Savaş Gemilerinde Egzoz Gazlarının Yayılımının Deneysel Ve Sayısal Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu doktora çalışmasında 1/100 ölçekli tipik fırkateyn üç boyutlu sayısal ve deneysel olarak modellenmiştir. Sayısal ve deneysel çalışmada kullanılan modelde geminin ileri ve tornistan hareketinde egzoz gazlarından etkilenebilecek ana direk ve üzerindeki elektronik cihazlar, dümenevi, radar domu ve geminin üst güvertesindeki sea zenit silah sistemi bulunmaktadır. Bahse konu fırkateynin seçilmesinin sebebi helikopter platformuna sahip olması, baca etrafında egzoz gazı sıcaklığından etkilenebilecek elektronik sistemler bulunmasıdır. Fırkateynin 1/100 ölçekli ahşap modeli akım görüntüleme deneylerinde kullanılmak üzere imal edilmiştir. Ahşap model eiffel türü açık devre sesaltı rüzgâr tüneline yerleştirilerek yapılan akım görüntüleme deneylerinde ileri ve tornistan yolda hız oranının, sapma açısının ve farklı baca geometrilerinin egzoz gaz yayılımına olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Daha sonra gerçek boyutlardaki tipik fırkateyn modeli için tüm seyir şartlarında egzoz gazlarının yayılımı sayısal olarak modellenmiştir. Gerçek boyutlardaki tipik bir fırkateynin tüm seyir şartları için ileri ve tornistan yolda hız oranı, baca geometrisi, egzoz gaz sıcaklığı ve sapma açısı değişimlerinin egzoz gaz yayılımına olan etkileri incelenmiş ve sayısal modelleme sonuçları sunulup tartışılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar ile sayısal sonuçlar karşılaştırılmış ve sonuçların birbirleri ile uyum içinde oldukları gösterilmiştir.

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.