6
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Yatlarda kıç formunun pervane üzerine etkisi
Teknelerde sevk sistemi olarak tercih edilen pervaneler, diğer takıntılar ile birlikte karinanın kıç bölgesinde bulunmaktadır. Teknenin kıç formu ile birlikte diğer bileşenlerin yerleşimi ve formu, pervane performansını ve tasarım girdilerini etkilemektedir. Bu çalışmada, hesaplamalı akışlanlar dinamiği ve üç boyutlu tasarım programlarından faydalanarak yapılan analizler bulunmaktadır. Yapılan hesaplamaların geçerliliğini test etmek amacıyla öncelikle, DTMB4119 pervanesi ele alınmıştır. Bu pervaneye ait analizler farklı ağ yapısı özelliklerine göre çözülmüş ve minimum hataya ulaşılan değer referans olarak kabul edilmiştir. Analizlerde kullanılcak olan tekne formunun çözüm metodolojisinin doğrulanması amacıyla, DTMB 5415 teknesi kullanılarak validasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada da minimum hata oranı yakalanmaya çalışılmıştır. Tekne analizleri sonucu elde edilen değerlerden hata oranı hesaplamak için tekne modeline ait deney verilerinden faydalanılmıştır. Motoryat gövdesi üzerinden yürütülen çalışmalarda kullanılan geometri, üç boyutlu modelleme programı kullanılarak tasarlamıştır. Bu form için için pervane tasarımı yapılmıştır. Öncelikle, tasarlanan pervanenin açık su performans karakteristiklerinin belirlenmesi için çalışmalar yapılmıştır. Farklı ilerleme katsayıları için koşturulan analizler sonucunda, açık su eğrileri elde edilmiştir. Konvansiyonel yerleşim hesaplamaları, pervane performansının açık su değerleri ve daha sonra yapılacak olan, farklı kıç formu analizlerine referans olması amacıyla hazırlanmıştır. Konvansiyonel yerleşim; karina altında şaft, pervane, braket ve tekneye bağlantı parçalarının uygun açı ve pervane – karina boşluğuna dikkat edilerek oluşturulan yerleşimi ifade etmektedir. Performans teknelerinde, farklı formlarda tasarlanabilen pervane tünelleri kullanılmaktadır. Bu formların tasarımında kullanılan genel kabuller ve kısıtlar bulunmaktadır. Bu çalışmada, tünel formlarının tasarlanmasında bu kabullere uygun modellemeler yapılarak, farklı kıç formlarının, açık su ve konvansiyonel yerleşim değerleri ile karşılaştırmaları yapılmıştır. Tünelli tekne formlarına ait performans değerlerinin diğer formlarla ve açık su değerleri ile karşılaştırılabilmesi için, üç farklı ilerleme hızındaki analizler, her form için tekrarlanmıştır. Kıç formları üzerinde değişiklikler yapılan teknelerin performans sonuçlarını karşılaştırmak, bu çalışmanın öncelikli amacıdır. Kıç formlarına göre pervane çap ve hatve değerlerini değiştirerek daha yüksek verim değerleri elde etmek mümkündür. Bu çalışmada amaç, karina kıç formundaki değişikliklerin, belirli bir pervane üzerindeki etkilerini incelemektir. Teknelerin kıç bölgesinde kullanılan tüneller, özellikle operasyonel su çekimini düşürmek ve kullanılabilir pervane çapını büyütebilmek amacıyla tercih edilmektedir. Ayrıca, pervane merkezi ile çakışık yapıya sahip tünellerin titreşim açısından olumlu etkilerinin olduğu görülmüşür. Bu çalışmada, kıç formunda yapılan değişikliklerin pervane üzerindeki doğrudan etkileri gözlemlenmek istendiği için, form değişikliklerinin pervane tasarımı üzerinde sağladığı esneklikler kullanılmamış, çalışmalar tek pervane tasarımı üzerinde yürütülmüş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.
