Sonsuz Derin Akışkana Tam Daldırılmış Silindirik Kabukların Hidroelastik Analizi

Abstract

Bu çalışmada sonsuz derin akışkana tam daldırılmış silindirik kabukların dinamik karakteristikleri incelenmiştir. Akışkanın sıkıştırılamaz ve irrotasyonel; akışkan kuvvetlerinin akışkan ataleti ile aynı fazda olduğu kabulüyle, yapı-akışkan etkileşimi problemi lineer hidroelastisite teorisi kapsamında ele alınmıştır. Yapı-akışkan etkileşiminin lineer hidroelastik teori çerçevesinde analizi vakum koşullarındaki ve akışkan ortamındaki yapının dinamik analizi olarak ikiye ayrılmıştır. Vakum analizinde, serbest titreşen yapının herhangi bir dış kuvvet ve sönüm etkisi altında olmadığı durumdaki dinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Yapının ıslak analizinde, potansiyel akış analizi probleminin direkt sınır eleman yöntemi (DBEM) kullanılarak, yapının vakum koşullarındaki dinamik yer değiştirmelerinin, problemin sınır şartlarını oluşturduğu durumda çözülmesiyle, akışkan hız potansiyeli yapının ıslak yüzeyi boyunca elde edilmiştir. Akışkan serbest yüzey dalgalarının olmadığı durumda, yapı-akışkan etkileşimi hareket denkleminde yalnızca eksu kütlesi katsayıları aracılığıyla temsil edilmiştir. Elde edilen sonuçların, literatürdeki deneysel ve analitik çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlarla uyum içinde olduğu gözlemlenmiştir.

Free vibration of a cylindrical shell submerged in a unbounded fluid medium is investigated. The shell is assumed to be thin and isotropic, thus thin shell theory is applied, and the effects of compressibility of water and viscosity are neglected. When the fluid is ideal and fluid forces are associated with inertial effect of surrounding fluid, linear fluid-structure system can be adopted. This linear hydroelasticity theory consist of two parts. First of this, the dry or in-vacuo analysis in which the structure vibrates in the absence of any structural damping or external forces. In the wet part of analysis, it is assumed that structure preserves its in vacuo mode shapes and each mode shape brings about a corresponding surface pressure distribution of the cylindrical shell. Direct Boundary Element Method (DBEM) is applied to determine perturbation potential of the surrounding fluid. To assess the accuracy of the presented mathematical model, the wet natural frequencies compared with the available experimental results.