14
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Sığ sularda ve yakın mesafelerde çalışacak bir turistik denizaltının kavramsal tasarımı
Bir bölgenin su altı zenginliği; o yerin canlı ekosistemi, tarihi ve kültürü hakkında derin bilgiler verir. Su altı yaşamı ve ortamı, kara ve havaya göre daha güç erişilebildiği ve hakkında daha az bilgi bulunduğu için tarih boyunca gizemli bulunmuştur ve insanlarda daima büyük merak uyandırmıştır. Bu anlamda su altı turizmi oldukça rağbet görmektedir. Su altında inşa edilmiş hoteller, akvaryumlar, tüple dalış, yarı batık araçlar ve turistik denizaltılar endüstrinin sunduğu olanaklardır. Denizaltı denilince akla askeri denizaltılar gelir. Çünkü denizaltıların eğlence ve bilim amaçlı olanları, askeri olanlara kıyasla çok daha yakın tarihe dayanırlar ve haklarında çok daha az araştırma-geliştirme yapılmıştır. Askeri denizaltılar hakkında bilgiye ulaşım kısıtlıdır. Buda bir denizaltı tasarlama problemini zor kılar. Özel olarak turistik denizaltıları askeri denizaltılardan ayıran en temel özellik, gövdelerinde sualtı ortamının çıplak gözle izlenebileceği şeffaf kısımlar bulunur. Bu önemli fark mühendisleri yeni çözümler sunmaya zorlar. Turistik denizaltı tasarımı konusu Türkiye'de oldukça yenidir. Bildiğimiz kadarıyla bu konuda daha önce yapılmış bir çalışma yoktur. Dünya'nın çeşitli yerlerinde kullanımda olan yaklaşık 30 turistik denizaltı vardır. Türkiye'de ise ilk ve tek turistik denizaltı 2017 yılının Mart ayında Antalya Kaleiçi'nde seferlere başlamıştır. Su altındaki nesnelere üzerlerinde bulunan su seviyesinin büyüklüğü ile doğru orantılı bir basınç etkir. Bu basınç hidrostatik basınçtır. Su altındaki hakim kuvvet budur. Dolayısıyla su altında çalışacak bir aracın buna dayanım gösterebilecek şekilde tasarlanması beklenir. Bir turistik denizaltının tasarımında, derinlikle artan hidrostatik basınca dayanımı sınırlayan şey akrilik pencerelerdir. Yani temelde gözlem pencereleri ne kadar müsade ederse o kadar derine yolcu taşınabilir. Hidrostatik basınç çevrelediği nesneleri çökmeye zorlar. Bu sebeple hidrostatik basınca en yüksek dayanım formu bir küredir. Dünyada sayıları birkaçla ifade edilebilecek kadar az da olsa, 3 bin metre kadar derine dalabilen turistik denizaltılar vardır. Bir firma yeni modeli ile okyanusların en derin noktası olan Mariana Çukuru'na dalınabilmesini hedeflemektedir. Mariana Çukuru'nun derinliği yaklaşık 10,994 metredir. Fakat tüm bu tasarımlar içlerine bir yada maksimum iki kişiyi alabilecek kadar küçük kabinli denizaltılardır. Kabinleri şeffaf ve küreye en yakın şekilde tasarlanmışlardır. Bu çalışmada sığ sularda ve yakın mesafelerde çalışabilecek bir turistik denizaltı tanımı ile konu, çok kapsamlı genel halinden kurtarılıp çalışma süresince yeterli detaya inilebilecek şekilde sınırlandırılmıştır. Ayrıca turistik denizaltılar üzerine az sayıda çalışma olduğu için, bu çalışmanın turistik denizaltıların en büyük kitlesini temsil etmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ele alınan turistik denizaltı, 36 yolcu kapasiteli ve 50 metre operasyon derinliği olan bir denizaltıdır. Denizaltının boyutlarının ve çalışma derinliğinin neden böyle seçildiği, çalışmanın içeriğinde mevcuttur. 