İki Ve Üç Boyutlu Cisimlerin Dalga Direncinin Ve Dalga Karakteristiklerinin Sayısal Hesabı

Abstract

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.

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.