CFD applications for seakeeping calculations of floating bodies
Denizcilik hesapları, akışkan dinamiğinden ve hareketlerin karakteristiklerinden dolayı oldukça karmaşıktır. Yüzer bir yapının denizcilik performansını hesaplayabilmek için iki ana problemin çözülmesi gerekmektedir. Bunlardan ilki, dalga kaynaklı zorlayıcı kuvvetlerle ilgili olan hidrodinamik problemdir. Diğer ana problem ise bu kuvvetlerden kaynaklanan yapı hareketlerinin incelendiği dinamik problemdir. Yüzer bir yapının dalgalar içerisindeki hareketlerinin belirlenmesinde eksu kütlesi ve sönüm kuvvetlerinin de ayrıca hesaplanması gerekmektedir. Dilim teorisi, hidrodinamik kuvvet ve momentlerin belirlenmesinde oldukça sık kullanılan bir yöntemdir. Konvansiyonel gemilerin denizcilik hesaplarında, dilim teorisi oldukça başarılı sonuçlar vermektedir. Bununla birlikte dilim teorisi temelinde hazırlanmış olan birçok yazılım, küresel gemi inşa ve açık deniz yapıları sektöründe sıkça kullanılmaktadır. Dilim teorisinin uygulanabilir olmadığı, geliştirilen yeni gemi formları ve konvansiyonel olmayan açık deniz yapılarının tasarımıyla birlikte üç boyutlu panel yöntemi geliştirilmiştir. Son yıllarda, CFD tabanlı hidrodinamik analiz yazılımlarının hızlı gelişimiyle birlikte, denizcilik problemleri için CFD tabanlı hesaplama yöntemlerine ait uygulamaların sayısı da artış göstermektedir. Bu çalışmanın temel amacı, denizcilik performans özelliklerinin belirlenmesinde, deniz koşullarının matematiksel olarak tanımlandığı CFD tabanlı yöntemlerin uygulanabilirliğini göstermektir. Bu amaçla üç boyutlu panel yöntemi temelinde geliştirilmiş olan bir CFD yazılımı (AQWA) seçilmiştir. ineer denizcilik çalışmalarının doğrulanması adına dört farklı çalışma yapılmıştır. Bunlardan ilki, kare, üçgen ve silindirik kesitli yüzer cisimlerin eksu kütlesi ve sönüm katsayılarına ait deneysel sonuçlar, AQWA sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. İkinci çalışmada, kare kesitli bir dubanın dilim teorisiyle yapılan hesaplamalarına ait sonuçlar, AQWA ile yapılan analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Üçüncü karşılaştırmalı çalışmada ise Seri 60 formlu bir gemi incelenmiştir. Son çalışma olarak da temel tasarımı, Amerikan Deniz Kuvvetleri'ne ait DDG51 tip muharip sınıf gemi formuna dayanan DTMB 5415 model bir gemiye ait deneysel hareket ve ivme sonuçları AQWA sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalara ait yorumlar CONCLUSION & FUTURE WORKS bölümünde sunulmaktadır.