36 yolcu kapasiteli bir denizaltıyı küre formunda tasarlamak pratikte mümkün değildir. 50 metre çalışma derinliği ise tasarımı küre formunda olmaya zorlayacak büyüklükte hidrostatik basınca sahip değildir. Çalışmanın kapsamı olan, yukarıda tanımlanan boyutlarda bir turistik denizaltıya nihai halini verecek şekilde baştan sona bir tasarım, farklı disiplinlerin ve uzmanlıkların iş birliği ile gerçekleştirilebilir. Bu uzun ve kapsamlı bir çalışmayla mümkündür. Ancak burada bir deniz teknolojisi mühendisinin gözünden meseleye bakılıp, bu bilgi alanının imkanları ile tasarımın ana hatları ortaya konmuştur. Bu çalışma bir kavramsal tasarım çalışmasıdır. Bu konudaki gelecek çalışmalara temel olacak bilgiyi sunmak amacıyla yapılmıştır. Yukarıda da bahsedildiği gibi Türkiye'de turistik denizaltı kavramı yenidir. Bu sebeple direkt olarak tasarımları hakkında bir kural ve işletilmeleri hakkında bir kanun yoktur. Bu noktada öncelikli olarak suda çalışan diğer eğlence araçları ve gemileri incelenmiştir. Tasarım gerçekleştirilirken Türkiye'de çalışan gemiler ve su araçlarına uygulanan kanunların ve kuralların uygun olanları takip edilmiştir. Denizcilik Müsteşarlığı'nın yayımladığı Gemilerin Teknik Yönetmeliği'nden ve Türk Loydu kurallarından faydalanılmıştır. Bunlara ek olarak ergonomi bilimi yardımıyla farklı mahallerin ölçüleri belirlenmiş ve hesaplanmıştır. Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği bilgi birikimi ve deneyimi ile de hesaplar tamamlanmış ve sonuçlara ulaşılmıştır. Turistik denizaltının; farklı mahallerinin boyutlarının, içerisinde bulunan sarnıçların hacimlerinin, seyir pencerelerinin ölçülerinin, formunun, sevk ve manevra kabiliyetlerinin, stabilite değerlerinin hesapları yapılmış ve çıkan sonuçlardan elde edilen veriler ışığında 3 boyutlu tasarım gerçekleştirilmiştir. Sonuçta 36 yolcu kapasiteli, 2 mürettebatlı, 50 metre derinlikte çalışacak bir turistik denizaltının kavramsal tasarımı tamamlanmıştır. Çalışmanın içerdiği çizimler ve şemalar nihai formun anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Çalışmada birtakım özelliklerin detaylıca açıklanması ve tasarımları sunulurken, diğer özelliklerin muhtemel gelecek çalışmalara yardımcı olacak maksimum ve minimum sınırları çizilmiştir. Böylece çalışma tamamlanmıştır.
10 metre boyunda yarış/gezi sınıfı yelkenli yatların formunun prizmatik katsayıya göre belirlenmesi
