Yüzen Bir Yapının Düzenli Dalgalarda Hidroelastik Analizi

Abstract

Bu çalışmada, modal analiz prensiplerini temel alan lineer hidroelastisite teorisi konteyner tipi bir gemi için uygulanmıştır. Lineer hidroelastisite teorisinde, yapısal ve hidrodinamik problemler lineer davranış ve potansiyel akım kabulleri altında ilişkilendirilebilir. Modal süperpozisyon teknikleri serbest titreşim ve zorlamalı titreşim problemlerini verimli bir şekilde çözebilmemizi sağlar. Bu yöntem sayesinde yapısal tepki, asal titreşim şekillerindeki hareketlerin, şekil değiştirmelerin, vs. birleşimi olarak alınabilir. Bu çerçevede, öncelikle yapısal sönüm ve dış kuvvetlerin yokluğunda kuru yapının dinamik karakteristikleri yani doğal frekanslar ve karşılık gelen asal titreşim şekilleri standart sonlu elemanlar programı ile belirlenebilir. Problemin ikinci aşamasında, her bir asal titreşim şekline karşılık gelen akışkan kuvvetlerinin hareket denklemine dâhil edilmesi gerekir. Akışkanın yapıya uyguladığı hidrodinamik atalet, sönüm, geri getirme ve zorlayıcı kuvvetlerinin bulunabilmesi için sınır elemanları metodu kullanılabilir. Akışkanın ideal ve hareketinin döngüsüz olduğu kabul edilmesi halinde, potansiyel akımı tanımlayan Laplace denklemi, gerekli sınır koşullarını sağlayan bir sınır integral denklemine dönüştürülebilir. Böylelikle problem sadece geminin ıslak yüzeyi olan arayüzde tanımlı hale gelir.

This study bases on modal analysis principles which means structural response considered as sum of motions and deformations at principal coordinates. Structural and hydrodynamic problems are coupled weakly by depending on linear hydroelasticity theory where structural and hydrodynamic problems regarded under the linear behavior and potential flow theory respectively. Finite element method is used for free vibration analysis of structure. Boundary element method is used to determine sea loads arise from coming and scattering waves around the floating structure as well as to determine wave loads arise from radiating waves due to ship motion. Excitation forces which effect the floating structure, can be determined by using distribution of velocity potential and radiation originated distributed velocity potential takes the effect of deep water. In this approach the structure response can be calculated under the condition of small wave steepness for regular waves.