Darpa Suboff denizaltı modeli ile bu modelden yeni türetilen formların hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile sayısal direnç hesabı
Son zamanlarda tamamen olmasa da araştırmacıların büyük bir çoğunluğunun deneysel çalışmak yerine bilgisayar yazılımları kullanması teknolojininde gelişmesiyle beraber artan talebi karşılayabilmek açısından bu yazılımların gelişimini de beraberinde getirmiştir. Bilgisayar yazılımlarının bu derece geliştirilmesi akademik çalışmalarda bulunan kişilerin daha kısa sürede mevcut sorunlara dair bilgi sahibi olmaları açısından faydalı olmuştur. Yapılan araştırmalarda özellikle bilgisayar yazılımları sayesinde elde edilen verileri önceden deneyleri yapılarak elde edilmiş verilerle kıyaslama yapmak suretiyle doğruluğunu test etmek ve güvenilir sonuçlara ulaşılabilindiğini görmek daha fazla araştırmacının bilgisayar yazılımlarını kullanmasına neden olmuştur. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılım programları sayesinde araştırmacılar özellikle tasarım aşamasında önemli bilgiler edinebilmektedir. Bu bilgiler ışığında tasarlanması planlanan araçlar için göreceli olarak bir fikir sahibi olunmaktadır. Özellikle gemi ön tasarım aşamasında ilk metot olarak tasarlanan gemilere benzer formda olan ve önceden üretilmiş gemilerin bilgilerinden yola çıkarak bilgi edinilmektedir. Bu bilgiler tasarım aşamasında detaylı bilgiler edinilmesini sağlasa da performans periyotlarında detaylı bilgiler edinilmesini sağlamamaktadır. İkinci metot ise model deneyleri yapılmış ve deney sonuçları bilinen formlardan faydalanmaktır. Model deneyleri yapılmış olan formlar çok daha güvenilir ve doğru sonuçlara ulaşabilmek için oldukça önem arz etmektedir. Ancak her zaman deney düzeneği kurabilmek ve karar verebilmek için çok fazla zamanın bulunmadığı durumlar olabilmektedir. İşte bu durumlarda bilgisayar yazılımları kullanmak hem gereksiz maliyetleri engelleyecek hem de sayısal olarak tam ve doğru bir sonuç olmasa da göreceli olarak bilgi sahibi olunmasını sağlayacaktır. Gereksiz maliyetler denmesinin nedeni tasarım aşamasında özellikle de birden fazla seçeneğin test edileceği durumlarda deney araç gereçleri ve deney düzeneğinin kurulması gibi masrafların oluşabilmesidir. Bu çalışmanın başlığı "Darpa Suboff Denizaltı Modeli ile Bu Modelden Türetilen Formların Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Sayısal Direnç Hesabı" olup, direnç açısından mümkün olduğunca iyi bir denizaltı formuna ulaşmak hedeflenmiştir. Özellikle belirtilmelidir ki amaçlanan denizaltı formunda yelken, takıntı ve pervane olmaksızın yalın gövde üzerinde çalışılmış ve bu doğrultuda bulunan sonuçlar birbiri içinde kıyaslanmıştır. Başlangıçta da belirtildiği üzere kullanılan bilgisayar programından elde edilen sonuçların doğruluğunu teyit edebilmek için önceden model deneyi yapılarak elde edilmiş direnç değerleriyle, bilgisayar yazılımı kullanılarak elde edilen sonuçların kıyaslanması ve ardından mevcut form üzerinde küçük değişiklikler yapılarak, optimum nitelenebilecek bir form oluşturulabilme yaklaşımı izlenmiştir. Bu sebeple literatürde Darpa Suboff ismiyle bilinen denizaltı formuna ait denklemler kullanılarak belirlenen denizaltı formu, Rhinoceros bilgisayar yazılımı yardımıyla üç boyutlu olarak çizilmiştir. Çizilen yalın gövde için direnç analizi yapılabilmesi ve bu analiz neticesinde elde edilen direnç değerleriyle deney verilerinin kıyaslanabilmesi çalışmamızda diğer denizaltı formlarına referans olacağından, hesaplamalardaki hata oranı belirlenmiştir. Hesaplanan bu hata oranlarının makul bir aralıkta çıkmasının ardından kıyaslanması hedeflenen denizaltı formları çizilmiştir. Bu formlar oluşturulurken, mevcut referans form olarak belirlenen Darpa Suboff denizaltı modeli üzerinde baş ve kıç formlarında küçük değişiklikler yapma yoluna gidilmiştir. Oluşturulan tüm değişik baş formları tüm değişik kıç formları ile ayrı ayrı birlikte kullanılarak çok sayıda birbirinden farklı denizaltı formları oluşturulmuş ve bu formların her biri için HAD yazılım programı olan ANSYS-Fluent yazılım programları kullanılarak direnç değerleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Referans forma ait deney sonuçları içerisinde farklı hızlardaki direnç değerleri mevcut olduğundan çalışmamızda belirlediğimiz üç farklı hız için direnç değerleri elde edilmiş ve birbiri ile kıyaslanarak baş ve kıç formu için direnç açısından en uygun tasarımın belirlenmesine çalışılmıştır.