Yelkenli teknelerde kullanıcılar en iyi yelkenli seyir performansı isterken azami stabiliteye de sahip olmak isterler. Bu maksatla yelkenli teknede yelken performansı, optimum gövde formu ve stabilite önemlidir. Yarış/gezi yelkenli tekneleri ortalama performans ve stabiliteyi sağlamaktadırlar. Bu çalışmada yelkenli dizaynına başlangıçta karar verilmesi gerekli en önemli form parametreleri olan prizmatik katsayı ile tekne tekne boy genişlik oranı incelenerek 10 metre su hattı boyu olan bir tekne için optimum prizmatik katsayı ve optimum tekne genişliği çıkarılmaya çalışılmıştır. Endaze oluşturulması zahmetli ve vakit alan bir süreç olup çalışmada optimum bir form çıkarılmaya çalışılmış ve bilinen yaygın hava koşulları ile bilinen yelken seyri için tasarımı yapılacak bir yelkenli teknede kullanılabilecek optimum prizmatik katsayıları ile tekne genişlikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Yelkenli teknelerde performansı etkileyen önemli faktör olan prizmatik katsayının yanısıra yelken alanı ve baş form da belirlenmeye çalışılmıştır. Öncelikle yelkenli teknelerde kullanılan boyutsuz parameterler olan yelken alanı deplasman hacmi oranı, boy deplasman hacmi oranı, yelken alanı ıslak yüzey alanı, tam boy genişlik oranı, teknenin prizmatik katsayısı, dinginlik oranları, sarkıklık oranları, orta kesit alanı katsayısı incelenerek gerçekte var olan teknelerdeki oranlar incelenerek sunulmuştur. Tekne endazesi oluşturulurken performans kriterleri göz önüne alınmalıdır. Bu maksatla yarış/gezi sınıfında gerçekte var olan su hattı boyları 10 metre ve civarında 25 teknenin tekne boyu genişlik oranı ortalaması kullanılarak 5 değişik tekne boyu tekne genişliği oranı belirlenerek her oran için prizmatik katsayıları 0,4 ile 0,6 arasında değişen toplam 25 tekne üretilmiştir. Üretilen tekneler bilgisayar ortamında türetilmiş olup üretilen teknelerin yelken alanları için bir yelken alanı ve deplasman hacmi oranı belirlenerek herbir tekne için yelken alanları ve ilgili yelken kenar uzunlukları belirlenmiştir. Üretilen teknelerin forma dayalı performans kriterini inceleyebilmek için tümünde aynı salma formu ve salma uzunluğu kullanılmıştır. Türetilen herbir teknenin direnç, stabilite ve yelkenli seyir performansı kıyaslanarak tekne genişliğinin ve prizmatik katsayı değişiminin etkileri irdelenmeye çalışılmıştır. Üretilen teknelerin performansları 6-20 kts rüzgar sürati aralığında tüm yelkenli seyir türleri (rüzgarüstü, apaz, rüzgar altı) için incelenmiştir. En uygun prizmatik katsayıyı ve tekne genişliğini bulmak için interpolasyon yöntemi kullanarak optimum prizmatik katsayı ve tekne genişliği tahmin edilmiştir. Üretilen teknelerden bir tanesi seçilerek baş formu değiştirilmiş tekne formundaki artık direnç değişimi gözlemlenmeye çalışılmıştır. Polar diagramlardan herbir yelkenli seyir türü için kullanılabilecek optimum prizmatik katsayı ve genişlik değerleri belirlenmiştir. Ayrıca üretilen optimum prizmatik katsayıya sahip teknenin gerçekte var olan bir tekne ile performans ve stabilite karşılaştırılması yapılarak çalışmanın sonuçları ortaya koyulmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada tasarımcının ön dizayn aşamasında karar vermesi gerekli olan prizmatik katsayının ve tekne genişliğinin rüzgar şiddeti ve istenilen yelkenli seyir türüne göre optimum prizmatik katsayı ve tekne genişliğinin belirlenmesi gibi unsurlar açıklanmaya çalışılmıştır.
