Uzay kafes tipi açık deniz yapılarının dinamik analizi

Günümüzde dünyada artan enerji ihtiyacıyla gerek yenilenebilir gerekse tükenebilir kaynakların tüketime kazandırılması acil bir ihtiyaç haline gelmiştir. Rezervin tüketime kazandırılmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarının karadaki arsa maliyetlerinin artması, tükenebilir kaynakların ise karadaki rezervinin azalması nedeniyle enerji tesislerinin inşası karadan denizlere doğru artarak kaymaktadır. Bu ihtiyacı karşılamak amacıyla çelik kazık, beton kazık tipi ve çelik uzay kafes tipi yapılar açık denizlerde sıklıkla kullanılmaktadır. Yaygın kullanım alanı ve çevresel-toplumsal gereksinimleri karşılama açısından sahip olduğu önem nedeniyle açık deniz kafes sistem tipi yapıların dalga kuvvetleri etkisinde dinamik analizi yapılacaktır. Çalışmada kullanılan model silindirik elemanlardan oluşan dört ayağı yatay elemanlar ve düşey diyagonaller ile desteklenen üç katlı çelik uzay kafestir. Dalga kuvvetlerini altında dinamik analiz gerçekleştirilirken iki farklı yöntem izlenerek sonuçların doğruluğu tespit edilecektir. İlk yöntemde yapı ve çevresi yapı-akışkan etkileşimli (FSI) sonlu elemanlar metodu (FEM) ile modellenmiştir. Sonlu elemanlar analizinde yapı ve çevresi bilgisayar destekli modellenmiştir. ABAQUS sonlu elemanlar programı kullanılarak yapılan bu çözümlemede yapı ABAQUS/Explicit, deniz ortamı ABAQUS/CFD çözücüsünde modellenerek çözücülerin etkileşimi ile yapının ilk doğal frekansı, ilgili mod şekli, deplasmanları ve gerilme dağılımı elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan ikinci yöntemde, yapı tek serbestlik dereceli sistem olarak modellenecek ve sistemin hareket denklemi 4. dereceden Runge-Kutta Metodu ile çözülecektir. Bu yöntemden yapının doğal frekansı ve deplasmanları elde edilecektir. Yapının etrafındaki ortamın modellenmesinde Lineer Dalga Teorisi kullanılacaktır. Birey düzenli dalgadan yapıya etki eden kuvvetlerin hesaplanmasında sürüklenme ve atalet kuvvetlerini kapsayan Morison Denklemi kullanılacaktır. İki farklı analizden elde edilen sonuçların uyumu tespit edilerek çalışma sonuçlandırılmıştır.