FBE- Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yayın Türü "Tez" ile FBE- Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAçık Deniz Yapıları Bağlama Sistemlerinin Dizaynında Bulanık Çok Kriterli Karar Verme Yöntemlerinin Uygulanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-06-08) Menteş, Ayhan ; Helvacıoğlu, İsmail Hakkı ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyBu çalışmanın amacı, Marmara Denizinin doğusunda yerleşmiş bulunan gaz şirketlerine hizmet sağlayan en uygun çok noktalı tanker-şamandıra bağlama sistemine karar verebilecek yeni bir metodoloji geliştirmektir. Önerilen metodoloji, problemin bulanık ve belirsiz doğası nedeniyle Bulanık Küme Teorisini esas almaktadır. Çok noktalı bağlama sisteminde, probleminin analizi ve öz nitelik ağırlıklarının belirlenmesi aşamalarında bulanık AHP, bağlama sistemlerinin sıralanması ve seçimi aşamalarında ise bulanık TOPSIS yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmaya ek olarak, çok noktalı tanker-şamandıra bağlama sistemleri ve bu sistemleri oluşturan ana ve alt bileşenler için emniyet ve risk analizi yapan yeni bir metodoloji de geliştirilmiştir. Gerek seçim işlemi ve gerekse emniyet ve risk analiz işlemi için önerilen bu yöntemler çok yönlü ve esnek bir yapıya sahiptirler. Bu nedenle, yapılacak küçük değişikliklerle deniz endüstrisinde pek çok seçim veya emniyet ve risk analiz problemlerinde rahatlıkla kullanılabilirler ve uygulanabilirler.
-
ÖgeBalast Suyu Arıtımında Elektrokimyasal Hücre Uygulaması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-05-18) Güney, Ceren Bilgin ; Yonsel, Fatma ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyBu doktora çalışması, Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı tarafından desteklenen 031529 kontrat numaralı araştırma projesi olan BaWaPla-Sürdürülebilir Balast Suyu Yönetimi Tesisi (Sustainable Ballast Water Management Plant) kapsamında gerçekleştirilmiştir. BaWaPla Projesi ile UV ve filtre gibi bilinen balast suyu arıtımı teknolojilerinin yanı sıra, yeni bir elektrokimyasal teknolojinin de dahil olduğu karma bir balast suyu arıtma sistemi hayata geçirilmiştir. Sistemde yer alan elektrokimyasal teknolojiyle, deniz suyunun elektrolizi sağlanarak yüksek derişimde aktif klor içeren dezenfektan üretilmektedir. Doktora çalışması ise deniz suyunun elektrolizi için söz konusu elektrokimyasal teknolojinin kullanıldığı elektrokimyasal hücrelerin geliştirilme ve optimizasyon aşamasındaki laboratuvar çalışmalarıyla bunların değerlendirmelerini kapsamaktadır. Bu süreçte deneyler birbirinden farklı şekilde tasarlanmış beş elektroliz hücresi ile gerçekleştirilmiş ve öncelikli olarak elektroliz hücrelerinin performansları test edilmiştir. Daha sonra dezenfektan üretiminde kullanılacak suyun (elektrolit) içeriği ve sıcaklığı gibi hücre dışı bazı etmenlerin üretilen dezenfektan sıvı üzerindeki etkisi araştırılmış ve de üretilen dezenfektanın farklı koşullarda değişimi incelenmiştir. Bunlara ek olarak dezenfektan sıvının biyolojik etkinliğinin belirlenmesi için de bir takım mikrobiyolojik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Doktora çalışmasında ulaşılan sonuçlar ışığında geliştirilen elektrokimyasal hücrelerin yer aldığı pilot sistem Ağustos ve Eylül 2009’da Blyth-İngiltere’de test edilmiştir. Bu testlerde IMO (International Maritime Organization - Uluslar Arası Denizcilik Örgütü) deşarj standartlarını sağlayan BaWaPla Pilot Sistem’i IMO onayına hazır durumdadır.
-
ÖgeComputer aided fairing of ship hull forms(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Narlı, Ebru ; Sarıöz, Kadir ; 100706 ; Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği ; Naval Architecture and Marine EngineeringBu tezde gemi tekne formlarının düzgünleştirilmesi problemi tanıtılmakta ve ön dizayn aşamasında tekne formlarının düzgünleştirilmesi için kullanılabilecek yeni yöntemler sunulmaktadır. Bu yöntemler karmaşıklık açısından büyük farklılıklar gösterebilmektedir. Örneğin, problem basit olarak tekne formlarım uygun dereceden bir B-spline yüzeyi ile temsil etmek şeklinde tanımlanabileceği gibi çok daha karmaşık olarak bir nonlineer optimizasyon problemi olarak da tanımlanabilir. Tekne formlarının üç boyutlu düzgünlüğü hidrodinamik performans ve üretim kolaylığı açısından mutlaka sağlanması gereken bir özelliktir. Bu amaçla kullanılan konvansiyonel yöntem olan fiziksel tirizler ve ağırlıklar 18. yüzyıldan beri başarı ile uygulanmaktadır. Bu yöntemde üç boyutlu tekne formu üç ayrı düzlemde iki boyutlu dizayn eğrileri ile temsil edilir ve iteratif bir tarzda uygulanan düzgünleştirme işlemi sonunda üç boyutlu düzgün bir form elde edilebilir. Yeterli zaman ve deneyimli uzman bulunması durumunda bu yöntem oldukça başarılıdır. Yöntemin temel dezavantajlarından biri düzgünlük kriterinin uzmana bağlı olarak değişmesi ve aynı probleme çok farklı çözümler üretilebileceği gerçeğidir. Günümüzde yaygın rekabetin hüküm sürdüğü bir ortamda gemi ön dizaynı çok sayıda alternatifin kısa zaman dilimleri içinde geliştirilmesini ve güvenilir gelişmiş performans analiz yöntemleri kullanarak incelenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tür performans analiz yöntemleri hassas ve detaylı tammlanmış tekne formları gerektirmektedir. Bu durumda dizayner ön dizayn aşamasında kısa zaman dilimlerinde hassas ve detaylı olarak tanımlanmış düzgün alternatif tekne formları geliştirmek durumundadır. Tekne formu düzgünleştirme prosedürü halen çeşitli bilgisayar destekli gemi dizayn paket programlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel uygulamalar interaktif olarak gerçekleşmekte ve dizaynerin dizayn form eğrilerini interaktif olarak düzgünleştirmesi gerekmektedir. Genellikle, eğrilik eğrisi veya yüzeyi kullanılarak formun ne derece düzgün olduğu dizaynere sunulmaktadır. Bu yöntemler konvansiyonel yöntemin sahip olduğu tüm dezavantajlara sahiptir. Yani, objektif bir kriter yoktur, deneyimli personel gereklidir ve işlem zaman alıcıdır. Ön dizayn aşamasında çok sayıda hassas ve detaylı tammlanmış düzgün tekne formları geliştirmek durumunda olan dizayner otomatik olarak düzgünleştirme işlemi yapacak prosedürlere gereksinim duyacaktır. Bu tezde bu amaca yönelik olarak ön dizayn aşamasında kullanılabilecek üç yeni tekne form düzgünleştirme yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen tüm yöntemlerin başarısı ve uygulanabilirliği gerçek tekne form ve eğrilerinin düzgünleştirme problemlerine uygulanarak gösterilmektedir. XV111 Geliştirilen ilk yöntem tekne form eğri ve yüzeylerinin doğrudan düzgünleştirilmesi olarak adlandırılmakta ve yöntemin esası, konvansiyonel tiriz ve ağırlık metodundan esinlenerek düzgünleştirmenin insan müdahelesi olmadan bilgisayar ortamında gerçeklenmesine dayanmaktadır. Tekne formlarının üç boyutlu düzgünleştirme problemi iki boyuta indirgenmekte ve tekne form dizayn eğrileri uygun dereceden B- spline eğrileri ile temsil edilmekte ve yeterli düzgünlük sağlanana kadar bu işlem iteratif olarak farklı düzlemlerde devam etmektedir. İterasyonlar sonucu her üç düzlemde yeterli yaklaşıklık elde edildiğinde üç boyutlu düzgün bir form elde etmek mümkün olabilmektedir. Bu yöntemle üretilen formların düzgünlüğü nümerik bir değer olan düzgünlük sayısının değeri ile değerlendirilmektedir. Düzgünlük sayısının tarifi düzgünlüğün saptanmasında en güvenli kriter olan eğrilik eğrisi yardımıyla, eğrilik eğrisini iyi bir yaklaşımla temsil ettiği varsayılan ikinci türev değerlerinin karelerinin toplamı olarak yapılmaktadır. Sonuçta elde edilen form, iterasyon sayısına bağlı olarak orijinal formdan farklı olabilmektedir. Bu tür durumlarda uygulanacak bir afin dönüşüm ile orijinal formun sahip olduğu form ve performans karakteristiklerini korumak