Bir açık deniz gözlem dubasına gelen dalga yüklerinin sayısal hesabı
Açık deniz yüzer gözlem dubaları, deniz suyunun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin periyodik aralıklarla ölçülmesi, meteorolojik verilerin düzenli olarak kayıt altına alınması, pasif örnekleyiciler ve biyogöstergelerle deniz ortamının izlenmesi ve bunların yanında deniz ortamında zararlı malzemelerin yayılması gibi acil durumların tespitinde kullanılan yapılardır. Bu yapıların belirli bir alana bırakılması, demirlenmesi ve efektif çalışma şartlarının sağlanması için, yapı üzerine gelen hidrodinamik yüklerin hesaplanması, bu yükler etkisinde yapının hareket denkleminin çözülmesi ve yapı hareket genliklerinin hassasiyetle hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada, bu amaç doğrultusunda, bir açık deniz gözlem dubası üzerine gelen yükler ve bu dalga yüklerinin etkisindeki hareketleri birim dalga için panel metoduyla sayısal olarak WAMIT ile hesaplanmıştır. Dört farklı gözlem dubası geometrisi hazırlanarak, farklı geometrilerin maruz kaldıkları dalga yükleri ve yapıların hareket genlikleri karşılaştırılmış, bu yolla en uygun geometrinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İncelenen gözlem dubalarının su üstünde kalan kısımları birebir aynı olarak seçilmiş ve su altında kalan geometrileri farklı çene hattı eğimleriyle tasarlanmıştır. Çene hattı eğiminin hidrodinamik kuvvetleri ve yapı hareketlerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Marmara Denizi'nde yer alan Adalar bölgesi için maksimum ve ortalama rüzgar hızı verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilmiş ve bu istasyon için Pierson-Moskowitz dalga enerji spektrumları oluşturulmuştur. Birim dalga için hesaplanan yapıların frekans karakteristikleri ve Adalar bölgesi için elde edilmiş dalga enerji spektrumları ile bu bölgeye koyulması planlanan bir açık deniz gözlem dubası için nihai hareket spektrumları hesaplanmıştır. Nihai hareket spektrumları ile yapıların herbir hareket modu için belirgin hareket genlikleri elde edilmiştir. Çalışma sonucunda çene hattı eğiminin yapı hareketlerini doğrudan etkilediği, artan çene hattı eğimiyle yapıların dalıp çıkma hareketi genliklerinin arttığı, bunun yanında yalpa ve sürüklenme hareketi genliklerinin azaldığı görülmüştür. Fakat yapı hareketlerinin gerçek deniz ortamındaki incelemeleri göstermiştir ki, yapıların frekans karakteristikleri tek başına en uygun geometri seçimi için yeterli değildir. Herhangi bir hareket modu için yapıların doğal frekansının, seçilmiş bir açık deniz bölgesinde dalga enerjilerinin yoğunlaştığı frekans aralığına denk gelmemesi yapıların büyük hareket genliklerine sahip olmaması için ve en önemlisi rezonansa girmemeleri için gereklidir. Bu sebeple yapıların frekans karakteristiklerinden ziyade nihai hareket spektrumlarının dikkate alınması gerekmektedir. Bu analizlerin sonucunda elde edilen veriler, bu yapıların deniz tabanına bağlama sistemlerinin geliştirilmesi, mukavemet hesapları, yapı için doğru malzeme seçiminin sağlanması ve yapının çalışma ömrünün optimum hale getirilmesi için kullanılacaktır.
A potential offshore wind farm arrangement off the Bozcaada shores
Throughout the world, energy demand and the need for energy production is rising day by day. Fossil fuels are not compromising in the long run, due to the usage of them, there is an increase in pollution and CO2 concentration in the atmosphere. The increase in CO2 concentration causes the temperatures to rise in the atmosphere and the acidity to increase in the ocean. These changes are the main reasons of global warming. Global warming causes the climates to change and the temperatures to raise around the globe.Raise in the temperature affects living creatures and their adaptation capabilities. In addition to that, due to the draught and temperature raise causes photosynthetic plants to decrease their O2 production rates. Thus, accelerating the global climate change. In order to reduce the adverse effects, of global warming, green energy demand is on the rise. Some of the developed countries (such as China, USA, Germany, UK, Denmark) have issued decisions on producing more green energy and supporting companies to use green energy and to build green energy plants. Governments give support to those companies, which chose to use green energy in their activities, and reduce the taxes on green energy to make it widely used. Even households are installing energy plants on top of their rooftops and governments buy excess produced energy. Green energy is the energy, which comes from natural and renewable resources, such as sun, wind and water. Solar energy plants, hydroelectrical plants and wind farms are established around the world for specific locations according to efficiency of the renewable source. Recent studies claimed that, amongst renewable energy sources, wind energy technology might be the most innovative and harmless answer for green energy supply of the future. A wind turbine is a structure, which converts the kinetic energy from winds to electricity. Especially, offshore wind energy farms have been considered as a solution, since offshore winds have no obstruction in front of them and thus, blow more steadily. However, one must consider the offshore conditions to construct such a structure to withstand for years. As mentioned priorly, Germany, China, USA, UK and Denmark are taking the lead amongst other countries on the power generating by offshore wind farms. In order to arrange an offshore wind farm, first of all, wind map of planned location has been checked to find the initial wind farm location. Çanakkale offshore has been selected as starting point. After selecting the location, wind speed, wind direction, water depth, turbine type, turbine foundation, shipping and migration routes have been checked to select the most proper location. Northeastern shores of Bozcaada have been selected for final location after evaluating aforementioned parameters. Wave forces have been calculated by using Morrison's Equation on the second phase of this dissertation and results are included on the following pages of this paper.
