Mafsallı Kulelerin Hidrodinamik Analizi

Abstract

Bu çalışmada, dalga ve akıntı yüklerine maruz kalan mafsallı kulelerin hidrodinamik analizi yapılmıştır. Dış yükler, lineer (Airy) dalga teorisi kullanılarak Morison formülüyle hesaplanmıştır. Kulenin lineer olmayan atalet (kütle+ek su kütlesi), sönüm, direnç ve geri getirme kuvvetlerinden dolayı oluşan lineer olmayan hareketin diferansiyel denklemi türetilmiştir. Bütün kuvvet ve momentler kulenin herhangi bir anda ki durumu için çıkartılmıştır. Lineer olmayan diferansiyel denklem nümerik olarak zaman domeninde FORTAN 90 programlama dili yardımıyla çözülmüş ve çeşitli parametrelerin örneğin; dalga yüksekliği, dalga frekansı, sönüm ve ek su kütlesi terimlerinin kulenin açısal cevabına etkileri incelenmiştir. Sonuçları literatürdeki çalışmalarla karşılaştırdığımızda, mühendislik açısından yeterli yakınsaklığı sağladığı gözlenmiştir.

In this study, the hydrodynamic analysis of articulated towers subjected to wave and current loading are investigated. External forces are calculated by adapted Morison’s equation using the linear (Airy) wave theory. The non-linear differential equation of motion is derived, including the non-linearities due to inertia (mass+added mass), damping, drag and restoring forces. All forces and moments are evaluated at the instantaneous position of the tower. The non-linear differential equation is then numerically solved by Runge-Kutta-Verner fifth and sixth-order methods in the time domain using FORTAN 90 computer language. The influence on the tower response of different parameter values such as wave height, wave frequency, damping and added mass terms are investigated. The comparison of the results with the examples given in the literature is in good agreement.