mümkün olabilecektir. Geliştirilen ikinci yöntem tekne formlarının geriye dönük düzgünleştirilmesi olarak adlandırılmaktadır. Tekne formlarım düzgünleştirmek üzere eğrilik yüzeyleri uygun matematiksel yüzeyler ile temsil edilmekte ve geri dönüşüm ile tekne formu elde edilmektedir. Tekne formlarının düzgünlüğünü en iyi temsil eden kriterler eğrilik yüzeyine dayandığı için bu yüzeylerin düzgünleştirilmesi ile elde edilen yeni yüzeyler de orijinal yüzeye göre çok daha düzgün olmaktadır. Eğrilik yüzeylerini temsil etmek üzere çok farklı matematiksel ifadeler kullanılabilmektedir. Eğrilik yüzeylerini temsil etmek üzere avantaj lan ve başarısı kanıtlanmış B-spline teknikleri seçilmiştir. Kullanılan matematiksel ifadelerin eğrilik yüzeyini yakın temsili sağlanarak düzgünleştirilmiş yüzeyin orijinal yüzeye yakınlığı sağlanabilmektedir. Geliştirilen son yöntem tekne formlarının düzgünleştirilmesi için optimizasyon yaklaşımı olarak adlandırılmıştır. Tekne formlarının düzgünleştirilmesine yönelik çalışmalarda temel amaç tüm ara işlemlerin dizaynerden gizlenmesi olduğundan bu amaca yönelik olarak tekne form eğrilerinin düzgünleştirilmesi işlemi bir non-lineer optimizasyon problemi olarak formüle edilmektedir. Bu formülasyonda dizayn değişkenleri olarak tekne formunu oluşturan ofset noktalan, amaç fonksiyonu olarak ise tekne yüzeyinin düzgünlüğünü belirleyen eğrilik yüzeyine bağlı fonksiyonlar kullanılmaktadır. Değişik geometrik veya performansa bağlı kısıtlar kullanılarak problemin çözüm alanı sınırlanabilmektedir. Bu formülasyon ile gerçekleştirilen çalışmalar amaç fonksiyonunun ve kısıtların doğru seçilmesi durumunda düzgün tekne formlarının kolay ve hızlı bir şekilde elde edileceğini göstermektedir. Geliştirilen yöntemler gerçek tekne form eğri ve yüzeylerine uygulanarak pratik problemlerdeki uygulanabilirlikleri kanıtlanmaktadır.
-
ÖgeGemi Formu, Dümen Ve Pervane Etkileşiminin Sayısal İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-08-05) Kınacı, Ömer Kemal ; Kükner, Abdi ; 10010892 ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyCisimler etrafındaki akış problemleri oldukça karmaşık problemlerdir ve ancak belirli yaklaşımlar yapılarak özel şartlar altında çözülürler. Tüm takıntıları yerinde olan bir gemi etrafındaki akışın çözülmesi uzun seneler boyunca tek tek yapılmış ve birbirleriyle olan etkileşimleri göz ardı edilmiştir. Son yıllarda hızla gelişen bilgisayar teknolojisi vasıtasıyla ise bu sorunlar zamanla aşılmaktadır. Artık türbülans modelleri kullanılarak bir gemi etrafındaki akış dümen ve pervanesiyle birlikte çözülebilir hale gelmiştir. Gemi, pervane ve dümenin akış içindeki etkileşiminin birçok farklı koldan incelenmesi mümkündür. Bu çalışmada etkileşim hidromekanik açıdan incelenmiştir. Gemi sevk sisteminin en önemli parçalarından birisi pervanedir ve pervaneye gelen akımın mümkün olduğunca düzgün olması istenir. Pervane dizaynı yapılırken, pervane iz yüzeyine gelen akış hızı (genellikle deneysel olarak) gemi takıntısızken hesaplanır ancak dümen pervaneye gelen akımı değiştirir. Bu tez kapsamında yapılan çalışmada pervane dizaynı yapılırken dümen etkilerinin hesaba katılmasının önemi anlatılmıştır. Bir gemi üretim safhasına geçmeden evvel sevk sisteminin denenmesi için öncelikle pervane açık su testine tabi tutulur. Deney havuzunda pervane tek başına çalıştırılır ve itme, tork, verim gibi performans kriterleri açısından incelenir. Pervane optimizasyonu açık su testinden gelen sonuçlara göre yapılır. Ancak açık denizde pervane tek başına çalışmamakta; gemi ve dümenle bir takım oluşturarak sevk sistemini yönetmektedir. Dolayısıyla pervanenin açık su performansının iyi olması her gemiye uygulanabileceği anlamına taşımamaktadır. Pervane optimizasyonu yapılırken veya pervane performansı incelenirken gemi ve dümenin etkileri hesaba katılarak işlem yapılmalıdır.
-
ÖgeGemi Yapılarının Hidroelastik Davranışlarının Dövünme Etkisi Altında İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Başaran, İsmail ; Belik, Ömer ; 428857 ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyDalgalar arasında ilerleyen geminin maruz kaldığı en ciddi zorlamaya sebep dövünme olayı, zaman bölgesinde sayısal olarak modellenmiş ve gemi yapısına etkiyen dövünme kuvvetleri elde edilmiştir. Elde edilen bu zorlayıcı kuvvetlerin gemi yapısına (örneğin gemi orta kesiti) etkisini incelemek için düzgün dalgalarda yol alan geminin dövünme etkisi altında iki–boyutlu hidroelastik analizi gerçekleştirilmiştir. Dövünme kuvveti hesap edilirken, serbest su yüzeyine çarpıp akışkan bölgesini deforme eden iki–boyutlu cismin etrafındaki akım Sınır Elemanları Metodu (S.E.M.) kullanılarak çözülmüştür. Akışkan sıkıştırılamaz ve irrotasyonel kabul edilip Potansiyel Akım kabulü yapılmıştır. Cisim ve serbest su yüzeyleri, üzerlerine dağıtılan kaynaklar ile ifade edilmektedirler. Hem dinamik hem de kinematik lineer olmayan serbest su yüzeyi koşulları sağlanarak her zaman adımında serbest su yüzeyindeki düğüm noktalarında normal hızlar, cisim üzerindeki düğüm noktalarında ise akım potansiyelleri hesap edilmektedir. Böylece serbest su yüzeyinin deformasyonu ve cisim üzerine etkiyen basınçlar (Bernoulli denklemi vasıtası ile) hesap edilmektedir. Suya giren cisme etkiyen toplam dövünme kuvveti, elde edilen basınçların cismin ıslak yüzeyi boyunca integre edilmesiyle bulunur. Geliştirilen program İTÜSEM, ile sabit hızla suya giriş, su yüzeyine serbest düşme ve tayin edilen değişken hız profili ile suya giriş durumları sayısal olarak modellenebilmektedir. Hem sayısal hem deneysel çalışmalar ile karşılaştırmalar yapılmıştır. İTÜSEM ile hesap edilen dövünme kuvvetlerine geminin verdiği hidroelastik cevaplar, Leibowitz (1963)’in momentum denklemi ile hesap edilen dövünme kuvvetlerine verdiği hidroelastik cevaplar ile karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeHareket Eden Basınç Alanlarının Oluşturduğu Dalgaların Sayısal Simülasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-12-25) Ersan, Deniz Bayraktar ; Beji, Serdar ; 451117 ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyBu çalışmanın amacı geliştirişmiş dispersiyon karakteristiğine sahip Boussinesq denklemlerini kullanarak, hareket eden bir basınç alanının yarattığı dalgaları modellemektir. Buna göre, uygun basınç gradyanı terimlerinin momentum denklemlerine eklenmesiyle geliştirilmiş Boussinesq denklemleri kullanılmıştır. Bu sayede, yüzeyde oluşan görece kısa dalgalar için daha iyi dispersiyon karakteristiği elde edilebilir. Çalışmada öncelikle, bir boyutlu Boussinesq denkleminin ayrıklaştırılması ve programı test edilmiştir. İlkin, sayısal olarak modellenen solitary dalgalar analitik ifadeleri ile karşılaştırılmışlardır. Ayrıca, sayısal olarak iki boyutlu fakat gerçekte üç boyutlu olan model, açık (yansıtmayan) sınır koşullarının performansı açısından test edilmiştir. Diğer testlerse, bütün modlar için (uzun dalga, klasik ve geliştirilmiş Boussinesq) hareket eden basıncın, sayısal ve analitik çözümlerinin birbiriyle karşılaştırılmasını içermektedir. Gauss tipi bir basınç alanı için, lineerize edilmiş bir boyutlu uzun dalga denkleminden elde edilen analitik çözüm kullanılarak, programın üç farklı modunun çalıştırılmasıyla edilen sayısal çözümler karşılaştırılmıştır. Yapılan tüm bu testler, programın güvenilirliğini desteklemektedir. Bu çalışmada, yarımküre şeklindeki ilerleyen basınç dışında, narin gövde tipinde bir basınç alanı da, oluşan dalgaları modellemek için kullanılmıştır. Niceliksel doğrulama için, giriş açıları, Havelock un teorik sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ayrıca, örnek simülasyonlar olarak, birden fazla basınç alanı tanımlanarak, katamaran benzeri teknelerin oluşturacağı dalga şekilleri incelenmiştir.