Hydrodynamic analysis of an underwater glider
Autonomous underwater gliders are underwater vehicles that can travel underwater by changing their buoyancy and center of gravity. This movement mechanism grant underwater gliders the longest mission endurance among all autonomous underwater vehicles with 6 to 12 months of active time. In this period, these vehicles can collect various kinds of ocean data over thousands of kilometers in range and transfer that data to a control center over satellite connection. The endurance, range of operation and variety of the collectable data makes underwater gliders one of the best tools for ocean observation. In this study, drag force on the axisymmetric torpedo shaped glider hulls are analyzed. Dimensions of tested forms are chosen by considering commercial and academic gliders. From there, basis dimensions for length and diameter are selected as 1.50m and 0.20m respectively. Thirteen different forms are generated for analyses. The forms include; 4 constant diameter forms with changing length (0.20m diameter with 0.50, 1.00, 2.00, 2.50 meter lengths), 5 constant length forms with changing diameter (1.5m length with 0.12, 0.16, 0.20, 0.24, 0.28m diameters) and 4 extra forms for comparison of flow separation of the forms with large diameter. Shape of the nose and back sections are chosen using Myring equations with length 0.20m nose and 0.30m back section. Nose and back sections are kept constant for all forms. The forms are analyzed in 4 different velocities (0.3, 0.6, 0.9, 1.2 m/s) and 6 different angles of attack (0, 2, 4, 6, 8, 10°) for a total of 312 analyses using the open source CFD software OpenFOAM. The results show that volume increase effects gliders more and more as angle of attack and glider velocity increases. However for glider with velocities ranging from 0.3 to 0.6 m/s the increase in the volume does not contribute drag force as much. Moreover it is important to do nose and back sections analyses to determine the dimensions of the nose and back sections because of the increase in separation with increasing angle of attack and velocity.
Gemilerde yalpa sönümleme sistemlerinin incelenmesi
Bu yüksek lisans tez çalışmasında gemi yalpa hareketlerini sönümleyen sistemler incelenmiş ve tipik bir 50 m motoryat ele alınarak gerekli performansı verecek aktif fin stabilizörün dizayn özellikleri belirlenmiştir. Yalpa hareketleri nedeniyle oluşan en temel problemler şu şekilde sıralanabilir; gemi yükü zarar görebilir, personelin çalışma verimi ciddi şekilde düşer, savaş gemileri üzerindeki silah sistemleri de olumsuz olarak etkilenir. Uçak/helikopter iniş kalkışlarında problemler yaşanır, silah sistemlerinin isabet kabiliyetleri azalır. Motorlu gemiler ile ortaya çıkan yalpa problemini azaltmak üzere 1870'lerden itibaren pek çok sistem geliştirilmiştir. Bu sistemlerden en bilinenleri aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir: • Yalpa omurgası, • Sabit ağırlık transferi • Yalpa sönümleyici tanklar • Jiroskopik yalpa sönümleyiciler • Fin stabilizör sistemleri Aktif yalpa stabilizörlerinde genellikle üç farklı kesit tipi kullanılmaktadır: • Tam hareketli profil • Kanatlı (flaplı) profil • Topuklu profil Öncelikle yalpa hareketinin deniz araçları üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak üzere geliştirilmiş yalpa söndürme sistemleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu sistemlerden en eskisi ve en basiti olan yalpa omurgaları yalpa hareketlerini sönümlemede imalat ve maliyet konusunda avantajlı iken tek başına yetersiz kalmaktadır. Günümüzde kullanılan en bilinen yalpa stabilizör sistemleri fin stabilizörler, tank stabilizörler, cayro stabilizörler ve dümen kontrollü stabilizörlerdir. Gemilerin tipi ve kullanım amacına göre farklı öncelikleri vardır. Bu ifade, yalpa açısından düşünüldüğünde şu şekilde açıklanabilir. Ticari açıdan düşünüldüğünde her zaman en önemli unsur yükün emniyetli olarak taşınarak ilgili limana sağlam ve eksiksiz olarak teslim edilmesidir. Günümüzde sadece seyahat etmekten çok, tatil amaçlı tercih edilen ve birer yüzer lüks otel olan yolcu gemilerinde en önemli unsur yolcuların emniyetli bir şekilde taşınması ve denizin olumsuz koşullarına rağmen konforlu