Bir açık deniz gözlem dubasına gelen dalga yüklerinin sayısal hesabı

Abstract

Açık deniz yüzer gözlem dubaları, deniz suyunun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin periyodik aralıklarla ölçülmesi, meteorolojik verilerin düzenli olarak kayıt altına alınması, pasif örnekleyiciler ve biyogöstergelerle deniz ortamının izlenmesi ve bunların yanında deniz ortamında zararlı malzemelerin yayılması gibi acil durumların tespitinde kullanılan yapılardır. Bu yapıların belirli bir alana bırakılması, demirlenmesi ve efektif çalışma şartlarının sağlanması için, yapı üzerine gelen hidrodinamik yüklerin hesaplanması, bu yükler etkisinde yapının hareket denkleminin çözülmesi ve yapı hareket genliklerinin hassasiyetle hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada, bu amaç doğrultusunda, bir açık deniz gözlem dubası üzerine gelen yükler ve bu dalga yüklerinin etkisindeki hareketleri birim dalga için panel metoduyla sayısal olarak WAMIT ile hesaplanmıştır. Dört farklı gözlem dubası geometrisi hazırlanarak, farklı geometrilerin maruz kaldıkları dalga yükleri ve yapıların hareket genlikleri karşılaştırılmış, bu yolla en uygun geometrinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İncelenen gözlem dubalarının su üstünde kalan kısımları birebir aynı olarak seçilmiş ve su altında kalan geometrileri farklı çene hattı eğimleriyle tasarlanmıştır. Çene hattı eğiminin hidrodinamik kuvvetleri ve yapı hareketlerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Marmara Denizi'nde yer alan Adalar bölgesi için maksimum ve ortalama rüzgar hızı verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilmiş ve bu istasyon için Pierson-Moskowitz dalga enerji spektrumları oluşturulmuştur. Birim dalga için hesaplanan yapıların frekans karakteristikleri ve Adalar bölgesi için elde edilmiş dalga enerji spektrumları ile bu bölgeye koyulması planlanan bir açık deniz gözlem dubası için nihai hareket spektrumları hesaplanmıştır. Nihai hareket spektrumları ile yapıların herbir hareket modu için belirgin hareket genlikleri elde edilmiştir. Çalışma sonucunda çene hattı eğiminin yapı hareketlerini doğrudan etkilediği, artan çene hattı eğimiyle yapıların dalıp çıkma hareketi genliklerinin arttığı, bunun yanında yalpa ve sürüklenme hareketi genliklerinin azaldığı görülmüştür. Fakat yapı hareketlerinin gerçek deniz ortamındaki incelemeleri göstermiştir ki, yapıların frekans karakteristikleri tek başına en uygun geometri seçimi için yeterli değildir. Herhangi bir hareket modu için yapıların doğal frekansının, seçilmiş bir açık deniz bölgesinde dalga enerjilerinin yoğunlaştığı frekans aralığına denk gelmemesi yapıların büyük hareket genliklerine sahip olmaması için ve en önemlisi rezonansa girmemeleri için gereklidir. Bu sebeple yapıların frekans karakteristiklerinden ziyade nihai hareket spektrumlarının dikkate alınması gerekmektedir. Bu analizlerin sonucunda elde edilen veriler, bu yapıların deniz tabanına bağlama sistemlerinin geliştirilmesi, mukavemet hesapları, yapı için doğru malzeme seçiminin sağlanması ve yapının çalışma ömrünün optimum hale getirilmesi için kullanılacaktır.