-
ÖgeKıyısal Deniz Ortamında Pasif Örnekleyiciler, Sedimentler Ve Midyeler İle Organik Kirletici Dinamikleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-02) Karacık, Burak ; Okay, Oya ; 10042601 ; Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Shipbuilding and Ocean EngineeringKalıcı organic kirleticiler (KOK) ve poli aramatik hidrokarbonlar (PAH) bir çok kaynaktan sisteme girmektedir. Doğada parçalanmayan dayanıklı yapıları ve canlıların bünyesinde birikip istenmeyen etkiler göstermeleri (kanserojenik, mutojenik vb..) bu kimyasalları izlemek ve haklarında bilgi edinmek gerekliliğini doğurmuştur. Kıyı ekosistemleri nüfusun ve sanayinin yoğun olduğu ve buna paralel olarak da gemi taşımacılığının önemli rol oynadığı ortamlar haline gelmektedir. Bu noktalarda kirleticilerin etkilerinin ve değişik medyalarda(sediman, biyota, pasif örnekleyici, su vb) dağılımlarının incelenmesi, bu kirleticilerin kontrolü bakımından önem taşımaktadır. Bu amaçla canlıları taklit eden yapısıyla pasif örnekleme sistemleri ve midyeler gibi suyu filtre ederek beslenen organizmalar sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında Istanbul Boğazındaki kalıcı organik kirleticiler ve poliaromatik hidrokarbonlar kirliliğinin çeşitli medyalardaki(midye, sediman, pasif örnekleyici ve su) miktarı, kaynakları ve birbirleri ile olan ilişkisi incelenmiştir. Yapılan çalışma iki aşamada gerçekleşmiştir. Birinci aşamada, İstanbul Boğazından toplanan midye ve sedimanlarda Poliklorlu Bifeniller (PKB), Dioksin/Furan (PCDD/F) ve Organoklorlu Pestisitlerin (OKP) analizleri yapılmıştır ve olası kaynakları araştırılmıştır. İkinci aşamada, Pasif örnekleme sistemleri ve transplante midyeler seçilen örnekleme noktalarına yerleştirilmiştir. Sediman ile birlikte toplanan pasif örnekleyicilerde, PAH, PKB ve OKP analizleri yapılmıştır.Yarı geçirgen membran örnekleyici ve sediman verileri kullanılarak kirletilcilerin su konsantrasyonları hesap edilmiştir. Toplam olarak 16 tane PAH, 18 tane PKB, 6 tane PCDD, 10 tane PCDF ve 28 tane OCP İstanbul Boğazı ve Marmara denizinden toplanan sediman, midye, SPMD ve BR sorbente analiz edilmiştir.
-
ÖgePah Birikim Ve Arınım Kinetiklerine Deneysel Ve Sayısal Yaklaşım; Deniz Algi Ve Midyesi İle Besin Zinciri Çalışması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-08-12) Dündar Yakan, Sevil Deniz ; Okay, Oya ; 10002306 ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyBesin zincirinde PAH biyobirikimi ve transferinin modellenmesi çalışmasında, Akdeniz midye türü olan Mytilus galloprovincialis ve deniz mikroalglerinden Phaeodactylum tricornutum kullanılarak laboratuvar koşullarında, bir besin zinciri oluşturulmuştur. Laboratuvar deneyleri birikim ve arınım süreçleri olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birikim aşamasında, seçilen alg türü P. tricornutum, iki farklı halka sayısına sahip poliaromatik hidrokarbonlara (PAH) maruz bırakılmıştır. Laboratuvar deneylerinde kullanılmak üzere, iki halkalı PAH olarak fenantren (PHE) ve üç halkalı PAH olarak benzo(a)antrasen (BaA) seçilmiştir. Toksisite çalışmalarında biyo kullanılabilirlik açısından önemli olması nedeniyle deneylerde kullanılacak PAH konsantrasyonları, sudaki çözünürlük limitlerinin altında kalacak şekilde belirlenmiştir. BaA?in sudaki çözünürlük limiti 11 µg L-1 civarında ve PHE?nin sudaki çözünürlüğünün 1200 µg L-1 civarında olması nedeniyle, deneylerde kullanılmak üzere BaA için 3, 6 ve 9 µg L-1 ve PHE için 250, 500 ve 1000 µg L-1 konsantrasyonları çalışma konsantrasyonları olarak belirlenmiştir. Mikroalg ve midyeler, belirlenen konsantrasyonlara BaA için 15 ve PHE için 11 gün boyunca maruz bırakılmış, hemen ardından sırasıyla 14 ve 11 gün boyunca herhangi bir PAH?a maruz bırakılmadan temiz deniz suyu içinde arınmaya bırakılmışlardır. Birikim ve arınma aşamalarından oluşan deney sistemi kısaca şöyle açıklanabilir: Deney düzeneğinde, maruz bırakılacak her bir PAH konsantrasyonu için farklı bir akvaryum oluşturulmuştur. Belirlenen PAH konsantrasyonlarına ek olarak deney sistemine, BaA ve PHE için ayrı birer kontrol akvaryumu eklenmiştir. Belirlenen konsantrasyonlardaki PAH?lar, besin kaynağı olarak kullanılan alg hücrelerine yeterince nüfus etmesi amacıyla 24 saat öncesinden alglerle birlikte karanlık bir ortamda tutulmuş, takip eden gün PAH?a maruz bırakılmş algler akvaryumlardaki midyelere besin kaynağı olarak verilmiştir. Maruz bırakılma süresince bu işlem, her bir akvaryum için günlük olarak tekrar edilmiştir. Arınım sürecinin deney düzeneği açısından tek farkı, besin kaynağı alglerin PAH?lara 24 saat öncesinden maruz bırakılmaması ve akvaryumlara her gün temiz deniz sularının eklenmesi olmuştur. Yürütülen çalışmada, iki farklı ölçekte birikim ve arınım deneyleri gerekleştirilmiştir: büyük ve küçük ölçekli birikim ve arınım deneyleri. Bu deneylerdeki işlemler aynı sırayı takip etmekle birlike tek farkları midye sayısının ve deniz suyu hacminin 1/5 oranında azaltılmış olmasıdır. Azaltılan değişkenler dışında, maruz bırakılan PAH ve alg konsantrasyonlarında herhangi bir değişiklik yapılmamıştır. Büyük ölçekli birikim ve arınım deneyleri esnasında, her üç ya da dört günde bir akvaryumlardan midye örnekleri alınarak midye dokularında biriken PAH konsantrasyonları, GC-MS (gaz komatografisi-kütle spektrofotometresi) ile analiz edilmiştir. Bu analizler sonucunda, midyelerin birikim ve arınım dönemleri için kinetik hız sabitleri belirlenmiştir. Hız sabitlerinin belirlenmesinde, birinci derece diferansiyel denklemler kullanılmıştır. Daha sonra, belirlenen birikim ve arınım kinetik hız sabitleri, geliştirilen PAH biyobirikimi ve transferi model çalışmasında girdi verisi olarak kullanılmıştır. Büyük ölçekli deney sisteminden alınan midye örneklerine aynı zamanda iki farklı biyogösterge deneyi de uygulanmıştır. Bu deneyler filtrasyon hızı ve lizozomal membran stabilitesidir. Midyelerin maruz bırakıldıkları PAH konsanstrasyonuna verdikleri fizyolojik tepkiler, filtrasyon hızı biyogösterge deneyi ve hücresel tepkiler lizozomal membran stabilite biyogösterge deneyi ile gözlemlenmiştir. Küçük ölçekli deney sisteminde ise midyelerin filtrasyon hızları, içinde bulundukları akvaryumlardan her 24 saatte belirli aralıklarla alınan su örnekleri kulanılarak takip edilmiş ve hesaplanan filtrasyon hızı değerleri, geliştirilen model çalışmasında girdi verisi olarak kullanılmıştır. Deniz ortamında yaşayan midyelerin, besin (algler) ve çevrelendikleri ortam (deniz suyu) aracılığıyla PAH?lara maruz bırakılması sonucunda dokularında biriken PAH konsantrasyonlarının belirlenmesi amacıyla matematiksel bir model oluşturulmuştur. Bu model, temel olarak laboratuvarda gerçekleştirilen birikim ve arınım deneylerine dayandırılmıştır. Kinetik hız sabitleri ve filtrasyon hızı gibi daha önce bahsedilmiş