SHIP MANEUVERING SIMULATIONS AND SEMI EMPIRICAL PREDICTION TECHNIQUES

Abstract

This study includes the comparison of the results obtained by the use of one of the widely used maneuvering simulation program developed by Ankudinov V. and calculated using semi-empirical maneuvering prediction techniques proposed by Lyster and Knights for determination of ship maneuvering characteristics. Analysis for the Esso Osaka and the MARAD series ships turning circle maneuvering simulation results and the results obtained from prediction equations for ships’ turning circles were compared in order to determine the accuracy of prediction equations. In addition, the values of hydrodynamic coefficients, utilized in maneuvering simulations, were calculated theoretically and using semi-empirical methods proposed by Jones, W. Smitt, Norrbin, Inoue and Clarke. The values obtained were compared with the captive model test results and the effect of the difference between these results on maneuvering simulations was analyzed.

Anahtar Kelime

Manevra, Matematik Model, Simülasyon, Ampirik Yöntem

Bilim Kodu

6020201




Sıra No :3883
Üniversite

508031012

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ahmet ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2006

Tez Öğrencisi

Özkan YILDIRIM

Başlık

GEMİLERDE YÜKLEME/BOŞALTMA ESNASINDA MUKAVEMET KONTROLÜ İÇİN BİR BİLGİSAYAR PROGRAM PAKETİ GELİŞTİRİLMESİ

Özet

Bu çalışmada, kuruyük ve tanker tipi gemiler için hayatı önem taşıyan , yükleme / boşaltma esnasında gemi stabilitesi ve gemi kirişinin mukavemet durumunu tespit edecek, kritik eğilme momenti ve kesme kuvveti bölgelerini gösterecek, mukavemet bilgisi sınırlı kaptan veya operatör tarafından rahatça kullanılacak interaktif bir yazılım geliştirilmiştir. Gemi kirişi mukavemet hesabında, basit kutu kiriş mantığı ele alınmış ve mevcut yükleme durumuna göre, gemi boyu doğrultusundaki değişimi gösterilmiştir. Geliştirilen yazılım, uluslararası kurallar dahilinde gerekli kriterleri sağlayacak şekilde ele alınmış ve uygunluğuna bağlı olarak uluslararası sularda geçerliliğini ispatlamıştır. Sonuçlarına bakıldığında, böyle bir çalışmanın gerekliliği, gemilere sağladığı hızlı, doğru ve emniyetli çözümler açısından önemi gözlenmiştir.

Title

PREPARATION SOFTWARE PACKAGE TO DETERMINE SHIP LONGITUDINAL STRENGHT DURING LOADING/UNLOADING OPERATIONS.

Abstract

In this study it is prepared a software which is used to evaluate ship stability and longitudinal strenght includes bending moment and shear forces that are also limited knowledge for masters and operators, loading and unloading operation which is one of the important function for ship life. Simple box beam type gives great advantage to take ship model throughtout ship lenght to see longitudinal variation and also to calculate ship longitudinal strenght. Developed software is helded to comply international rules and it is also provided validity in international voyages within its suitability. Within the results ,this study provide great advantages which are quick, correct solution and also make safety to ships during loading/unloading operations.

Anahtar Kelime

Gemi Boyuna Mukavemet, Gemi Stabilitesi, Yükleme Bilgisayarı

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :2417
Üniversite

508021014

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd.Doç.Dr. Ertekin Bayraktarkatal

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Murat Özkök

Başlık

GEMI ENKESITINDE DÜZLEM ÇERÇEVE MODELLEMESI ILE SINIR KOSULLARININ NÜMERIK VE DENEYSEL OLARAK INCELENMESI

Özet

Bu çalismada, sonlu elemanlar paket programi olan ANSYS kullanilarak, normal kemereler icin bazi kesit modülü ifadeleri ortaya konulmustur. Bunun icin, gercek boyutlara sahip bir gemi gözönüne alinarak, geminin bir blogu ANSYS te modellenmis, model üzerine yükleme yapilarak normal posta ve normal kemerelerin birlestigi noktalardaki ankastrelik moment orani degerleri hesaplanarak kesit modülü ifadesi belirlenmistir. Buradan elde edilen kesit modülü ifadeleri, Türk Loydu Çelik Tekne Klaslama Kural Kitabinda normal kemereler icin verilen kesit modülü ifadesi ile karsilastirilmistir.Ayrica, belirli bir yükleme durumunda normal kemere üzerine etki eden gerilme dagilimlari, deneysel bir yöntem olan fotoelastisite yöntemi ve sonlu elemanlar paket programi olan ANSYS ile incelenmis, her iki yöntemden elde edilen gerilme dagilimlari birbirleriyle karsilastirilarak benzerlikleri ortaya konulmustur.

Title

NUMERICAL AND EXPERIMENTAL OBSERVATION OF BOUNDARY CONDITIONS WITH PLANE FRAME MODELLING IN SHIP CROSS-SECTION

Abstract

In this study, using finite element package programme-ANSYS, for normal beam, some section modulus expressions are suggested.For this, considering a ship that has real size, a block of the ship is modelled with ANSYS, the loading on the model is applied and calculating built-in support moment rates belonging to the point that is the connection between frame and beam on the model the section modulus expressions are determined.These section modulus expressions are compired with the section modulus expression which is given by Turkish Loyd Steel Vessel Classification Rules.Besides,in the case of a certain loading,the stress distribution on normal beam is observed with the method of photoelasticity that is an experimental method and finite element package programme-ANSYS and the stress distributions which are achieved from both methods are compired with eachother and their similarities are determined.

Anahtar Kelime

normal kemere, kesit modülü, sonlu elemanlar-ANSYS

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :3758
Üniversite

508021018

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Selma ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Ercan YILDIZ

Başlık

MAKİNA DAİRESİNDE ÇIKAN BiR YANGININ MATEMATİKSEL MODELLEMESİ

Özet

Bu Çalışmada Tipik bir makina dairesi için, çeşitli yangın senaryoları ele alınarak, doğal havalandırmada duman tahliyesinde kullanılan açıklık alanlarının, tasarım kriterleri açısından yeterliliği, Fluent adlı CFD programı kullanılarak belirlenmiştir. Büyüklük olarak değişik yangınları temsil etmek üzere, sırasıyla; 0.5, 1.5 ve 6 MW’lık yangın büyükleri incelenmiştir.Matematik modelin doğruluğunu göstermek amacıyla önce örnek bir dikdörtgenler prizması şeklindeki hacim için yangın modellenmiş ve sonuçların deneysel verilerle uyumlu olduğu görüldükten sonra makina dairesindeki yangın modellenmiştir.

