Çift pervaneli bir askeri gemide geçit dümen sevk sisteminin açık su koşuluna indirgenmiş sayısal incelemesi

Karmaşık akış dinamikleri, özellikle geçit dümen (gate rudder) gibi yenilikçi enerji tasarrufu sağlayan düzeneklerin kullanıldığı durumlarda, gemi gövdeleri etrafındaki akış problemlerinin analizinde hidrodinamikçileri zorlamaya devam etmektedir. Bu zorlukları aşmak için bilgisayar tabanlı programlardan yararlanma yönünde çeşitli girişimlerde bulunulmuş ve dikkate değer başarılar elde edilmiştir. Dolayısıyla, hesaplamalı yöntemlerin geliştirilmesi bu başarıların gerçeğe dönüşmesinde önemli rol oynamıştır. Bilgisayar teknolojisinin kullanımı, gemi inşaatı alanında tasarım aşamasında gemilerin performans karakteristiklerini tahmin etmek için kullanılan son derece pahalı deneysel yöntemlerin gerekliliğini azaltmaktadır. Bu nedenle hidrodinamikçiler, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemlerini yalnızca hesaplamalarda değil, aynı zamanda deneysel yöntemlerin geliştirilmesine katkı sağlamak amacıyla da kullanmışlardır. Geçit dümenli sevk sisteminin çift pervaneli bir savaş gemisine uygulanmasında kullanılan CFD yazılımı, ANSYS Workbench platformu olmuştur. Çalışma, uygun bir savaş gemisinin seçilmesiyle başlamış ve mevcut kıyaslama sonuçları dikkate alınarak DTMB 5415 tercih edilmiştir. DTMB'nin çıplak gövdesi, direnç doğrulaması amacıylaçift fazlı akış yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Çalışmada kullanılan türbülans modeli k-𝜀 modelidir. Sonuçlar, DTMB 5415'in çıplak gövde direncinin bu model ile doğrulanabileceğini göstermiştir. Ayrıca bu çalışmada, açık su koşulu ile geçit dümen ve pervane kombinasyonu da simüle edilerek, geöit dümenin çift pervaneli bir gemiye monte edildiğinde sağladığı itme tahmin edilmiştir. Elde edilen sonuç, DTMB 5415'in geleneksel dümen sistemiyle donatılmış benzer modelinin kıyaslama sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Çalışmada kullanılan CFD yönteminin doğruluğu, mevcut deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak ortaya konulmuştur. Sayısal analizler, ANSYS Fluent CFD yazılımında Reynolds Ortalamalı Navier–Stokes (RANS) modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Askeri gemi, Geçit Dümen, Pervane, RANS, HAD.