olan model girdi verilerine ek olarak akvaryumlardaki midye sayısı, midye ağırlığı, besin olarak kullanılan alg hücreleri sayısı, akvaryumlardaki deniz suyu hacmi ve her bir akvaryuma eklenen ve her biri deniz suyu çözünürlük limitlerinin altında kalmak üzere belirlenmiş PAH konsantrasyonları da modelin diğer girdi verilerini oluşturmaktadır. Geliştirilen model, temel olarak her biri farklı bir bölmeyi temsil eden üç farklı diferansiyel denklemden oluşmaktadır. Bu bölmeler, maruz bırakılan organizma (midye), çevreleyen ortam (deniz suyu) ve organizmanın besin kaynağını (alg) temsil etmektedir. Her bir diferansiyel denklem, deney sistemi göz önünde tutularak ve her bir bölmenin birbirlerine kinetik hız sabitleri ve filtrasyon hızı ile bağlantılı olması düşünülerek formüle edilmiştir. Böylece, birbirleri ile etkileşimli; ancak dış etkenlere kapalı bir model oluşturulmuştur. Modelin, dış etkenlere kapalı çevrim sistemi düşünülerek oluşturulmasıyla, midyedeki PAH birikimi, arınımı ve transferi tahminleri için temel bir model çalışması gerçekleştirilmiştir. Böylece midyede birikebilecek en yüksek konsantrasyon oranları gözlemlenebilecektir. Buharlaşma ve bozunma gibi dış etkenler neticesinde oluşabilecek PAH konsantrasyonlarındaki olası azalmaların, denklemlere eklenecek çeşitli parametreler ile temsil edilmesi ve bunların daha sonraki model çalışmalarına ilave edilmesi düşünülmektedir. Temel olarak, girdi verileri, diferansiyel denklem sistemi ve çıkış grafiklerinden oluşan model; bilim, mühendislik ve matematik konularında kullanılmakta olan hesaplama yazılımlarından Mathematica yazılım programında yazılmıştır. Diferansiyel denklem sistemi, seçilen yazılım programında var olan 4. derece Runge-Kutta sayısal entegrasyon yöntemi ile çözülmüş ve yine aynı programın eğri uydurumu özelliği ile grafik olarak elde edilebilmiştir. Bu özellikler aynı zamanda yazılım programı seçimi konusunda da etkili olmuştur. Yazılan program kodu öncelikle başarılı bir şekilde çalıştırılmıştır ve maruz bırakılan konsantrasyonun günlere bağlı değişimleri görsel olarak elde edilmiştir. Ardından, teorik değerlere dayanarak elde edilmiş olan PAH konsantrasyonu-gün grafikleri, deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma işlemi, üç farklı konsantrasyon ve iki farklı PAH türü olmak üzere toplamda altı kez olmak üzere her bir akvaryum için ayrı ayrı yapılmıştır. Daha sonra, her bir PAH için elde edilen sonuçlar bir araya getirilerek tek bir grafik altında toplanmıştır. Tüm teorik hesaplamalar deneysel verilerle aynı grafik üzerinde karşılaştırılmış ve modelin, temelde PAH birikimi, arınımı ve transferini temsil edebilecek nitelikte olduğu görülmüştür. Bu nedenle, aynı model kodu kullanarak farklı senaryolar üzerinde çalışılmıştır. Bu senaryolar sırayla şöyle özetlenebilir: Öncelikle besin kaynağı olarak kullanılan alglerin sayısındaki değişimin etkisi araştırılmıştır. Saha çalışmaları sırasında yapılan deniz suyundaki parçaçık sayımlarından görece yüksek olan sonuçlardan biri model girdisi olarak denenmiştir. Ölçülen deniz suyu parçacık miktarı, deneydeki alg sayısının yaklaşık üç katı olmasına rağmen sonuçlarda belirgin bir farklılık olmamıştır. Bir diğer senaryo ise farklı türde deniz alglerinin midyelerin besin kaynağı olarak kullanılması üzerine gerçekleştirilmiştir. Literatür çalışmalarından altı farklı türde deniz algine ait biyokonsantrasyon değerleri hesaplanmış ve model girdisi olarak bu değerler kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan alg sayısında hiçbir değişim yapmadan model kodu farklı alg türleri için çalıştırılmıştır. Tüm sonuçlar karşılaştırıldığında farklı biyokonsantrasyon faktörlerinin, sonuçları farklı şekillerde etkilediği gözlenmiştir. Bu gözlemler ile üç halkalı PAH?lardan olan BaA ve iki halkalı PAH?lardan olan PHE?in farklı birikim eğilimleri gösterdiği anlaşılmıştır. Alglerle yapılan model senaryoları sonucunda, alglerin biyokonsantrasyon değerlerinin artmasıyla BaA?in dokularda birikme oranının azaldığı, diğer yandan alglerin biyokonsantrasyon değeri arttıkça PHE?in dokularda birikme oranının arttığı sonucuna varılmıştır. Seçilen PAH?ların kimyasal özellikleri incelendiğinde, bu farklılığın sudaki biyolojik kullanılabilirlik farklılıklarından ve sudan uzaklaşma özelliklerinden meydana geldiği anlaşılmaktadır. Algler dışında değiştirilebilecek başka bir parametre olan midye sayıları ile de çeşitli senaryolar gerçekleştirilmiştir. Aynı deney koşulları altında, sadece midye sayıları tüm deney boyunca hiç değişmeden (ara örneklemeler yapılmadan) olduğunun iki katına çıkarıldığında elde edilen PAH konsantrasyonlarında yaklaşık %30-35 oranında azalma göstermiştir. Tüm bu senaryo değişkenlerine ek olarak, birikim ve arınım dönemlerinin süreleri de modelde değiştirilebilecek parametrelerdendir. Gün sayıları, deneylerdeki gün sayılarının iki ve dörder katına çıkarılmış ve model sonuçları elde edilmiştir. Sadece gün sayısı arttırılarak yapılan denemelerde, midyelerdeki BaA konsantrasyonu seviyesinin PHE konsantrasyonu seviyesine kıyasla 1/3 oranında daha yavaş bir hızla kararlı duruma ulaştığı gözlenmiştir. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deney sistemine dayanan matematiksel model, midyedeki PAH birikim, transfer ve arınımını göstermek açısından eksiksiz değildir. Tamamlanması gereken noktalardan en göze çarpanı uzun süreli maruz bırakma deneyleri için eklenmesi gereken midyelerin büyüme oranı parametresidir. Bunun dışında, PAH?ların buharlaşması ve bozunması gibi parametreler de modele eklenebilir. Bu gibi eksikler tamamlanmak üzere daha sonraki çalşmalara bırakılmıştır. Sonuç olarak, oluşturulan model çalışması, her seferinde yeniden deney yapma ihtiyacını azaltmış, elde edilen sonuçlar potansiyel senaryolar için midyelerde biriken PAH konsantrasyonu seviyelerinin ve ardından arınma süreci sonucu ulaşılabilecek konsantrasyon seviyelerinin tahmini için bir öngörü aracı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
-