Title

NUMERICAL MODELLING OF FIRE IN AN ENGINE ROOM

Abstract

In this study, the fire occuring in the engine room was modelled and the distributions of the temperature, velocity and pressure were calculated for the steady and unsteady conditions.For a typical engine room, various fire scenarios are considered and the opening areas used to extract the smoke by natural ventilation are examined for design criterias by using the fluent CFD (Computational Fluid Dynamics) program. Heat release rates of 0.5, 1.5 and 6 MW are considered for different fire sizes.To validate the mathematical model, firstly, the fire in a rectangular shaped room was investigated, and the results were compared with the experimental data found in the literature. After it was seen that there was a good agreement between the results, and then the fire in an engine room was studied.

Anahtar Kelime

yangın,makine,havalandırma,kapı,sürekli

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :3533
Üniversite

508021001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Oğuz Salim SÖĞÜT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Kasım

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Ahmet Şafak AYKUT

Başlık

YAKIT PİLLERİNİN TERMO-EKONOMİK ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada, yakıt pillerinin gemi makineleri pazarında uygulanabilirliğini araştırmak üzere polimer elektrolit zar yakıt pilleri için yarı ampirik yakıt pili modeli kullanılarak sıcaklık ve basınç gibi yakıt pili çalışma parametrelerinin yakıt pili performansına etkisi ve yakıt pili maliyetleriyle yakıt maliyetinin elektrik üretim maliyetine etkisi incelenmiştir. Çalışma neticesinde, yakıt pili performansının çalışma sıcaklığı ve çalışma basıncının arttırılması ile iyileştirildiği ancak bu parametrelerin aşırı arttırılmasının yakıt piline yapısal zarar verebileceği ve yakıt pili verimiyle güç yoğunluğunun ters orantılı olduğu görülmüştür. Öte yandan, mevcut koşullarda yakıt pillerinin diğer güç üretim sistemleriyle rekabet edemeyeceği ve gelecekte rekabet edebilmesi için yakıt pili maliyetlerinin ve yakıt maliyetlerinin iyileştirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Title

THERMO-ECONOMIC ANALYSIS OF FUEL CELLS

Abstract

In this study for the purpose of investigating the applicability semi empirical fuel cell modeling was used to analyze the effect of fuel cell operating parameters such as, temperatur and pressure, over fuel cell performance and the effect of fuel cell costs and fuel costs over electricity production cost. As a result, it was seen that fuel cell performance can be improved by increasinng operating temperatur and operating pressure, however, increasing these parameters exceedingly will cause structural problems in the fuel cell. On the other hand, in current conditions, fuel cells can not compete with the other power generating systems, and to become competitive in the future, fuel cell costs and fuel cost must be improved.

Anahtar Kelime

Gemi İnşaatı, Yakıt Pili, Termo-Ekonomi

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :3325
Üniversite

508011010

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Ali İhsan ALDOĞAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Semih VARDI

Başlık

GEMİLERDE DÖVÜNME OLAYININ İNCELENMESİ

Özet

Bir gemi için dalıp çıkma ve baş kıç vurma birleşik hareketlerine bağlı olarak meydana gelen dövünme olayı büyük bir öneme sahiptir. Bu hareketin modellenmesi oldukça zordur. Bu çalışmada dövünme olayının açıklanması amaçlanmıştır. Dövünme olayındaki ivme ve basınç değişiminin önemi vurgulanmıştır. Gemi başı dövünmesine ilişkin basınç hesaplamalarına yönelik teorik, deneysel ve deneye dayalı yarı ampirik formül yaklaşımları tek tek ve karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Deplasman ve kayıcı tip teknelerin dalgalardaki davranışının incelenmesi için gerekli olan ifade ve parametreler tanımlanmıştır. Deplasman teknelerinin dövünme karekteristiklerinin değişimi dizayn parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir. İki tip kayıcı tekne için Genlik Karşılık Fonksiyonu ve ITTC iki parametreli dalga spekturumu kullanılarak yerdeğiştirme, hız ve ivme değerleri hesaplanmıştır. Bağıl hız değerleri kullanılarak dövünme basıncı değerleri hesaplanmış ve geminin dizayn değerleri ile karşılaştırılmıştır. Dövünme için halihazırda kullanılan kriterler ve klas kuruluşu kuralları ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Askeri gemiler için harekata yönelik dövünme limitleri vurgulanmıştır. Kayıcı teknelerde gemi ilerleme doğrultusundaki basınç artışının, dalıp çıkma doğrultusundaki basınç artışından büyük olduğu, dövünme yaklaşımı için gemi başı bağıl hız, ivme ve basınç değerlerinin her gemiye özgü Genlik Karşılık Fonksiyonu ve yarı ampirik formüller kullanılarak hesaplanabileceği, gemi dip basıncının gerçek değerinin tespiti için tam ölçek testlerin gerekli olduğu, dövünme kriteri verilirken ayrıca gemiden beklenen görevin yerine getirilmesi hususunun değerlendirilmesinin uygun olacağı sonucuna varılmıştır.

Title

EXAMINATION OF SLAMMING IN THE SHIPS

Abstract

Slamming event occured in the ships due to the coupled heaving and pitching combined motions have a great importance. Modeling of this movement is so difficult. It is intended to explain the slamming event within this study. Importance of acceleration and pressure change in slamming occurrence is highlighted. Theoretical, experimental and semi empiric formulation approaches based on experiments addressing to the pitch slamming is examined comparatively and individually. The expression and parameters required for the behavior examination of the displacement ships, the variation of slamming characteristics had been examined depending on the design parameters. Heave, relative bow velocity and acceleration values are calculated by usig Response Amplitude Function values and ITTC two parameter wave spectrum for example two types Fast patrol boats. Slamming pressure values are calculated by using relative velocities and compared with design values. The available criterion used for slamming and the rules of class establishment is explained in detail. Regarding the military ships, the slamming limits directed to operation are highlighted. It is resulted that: pressure increasing in the direction of ship’s forwarding in planning boats is greater than the one in the direction of ship’s heavig; for slamming, bow relative velocity, acceleration, pressure values could be calculated by using Respone Amplitude Function and semi empirical formulas; it is necessitated full-scale tests for defining the real ship bottom pressure value; it is convenient to be evaluated also the ship’s missions when defining the slamming criterion.

