Su altı araçları için yeni geliştirilen hidrodinamik modelleme yöntemleri kullanılarak otonom bir su altı aracının hidrodinamik karakteristiğinin incelenmesi

Abstract

İnsansız su altı araçları günümüzde farklı amaçlar için kullanılabilen, sahip oldukları görevler ve alt sistemler sebebiyle farklı mühendislik disiplinlerini bir arada bulunduran kompleks sistemlerdir. Bir su altı aracının hangi amaç için kullanılacağına göre ilk olarak aracın teknik isterleri belirlenir. Aracın teknik isterleri sistem ve alt sistem seviyesinde ayrıklaştırılarak her bir sistemin kendi içinde tasarım gereksinimleri ortaya çıkmaktadır. Belirlenen sistem seviyesi ve alt sistem seviyesi gereksinimler doğrultusunda tasarlanacak bir su altı aracında farklı mühendislik disiplinlerin birbirleri ile kapalı çevrim iletişim halinde olmaları gerekmektedir. Bu süreçte su altı araçlarının sistem seviyesinde değerlendirilebilecek en temel mühendislik alanı hidrodinamiktir. Bir su altı aracına tanımlanan görevin yerine getirilmesinde hidrodinamik bölümü çok etkin bir rol oynamaktadır. Su altı aracının sahip olması istenilen özelliklere göre hidrodinamik tasarım belirlenir ve özgünleştirilerek, iyileştirilir. Hidrodinamik tasarımın nihai hale gelebilmesi için, o tasarımın hidrodinamik karakteristiğinin ortaya çıkartılması, hidrodinamik performansının belirlenmesi ve bu performansın tasarım gereksinimlerini karşılayabildiğinin gösterilmesi gerekmektedir. Bu iteratif sürecin içerisindeki en önemli aşamalardan biri aracın hidrodinamik karakteristiğinin ortaya çıkartılırken yapılan hidrodinamik katsayıların hesaplama işlemidir. Hidrodinamik katsayılar aracın hidrodinamik karakteristiğini belirleyen en önemli değerlerdir. Şöyle ki hidrodinamik performansın belirlenebilmesi ve tasarıma geri besleme yapılabilmesi için o aracın hidrodinamik katsayılarından oluşan veri tabanının oluşturulması ve performans hesaplamalarına beslenmesi gerekmektedir. Hidrodinamik tasarım da ancak, performans hesaplamaları sonucunda kabul&red edilebilir veya iyileştirilebilir. Dolayısıyla, hidrodinamik katsayıların doğru bir şekilde elde edilmesi, gerekli tasarımın yapılabilmesi ve istenilen performans karakteristiğine sahip olunabilmesi açısından oldukça önemlidir. Hidrodinamik katsayılar genel olarak üç farklı yöntem ile elde edilmektedir. Bunlar; deneysel yöntemler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemleri ve ampirik yöntemlerdir. Deneysel yöntemler en güvenilir ve sağlıklı sonuç veren yöntemler olmasına rağmen, ciddi bir maddi kaynak gerektirmeleri, kurulumu ve kullanımı için de ciddi bir iş gücü gerektirmeleri sebebi ile her zaman tercih edilememektedir. Dolayısıyla deneysel yöntemler yerine alternatif yöntemler olan HAD yöntemleri ve ampirik yöntemler hidrodinamik tasarım ve analiz çalışmalarında kullanılabilmektedir.