ÖgeSimulation modeling and analysis of ship production : a case study(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Alkaner, Selim ; Baykal, Reşat ; 75025 ; Gemi İnşaatı ve Gemi Makinaları Mühendisliği ; Naval Architecture and Marine EngineeringBu çalışmada, benzetim (simülasyon) modelleme ve analizinin gemi üretiminde karar desteği olarak kullanımı incelenmiştir. Benzetim modelleri, mevcut sistemin analizi ve üretimde karşılaşılacak problemlerin çözülmesinde etkin bir araçtır. Tezde yeralan örnek çalışma, gemi üretimi prosesinin detaylı bir şebeke analizinden yola çıkılarak kurulan simülasyon modelinin kullanılması ile, tesis kullanımı ve tersane yönetimince alınacak üretim kararlarına önemli bir veri katkısı sağlayacağım göstermiştir. Gemi inşaatı, yapısı itibarı ile, proje-tipi üretim olarak sınıflandırılmaktadır. Bu tür üretimde ilgili üründen çok kısıtlı sayıda, genellikle bir adet talep edilir ve üretim de müşteri siparişi üzerine başlatılır. Proje tipi üretimin diğer bir özelliği de, projeyi oluşturan tüm faaliyetlerin önceden belirlenen bir zaman periyodu içerisinde tamamlanması gerekliliğidir. Üretimin bu süre içerisinde tamamlanabilmesi için ise tesis, malzeme ve kaynak kullanımının sürekli olarak kontrolü gerekmektedir. Üretimin planlanması ve kontrolü, gemi inşaatının yapısal özellikleri ve tersanenin içinde bulunduğu çevre faktörleri de gözönüne alındığında giderek güçleşir. Bu duruma yol açan üç ana sebep vardır: yapılan üretimin karmaşıklığı, işlemlerin stokastikliği ve sistem üzerinde etkili olan belirsizlikler. Bu çalışmada incelenen benzetim yaklaşımı, diğer analitik metotlarla etkin bir şekilde analiz edilemeyecek derecede karmaşık olan gemi üretiminin stokastik bir sistem olarak modellenmesini ve incelenmesini mümkün kılmaktadır. Yapılan literatür taraması sonucunda, CPM (Kritik Yol Metodu) ve PERT (Proje Değerlendirme ve Kontrol Tekniği) gibi klasik Şebeke Analizi Metotlarının proje ve faaliyet sürelerini deterministik veya PERT metodunda olduğu gibi Beta dağılımı kabul ettikleri görülmüştür (CHAPPELL, 1991, NEUMANN, 1989, FRANKEL, 1982, ÖLÇER, 1994). Yukarıda bahsedilen belirsizliklerin de modele katılabilmesi için Stokastik Şebeke Analizi Metotları geliştirilmiştir. Şebeke Analizi Metotları sistemin performansı hakkında kısmi bilgiler sağlarken, benzetim tekniği ise üretim problemlerinin cevaplanmasında en kapsamlı metot olarak karşımıza çıkmaktadır. Çalışmada, benzetim literatüründe tanımlanan metodoloji izlenmiştir (LAW ve KELTON, 1986, PRITSKER, 1982, BALCI, 1992, BANKS ve CARSON, 1986). Başlıca dört safhaya ayrılabilecek toplam on adımdan oluşan bu metodolojinin adımlan Tablo 1 de verilmiştir. Safhalar sırası ile; problemin tanımlanması, sisteme ait kavramsal modelin kurulması, benzetim modelinin oluşturulması ve benzetim modelinin analizidir. xıx Tablo 1 Benzetim çalışmasının ana adımlan Modellemenin ilk aşaması, problemin tanımlanmasıdır. Bu aşamada, gerçek sistemin tanımlaması yapılıp, benzetim çalışmasından beklenen hedefler tespit edilir. Bu tezde örnek olarak verilen sisteme ait benzetim modelinin amacı, mevcut bir tersanenin yeni kurulacak bir çelik işleme atölyesine ait üretimin tersane tararından konulan üretim hedeflerine ulaşıp ulaşamayacağının kontrolüdür. Örnek üretim sisteminden istenen, günde 40 ton çelik işleme kapasitesidir. İkinci aşama, sistemin modellenmesi olup şurası ile, sistemin tanımlanması, modelin formülasyonu, modelin kurulması ve doğrulanması adımlarından oluşur. Gemi üretimi sistemi için verilen modelleme hiyerarşisi toplam dört kademeden oluşmaktadır: tersane, çelik işleme tesisi, prefabrikasyon atölyeleri ve iş istasyonu. Çalışmada seçilen sistem, tersaneye ait çelik işleme tesisi olup, örnek model olarak bu tesis içinde yer alan profil işleme atölyesi gösterilmiştir. Üretim, seçilen tipik örnek bir gemiye ait bir adet çiftdip bloğu için modellenmiştir. Model formülasyonu, kullanılacak verilerin analizi ve modelleme faaliyetlerini içerir. Seçilen ürüne ait üretim mantığını gösteren öncelik diyagramları, modelin formülasyonunda önemli rol oynar. Kurulan modele bağlı olarak, sistemden toplanan veriler üç ana grupta sınıflandırılmıştır: tersaneye ait genel bilgiler, ürün verileri ve üretim verileri. Tersane genel bilgileri, tesise ait yerleşim yeri planlan ve çalışma düzeni gibi modellenecek üretimden bağımsız olarak düşünülen bilgilerdir. XX Ürün verileri, seçilen örnek çift dip bloğu ile ilgili fiziksel bilgileri içermekte olup, nihai ürün, ara ürünler ve imalatta kullanılacak çelik levha ve profilleri kapsar. Bu ürüne ve bileşenlerine olan talep de ürün bilgileri arasında yeralır. Üretim bilgileri, ürünün atölyede işlenmesi sırasında kullanılan tersane kaynaklan ve bu kaynakların çalışma koşullarını içerir. Üretime ait proses planı, atölyedeki makina ve taşıma sistemleri ile atölye içi malzeme ve iş akışı, başlıca üretim bilgileri arasında yeralır. Modellenen profil atölyesi, birden fazla sayıda iş istasyonuna sahip, istasyonlar arasındaki istif sahalarında yarı-ürün stoklayabilecek ve atölye içi taşıma sistemleri tarafından desteklenen bir üretim hattıdır. Bu profil üretim hattının performansı, sistem içerisinden kaynaklanan çeşitli rassal olayların etkisi altındadır. Bunlar arasında, atölyeye gelişler arasındaki süreler, rassal işlem, muayene ve yeniden işleme (rework) süreleri ve atölye içi taşıma süreleri sayılabilir. Sistemin rassallığını etkileyen bu faktörlere ilave olarak, ara stok sahalarının kapasiteleri, yeniden işleme oranlan, muayene kabul-yeniden işle kararlan gibi faktörler de modellemeye dahil edilmiştir. Mevcut verilerin yetersizliği sebebi üe makina hazırlık (setup), bozulma (breakdown) ve tamir süreleri modele dahil edilmemiştir. Modellemenin amacı, üretim ortamım gerçeğe olabildiğince yakın bir şekilde aktarmaktır. Bu aktarma sırasında, gerçek sistemin karmaşıklığım azaltmak ve modelin basitliğini sağlamak amacı ile çeşitli kabuller yapılması gerekir. Yapılan kabuller sonucunda model, gerçek sistemin temel karakteristiklerini yansıtmakta fakat daha basit bir anlatım içermektedir. Modellenen sistemin gerçek sistemi yansıtıp yansıtmadığı, modelin geçerliliğinin kontrolü (validation) sonucunda tesbit edilir. Kurulan model bu amaçla, tersanenin üretim personeli ile tartışılmış ve seçilen ürünün ve buna ait üretim faaliyetlerinin gerçek üretim sistemini yansıtacak şekilde modellendiği görülmüştür. Kurulan ve geçerliliği görülen modeli takiben, benzetim metodolojisinin üçüncü safhası olan benzetim modelinin geliştirilmesi tamamlanmıştır. Bu safhada, yukarıda açıklanan sistem modeli, üretim sistemleri için tasarlanmış bir benzetim programı (simulator) yardımı ile bilgisayar ortamına geçirilmiştir. Bilgisayar ortamındaki modelin, sistemin modeli ile aynı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Modelin doğrulanması (verification) olarak da adlandırılan bu adımda modelin, bilgisayar ortamına eksiksiz olarak aktarılıp aktarılmadığı kontrol edilir. Bilgisayarda kurulan bu model, imalat simülatörüne ait kontrol araçları kullanılarak modelleme hatalarına karşı test edilmiş ve çalışırlığı sağlanmıştır. Benzetim çalışmasının son aşaması, kurulan modelin analizidir, Bu aşamada, üretim sistemi ile ilgili sorulara cevap vermek üzere benzetim koşumlarının (simulation runs) yapılması, bu koşumlarla ilgili özelliklerin belirlenmesi, istatistiki deney dizayın, çıktıların analizi yer alır. Bu çalışmada örnek olarak, mevcut bir tersaneye ait çelik işleme tesisi içinde yeralan bir profil hazırlama atölyesi seçilmiştir. Seçilen atölye, birden fazla sayıda iş xxi istasyonuna, ara