Design, Modeling, and Computational Fluid Dynamics (CFD) Analysis of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV)

Bu çalışma, otonom su altı araçlarının (AUV) tasarımı, modellenme süreçlerini kapsamlı bir şekilde ele almaktadır. Araştırmada, su altı aracı performansını etkileyen temel tasarım ilkeleri; hidrodinamik verimlilik, yapısal dayanıklılık, yüzdürme kontrolü ve stabilite gibi faktörler üzerinden incelenmiştir. Zorlu deniz ortamı göz önünde bulundurularak, kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri, korozyon direnci ve ağırlık optimizasyonu gibi kriterlere dayalı malzeme seçimi detaylı bir şekilde tartışılmıştır. 3D modellemeden üretimine kadar uzanan üretim aşamaları adım adım açıklanmıştır. Tasarım sürecinde karşılaşılan mühendislik zorluklarına – su geçirmezlik, stabilite ve denge gibi – önem verilmiş, bu problemlere yönelik çözüm yaklaşımları sunulmuştur. Aracın hidrodinamik performansını değerlendirmek ve gövde geometrisini optimize etmek amacıyla Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analizlerinden yararlanılmıştır. Son olarak, analiz sonuçlarına ve tasarım yinelemelerine dayalı çözüm stratejileri ve geliştirme önerileri sunularak, otonom su altı aracı geliştirme alanındaki gelecekteki çalışmalara ışık tutulması amaçlanmıştır.

This study comprehensively addresses the design and modeling processes of autonomous underwater vehicles (AUVs). The research examines the fundamental design principles that affect underwater vehicle performance, focusing on factors such as hydrodynamic efficiency, structural durability, buoyancy control, and stability. Considering the harsh marine environment, the selection of materials was thoroughly discussed based on criteria such as mechanical properties, corrosion resistance, and weight optimization. The production stages, from 3D modeling to manufacturing, were explained step by step. Engineering challenges encountered during the design process—such as waterproofing, stability, and balance—were emphasized, and solution approaches to these problems were presented. Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses were employed to evaluate the hydrodynamic performance of the vehicle and to optimize the body geometry. Finally, based on the analysis results and design iterations, solution strategies and development suggestions were proposed, aiming to guide future studies in the development of autonomous underwater vehicles.