Anahtar Kelime

Dövünme basıncı, Genlik Karşılık Fonksiyonu,Başın bağıl hızı,Kalkıntı açısı

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :3188
Üniversite

508021003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Yard. Doç. Dr. Yalçın Ünsan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Hakan Gündüz

Başlık

KLAS KURULUSLARININ DİREKT HESAP YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Klas kuruluşlarının direkt hesap yöntemlerinin karşılaştırılması isimli tez çalışmamda, İngiliz Loydu LR, Norveç Loydu DNV, Amerikan Loydu ABS ve Japon Loydu NK alınan bilgiler doğrultusunda değerlendirilmiştir. Model boyutu, kullanılan eleman yapısı, uygulanan sınır koşulları ile test edilen yükleme durumlarına göre dört klas kuruluşu incelenmiştir. Tez çalışması üç gemi tipi baz alınarak yapılmıştır: (1) tanker, (2) kuru yük ve (3) konteyner. Dört ana bölümden oluşan tez çalışmasının ilk üç bölümünde sırasıyla tanker, kuru yük ve konteyner gemileri incelenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen benzerlik ve farklılıklardan bir kaçı aşağıdaki şekilde özetlenebilir: Genel olarak model boyutu ve eleman yapısında DNV ve LR’de benzerlikler gözlemlenmiş, ABS ve NK’nın da daha farklı yaklaşımlarda bulunduğu görülmüştür. ABS, DNV ve LR gerek kullandıkları destek elemanları, gerek uyguladıkları harici kuvvet/moment değer ve kuvvetlerin/momentin uygulama noktaları olarak farklılıklar göstermektedir. LR tarafsız eksen üzerinde yükleme yaparken, DNV momentleri kuvvet çiftleri şeklinde tanımlayarak ana elemanların kesişme hatları üzerine etkitmektedir. ABS destek elemanı olarak sadece yay elemanlar kullanmaktadır. Yükleme koşulları, klas kuruluşları arasında uygulanılan yük, bulunulan su çekimi, test edilen mukavemet bölgesi açısından farklılıklar göstermektedir. Son bölümde de elde bulunan veri detayına göre seçilen İngiliz ve Norveç loydlarının sınır koşulları tanker için ANSYS paket programı vasıtasıyla oluşturulan model kullanılarak incelenmiştir. Öncelikle global analiz için bir model oluşturulmuş, model baz alınarak oluşturulan lokal modellere klas kuruluşlarının belirtmiş olduğu sınır şartları uygulanmıştır. LR ve DNV’nin sınır şartlarına uygun kesme kuvveti ve eğilme momenti etkitilerek yapılan hesabın sonucunda elde edilen sonuçlar global analizle ve kendi içinde benzer çıkmıştır.

Title

COMPARISON OF DIRECT STRENGTH ANALYSIS OF CLASS SOCIETIES

Abstract

In the thesis “Comparison of Direct Strength Analysis of Class Societies”, Lloyd’s Register (LR), Det Norske Veritas (DNV), Class NK (Nippon Kaiji Kyokai) and American Bureau of Shipping (ABS) are analysed according to the gathered information. Model dimensions, element structure, applied boundary conditions and loading conditions are considered throughout the study. The study performed based on the three types of ships: (1) tanker, (2) bulk carrier, and (3) container ships. The thesis has composed of four parts; in the first three parts; tanker, bulk carrier and container are investigated in sequence. Some of the similarities and differences obtained in the study can be summarized as follows: In general, similarities are recorded between DNV and LR in model length and element structure, whereas ABS and NK have different assumptions. ABS, DNV and LR differentiate in terms of the support elements used, the values of the externel force/moment applied and the application points of these forces/moments. LR applies load on neutral axis whereas DNV applies to the intersection lines of main structural elements by defining moments with pairs of forces. ABS prefers spring elements as support elements. Also boundary conditions varies in terms of applied load, experienced draught, the tested strength area. In the final section; LR and DNV are selected for further analysis due to the detailed data. The boundary conditions of these two are investigated with the model constructed via ANSYS pocket program. First of all a model is built for global analysis. The boundary conditions stated by two classes are applied to the local models, which are built based on the global model. The result of the local calculations is similar within each other and global model.

Anahtar Kelime

direkt hesap yöntemi, klas kuruluşu, tanker, kuruyük, konteyner gemisi, ANSYS

Bilim Kodu

0




Sıra No :2938
Üniversite

508031008

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Ahmet ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2005

Tez Öğrencisi

Mehmet Ali ŞENGEL

Başlık

GEMİ ÜRETİMİNDE KAYNAK NEDENİYLE OLUŞAN DEFORMASYONLAR ve ARTIK GERİLMELER

Özet

Bu çalışmada, kaynak nedeniyle gemi üretiminde oluşan deformasyonların ve artık gerilmelerin oluşma mekanizması incelenmiş, T bağlantı kaynağından dolayı yapıda oluşan deformasyonlar ve artık gerilmeler, sonlu eleman programı Sysweld kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz iki aşamada yapılmıştır. Birinci aşamada sabit hızla hareket eden Goldak çift elipsoid ısı kaynağının yapı üzerinde oluşturduğu sıcaklık dağılımı, zaman alanında, metalürjik dönüşümlerle birbirine bağlı olarak ve sıcaklıkla değişen malzeme özellikleri için hesaplanmıştır. İkinci aşamada ise zamana bağlı termal analizden elde edilen ısıl yükler, yine zamana bağlı, nonlineer elostoplastik analizde kullanılmıştır. Elostoplastik analizde izotropik pekleşme modeli kullanılmıştır. Hesaplanan deformasyon değerleri, literatürdeki deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında, T bağlantı kaynağından dolayı yapıda oluşan ve dominant deformasyon olan, düşey yerdeğiştirme için çok yakın sonuçlar bulunmuştur.

Title

WELDING INDUCED DEFORMATIONS AND RESIDUAL STRESSES IN SHIP PRODUCTION

Abstract

In this study, the mechanism creating deformations and residual stresses because of welding is investigated in ship production. Residual stresses and deformations created by T-Joint welding in the structure are calculated by using commercial finite element software Sysweld. A three dimensional welding analysis for a T-Joint is performed in two steps. In the first step, the temperature distribution created by moving Goldak double ellipsoid heat sources is calculated within the structure in time domain. In calculations, it is assumed that the temperatures are coupled with the metallurgical transformations and that the material properties changes with temperature. In the second step, the loads obtained from the thermal analysis are used in the time domain nonlinear elasto-plastic analysis. The isotropic strain hardening model is used in the analysis. The calculated deformations are compared with experimental results found in the literature. The experimental results for the dominant deformation, vertical displacement, are in very good agreement with the calculated results.