stok sahasına ve taşıma sistemine sahip olup ve yapılan üretimin özellikleri sebebi ile atölye-tipi üretimin tipik bir örneğini yansıtmaktadır. Benzetim modelinin analizindeki ilk adımı, kurulan modelden istenilen bilgileri sağlayacak bir seri deneyin dizaynıdır. Bu çalışmada, benzetim modelleme ve analizinin üretim sistemlerindeki başlıca kullanım amaçlarına örnek olarak üç farklı model geliştirilmiştir.: Ana Model (Base Model), Genişletilmiş Ana Model (Extended Base Model) ve Dizayn Alternatifleri (Design Alternatives). Her üç deneye ait sonuçlar, farklı performans kriterleri toplanarak elde edilmiştir. İlk iki model, benzetimin, sistemin performansım belirlemek amacına yönelik olup, üçüncü model ise, birden fazla alternatif içeren modellerin incelenmesini göstermektedir. Ana Model, kurulan benzetim modelinin, örnek olarak seçilen çift dip bloğunun imalatının tersane tarafından belirlenen hedef süre içerisinde tamamlanıp tamamlanamayacağını incelemek amacı ile denenmiştir. Model, bir vardiyalık üretim süresini yansıtacak şekilde koşturulmuş ve önceden belirlenen performans kriterleri ile ilgili çıktılar toplanmıştır. Bu deney için toplam on adet benzetim koşumu gerçekleştirilmiştir. Genişletilmiş Ana Model, Ana Model olarak tanımlanan modelin, profil atölyesinin on vardiyalık çalışma süresine karşılık gelecek şekilde koşturulmasını kapsamıştır. Bu deneyler de on adet koşum için yapılmış ve ilgili performans kriterlerine ait çıktılar toplanmıştır. Dizayn Alternatifleri Modeli, mevcut modelin, çeşitli senaryolar kullanılarak yaratılan alternatiflerinin incelenebilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada örnek olarak, profil atölyesi içindeki kesme ve uç hazırlama makinalarına ait ara stok sahası büyüklüklerinin ve bu makinalar üzerinde gerçekleştirilen işlemlere ait yeniden işleme (rework) oranlarının değişiminin sistemin çıktısı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Dizayn Alternatifleri Modeli, istatistiki deney dizaynı yöntemlerine göre geliştirilmiş olup 23 tam faktöryel dizayın kullanılarak toplam sekiz adet alternatif denenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, benzetim modelleme ve analizinin gemi üretimi sistemlerindeki potensiyel kullanımları ile ilgili bir dizi sonuca varılmıştır. Gemi üretimi faaliyetlerinin detaylı bir şebeke modelinin kurulması Sisteme ait benzetim modeli kurulmadan önce, içerdiği tüm prosesleri ve aralarındaki ilişkileri gösteren detaylı bir şebeke modelinin kurulması gereklidir. Bu uygulamada, sistem sınırlarının ve modellemedeki kısıtların seçimi dikkat edilmesi gereken başlıca noktalardır. XX11 Modelleme sırasında dikkat edilmesi gereken diğer bir nokta da, kurulan modelde yansıtılacak detay seviyesidir. Modelin basitleştirilmesi ile ilgili olarak verilecek kararlarda ve detay seviyesinin seçiminde projenin hedefleri, seçilen performans kriterleri ve elde edilebilecek veri miktarı gibi faktörler önemli rol oynamaktadır. Veri toplanması Bir benzetim çalışmasının temel faaliyetlerinden birisi de sistem ile ilgili veri ve bilgilerin toplanmasıdır. Bu çalışmada kurulan benzetim modeli için gerekli olan tersane verileri üç ana grupta toplanmıştır: şirket verileri, ürün verileri ve üretim verileri. Şirket verileri olarak adlandırılan grup, ürün ve üretim tipinden bağımsız olup, tersane yerleşimi veya çalışma (vardiya) düzeni gibi genel bilgileri içermektedir. Bu veriler, bir tersane ortamında ulaşılması en kolay veriler olarak görülmektedir. Ürün verileri, inşa edilecek nihai ürünün, bunu oluşturan ara ürünlerin, veya bunların üretiminde kullanılacak profil ve levha gibi malzemelerin fiziksel özelliklerini yansıtır. Modellemede kullanılacak talep karakteristikleri için temel kaynak ürün verileridir. Bu veriler kullanılarak, o ürün üzerinde gerçekleştirilecek farklı işlemlere ait iş yükü hesaplamaları ve proses analizleri gerçekleştirilebilir. Üretim verileri, modelleme sürecindeki en kritik veri grubunu oluşturur. Gemi üretiminin her aşamasında kullanılan tersane makina ve teçhizatı ile taşıma sistemleri temel veri kaynağıdır. Sistem rassallığının modellenmesi Benzetim, stokastik sistemlerin modellenmesi ve analizinde kullanılan bir tekniktir. Bu çalışmada stokastiklik, sistemin sahip olduğu rassallığın modellenmesi yolu ile tanımlanmaktadır. Sözkonusu sistem, atölye tipi üretimin gerçekleştirildiği bir fabrikasyon sahasıdır Çalışmada, işlem sürelerinin özellikleri gözönünde bulundurularak, kullanılan atölye teçhizatına bağlı olarak iki ayrıma gidilmiştir. İlk grup, gemi inşaatı pratiğinin çoğunda raslandığı üzere, el ile yapılan (manuel) işlemlerdir. Profiller için uç hazırlama, veya kaynak gibi manuel işlemlerin rassallığının modellenmesi, tersane verilerinin yetersiz oluşu sebebi ile belirli bir olasılık dağılımını vermemektedir. Bu sebepten dolayı, endüstriden gözlemlenen işlem süreleri uygun istatistik dağılımlar ile kullanılmıştır. Bu tür problemler, tersane içerisinde gerçekleştirilecek iş ve zaman etüdü çalışmaları yardımı ile giderilebilecektir. XX111 İşlem sürelerine ait ikinci grup, çeşitli makinalar yardımı ile gerçekleştirilen mekanize işlemlerdir. Bu gruptaki işlem sürelerine ait ortalama değerler imalatçılar tarafından verilmekle birlikte, gerçek işletim şartlarındaki değerlerin tesbit edilmesi için iş ve zaman etüdünden yararlanmak mümkündür. Özellikle, makina bozulmalarının modellenebilmesi için tarihi veriye ihtiyaç duyulmaktadır. Gemi üretiminde rassallığın diğer önemli bir sebebi ise yeniden işlemelerin sıklığıdır. Yeniden işlem sürelerinin dağılımlarının ve bunların toplam işlemler içindeki oranlarına ait verilerin eksikliği modelleme aşamasındaki diğer bir problemdir. Sistemin doğru olarak modellenebilmesi herbir rassal değişkenin doğru olasılık dağılımı ile temsil edilebilmesini gerektirir. Deney dizaynı ve çıktıların analizi Farklı işletim senaryolarının denenebilmesi ve çeşitli dizayn alternatiflerinin yaratılarak karşılaştırılabilmesi benzetim çalışmalarının en önemli avantajları arasında yeralır. Benzetim, istatistiksel olarak deney yapmak şeklinde de tanımlanabilecek bir yöntemdir. Kullanılan verilerin rassallığı sebebi ile bu girdileri kullanacak bir modelden alınacak sonuçlar da rassal özelliğe sahip olacaktır. Yönetim kademesine karar desteği Çalışma sonucunda, gemi üretiminin benzetim modelinin kurulması ve incelenmesi ile karar vericilere önemli bir bilgi desteği olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmadan da elde edilen bilgi ve tecrübelerin doğrultusunda, bundan sonra yapılacak çalışmalar için başlıca iki öneri verilmektedir: karar teorisi ile benzetim metodolojisinin entegrasyonu ve karar vericinin (veya yönetim) deney dizaynı faaliyetlerine, özellikle de dizayn alternatiflerinin geliştirilmesi aşamasına doğrudan katkısı.