Bir seri yat üretimi fabrikası için mühendislik değişiklik yönetimi uygulaması
Yat üretimi sektöründe yeni markalar oluştukça ve gelişen teknoloji ile firmalar arası rekabet diğer sektörlerde olduğu gibi artmaktadır. Daha kaliteli ürünleri daha az mâliyetle ve daha kısa sürede üretebiliyor olmak,genellikle kişiye özel tekne tasarımı yapılıyor olsa da önem kazanmaktadır. Firmalar, rekabet güçlerini koruyabilmek için ürünlerini teknolojik ve estetik olarak geliştirmenin yanında üretim süreçlerini de geliştirme ve bu süreçleri birlikte kullanılabilir duruma getirme çalışmaları yapmaktadır. Bu amaçla ürün geliştirme ve üretim, tedârik, kalite kontrol gibi aşamaların yazılımlar aracılığı ile yürütülmesi yaygınlaşmaktadır.Yazılım kullanımına seri yat üretimi yapan firmalarda daha sık rastlanmakta ve konuyla ilgili yapılan yatırımların daha geniş çaplı olduğu görülmektedir. Seri yat üretimi bilinen yapıda, seri üretim sayılarında olmasa da aynı modelin montaj hattında ardarda üretilmesi ile parça tedârik ve üretim süresi gözönüne alındığında çok bileşenli bir son ürün ortaya çıktığından,projenin tasarımının, parça tedârik süreçlerinin, üretim aşamalarının süreçler aracılığı ile kontrolü ve takibine ek olarak değişikliklerin de yönetilmesi gereklidir. Üründe veya parçalarında;müşteri istekleri, yasal düzenlemeler, tedârik sorunları, kullanım kolaylığı, üretim kolaylığı vb. bir nedenle değişiklik yapılması gerekebilir. Her değişiklik önerisini gerçekleştirmek olanaklı olmadığı gibi devreye alınacak değişikliğin de plânlı bir şekilde yapılması gereklidir. Müşterilerden, üretim hattından, parça tedârikçilerinden vb. gelebilecek mühendislik değişiklik önerilerinin başarılı şekilde yönetilememesi durumunda üretici firma âtıl stok, yeniden işleme, müşteri hoşnutsuzluğu gibi sorunlarla karşılaşır. Mühendislik değişikliklerini yönetmek için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Firmalar üretim süreçlerine ve organizasyon yapılarına göre yöntem belirleyebilmektedirler. Değişikliklerin öneri anından devreye alınmasına kadar yapılacaklar ve ilgili birimlerin sorumluluklarının gerçekleştirilmesi için, iletişim araçlarının özelleştirilerek belirlenebileceği firma içi prosedürler ve süreçler oluşturularak kullanılabilmekte veya sürecin çalışanlara bağımlılığını azaltan, raporlama ve izleme mekanizması ile iletişimin daha verimli olduğu ERP (Enterprise Resource Planning- kurumsal kaynak plânlama) program modülleri kullanılabilmektedir. Teknolojinin gelişimiyle birlikte MDY (Mühendislik Değişiklik Yönetimi) modüllerinin kapsamı genişlemekte, akıllı sistemlerin de kullanılması sâyesinde PLM (Product Life cycle Management - ürün yaşam döngüsü yönetimi) ve ERP'nin birarada kullanımı uygulamaları artmakta ve modüller daha kullanıcı dostu hâle gelmektedir. Bu Yüksek Lisans tezinde MDY tanımı, mühendislik değişiklik nedenleri, aşamaları, olumlu ve olumsuz etkileri hakkında geniş bilgi verilmektedir. MDY sürecinin oluşturulma aşamalarından ve MDY kullanımı sonucu oluşan raporlardaki bilgilerin süreci geliştirmek ve çalışan performansını artırmak üzere nasıl kullanılabileceğinden sözedilmiştir. Yapılan literatür araştırması ile MDY araçları gelişimi, kullanım alanları ile sektörde kullanım alanları hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca, Türkiye'deki bir seri yat üretim fabrikası için bu sürecin oluşturulması ile firmada kullanılmakta olan ERP programının mühendislik değişiklik yönetimi modülüne aktarılması uygulaması yapılmıştır. Süreç işleyişi ve çıktıları değerlendirilerek yaşanılan sorunlardan sözedilmiş ve sürecin gelişime açık yönleri belirtilmiştir.