Anahtar Kelime

Sonlu eleman, kaynak simulasyonu, deformasyon, artık gerilme, plastisite, metalürji, ısı akışı, Sysweld

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :2599
Üniversite

508011001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.A.Yücel Odabaşı Prof.Dr.Muhittin Söylemez

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

BURCU ERBAŞ

Başlık

GEMİ HAREKETLERİNİN ANALİZİ

Özet

Gemi dalgalar arasında ilerlerken altı serbestlik derecesinde hareketler yapar. Bu çalışma kapsamında, geminin baştan gelen düzgün dalgalarda yaptığı dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma birleşik hareketleri incelenmiştir. Öncelikle, Korvin-Kroukovsky’nin dilim teorisi, beş tablo şeklinde bilgisayar ortamına aktarılmış ve geliştirilen tablolardan kullanılarak bir savaş gemisi ve bir konteyner gemisi için elde edilen sonuçlar Lloyds’ Register programı ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, hidrodinamik katsayıların hesaplamasında, ileriye hız etkisinin göze alınışı açısından farklılık gösteren Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma ve Beukelman(1964) ve Ogilvie ve Tuck(1969)’ın teorilerinin, hidrodinamik katsayıların, dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareket genliklerinin ve boyuna eğilme momentlerinin hesaplanmasında gösterdikleri farklılıkların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, bir savaş gemisi formunun baş-kıç vurma ve dalıp-çıkma hareketleri, dalıp-çıkma ek su kütlesi ve sönüm katsayıları ve boyuna eğilme momentleri Scores program kodu modifiye edilerek söz konusu dört dilim teorisi ile hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar birbirleriyle, deney verileriyle ve literatürdeki sayısal hesaplamalarla karşılaştırılmıştır.

Title

ANALYSIS OF SHIP MOTIONS

Abstract

A ship traveling obliquely to the direction of wave crests will experience a complicated series of oscillations. In the analysis, these motions are considered as the summation of six components, three translational and three rotational. In the scope of this study, the pitching and heaving motions of a ship traveling in regular head seas are investigated. The method of Korvin-Kroukovsky, which is based on the strip theory, is divided into five major parts and transferred into five tables so that the application of the method is facilitated. Two case studies, including a warship and a container form, are carried out for verifying the prepared tables. The heaving and pitching motions of the two forms in regular head seas are investigated by using the tables prepared and the Lloyds’ Register computer program. Also, the theories of Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma and Beukelman(1964) and Ogilvie and Tuck(1969) are investigated by modifying the Scores computer program so that the three dimensional hydrodynamic coefficients could be calculated. The heave added mass and damping coefficients, heave and pitch motion amplitudes and longitudinal bending moments of a warship form are calculated by using this program. The results obtained with the four theories are compared with each other, the experimental data and the computational data in the literature.

Anahtar Kelime

Dalıp-Çıkma Ve Baş-Kıç Vurma Birleşik Hareketleri, Dilim Teorisi, Ek Su Kütlesi Ve Sönüm Katsayıları

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :2499
Üniversite

508942002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dri Ali İhsan ALDOĞAN

Tez Türü

Doktora

Ay

Kasım

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

Reyhan ÖZSOYSAL

Başlık

GEMİLERDE BÜNYESEL TİTREŞİMLERİN İNCELENMESİ

Özet

Sunulan bu çalışma ile, lineer bileşik antisimetrik hareketlerin detaylı bir analizini yapılmış; konteyner gibi geniş ambar ağız açıklığına sahip gemiler ile tanker türü sandık kiriş olarak modellenebilecek gemiler için dalgalı bir denizdeki davranışları incelenmiştir. Yapısal ve akışkan dinamiği teorileri kullanılmış; yapı dinamiği teorisinde kuru tekne analizi ile doğal frekanslar ve asal modlar elde edilmiş, akışkan dinamiği teorisinde ise ideal akışkan kabulü yapılmış, lineerlik gözönünde bulundurularak iki boyutlu hidrodinamik özellikler multi-pole potansiyel akım analizi ile elde edilmiştir. Hem yapı dinamiği teorisi ve hem de iki boyutlu hidrodinamik teori birleştirilerek, dalgalı bir denizde değişik ilerleme hızlarında seyreden ve aynı zamanda farklı açılarda dalgalarla karşılaşan gemiye ait genelleştirilmiş dengeli davranış hareketleri saptanmıştır. Böylece ampirik bağıntılara dayalı incelemeler yerine oldukça dikkatli analiz gerektiren gemi hareketleri ortaya çıkarılmıştır. Sonlu farklar metodu çözüm yöntemi olarak seçilmiş, geliştirilen bilgisayar programının sonuçları literatürde yer alan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışması kapsamında kullanılan teori, yapılan kabuller ve geliştirilen bilgisayar programı yardımı ile, antisimetrik gemi hareketi yapan geminin ön dizayn veya dizayn aşamasındaki yada inşaatı bitmiş gemilerde titreşimden kaynaklanan rezonans durumu önceden kestirilebilecek ve önlenmesi mümkün olabilecektir.

Title

AN INVESTIGATION ON THE STRUCTURAL VIBRATION BEHAVIOUR OF SHIPS

Abstract

The objective of this work is to investigate the behaviour of containerships with large deck openings and tankers with boxlike structures in heavy seas. The comprehensive analysis covers the linear coupled anti-symmetric motions and response of ships. The theories of structural and fluid dynamics are employed, the natural frequencies and principal modes are evaluated with utilising dry mode analysis to the structural dynamics theory. Two-dimensional hydrodynamic properties are also evaluated with applying a multi-pole potential flow analysis to the hydrodynamic theory while the assumptions involved are linearity, use of an ideal fluid as a direct result of the idealisations. Decoupling of both the structural dynamics and two-dimensional hydrodynamic theories was carried out to determine the generalised motions and behaviour of a ship in a seaway cruising with different forward speed and heading angle. Thus, the appropriate, exact and also more careful analysis is achieved instead of empiricism. The finite difference method is selected as the numerical procedure and the results from the author s developed computer simulation program are compared with several results in the Literature. To summarise, the theories presented and the computer programs developed in this work are applicable to eliminate the resonant situations of a ship in anti-symmetric motions whether the calculation is carried out on the design stage or on the full-scale ship.

Anahtar Kelime

Kiriş modellemesi, Hidrodinamik özellikler, Sonlu farklar

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :2328
Üniversite

508011006

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. O. Azmi ÖZSOYSAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Şubat

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

M. Yavuz ÇONKAR

Başlık

GEMİ DİZEL MOTORLARINDA İKİNCİ KANUN ANALİZİ VE ENTROPİ ÜRETİMİ

Özet

Bu çalışmada, dizel motorların emme ve egzost periyotlarında silindirlerde, turboşarjerde, emme ve egzost manifoldlarında oluşan zamana bağlı gaz akımını “homentropik olmayan akım modeli” ile simüle eden ve birinci kanun analizi yapan Fortran programlama dilinde yazılmış bir bilgisayar programına ikinci kanun analizi eklenmiş; böylelikle seçilen bir gemi dizel motorunun (MTU 396) birinci ve ikinci kanun analizleri gerçekleştirilerek silindirlerde üretilen entropi hesaplanmış ve sıkıştırma oranı, motor hızı, hava manifoldu basıncı, silindir çapı, hava manifoldu sıcaklığı, strok boyu ve egzost manifoldu basıncı gibi parametrelerle entropi üretiminin değişimi izlenmiştir. Çalışma sonunda elde edilen bulguların, literatürde bu konuda yapılan diğer çalışmaların sonuçlarıyla paralellik gösterdiği gözlenmiştir.

