Gemilerde Bünyesel Titreşimlerin İncelenmesi

Abstract

Sunulan bu çalışma ile, lineer bileşik antisimetrik hareketlerin detaylı bir analizini yapılmış; konteyner gibi geniş ambar ağız açıklığına sahip gemiler ile tanker türü sandık kiriş olarak modellenebilecek gemiler için dalgalı bir denizdeki davranışları incelenmiştir. Yapısal ve akışkan dinamiği teorileri kullanılmış; yapı dinamiği teorisinde kuru tekne analizi ile doğal frekanslar ve asal modlar elde edilmiş, akışkan dinamiği teorisinde ise ideal akışkan kabulü yapılmış, lineerlik gözönünde bulundurularak iki boyutlu hidrodinamik özellikler multi-pole potansiyel akım analizi ile elde edilmiştir. Hem yapı dinamiği teorisi ve hem de iki boyutlu hidrodinamik teori birleştirilerek, dalgalı bir denizde değişik ilerleme hızlarında seyreden ve aynı zamanda farklı açılarda dalgalarla karşılaşan gemiye ait genelleştirilmiş dengeli davranış hareketleri saptanmıştır. Böylece ampirik bağıntılara dayalı incelemeler yerine oldukça dikkatli analiz gerektiren gemi hareketleri ortaya çıkarılmıştır. Sonlu farklar metodu çözüm yöntemi olarak seçilmiş, geliştirilen bilgisayar programının sonuçları literatürde yer alan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışması kapsamında kullanılan teori, yapılan kabuller ve geliştirilen bilgisayar programı yardımı ile, antisimetrik gemi hareketi yapan geminin ön dizayn veya dizayn aşamasındaki yada inşaatı bitmiş gemilerde titreşimden kaynaklanan rezonans durumu önceden kestirilebilecek ve önlenmesi mümkün olabilecektir.

The objective of this work is to investigate the behaviour of containerships with large deck openings and tankers with boxlike structures in heavy seas. The comprehensive analysis covers the linear coupled anti-symmetric motions and response of ships. The theories of structural and fluid dynamics are employed, the natural frequencies and principal modes are evaluated with utilising dry mode analysis to the structural dynamics theory. Two-dimensional hydrodynamic properties are also evaluated with applying a multi-pole potential flow analysis to the hydrodynamic theory while the assumptions involved are linearity, use of an ideal fluid as a direct result of the idealisations. Decoupling of both the structural dynamics and two-dimensional hydrodynamic theories was carried out to determine the generalised motions and behaviour of a ship in a seaway cruising with different forward speed and heading angle. Thus, the appropriate, exact and also more careful analysis is achieved instead of empiricism. The finite difference method is selected as the numerical procedure and the results from the author s developed computer simulation program are compared with several results in the Literature. To summarise, the theories presented and the computer programs developed in this work are applicable to eliminate the resonant situations of a ship in anti-symmetric motions whether the calculation is carried out on the design stage or on the full-scale ship.