-
ÖgeTekne konstrüksiyonunda kullanılabilecek ferrosement yapının mekanik davranışı ve en uygun malzeme bileşenlerinin belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1986) Kaya, Haluk ; Özalp, Teoman ; 2239 ; Gemi İnşaatı ve Gemi Makinaları Mühendisliği ; Naval Architecture and Marine EngineeringFerrosement, son yıllarda tüm Dünya'da gittikçe yay gınlaşan; sertleşmiş beton ile onu takviye eden çelik tel ve çubukların oluşturduğu bir yapı malzemesidir. Konstrüksiyon kolaylığı ve maliyetinin düşük olması; özellikle küçük tekne lerin yapımı için malzemeyi çekici hale getirmektedir. Bu çalışmada; altıgen tel ağ ile pekiştirilmiş ferro- Sementin geometrik ve mekanik özellikleri kuramsal ve deney sel olarak incelenmiş ve gemi yapımında nasıl daha efektif olarak kullanılabileceği araştırılmıştır. Çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, ferrosement genel olarak tanıtılmakta ve gemi inşaatına uygun olan ve olmayan özellikleri belirtil mektedir. Daha sonra malzemenin mekanik özellikleri üzerinde bugüne kadar yapılan çalışmalar özetlenerek eksik yönleri tar tışılmaktadır. Harç bileşiminin etkisini de göz önüne alarak deniz koşullarına ve tekne, yapımına uygun bir malzeme oluş turmaya yönelik çalışmalar ıu^gok az ve yetersiz olduğu sapta narak, araştırmanın bu yönde geliştirilmesi amaçlanmıştır. İkinci bölümde, ferrosement tekne yapımında kullanılan, çelik boru, çubuk ve tel ağların geometrisi incelenmiştir. Boru ve çubuklar tekneye gerekli form ve rijidliği vermek amacıyla kullanılmaktadır. Bunun dışında mukavemete katkıları çok azdır. Dolayısıyla kompoziti temsil eden birim hücre sa dece sertleşmiş beton ve altıgen tel ağ göze alınarak oluştu rulmuştur. Bezukladov | 14 | ve Shah|l|'m tel ağların pekiştir me özellikleri için verdiği tanımlar altıgen tel ağ ile pe kiştirilmiş ferrosemet kompozitine uygulanmış ye birim hücre için özgül yüzey 2. 3 ; pekiştirme oranı 2.12 ve çelik içeriği 2.17 nolu denklemler ile verilmiştir. Daha sonra çelik çubuk ve boruların' etkisini de görebilmek amacıyla en genel ferro sement yapı tipi olan D-tipi yapı için bu tanımlar genelleş tirilmiştir. Özgül yüzey için 2.21, pekiştirme oranı için 2.26 ve çelik içeriği için 2.29 denklemleri elde edilmiştir. Ayrıca teller arasındaki ortalama mesafe ve ortalama» tel sa yısı için 2.32 ve 2.23 ifadeleri geliştirilmiştir. Üçüncü bölümde, kompoziti oluşturan çelik teller ve beton matris için ger ilme-bir im uzama denklemleri 3.3 ve 3.4 denklemleri ile verilmiştir. Sertleşmiş beton ve onu pekiştiren tek bir çelik teli ayrı ayrı homojen, izotrop ve lineer elastik kabul ederek or- totropik malzemenin Ex, E", Vxy, VyX ve Gxv elastik sabitleri karışım kuralları ile yazılmıştır. Kuvvet etkime yönü ile lif doğrultuları farklı olduğundan kuvvet etkime doğrultusundaki malzeme sabitleri tansörel dönüşümle bulunmuştur. Neticede bi rim hücrenin iki bileşeni seçilen yükleme durumu için seri bağ lı kabul edilerek altıgen kümes teli ile pekiştirilmiş ferro- sementin sabitleri hesaplanmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümü, deneysel araştırmaya ay rılmıştır. Ferrosement tekne kaplaması için en kritik geril melerin çekme gerilmeleri olduğu düşünülerek, kesiti (7 cm x 2 cm) olan özel numuneler üzerinde uniform çekme deneyleri yapılmıştır. Deneylerde kullanılan çimento, agrega, tel ağ gibi malzeme bileşenlerinin hangi kriterlere göre seçildiği açık lanmış, fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri diagram ve tablolarla verilmiştir. Beton karışımı hesabının nasıl yapıldığı bölüm 4.3'de açıklandıktan sonra hazırlanan çekme numunesi kalıplarını kullanarak ön deneyler yapılmış ve ferrosement harçları için (w/c) su-çimento oranına ve (c) çimento dozajına bağlı olarak hava boşluğu oranları verilmiştir. Deneyler için agrega granülometr isi sabit kalmak üzere su/çimento oranları 0,35-0,40-0,45; çimento dozajları 450 kg/m3-600 kg/m3-750 kg/m3 ve tel ağ katları 0-4-8-12-16 de ğerlerini alan 45 tip numune hazırlanmıştır. Deney sonuçla rında olası sapmaları düşünerek her tipten 5'er adet olmak üzere toplam 225 numune üretilmiştir. Üretim için tasarımı yazar tarafından yapılan özel kalıplar kullanılmıştır. Numu neler 1 gün kalıp içinde, 6 gün su içinde bırakılmış, döküm den 28 gün sonra çekme deneyine tabi tutulmuşlardır. Çekme deneyleri 20 tonluk universal çekme makinesinde yapılmıştır. Boy yönündeki uzamalar, özel olarak tasarlanan bir boyuna deformasyon çerçevesi, en yönündeki kısalmalar ise bir enine deformasyon çerçevesi kullanarak endüktif transdu- cerler yardımı ile elektronik olarak ölçülmüştür. Neticede herbir numune için ger ilme-boyuna şekil değiştirme diagramla- rı çizilmiş, ilk çatlama ve göçme gerilimleri saptanmıştır. Ferrosement kompozitinin sürekli fazını oluşturan sert leşmiş betonun mekanik özelliklerini saptamak amacıyla ayrıca 010x20 cm'lik silindirler üretilmiş ve standart basınç ve si lindir yarma deneyleri yapılmıştır. Beşinci bölüm elde edilen sonuçların değerlendirilme-^ sine ayrılmıştır. Ferrosement harçlarının klasik beton harç larından farklı olması nedeniyle yoğurma suyu miktarının çök- me ve VeBe değerlerine etkisi, koaıpozit birim ağırlığı, hava boşluk oranının tel miktarı ile değişimi, su emme, basınç mu kavemetinin çimento dozajı ye w/c oranı ile değişimi gibi normal betonlarda çok incelenmiş konular yeniden değerlendi rilmiştir. Aynı şekilde ferrosement harçları için basınç mukave meti ile silindir yarma deneyinden bulunan çekme mukavemeti arasındaki ilişki, yoğurma suyu miktarının basınç elastiklik modülüne etkisi, basınç mukavemeti ile elastiklik modülü ara sındaki ilişkiler araştırılarak diagramlarla ve analitik ifa delerle verilmiştir. - Bölüm 3* de ferrosement kompozitinin elastik sabitleri nin hesabı için verilen yöntem; deneysel sonuçlarla karşılaş- tırılmıştır. Kompozitin boyuna ve enine elastiklik modülleri pekiştirme oranı ile lineer olarak artmaktadır. Ancak tel yüz desi çok küçük değerlerde kaldığından bu artış önemli boyutla ra ulaşamamaktadır. Benzer ilişki Poisson oranları ve kayma modülünde de gözlenmektedir. Geliştirilen teorinin deneysel sonuçlar ile yeterli uyum içinde olduğu gözlenmiştir. İlk çatlama gerilmesi de pekiştirme oranı ile doğrusal olarak artmaktadır. Ayrıca beton fazının etkisi ile ilk çat lama gerilimi su/çimento oranı ve çimento dozajı ile de ilgi lidir. Maksimum ilk çatlama