bir seyahatin sağlanmasıdır. Savaş gemilerinde en önemli unsur silah sistemlerinin çevre koşullarından etkilenmeyerek her türlü hava şartında görevini eksiksiz yerine getirmesidir. Bir lüks olan megayatta personelin ve misafirlerin deniz ve çevrenin olumsuz koşullarından en az şekilde etkilenmesi arzu edilir. Çoğu zaman demirde tutulan megayatların denizli havalarda kolayca etkilenerek yalpalaması mal sahibi, mürettebat ve tüm misafirleri rahatsız eder ve böyle bir tekneyi kimse istemez. Bu olumsuzlukların önlenebilmesi için uzun yıllardır faydalı çözümler üretilmiştir. Bu problemle uğraşanların öncüleri Serbest Yüzey tanklarıyla William Froude [1] (1874) ve U tipinde-Pasif Yalpa Tanklarla Frahm [3] (1910)'dır. Yalpa omurgası kullanımı 20. yüzyıl öncesine dayanmaktadır. Fin sistemlerin kullanımı 1930'lu yıllarda başlamıştır. Her sistemin çeşitli üstünlükleri ve olumsuz yönleri vardır. Avrupa ve Amerika'da bulunan stabilizör üreticileri kendi ar-ge laboratuvarlarında daha kullanışlı stabilizör üretimi konusunda çalışmalarını sürdürmekte ve getirdikleri yeni nesil sistemler için patent alarak piyasaya çıkarmaktadır. Dümen kontrollü yalpayı dengeleme sistemi, özellikle fazladan donanım ağırlığı gerektirmemesi ve gemi içinde fazladan hacim işgal etmemesi gibi avantajları nedeniyle bu sistemi geliştirmek için teorik ve deneysel çalışmalar yapılmıştır ve yapılmaya devam etmektedir fakat sistemin düşük hızlarda ve demirdeyken işe yaramaması nedeniyle sisteme olan ilgi azalmıştır. Aktif yalpa finlerinin geminin dışında bulunan bir donanım olarak bir yere çarparak zarar görebileceği hatta gemi karinasını yırtarak gemiyi batırabilme tehlikesinin bulunduğu konusunda görüşler bildirilmiştir. Böyle bir durumu yol açmamak üzere katlanabilir tipte aktif fin stabilizör sistemleri geliştirilmiştir. Böylece ihtiyaç olmadığı zaman fin katlanarak tekne içindeki muhafaza kutusuna alınır ve gemiye fazladan direnç oluşturmaz. Fin stabilizör kanat profili gemi meyil ederse su dışına çıkmamalı, karina formunun iç kısmında korunaklı alanda olmalı ve pervaneye gelen su akımını da bozmayacak şekilde tekneye yerleştirilmelidir. Cayro stabilizörler konvansiyonel finlere göre gemi demirdeyken ya da düşük hızla seyir yaparken yalpa hareketlerini önlemede daha başarılıdır. Cayro stabilizatörlerin geminin dış aksamında herhangi bir mekanizması olmadığı için hasar görme riski yoktur, tamamen korunaklı kapalı kutu içerisindedir. Tüm donanımın teknenin içinde olması sayesinde cayro stabilizörlü teknelerle sığ sularda seyir yapma imkânı vardır. Fin stabilizörler cayro stabilizörlerle kıyaslandığında daha düşük ömür boyu bakım maliyetine sahiptir. Cayro stabilizörlerde genellikle rulman değişimi gibi bakım faaliyetleri için gemiden çıkarılması gerekir. Ayrıca, fin stabilizörler cayro stabilizörlere göre daha az ağırlık ve hacime sahiptir. Fin stabilizörler, diğer stabilizör sistemlerinin zorlandığı ve işe yaramadığı özellikle baş dalgalarda ve çapraz dalgalarda seyir sırasında daha iyi bir seyir kontrol performansına sahiptir. Cayro stabilizörler gibi 45-60 dakika gibi uygun volan devir hızını bekleme gibi bir durum söz konusu değildir, sistem devreye alınır alınmaz yalpa hareketlerini iyileştirir. Fin stabilizörlerin yalpa sönümlemede en verimli donanımlar olduğu deneysel olarak ve uygulamada yapılan tecrübelerle sabittir. Yat endüstrisinde, kruvaziyer gemilerde, savaş gemilerinde ve ticari yük gemileri gibi çok çeşitli gemiler için en son teknolojiler ile donatılmış fin stabilizörler imal eden firmalar mevcuttur. Maliyetli olmasına rağmen günümüzde en çok tercih edilen stabilizör sistemleridir. Tez içerisinde örnek olması açısından 50 m'lik bir motoryat için NACA ailesinden sabit fin kesiti seçilip ön boyutlandırma hesapları yapılarak kavitasyon kontrolü yapılmıştır. Sonrasında fin profiline ait kaldırma, direnç kuvvetleri ve katsayıları, moment değerleri 0, 5, 10, 15, 20, 25 ve 30 derece hücum açısına göre 12 knot gemi seyir hızı için star-ccm+ cfd paket programında çözdürülerek sonuçlar tablo ve grafik olarak paylaşılmıştır. Sonuç olarak fin profilinin maksimum kaldırma gücüne ulaştığı açı değeri olan 20 derece olduğu anlaşılarak tekne karinasında gemi ortasında, sintine dönümünde, maksimum gemi genişlik değerini aşmayacak şekilde uygun bir yere 20 derece açıyla yerleştirilmiştir.