Balast suyu arıtım sistemlerinin seçiminde KPI (anahtar performans göstergeleri) uygulamaları
Deniz taşımacılığı dünya ticaretinde oldukça büyük bir öneme sahiptir. Uluslararası nakliyeciliğin %90'ının gemiler ile yapıldığı günümüzde, gemilerin maksimum yük ve minimum balast ile seyir etmeleri ekonomik olarak tercih edilse de, gemilerin güvenli seyri açısından bu mümkün değildir. Gemilerin balast tanklarına alınan balast suyu ile her gün yaklaşık 7.000 canlı farklı bir ekosisteme taşınmaktadır. Bu canlıların bir kısmı balast tanklarındaki koşullara karşı dayanıklı olup, geminin sefer süresi boyunca hayatta kalabilmektedirler. Hayatta kalmayı başarabilen canlılar, kimi zaman balast suyu ile boşaltıldıkları ekosistemlerde varlıklarını sürdürüp, yerli türlerin varlığını tehdit edebilirler. Bu yabancı türler sadece ekosistemdeki canlılara zarar vermekle kalmaz, balıkçılığı etkileyerek ekonomik zararlara yol açabilirler, insan sağlığına zarar verebilirler ve sahillerde biyolojik kirliliğe neden olup deniz turizmini olumsuz yönde etkilerler. Balast tanklarındaki su ile taşınan zararlı sucul istilacı türlerin verdikleri zararların boyutlarının ciddi olduğunun farkına varılması ile, ulusal ve uluslararası düzeyde pek çok düzenleme ve çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalar, balast tankları ile taşınan istilacı türlerin sorun olmalarını engellemek için, balast suyunun bu canlılardan arındrılmasına yönelik sistemlerin geliştirilmesini sağlamıştır. Uluslararası Denizcilik Örgütü tarafından 2004 yılında üye ülkelerin imzasına açılan Gemi Balast Suları ve Sedimenti Kontrolü ve Yönetimi Sözleşmesi yürürlüğe girdikten sonra, balast suyu arıtma sistemlerinin gemilerde kullanılması zorunlu hale gelecektir. Bu gereklilik ticari açıdan pek çok üretici firmanın balast suyu arıtma sistemi geliştirmesi ile sonuçlanmıştır. Piyasada balast suyu arıtma sistemi üreticileri arasındaki rekabet, gemi sahiplerini gemileri için en uygun olan sistemi seçme konusunda zora sokmaktadır. Çalışmada, hangi yöntemler ile balast suyu arıtılabilindiğine dair detaylı bilgi verilmiş, sonrasında ise balast suyu arıtma sistemi seçerken dikkat edilmesi gereken teknik ve ticari konulara değinilmiştir. Yeni inşa edilen gemiler için sistem seçmek problem olmasa da, Gemi Balast Suları ve Sedimenti Kontrolü ve Yönetimi Sözleşmesi yürürlüğe girdikten sonra inşa yılı eski olan pek çok gemiye balast suyu arıtma sisteminin entegre edilmesi, hem teknik hem de ticari açıdan oldukça zorlu bir süreçtir. Çalışmada detayları anlatılan Anahtar Performans Göstergeleri (KPI) yöntemi ile sistemin kullanılacağı gemilerin özelliklerine göre aynı anda pek çok sistem karşılaştırılıp, en uygun olan sistemin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Denizde petrol ve rüzgar projelerinin farklı meslekli disiplinler içeren bir çerçeve dahilinde tartışılması ve Monte Carlo metodu ile fizibilite değerlendirmesi
In order to achieve the ultimate goal of accessing abundant, cheap and clean energy for a brighter future for younger generations, investment on offshore energy industry should be considered as a game changer for Turkish Energy policies. Main purpose of this thesis study is to provide necessary background information on different types of offshore energy projects, representation of operational approaches on these projects, offshore structural requirements and considerations related with the operational approaches put forward, development of probabilistic cost and revenue models on represented concepts and application of a cost-revenue based consolidated financial simulation model based on a 10 year quite arbitrary but likely and realistic operational investment scenario. Purpose of application of this arbitrary scenario is to show, if this kind of a projection and will is put forward, what would be the expected results and order of magnitude of the expected monetary earnings and side benefits for the Turkish Energy Industry. Water depth limitation for the operations to be discussed within the scope of this text is 