Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması

Naz Yılmaz

Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması

Abstract

Yıllardır gemi sevk performansının sayısal doğrulaması, genellikle model ölçeğindeki gemi deney sonuçları ile karşılaştırılarak yapılmaktadır. Gemi model deney havuzlarında gerçekleştirilen bu deneylerde gemi ölçeğini değiştirmek oldukça zor ve zahmetli iken, gelişen teknoloji ve artan hesaplama gücüyle nümerik analiz ve modellemeleri tam gemi ölçeğinde gerçekleştirmek daha makul hale gelmiştir. Bu durum aynı zamanda, ölçeklendirme sebebiyle ortaya çıkan ve akış dinamiklerinin tahminindeki belirsizlikleri ve model ölçeğinden gemi ölçeğine geçişteki ampirik hesaplamalardaki belirsizlikleri de ortadan kaldırmaktadır. Ne yazık ki, gemi ölçeğindeki sayısal sonuçları doğrulamak amacıyla, uygun deniz koşullarında ve yüksek kalitede verilerin ölçülebilmesi için gerçekleştirilen gemi seyir testleri sonuçlarına ulaşmak konusunda bazı zorluklar yaşanmaktadır. Bunun üstesinden gelmek için Lloyd Register (LR) bünyesindeki Gemi Performansı Grubu, bir kargo gemisi ile gerçekleştirilen gemi seyir testlerinin deneysel sonuçlarını, gemi ölçeğinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemlerinin güvenilirliğini arttırmak ve nümerik modelleme araçlarının kabiliyetlerinin değerlendirilmesi amacıyla bir çalıştay vasıtasıyla paylaşmıştır. Bu çalışmada, LR çalıştayında sunulan tam gemi ölçeğindeki gemi direnci, açık su pervane performansı, gemi sevki, pervane performansı ve pervane kavitasyonu konularındaki sayısal doğrulama çalışmaları sunulmaktadır. Sayısal hesaplamalar, çalıştayın başında sonuçlar bilinmeksizin (kör bir şekilde) gerçekleştirilmiş olup, simülasyonlar esnasında ticari bir Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) türbülans ve Volume of Fluid (VoF) modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Pervane kavitasyonunun hesaplanması için ise Schnerr-Sauer kavitasyon modeli kullanılmıştır. Gemi sevki analizlerinde pervane dönüşünün tanımlanabilmesi için kayan çözüm ağı (sliding mesh) yaklaşımı kullanılmıştır. Geminin kendi kendini sevk noktası, sabit pervane dönüş hızı (çalıştay tarafından sağlanan veriler arasındadır) ile gemi hızı değiştirilerek tespit edilmiştir. Nümerik olarak tahmin edilen pervane kavitasyon görselleri, gemi seyir deneyleri esnasında kaydedilen gerçek fotoğraflar ile karşılaştırılmıştır. HAD yöntemi kullanılarak analiz edilen tüm vakalar, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmış olup, gemi direnci, açık su pervane performansı, güç ve kavitasyon tahminleri açısından oldukça iyi sonuçlar elde edilmiştir.

Keywords

References

Bhushan, S., Xing, T., Carrica, P., Stern, F., (2009). Model- and Full-Scale URANS Simulations of Athena Resistance, Powering, Seakeeping, and 5415 Maneuvering. J. Sh. Res. 53, 179–198.
Carrica, P.M., Castro, A.M., Stern, F., (2010). Self-propulsion computations using a speed controller and a discretised propeller with dynamic overset grids 316–330. https://doi.org/10.1007/s00773-010- 0098-6
Castro, A.M., Carrica, P.M., Stern, F., (2011). Full scale self-propulsion computations using discretised propeller for the KRISO container ship KCS. Comput. Fluids 51, 35–47. https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2011.07.005
Gaggero, S., Villa, D., Viviani, M., (2015). The Kriso container ship (KCS) test case: An open source overview, in: Computational Methods in Marine Engineering VI, MARINE 2015. pp. 735–749. ITTC, (2017). 1978 ITTC Performance Prediction Method 7.5 – 02 0.
Jasak, H., Vukcevic, V., Gatin, I., Lalovic, I., (2019). CFD validation and grid sensitivity studies of full scale ship self propulsion. Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. 11, 33–43. https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2017.12.004
Krasilnikov, V.I., (2013). Self-Propulsion RANS Computations with a Single-Screw Container Ship, in: 3rd International Symposium on Marine Propulsors. pp. 430–438.
Larsson, L., Stern, F., Visonneau, M., (2014). An assessment of the Gothenburg 2010 Workshop.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Naz Yılmaz This is me
0000-0002-0499-8248
Türkiye

Publication Date

June 30, 2020

Submission Date

June 11, 2020

Acceptance Date

June 23, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 28 Number: 217

IZ

https://izlik.org/JA72YK83KE

Cite

RIS / Bibtex

APA

Yılmaz, N. (2020). Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması. Gemi Ve Deniz Teknolojisi, 28(217), 57-71. https://izlik.org/JA72YK83KE

AMA

1.Yılmaz N. Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması. GDT. 2020;28(217):57-71. https://izlik.org/JA72YK83KE

Chicago

Yılmaz, Naz. 2020. “Gemi Direnci Ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri Ile Sayısal Doğrulaması”. Gemi Ve Deniz Teknolojisi 28 (217): 57-71. https://izlik.org/JA72YK83KE.

EndNote

Yılmaz N (June 1, 2020) Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması. Gemi ve Deniz Teknolojisi 28 217 57–71.

IEEE

[1]N. Yılmaz, “Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması”, GDT, vol. 28, no. 217, pp. 57–71, June 2020, [Online]. Available: https://izlik.org/JA72YK83KE

ISNAD

Yılmaz, Naz. “Gemi Direnci Ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri Ile Sayısal Doğrulaması”. Gemi ve Deniz Teknolojisi 28/217 (June 1, 2020): 57-71. https://izlik.org/JA72YK83KE.

JAMA

1.Yılmaz N. Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması. GDT. 2020;28:57–71.

MLA

Yılmaz, Naz. “Gemi Direnci Ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri Ile Sayısal Doğrulaması”. Gemi Ve Deniz Teknolojisi, vol. 28, no. 217, June 2020, pp. 57-71, https://izlik.org/JA72YK83KE.

Vancouver

1.Naz Yılmaz. Gemi Direnci ve Sevk Performansının Gemi Ölçeğinde Seyir Testleri ile Sayısal Doğrulaması. GDT [Internet]. 2020 Jun. 1;28(217):57-71. Available from: https://izlik.org/JA72YK83KE