A universal ship design network
This thesis describes the developed software to manage design phase of ship's project lifecycle by using artificial intelligence with the participation of entire stakeholders of this lifecycle. The lifecycle of a ship project includes design phase, building phase, operation phase and recycling phase. There are links between these phases. On the other hand, there are different stakeholders inside of these phases such as owner of ship, class societies, national or international authorities, suppliers, shipyards, design offices and ship operators. A ship project must contain these phases and stakeholders. The main objective for the realization of a ship project is to obtain desired gain as an economic investment. This gain may be military force for a navy ship or economic profit for a merchant ship. Life time of a ship is longer than 25 years now and there are various studies to extend this life time. In this point, a ship is the long term economic investment. The long duration life cycle of ship starts with design phase and feasibility studies together. Every design decision affects the rest of life cycle of the ship. After the design phase, building phase begins and important point of this phase is to build the ship exactly the same with detailed designs in agreed time. Ending up building phase means operation phase. Operation phase is the longest period in the whole life cycle of a ship. Economic return of a ship investment is the subject of this phase so in this phase a ship should be run in the most profitable level. End of the ship operation period, the ship goes to recycling shipyard for disposal process and this generates the final economic return of the ship. Also, this phase is the finalization of a ship project as an economic investment. There are various stakeholders in the life cycle of a ship. They have conflicted objectives sometimes. For example, a ship owner wants minimum number of personnel in the operation of the ship to decrease crew cost. On the other hand, this situation increases the operational risk of a ship and this is an unwanted circumstance for international or national authorities. The management of a ship project is a complex task and resources should be used efficiently by whole stakeholders. The decision of any stakeholders can affect the others mostly. An artificial intelligence can help to manage a life cycle of ship project to increase efficiency for whole stakeholders by using holistic ship synthesis model. There are two main approaches for AI such as weak AI and strong AI. Strong AI is the simulation study of human intelligence by using computers. On the other hand, weak AI aims to solve industrial, scientific or other problems by using different intelligence approaches inspired by nature. In this study, a solution is investigated for ship design problem by using weak AI approaches on holistic ship synthesis model. Ship design basically is a combination of selection problem from finite space and exploration problem from infinite space, so evaluation of entire variables is impossible. At this point, AI should take rational decisions to find feasible or optimum solutions. AI will search suitable variables on a finite database and explore optimum variables by using holistic synthesis model. Also, AI could help to management of ship project in every phases of life cycle by using this synthesis model. Holistic synthesis model includes entire phases of a ship project from initial decision of design to disposal of ship. This model enables to evaluate all phases of ship together. Different and also conflicted objectives of stakeholders could cause to decrease total benefit of a ship in the end of her life time. Holistic view has gained popularity to avoid from this situation. Also, this view is kind of basement for decisions to manage ship life cycle. In this thesis, a framework is offered to manage lifecycle of ship by using AI. Design module of offered framework is realized for concept design of a container ship in the scope of this study. Also, this study will be foundation for further studies.
