Üçgen Kesitli Bloklar İçin Sakin Su Yüzeyinde 2 Boyutlu Çarpma Deneyi

Abstract

Bu çalışmada, katı cisimlerin suya girişi problemi üzerinde etkisi olan faktörler yeni tasarlanan deney sistemiyle incelenmiştir. Deney sisteminde 1.3 metre boyunda 0.6 metre genişliğinde ve 0.6 metre derinliğinde bir tank kullanılmıştır. Farklı kesit açılarına sahip dört üçgen prizma bloklar farklı yüksekliklerden ve farklı ağırlıklarla sakin su yüzeyine serbest düşürülmüştür. Kesit açıları 15°, 30°, 45°, 60° olan bloklar 4 kg, 6 kg, 8 kg ağırlık kombinasyonları ile 0.3 m, 0.6 m, 0.9 m yüksekliklerden düşürülmüştür. Ağırlık değişimleri ile farklı deplasman kombinasyonları denenmiş, düşme yüksekliği değişimi ile de farklı deniz durumlarında yüksek hızlı teknelerin davranışı ve can filikalarının farklı yükseklikteki gemi veya platformlardan suya düşüşünün modellenmesi amaçlanmıştır. Çarpma anında blokların maruz kaldığı basınç, bloklar üzerine farklı yüksekliklere yerleştirilen üç adet basınç sensörü yardımıyla kayıt altına alınmıştır. Aynı zamanda düşme anı saniyede 1000 kare kayıt kapasiteli yüksek hızlı kamera ile kayıt altına alınarak çarpma anında suyun hareketi incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde söz konusu üç parametrenin de basınç ve dalga hareketi üzerinde etkisi olduğu görülmüştür. Deneyden elde edilen veriler bilgisayarlı akışkanlar mekaniği programları ile karşılaştırılacaktır.

An experimental study was carried out to find the influence of deadrise angle, drop height and weight of a triangular wedge on impact pressure and behaviour of free surface during water impact. Drop tests were applied to four wedges with different deadrise angles with three different mass loading from three different drop heights. Each drop recorded with a high speed camera in order to conduct image processing analysis. A 2D laser sheet and metal halide lamps are used as light source. Pressure was also measured using pressure transmitters. Each experiment repeated twice to test the repeability. It is found that pressure exerted on sensors increases with the increase of mass and height. Pressure exerted on the wedge decreases with increasing deadrise angle. Also, maximum wave heights and plunging duration of the wave caused by impact are analysed from the videos taken with high speed camera. Both wave heights are plunging durations are affected by the wedge mass and drop height of the wedge. Acquired data will be compared with Computational Fluid Dynamics programs.