Title

SECOND LAW ANALYSIS OF MARINE DIESEL ENGINES AND ENTROPY GENERATION

Abstract

In this study, a computer software program has been used which simulates the time-dependent flow during the intake and exhaust phases at the turbocharger, intake and exhaust manifolds and the cylinders of a diesel motor based on a “non-homentropic flow model” and makes first law analysis. By adding the second law analysis to this Fortran program, first and second law analysises have been performed for a marine diesel engine (MTU 396); entropy generation in cylinders has been calculated and observed with the changing values of different parameters such as compression ratio, motor speed, intake manifold pressure, cylinder diameter, intake manifold temperature, stroke length and exhaust manifold pressure. The comparison of the results with the ones in the literature was in a good agreement.

Anahtar Kelime

İkinci Kanun, Entropi, Kullanılabilirlik, Dizel

Bilim Kodu

602




Sıra No :2600
Üniversite

508011001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.A.Yücel Odabaşı Prof.Dr.Muhittin Söylemez

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

BURCU ERBAŞ

Başlık

GEMİ HAREKETLERİNİN ANALİZİ

Özet

Gemi dalgalar arasında ilerlerken altı serbestlik derecesinde hareketler yapar. Bu çalışma kapsamında, geminin baştan gelen düzgün dalgalarda yaptığı dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma birleşik hareketleri incelenmiştir. Öncelikle, Korvin-Kroukovsky’nin dilim teorisi, beş tablo şeklinde bilgisayar ortamına aktarılmış ve geliştirilen tablolardan kullanılarak bir savaş gemisi ve bir konteyner gemisi için elde edilen sonuçlar Lloyds’ Register programı ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, hidrodinamik katsayıların hesaplamasında, ileriye hız etkisinin göze alınışı açısından farklılık gösteren Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma ve Beukelman(1964) ve Ogilvie ve Tuck(1969)’ın teorilerinin, hidrodinamik katsayıların, dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareket genliklerinin ve boyuna eğilme momentlerinin hesaplanmasında gösterdikleri farklılıkların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, bir savaş gemisi formunun baş-kıç vurma ve dalıp-çıkma hareketleri, dalıp-çıkma ek su kütlesi ve sönüm katsayıları ve boyuna eğilme momentleri Scores program kodu modifiye edilerek söz konusu dört dilim teorisi ile hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar birbirleriyle, deney verileriyle ve literatürdeki sayısal hesaplamalarla karşılaştırılmıştır.

Title

ANALYSIS OF SHIP MOTIONS

Abstract

A ship traveling obliquely to the direction of wave crests will experience a complicated series of oscillations. In the analysis, these motions are considered as the summation of six components, three translational and three rotational. In the scope of this study, the pitching and heaving motions of a ship traveling in regular head seas are investigated. The method of Korvin-Kroukovsky, which is based on the strip theory, is divided into five major parts and transferred into five tables so that the application of the method is facilitated. Two case studies, including a warship and a container form, are carried out for verifying the prepared tables. The heaving and pitching motions of the two forms in regular head seas are investigated by using the tables prepared and the Lloyds’ Register computer program. Also, the theories of Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma and Beukelman(1964) and Ogilvie and Tuck(1969) are investigated by modifying the Scores computer program so that the three dimensional hydrodynamic coefficients could be calculated. The heave added mass and damping coefficients, heave and pitch motion amplitudes and longitudinal bending moments of a warship form are calculated by using this program. The results obtained with the four theories are compared with each other, the experimental data and the computational data in the literature.

Anahtar Kelime

Dalıp-Çıkma Ve Baş-Kıç Vurma Birleşik Hareketleri, Dilim Teorisi, Ek Su Kütlesi Ve Sönüm Katsayıları

Bilim Kodu

6020101




Sıra No :2513
Üniversite

508972001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ömer GÖREN

Tez Türü

Doktora

Ay

Mayıs

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

Devrim Bülent DANIŞMAN

Başlık

GEMİ DALGA DİRENCİNDE LİNEER OLMAYAN ETKİLERİN HESAPLAMALI OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Gemi dalga direncini doğru olarak hesaplayabilmek gemi-form dizaynı açısından vazgeçilmez bir öneme sahiptir. Bu çalışmada gemi dalga direncini daha hassas hesaplayabilmek için gemi etrafındaki akışta lineer olmayan serbest su yüzeyi sınır koşullarını kullanan bir yöntem geliştirilmiştir. İteratif bir algoritma ile çalışan bu yöntemde lineer olmayan serbest su yüzeyi koşulları deforme olmuş serbest su yüzeyi üzerinde uygulanmaktadır. İterasyon adımlarında gemi ile serbest su yüzeyinin tam bir ara kesitinin alınması sayesinde geminin hesaba dahil olan ıslak alanı gerçekte olduğu gibi alınabilmiştir. Bu sayede, geliştirilen yöntem geminin sakin su düzlemi üzerinde kalan geometrisinin dirence etkisinin gösterilebilmesi amacıyla da kullanılmıştır. Çalışmanın sonuçlarınım irdelenmesi amacıyla örnek bir gemi geometrisi (Seri 60, CB=0.60) alınmış ve üzerinde hesaplamalar yapılarak sonuçlar deneylerle karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir. Yapılan karşılaştırmalar, geliştirilen yöntemle elde edilen sonuçların deneysel sonuçlarla uyum içerisinde olduğunu göstermiştir.

Title

COMPUTATIONAL INVESTIGATION OF NON-LINEAR EFFECTS IN SHIP-WAVE RESISTANCE

Abstract

Computing ship-wave resistance has an indispensable importance in hull form design. In this study to calculate ship-wave resistance more accurately a method which utilizes non-linear free surface boundary conditions for the flow around the hull is developed. In this method the free surface boundary conditions are imposed on the deformed free surface iteratively. At the iteration steps, by the help of using interface of deformed free surface and ship-hull geometry, the wetted surface involved in the computations has been taken more realistic. Using exact wetted surface of the ship let determine the effect of the ship’s geometry above the still water level on the wave resistance. To show the results of the study a reference ship geometry (Series 60, CB=0.60) is put to the computations and the results are shown comparatively. Comparisons made show the results obtained from the method developed are close to those of obtained from the experimental studies.

Anahtar Kelime

Dalga direnci, lineer olmayan serbest su yüzeyi sınır koşulları, iteratif çözüm.