400ft and this comes from the water depth ratings and limitations of column stabilized offshore mobile units, jackup type of platforms. This limit can be considered as the most distinctive boundary between shallow and deep type of offshore construction and upstream development operations in terms of operating principles, required machinery and types of vessels, structural requirements and hydrodynamic nature of the physical problems to deal with. Within the first chapter of this thesis, a brief introduction will be given about the current condition and future predictions of the offshore wind energy industry in Europe. In addition to this, brief information will be given on the extent of natural gas storage market, a general descriptive information will be provided on the marginality considerations of offshore hydrocarbon resources and nature of international offshore hydrocarbon ventures will be discussed. The reason of this quite various portfolio to be brought together and represented under a consolidated scenario comes from the resemblance of the nature of the physical work to be done, similarities within the operational planning, capability of similar installation vessels and fixed steel substructures to be run for these different types of energy projects. In the second chapter, main considerations regarding offshore wind preliminary prospectivity will be discussed and application of these considerations on Turkish seas will be applied. With regards to the limited available information in hand, preliminary categorization of the wind resources will be done and what needs to be done in order to evaluate the potential further will be discussed. Lidars will be discussed as an innovative technology in wind resource assessments and a preliminary resource assessment campaign methodology will be introduced. A reference design of a monopile type of platform equipped with lidar device will be introduced. Wind turbine power output estimation and considerations on selection of an applicable turbine and related substructure requirements will be discussed. A reference type of wind development project will be introduced in order to be incorporated into the financial simulation. Within the third chapter, three different types of upstream offshore projects will be introduced such as a gas storage project, a further development project on a marginal gas field and an arbitrary international offshore development project of the type "buyback contract". Necessary background information will be provided regarding the nature of these projects. In the fourth chapter, offshore sub-structures required in the aforementioned types of offshore projects will be discussed in detail such as wind measurement monopile platform, steel jacket type wind turbine sub-structure, gas storage jacket, modifications on existing jackets and dynamic behavior of these different types of fixed substructures will be evaluated. The natural frequencies and mode shapes of these substructures under environmental loading conditions will be evaluated in order to verify the validity of the reference designs. Within the chapter named "Operational Scenario", workflow of the arbitrary scenario will be demonstrated. Sequence of the operations and estimated costs of the operations will be put forward. Additional information will also be provided regarding the site set up for some of the critical operations provided within the operational scenario and requirements of offshore installation vessels will be discussed. In the sixth chapter, financial simulation methodology, revenue modeling of the previously demonstrated different types of offshore projects, methodology on projection of estimated costs will be introduced and results of the simulations will be tabulated. Finally, within the last chapter named "conclusions and recommendations", the results achieved within this thesis study will be summarized and recommendations will be put forward in order to achieve the ultimate goal of a developed and competitive offshore energy industry.