İze uyumlu denizaltı pervanesi tasarımının hesaplamalı ve deneysel olarak incelenmesi
Denizaltı çalışmalarında DARPA Suboff modeli ve INSEAN E1619 pervanelerinin birlikte kullanımı çok karşılaşılan bir senaryodur. Ancak bu konudaki çalışmalar genellikle sadece ileri yönlü olarak yapılmaktadır. Pervanelerin çalışma şartları ise gerçekte tek yönlü olarak değil dört yönlü olarak meydana gelir. Bunlar; ileri giderken pervanenin ileri ve geri itme üretmesi, tornistan durumunda ileri ve geri itme üretmesi olarak açıklanabilir. Bu dört kadranlı çalışma, manevra simülasyonları için büyük bir önem arzeder ve daha önce ize uyumlu bir pervane ile denizaltı üzerinde gerçekleştirilmemiştir. Daha önce üzerine çalışılmamış bu konuyla ilgili eksiği gidermek adına bu tezin oluşturulmasına karar verilmiştir. Denizaltı manevra simülasyonlarında kullanılmak üzere dört kadran grafiğini çıkarmak için öncelikle hız ve devirlere ihtiyaç bulunmaktadır. Hız ve devre bağlı olarak hesaplanan hidrodinamik adım açısı (β) 0-360o aralığında dört kadrana ayrılmış olarak incelenecektir.Fakat bu aralıkta (β) değerleri her zaman deneyleri yapılabilecek hız ve devir büyüklüklerinde kalmamaktadır. Denizaltı ve pervaneye ait operasyon koşulları içinde kalan değerlerin hesaplanmasıyla ilgili literatürde herhangi bir çalışma bulunamamıştır. Bu noktada yeni bir yöntem oluşturarak uygun hız ve devir değerleri elde edilmiştir. Bu yöntem tezin yenilikçi yanı olarak da değerlendirilebilir. Çünkü hidrodinamik adım açısının hesaplanması için denizaltının maksimum ileri ve tornistan hızları hesaba katılmıştır. Böylece aracın başına gelebilecek tüm operasyon koşulları sağlanmış olur. İleri ve tornistan hızları incelenirken birbiri arasında geçiş yapılmış ve bu geçiş esnasında ileri giderken ani durma, tornistan seyrinde ani durma manevraları da incelenmiştir. Bahsedilen bu dört farklı kadran üzerinde analiz yapabilmek için modele ve pervaneye farklı hassaslıklarda çözüm ağları oluşturulmuştur. Daha sonra çözüm ağları hazır olan modelin ve pervanenin elde edilen hızlara ve devirlere göre akış analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak tezde ize uyumlu pervanenin dört kadranda performans eğrileri ve Fourier katsayıları çıkarılmıştır. Analizlerle bulunan maksimum hızlardaki sevk noktalarının doğrulanması için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Anahtar kelimeler: Pervane, Denizaltı, Pervane İzi, Dört Kadran,Sevk Deneyleri,Model Pervane
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.