Bilim Kodu

602




Sıra No :2598
Üniversite

508011001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. A.Yücel Odabaşı

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2004

Tez Öğrencisi

Burcu ERBAŞ

Başlık

GEMİ HAREKETLERİNİN ANALİZİ

Özet

Gemi dalgalar arasında ilerlerken altı serbestlik derecesinde hareketler yapar. Bu çalışma kapsamında, geminin baştan gelen düzgün dalgalarda yaptığı dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma birleşik hareketleri incelenmiştir. Öncelikle, Korvin-Kroukovsky’nin dilim teorisi, beş tablo şeklinde bilgisayar ortamına aktarılmış ve geliştirilen tablolardan kullanılarak bir savaş gemisi ve bir konteyner gemisi için elde edilen sonuçlar Lloyds’ Register programı ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, hidrodinamik katsayıların hesaplamasında, ileriye hız etkisinin göze alınışı açısından farklılık gösteren Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma ve Beukelman(1964) ve Ogilvie ve Tuck(1969)’ın teorilerinin, hidrodinamik katsayıların, dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareket genliklerinin ve boyuna eğilme momentlerinin hesaplanmasında gösterdikleri farklılıkların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, bir savaş gemisi formunun baş-kıç vurma ve dalıp-çıkma hareketleri, dalıp-çıkma ek su kütlesi ve sönüm katsayıları ve boyuna eğilme momentleri Scores program kodu modifiye edilerek söz konusu dört dilim teorisi ile hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar birbirleriyle, deney verileriyle ve literatürdeki sayısal hesaplamalarla karşılaştırılmıştır.

Title

ANALYSIS OF SHIP MOTIONS

Abstract

A ship traveling obliquely to the direction of wave crests will experience a complicated series of oscillations. In the analysis, these motions are considered as the summation of six components, three translational and three rotational. In the scope of this study, the pitching and heaving motions of a ship traveling in regular head seas are investigated. The method of Korvin-Kroukovsky, which is based on the strip theory, is divided into five major parts and transferred into five tables so that the application of the method is facilitated. Two case studies, including a warship and a container form, are carried out for verifying the prepared tables. The heaving and pitching motions of the two forms in regular head seas are investigated by using the tables prepared and the Lloyds’ Register computer program. Also, the theories of Kaplan(1969), Vugts(1970), Gerristma and Beukelman(1964) and Ogilvie and Tuck(1969) are investigated by modifying the Scores computer program so that the three dimensional hydrodynamic coefficients could be calculated. The heave added mass and damping coefficients, heave and pitch motion amplitudes and longitudinal bending moments of a warship form are calculated by using this program. The results obtained with the four theories are compared with each other, the experimental data and the computational data in the literature.

Anahtar Kelime

Dalıp-Çıkma Ve Baş-Kıç Vurma Birleşik Hareketleri, Dilim Teorisi, Ek Su Kütlesi Ve Sönüm Katsayıları

Bilim Kodu

602




Sıra No :8058
Üniversite

508981002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Ömer Gören

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

Bekir Sıtkı TÜRKMEN

Başlık

GENETİK ALGORİTMALARIN BAŞ FORM OPTİMİZASYONUNA UYGULANMASI

Özet

Yapılan bu çalışmada genetik algoritmalar dalga direncini minimize edecek şekilde gemi baş form optimizasyon problemine uygulanmıştır. Dalga direnci ince-uzun gemi yaklaşımını baz alan Michell integrali ile hesaplanmaktadır. Çalışma, özellikle yerel arama metodlarının optimizasyon çalışmasına ilave edilmesi yoluyla daha hızlı ve hassas bir yakınsama elde edilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilmiş bilgisayar programı literatürde bulunan basit genetik algoritmalar ve sınırlı optimizasyon test problemleriyle doğrulanmıştır. Buna ek olarak optimizasyon problemi özellikle bu yapılan ve gelecekte yapılacak araştırmalara bir temel oluşturmak amacıyla daha ileri seviyede incelenmiştir. Yapılan simülasyon sonuçları, geliştirilen grafik arayüz vasıtasıyla hızlı ve kolay şekilde değerlendirilmektedir. Simülasyon sonuçları sonucunda %8-15 arasında bir dalga direnci azalması elde edilmiştir. Her ne kadar yerel aramanın genetik algoritmalarla birleştirilmesi daha iyi sonuçlar vermemiş olsa da bu konuda daha çok test çalışmasının yapılması ve bununla birlikte stabilite ve yolcu konforunun optimizasyon problemine dahil edilmesi gelecek araştırma alanı olarak belirlenmiştir.

Title

AN APPLICATION STUDY OF GENETIC ALGORITHMS TO BOW FORM OPTIMISATION

Abstract

In this thesis, genetic algorithms, which are inspired by the natural evolution, have been applied to bow form optimisation with respect to minimisation of wave-making resistance. Furthermore, incorporation of a local search technique with genetic algorithms, a hybrid approach is devised in order to fasten and obtain more convergent results. Genetic algorithms and handling constrained optimisation problems with genetic algorithms are also investigated to validate the developed computer program. The optimisation problem, together with similar studies in the literature, is studied in order to deepen understanding of the optimisation problem at hand especially for future research studies. After simultaneous and variety of simulation runs, results are provided with a graphical interface that helps the designer for easy evaluation of optimisation results. The result of simulation studies suggested in the order of 8-15% decrease in the wave-making resistance. Although, incorporation of the local search algorithm is not given very satisfactory results compared to plain genetic algorithms. In the future, more test studies are suggested for this hybrid approach as well as adding other aspects of bow form optimisation such as intact stability and passenger comfort.

Anahtar Kelime

Baş Form Optimizasyonu,Optimizasyon, Genetik Algoritmalar,Kısıtlı Genetik Algoritmalar

Bilim Kodu

602




Sıra No :2166
Üniversite

508991048

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Nafiz Aydın HIZAL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

Melek ERTOGAN

Başlık

GEMİ DİZEL MOTORUNUN KAZANÇ PROGRAMLAMALI ADAPTİF MODEL KONTROLÜ

Özet

Motor sistemlerinin gelişmesi ve kontrol dizaynı için dizel motorunun doğru dinamik modeli gereklidir. Çoğu durumda, dizel motoruna yapılan test sonuçlarına göre tanılanması ve modellenmesi yeterlidir. Direkt metodlarda ise doğru dinamik model oluşturmak mümkün olabilmektedir. Gemi dizel motorunun dinamik karakteristikleri çeşitli yük ve hızlarda değişmektedir. Geleneksel mekanik ve elektronik regülatörler için kontrol parametreleri, motorun ayarlanmasında tek bir çalışma noktasında optimum kontrolü temin etmektedir. Bu çalışmada, kazanç programlamalı adaptif model kontrol, sistem kontrolünün gelişmesi ve bu zorluğun üstesinden gelinmesi için önerilmiştir. Önerilen sistem, adaptif model kontrol sistemi ile bir öğrenme algoritmasının birleştirilmesinden oluşmaktadır. Adaptif model kontrolü, sonlu impuls cevaplı filtreler ile yapılan modellemeye dayanan ve kontrol edilecek sistem hakkında minimum ön bilgi gerektiren bir adaptif model kontrol yöntemidir. Kontrol işlemi, adaptif modelin ters çevrilmesi temeline dayanır. Öğrenme algoritması, kazanç programlama matrisinin elemenlarını yani destek değerlerini interpolasyon işlemlerin sonuçlarına göre hesaplar ve motorun her hızdaki impuls cevabını yani ağırlık vektörünü bulur. Kazanç programlamalı adaptif model kontrolü uygulaması ile dizel motorunun dinamik davranışının doğru olarak tahmin edildiği ve modellendiği gösterilmiştir.

