Darpa suboff formunun lineer hidrodinamik katsayıları üzerindeki ölçek etkisi

Abstract

Gemiler, kullanılış amaçlarına göre dört farklı ana gruba ayrılmaktadır. Bunlar açık deniz araçları, yatlar, ticaret gemileri ve askeri gemilerdir. Askeri gemilerin diğer gemilere göre farklı yapıları ve donanım ilkeleri olsa da, askeri gemiler içerisinde denizaltılar, hem üç ana gruba göre hem de diğer askeri gemilere kıyasla oldukça özgün ve spesifik tasarım özelliklerine sahiptir. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin savunma sanayilerine yaptıkları yatırımlar ise, askeri gemiler ile denizaltılar konusundaki çalışmaları beraberinde getirmektedir. Öte yandan, teknolojinin gelişmesi ile harp gemisi tiplerinde de önemli değişiklikler olmuştur. Eski zamanlarda tercih edilen kalın zırhlı ve tonajı büyük savaş gemileri yerine tonajı daha küçük, vurucu gücü yüksek silahlarla donatılmış ve manevra kabiliyeti yüksek olan gemiler tercih edilmeye başlanmıştır. Teknolojik gelişmelerin bir diğer faydası ise bilgisayar kapasitelerinin artması sonucunda hesaplamalı analizlerin hassasiyetinin artmasıdır. Hidrodinamik dizayn, tasarlanan su aracının görevlerini yerine getirmesinde etkin bir rol oynamaktadır ve bu sebeple söz konusu hassasiyet artışı gemi hidrodinamiği alanında önemli gelişmelere yol açmıştır. Bilindiği üzere, manevra, gemi hidrodinamiği disiplininde önemli bir yer tutmaktadır ve dolayısıyla gemi manevra kabiliyetinin doğru hesaplanması özellikle askeri projelerde seyrüsefer güvenliğinin sağlanması açısından gereklidir. Manevra hesaplarının yapılabilmesi ve geminin gerekli dizayn kriterlerine sahip olup olmadığının tespiti ise hidrodinamik katsayıların doğru bir şekilde hesaplanmasını gerektirmektedir. Gemi hidrodinamiği analizlerinde ampirik yöntemler, deneysel yöntemler ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılabilir. Askeri projelerde yapılan çalışmalar genelde gizli tutulup toplum ile paylaşılmadığından ampirik yöntemler genellikle kullanışlı değildir. Bu noktada model deneyleri oldukça kullanışlıdır ancak bunun yanında pahalı ve zaman alıcıdır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ise ampirik metodlara göre daha güvenilir, model deneylerine göre ise daha ucuzdur; bu sebeple kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, araştırmacılara özellikle tasarım aşamasında önemli bulgular sağlayıp zamanında önlem alma imkanı sunmaktadır. Böylece dizayn edilecek olan deniz araçları için bir ön fikir sahibi olma imkanı tanımaktadır. Bir gemiye etki eden hidrodinamik kuvvet ve momentler, Froude ve Reynolds sayılarının fonksiyonlarıdırlar. Su altına batık cisimler için, uzak kalan serbest su yüzeyi nedeniyle Froude sayısı önemsizdir; bu nedenle, bu kuvvetler yalnızca Reynolds sayısına bağlıdır. Bu çalışmada, literatürde kapsamlı bir şekilde çalışılan ve deneysel sonuçları açık literatürde yayınlanmış 'DARPA' Suboff formu çıplak gövdesi ele alınmıştır.