gerilmesine ulaşmak için pekiş tirme oranını yükseltirken çimento dozajını bir ölçüde düşür mek gerektiği bulunmuştur. Ayrıca pekiştirme oranı arttıkça ilk çatlama anındaki boyuna uzama ve enine kısalmaların da doğrusal olarak arttığı görülmüştür. İlk çatlağın oluşmasından sonra çatlak gelişme bölge sine girilmektedir. Bu bölgede de; çatlamalar sırasında olu şan çok küçük gerilme düşüşleri dışında gerilme ve birim uza maların orantılı olarak arttığı gözlenmiştir. Dolayısı ile literatüre uygun olarak | 27 | çatlaklı bölge için de deformas- yon modülü, Poisson oranı ve kayma modülü ölçülmüştür. Bu de ğerlerin pekiştirme oranı arttıkça azaldıkları görülmüştür. Gerilmenin belli bir maksimum değerinden itibaren çat lak oluşumu durmakta, uzamalar büyük değerlere çıkmakta, di ğer bir deyişle inelastik akma bölgesine girilmektedir. Bu bölgede ancak maksimum gerilme (ömax) ve kopma anındaki (ölçü b&lgesinde kalmıyorsa) maksimum boyuna uzamalar (eı max) ve maksimum enine kısalmalar (£2 max) ölçülebilmektedir. CJmax £.\ ^y ve £2 max değerlerinin pekiştirme oranına bağlı olarak arttı ğı, ayrıca aie/amax, ei/ei max. £2/^2 max oranlarının in celenmesi ile pekiştirme oranı arttıkça nihai değerler ile ilk çatlama arasındaki farkın büyüdüğü saptanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre ilk çatlama gerilimi en yüksek ancak hafiflik, ekonomiklik ve işleme kolaylığı bakı mından en uygun ferrocement yapı bileşenleri; tel ağ sayısı : n = 16 pekiştirme oranı : Vç = 0.035 çimento dozajı : c = 570 kg/m^ - 600 kg/m^ su/çimento oranı : u/c = 0.45 olarak belirlenmiştir. Son olarak tüm çalışmanın önemli sonuçları tekrar özet lenmiş ve bunlarla ilgili olarak yazarın Ferrosement tekne ya pımı ile ilgili önerileri sunulmuştur.
-
ÖgeTersanelerde Verimliliği Etkileyen Parametrelerin Fuzzy Ahp Yöntemi İle Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-17) Kırdağlı, Mehmet ; Kabdaşlı, Sedat ; Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Marine TechnologyÜç tarafı denizlerle çevrili ülkemizde, ekonomik kalkınma açısından denizcilik sektörü görmezden gelinemez. Türkiye’nin denizciliğe son bir yüzyıldan daha uzun bir süredir uzak olduğu malumdur. Fakat tarihe ve günümüze baktığımızda, tarih sahnesinde var olabilmek, zengin ve ileri bir ülke konumunda bulunabilmek ancak denizlere hakim olmakla mümkündür. Gemi inşa sanayi, gelişmekte olan ülkelerin kalkınmasında lokomotif görev yapan önemli bir endüstri dalıdır. Tarihimizde ilk tersaneyi Anadolu Selçuklu Devleti’nin İzmir Beyi olan Çaka Bey, İzmir kıyısında yaptırmıştır. Osmanlı döneminde ise bulunulan coğrafyada devletin varlığını koruyabilmek için denizlere hakim olmanın hayati öneme sahip olduğu anlaşılmıştır. Bu nedenle Osmanlı’dan günümüze kadar denizcilik ve gemi inşa sanayi bazı dönemlerde kesintiye uğrasa da süregelmiştir. Çalışmada bu tarihsel sürece de değinilmiştir. Çalışmanın devamında ülkemizdeki ve dünyadaki gemi inşa sanayinin mevcut durumu kısaca özetlenmiştir. Globalleşen dünyada artık içe dönük bir ekonomik kalkınma modelinin başarılı olamayacağı ve bu durumun özellikle gemi inşa sanayinin son yıllardaki gelişimi ile çok yakından görülmektedir. Ülkemizin ekonomik kalkınmasına katkıda bulunacak sektörlerin başında gelen gemi inşa sanayinin uluslararası alanda rekabet ederek başarılı olması zorunlu hale gelmiştir. Bu da ancak sektörün dünya ile rekabet edebilecek ve verimliliği ön plana çıkaracak bir çalışma ile mümkün olabilecektir. Ülkemiz tersanelerinin, bu alanda ileri gitmiş ülkelerle kıyaslandığında, daha düşük bir verimlilikle çalışmakta olduğu görülmektedir. Verimlilik günümüzde ekonomik kalkınmanın, sosyal ilerlemenin ve yaşam standardı artışının tek kaynağıdır. Düşük verimlilik, enflasyona, ödemeler dengesinde açığa ve işsizliğe yol açarak pek çok sosyo-ekonomik olayı büyük ölçüde etkilemektedir. Bu çalışmanın hedefi, ülkemiz tersanelerinde verimliliği etkileyen parametrelerin belirlenerek sistemin aksayan yönlerinin ortaya konulmasına yönelik olmuştur. Bu kapsamda verimliliği etkileyen parametrelerin Fuzzy Analitik Hiyerarşi Proses (FAHP) Yöntemi ile analizi yapılmış ve bu parametrelerin etki değerleri ortaya çıkarılmıştır.
-
ÖgeYüksek devirli, çok supaplı gemi diesel motorlarının termodinamik modellemesi ve deneysel incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Kayıhan, Yavuz ; Sağ, Osman Kamil ; 68895 ; Gemi İnşaatı ve Gemi Makinaları Mühendisliği ; Naval Architecture and Marine EngineeringBu çalışmada amaç, dizayn edilmiş bir Diesel motorun değişik motor hızlarında (devirlerde), bilgisayar yardımıyla termodinamik simülasyonunu sağlamak ve motor test istasyonunda ölçümü yapılan değişik termodinamik parametrelerle, teorik hesaplamalarda bulunan değerleri karşılaştırmaktır. Çalışmada SAĞ tarafından geliştirilen ve Diesel motorların emme ve egzost periyodlarında türboşarjerlerde, emme ve egzost manifoldlarında ve silindirde oluşan zamana bağlı gaz akımım "homentropik olmayan akım modeli" ile simule eden bir bilgisayar programı kullanılmıştır [1]. Program silindirde, emme ve egzostun çok supaplı yerleşimine uygun hale getirilmiştir. Bir emme ve egzost supapryla başlayan yerleşim, çalışmada üç emme, üç egzost supapını kapsayacak şekilde geliştirilmiştir. Bu gelişmeler, kaynak araştırmasıyla birlikte Bölüm 2'de ele alınmıştır. Bölüm 3'te ise modelleme teorisi açıklanmıştır. Modelleme teorisi, Diesel motorların emme ve egzost manifoldlarında meydana gelen gaz akımının zaman bağlı tek boyutlu ve gaz zerrecikleri arasında değişken antropiye sahip olarak dalgalar halinde ilerlediği düşüncesine dayanmaktadır. Süreklilik denklemi, momentum denklemi ve genel enerji denkleminden hareket ederek elde edilen lineer olmayan, hiperboük kısmi differansiyel denklemler, sınır koşullan teorilerinden de yararlanarak karakteristikler yöntemi ile çözülmektedir. Bölüm 4'te ölçüm tekniği ve rodaj deney düzeneği tanıtılmaktadır. Bölüm 5'te ise geliştirilen bilgisayar programı anlatılmaktadır. En yüksek devri 1900 devir/dakika olan ve 2800 KW güç üretebilen (MTU 538)'un teknik özellikleri Bölüm 6'da verilmektedir. Bölüm 7'de teorik ve deneysel bulgular, Bölüm 8 'de ise elde edilen sonuçlar ve öneriler sunulmuştur. Çalışmayı bir araya toplayabilmek için bilgisayar programlan, giriş dosyalan, simülasyon sonucu, çizdirilen grafikler ve elde edilen sonuçlar EK'lerde verilmiştir.