Title

GAIN SCHEDULING ADAPTIVE MODEL OF A MARINE DIESEL ENGINE

Abstract

Accurate dynamic modelling of diesel engines is required for developing engine systems and controller design. In most cases, off-line engine identification and modelling is adaquate and can provide useful results. On-line methods can be used to provide accurate dynamic engine models. Controller parameters for conventional mechanical and electronic governors of a marine diesel engine are tuned to be effective over the engines’ operating range, but can only provide optimum control at a single operating point. In this work, a gain scheduling version of the adaptive model control system is proposed to overcome this difficulty and improve system rebustness. The proposed system is formed by combining the adaptive model control system with a learning algorithm. Adaptive model control makes use of finite impulse response adaptive modeling and requires a minimum of a priori knowledge about the plant to be controlled. The control relies on the inversion of the adaptive model. The learning algorithm trains the matrix elements (support values) according to their controbutions to the result of the interpolation that produces the plant impulse response vector (weight vector) for any engine’s speed. An application of gain scheduling adaptive model control is shown accurately to model and predict the diesel engine dynamic behaviour.

Anahtar Kelime

Gemi Dizel Motoru, Lineer Olmayan Sistemler, Adaptif Model Kontrolü, Kazanç Programlama

Bilim Kodu

602




Sıra No :2080
Üniversite

508011011

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Mustafa İNSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

Serhan GÖKÇAY

Başlık

YAPAY HAVA KAVİTESİNİN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, çeşitli siğiller arkasında meydana gelen yapay hava kavitesinin incelenerek kavite hacmini arttırmaya yönelik değişkenlerin numerik hesaplamayla belirlenmesi ve ortaya çıkan varyasyonların uygun bir deney düzeneği yardımıyla doğrulanması amaçlanmıştır. Hesaplamalı akışkanlar mekaniği, gerek zamandan sağladığı tasarruf gerekse deneysel olarak incelenmesi zor sistemlerin incelenebilmesi açısından önemli bir alternatif teşkil etmektedir. Bu çalışmada da bu alternatiften yararlanılarak yapay hava kavitesi modellemesinde FLUENT V6 isimli sonlu farklar prensibine dayanarak hesap yapan bir paket program kullanılmıştır. Yapay hava kavitesinin incelenmesinde kullanılabilecek yöntemlerden biri de sistemin labarotuvar ortamında denenmesi ve amaca yönelik ölçümlerin yapılmasıdır. Bu çalışmada ayrılma bölgesinin büyüklüğünün ölçümü için akım görüntüleme tekniklerinden faydalanılmış buna ek olarak belirlenen yerlerde toplam ve statik basınç ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen deneysel ve numerik sonuçlar karşılaştırılarak numerik modelllerin doğruluğu konusunda bir fikir sahibi olunmuş ve bu çalışmayı ilerletme konusunda yorumlarda bulunulmıştur.

Title

INVESTIGATION OF ARTIFICIAL AIR CAVITY

Abstract

Current work aims to investigate artificial air cavity established behind various wedges. At the first stage by the help of Computational Fluid Dynamics, critical parameters that play important role on cavity length were determined. At he second stage experiments were carried out to validate the CFD data. Since numerical methods supply both time saving and opportunity to work with harder conditions they are alternative to experimental methods. In this study by using this option, artificial air cavity is modeled by the help of a CFD package named FLUENT V6 which makes calculations based on the finite difference method. Another alternative of modeling artificial air cavity is experimental research of the cavity by the help of an experimental set up and making some measurements. In this current work, flow visualization technique is utilized for determining the length of separation zone. Additionally total and static pressure measurements were made. Experimental and numerical results were compared for the validation of numerical model and comments on development of this concept were made.

Anahtar Kelime

Yapay Hava Kavitesi, Ayrılma Bölgesi, Hava Yağlamalı Tekneler, Basamak Arkasındaki Akış, Tekne Direnci

Bilim Kodu

602




Sıra No :1996
Üniversite

508001105

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alim YILDIZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

Erdem ÜÇER

Başlık

BORDADAN GELEN DÜZENLİ DALGALARDA GEMİLERİN STABİLİTESİ

Özet

Bu çalışmada, bordadan gelen düzenli dalgalarda gemilerin stabilitesinin üzerindeki etkisi en fazla olan yalpa hareketi incelenmiştir. İlk önce, yalpa hareketi denklemi Bogoliubov Mitropolsky asimptotik metodu ve Multiple Scale metot kullanarak çözülmüştür. Bu iki yöntemle elde edilen sonuçlar arasındaki farkın dalga eğimiyle birlikte arttığı görülmüştür. Multiple Scale metot, Bogoliubov Mitropolsky asimptotik metoduna nazaran daha küçük zorlama frekanslarının bifurkasyona yol açacağını göstermiştir. Her iki yöntem de dalga eğimindeki artışın yalpa açısının aldığı maksimum değerin ve rezonans genişliğinin artmasına sebep olacağını göstermiştir. Daha sonra yalpa hareketinin stabilitesi Floquet analizi, Melnikov yöntemi ve Lyapunov direkt metodu kullanılarak incelenmiştir. Floquet analizi, Melnikov yöntemine nazaran daha küçük zorlama frekanslarından itibaren stabilitenin bozulacağını göstermiştir. Zorlanmamış yalpa hareketinin, Melnikov yöntemi ve Lyapunov direkt yöntemiyle elde edilen asimptotik stabilite sınırı arasında bir farklılık bulunmadığı bulunmuştur. Son olarak da Lyapunov direkt yöntemiyle zorlanmış yalpa hareketinin stabilite bölgesi elde edilmiştir.

Title

STABILITY OF SHIPS IN REGULAR BEAM SEAS

Abstract

In this study, roll motion which has a great effect in regular beam seas was examined. First of all, roll motion equation was solved by Bogoliubov Mitropolsky asymptotic method and Multiple Scale method. It was seen that the difference between the solutions which were obtained by these methods, increased with the increament of the wave slope. Multiple Scale method compared to Bogoliubov Mitropolsky asimptotic method showed that less excitation frequency could cause bifurcation. Both of these methods showed that increament of the wave slope caused the increament of the peak roll angle and resonance width. Then the stability of roll motion was examined by using Floquet analysis, Melnikov theory and Lyapunov direct method. Floquet analysis compared to Melnikov method showed that less excitation frequency could cause instability. It was found that there was no difference between the asimptotic stability regions of the pure roll motion which were obtained by using Melnikov method and Lyapunov direct method. Finally, the stability boundary of the excited roll motion was obtained by Lyapunov direct method.

Anahtar Kelime

Stabilite, Yalpa hareketi, Bogoliubov Mitropolsky asimptotik

Bilim Kodu

602




Sıra No :1946
Üniversite

508001100

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Ahmet ERGİN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

İbrahim ÇINAROĞLU

Başlık

GEMİ SEVK SİSTEMLERİNİN BURULMALI TİTREŞİM ANALİZİ

Özet

Bu çalışmada bir gemi dizel makinesi ve bu makinenin tahrik ettiği bir pervane ile, ara şaft bağlantı elemanlarından oluşan sevk sistemlerinin burulmalı titreşim davranışı, Holzer metodu ile bilgisayar ortamında incelenmiştir.Sevk sistemi incelenirken oldukça karışık bir yapıda olan parçalar, dinamik model olarak adlandırılan daha basit bir sisteme indirgenmiştir. Bu model sistemi oluşturan elemanların, eş kütlesel polar atalet momentlerinin, aralarında yer alan şaft parçalarının eş rijitlik katsayıları ile birbirlerine bağlanması sonucu elde edilmektedir.Holzer metodu, üç kütleden daha fazla kütleye sahip sistemlerde çabuk,kolay ve doğru sonuçlar elde edilmesini sağlar. Holzer metodu tablolama yolu ile çalıştığından, her aşamada sistemin her parçası üzerine etki eden değerler görülebilir.İncelenmek üzere seçilen sistem, daha önce bir firma tarafından incelenmiştir. Bu sayede hazırlanan program ile elde edilen sonuçların doğruluğunun kontrol edilmesi mümkün olmuştur.Holzer metodu bilgisayar ortamına aktarılırken, Fortran programlama dili kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar halinde listelenmiş, ayrıca grafikler ile de karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar bulunan sonuçların yabancı firmanın bulduğu değerlere çok yakın değerler olduğunu göstermiştir. Ancak hazırlanmış olan program, bu çalışmada incelenen sistemden daha farklı elemanlara sahip olan sitemler için bir kaç ufak değişiklik gerektirmektedir.

Title

TORSIONAL VIBRATION ANALYSIS OF MARINE PROPULSION

Abstract

Within this study the torsional vibration behaviour of a marine propulsion system, which is consist of a marine diesel engine, a propeller, shaft and conection elements, is investigated by Holzer Tabulation Method under computer conditions.During the investigation of propulsion system the complicated elements are reduced to simpler system called “dynamic model”. This model is built by the connection of inertia moments and stiffness coefficients of the elements which constitutes the system.Holzer Tabulation Method gives fast, easy and correct results for systems which have more than three mass. The main pecularity of the ability of Holzer Tabulation Method is following the values, which gained from each step of the tabulation.The system chosen for the investigation has been formerly investigated by a firm. Hence control of the results obtained by this computer program has been possible.Fortran computer programming language is used for preparing a program for Holzer Tabulation Method. The results are listed in folders and also graphically compared by the foreign firm’s results. Comparision showed that the results are similar. However it is nedded to make some changes on the program for investigating a system which is different from ours.

Anahtar Kelime

Burulmalı Titreşim, Gemi Sevk Sistemleri, Holzer Metodu, Dinamik Model

Bilim Kodu

602




Sıra No :1805
Üniversite

508001101

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Gemi İnşaatı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alim YILDIZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2003

Tez Öğrencisi

Kerem Orçun YÜKSEKDAĞ

Başlık

SU ÜSTÜ SAVAŞ GEMİLERİNDE UYGULANAN STABİLİTE KRİTERLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI İNCELENMESİ

Özet

Gemi stabilite değerlendirmesi için geçerli olabilecek kriter ve metodoloji geliştirmek zor bir problemdir. Geminin olağan dışı deniz ve hava koşullarındaki hareketleri dinamik ve doğrusal olmayan bir olaydır. Günümüzde geçerli olarak kullanılan su üstü savaş gemisi stabilite kriterleri statik doğrultucu moment kolu eğrilerini baz alır ve II. Dünya Savaşı tecrübelerini kullanarak oluşturulan ampirik formülleri içerir. Bununla birlikte, geçerli kriterler dinamik stabilite üzerinde kayda değer etkileri olabilecek bir çok etkene yer vermemektedir. Bu çalışmada, temelde aynı mantıkla hazırlanmış olmasına rağmen detayda aralarında önemli farklılıklar bulunan, Amerika Birleşik Devletleri, İngiltere ve Almanya donanmaları hasarsız ve yaralı stabilite kriterleri ile özellikle hasarsız stabilite kriterleri üzerine son yıllarda yapılan yeni yaklaşımlar incelenerek karşılaştırılmış aralarındaki benzerlik ve önemli farklılıklar belirlenmiştir. Çalışma kapsamında ayrıca, ABD hava kriteri, Almanya hava kriteri, IMO hava kriteri ve yeni hava kriteri yaklaşımları FFG7 sınıfı fırkateyn ve MCM sınıfı mayın gemisi olmak üzere iki ayrı tipte savaş gemisine uygulanmış ve sonuçlar karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.

Title

COMPARATIVE STUDY OF CURRENT STABILITY CRITERIA APPLIED TO NAVAL SURFACE SHIPS

Abstract

Defining rational criteria and methodology for assessing ship stability poses a difficult problem. The operations of a ship in extreme sea and wind conditions is a dynamic and nonlinear phenomena. Current warship stability criteria are based on the static righting arm curve and involve empirical formulas using World War II. data. However, current criteria do not explicity consider many variables which can have a significant impact on dynamic stability. In this thesis, although reveals similarities and prepared by same manner, U.S Navy stability criteria, United Kingdom stability criteria, German Navy stability criteria and ultimate approaches to intact stability criteria are discussed and compared, similarities and differences are defined. Also, U.S Navy weather criteria, German Navy weather criteria, IMO weather criteria and the ultimate approaches to weather criteria are applied to two different classes of war ships which are FFG7 class frigate and MCM class mine ship. The results of calculations are compared and evaluated.

Anahtar Kelime

Stabilite kriterleri, Hasarsız stabilite, Yaralı stabilite, Savaş gemisi.

Bilim Kodu

602


TARAMANIN SONU
Sizlere daha iyi hizmet verebilmek için lütfen görüş ve önerilerinizi bizimle paylaşın.
Teşekkür Ederiz
Görüş ve önerileriniz için fbe[ a t ]itu.edu.tr

Tekrar Ara