Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

KORKMAZ, Fatih Cüneyt; Guzel, Bulent

Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Fatih Cüneyt KORKMAZ, (Yıldız Teknik Üniversitesi)

Bülent GÜZEL (Yıldız Teknik Üniversitesi)

Journal of Eta Maritime Science

1 1

Yıl: 2017 Cilt: 5 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 258 - 270 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Öz:

Bu çalışmada gemilerdeki dövünme yükleri, dövünme esnasında gerçekleşen enerji transferi gözönünde bulundurularak, deneysel olarak incelenmiştir. Suya giren cisimlerin serbest su yüzeyinde oluşturduğu deformasyonlar incelenmiş ve çarpma kuvvetleri gerinim ölçerler vasıtasıyla farklı giriş hızlarında ölçülmüştür. Deneyler, suya giriş esnasında yüzeylerinin serbest su yüzeyi ile yaptığı giriş açısının her bir derinlik aşamasında farklılık gösterdiği silindir ve küre ile gerçekleştirilmiştir. Serbest düşme deneyleri, araştırılan geometrinin belirli yükseklikten suya girişi sağlanarak üzerine gelen çarpma kuvvetlerini ölçmek ve deforme olan suya transfer edilen enerjinin bu kuvvetlerle olan ilişkisini incelemek üzere kurgulanmıştır. Boyutsuz bir değer olan dövünme katsayısının (Cs) deneyler neticesinde elde edilen değerleri, analitik ve nümerik yöntemlerle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Yüzeyi tırtıklı bir silindirin suya giriş esnasında su yüzeyini farklı bir şekilde deforme ettiği ve bu farklılığın dövünme kuvvetini de etkilediği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda farklı elastisite modülüne sahip malzemelerle üretilen silindirler kullanılarak elastisitenin dövünme üzerine etkisi araştırılmış ve elastisitenin dövünme kuvvetlerinin etkisini azalttığı gösterilmiştir.

Anahtar Kelime:

Konular: Denizcilik

Experimental Investigation of the Effects of Flexibility and Surface Properties on Slamming Loads in Water Entry of Cylinders and Spheres

Öz:

This study investigates the slamming impacts experimentally considering the energy transfer from solid to fluid during slamming. Deformations on free water surface by solid objects entering water were observed and impact forces were measured via strain gauges at different entrance velocities. Experiments were conducted by using cylinders and spheres whose surfaces' entrance angles into the water change at different depth levels. Free fall tests were designed to measure impact forces of the investigated shapes by immersing them into the water from a definite height and to investigate the relation of the energy transferred to the water with this force. The slamming coefficient, Cs is calculated from experimental results and then compared with analytical and numerical results. It is observed that the cylinder with ridged surface deforms the free water surface differently and this difference affects the slamming force as well. The effect of flexibility is also studied by using cylinders of different elasticity and it is shown that flexibility decreases the effect of slamming forces.

Anahtar Kelime:

Konular: Denizcilik

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Faltinsen, O. M. (1990). Sea loads on ships and offshore structures. Cambridge University Press, Cambridge.
[2] Faltinsen, O. M. (2005). Hydrodynamics of high-speed marine vehicles. Cambridge University Press, New York.
[3] Willis, M.E., Dalzell, R.G., Kline, R.G., Maclean,W.M., Townsend, H.S., Ochi, M.K., Ochi, M.D. (1994). Technical and Research Bulletin 2-30: Notes on Ship Slamming, Panel HS-2, Impact Loading and Response, The Society of Naval Architects and Marine Engineers.
[4] Von Karman (1929). The impact on sea plane floats during landing, Tech. Report 321, NACA.
[5] Wagner, H. (1932). Phenomena associated with impacts and sliding on liquid surfaces, translation of "Uber stoss und Gleitvorgänge an der Oberfläche von Flüssigkeiten", Zeitschrift fur Angewandte Mathematik Und Mechanik. 12(1): 193-215.
[6] Zhao, R. and Faltinsen, O.M. (1993). Water Entry of Two-dimensional Bodies, Journal of Fluid Mechanics, 246(1):593-612.
[7] Mei, X., Liu, Y., Yue, D.K.P. (1999). On the water impact of general twodimensional sections, Journal of Applied Ocean Research, 21(1):1-15.
[8] Chuang, S. (1967). Experiments on Slamming of Wedge- Shaped Bodies, J. of Ship Research, 11: 190-198.
[9] Engle, A., Lewis, R. (2003). A comparison of hydrodynamic impacts prediction methods with two dimensional drop test data, Marine Structures, 16: 175-182.
[10] Yettou, E. M., AD, A., Champoux, Y. (2006). Experimental study on the water impact of a symmetrical wedge, Fluid Dynamics Research, 38(1):47- 66.
[11] Lewis S. G., Dominic A Hudson, Stephen R Turnock and Dominic J T. (2010). Impact of a free falling wedge with water: Synchronized visualization, pressure and acceleration measurement, Fluid Dyn. Res. 42(3): 035509(30pp).
[12] Cointe, R. and Armand, J.L., (1987). Hydrodynamic impact analysis of a cylinder, J. Offshore Mech. Arct. Eng. 109(3): 237-243.
[13] Panciroli, R., Shams, A., Porfiri, M., (2015). Experiments on the water entry of curved wedges: High speed imaging and particle image velocimetry, Ocean Engineering, 94(1):213-222.
[14] Peseux, B., Gornet, L., Donguy, B. (2003). Hydrodynamic impact: Numerical and experimental investigations, Journal of Fluids and Structures, 21(1): 277-303.
[15] Van Nuffel, D. (2014). Experimental Study of the Slamming Induced Pressures, Forces and Deformations of Quasi-Rigid and Deformable Bodies during Vertical Water Entry, Ph.D. Thesis, Ghent University, Belgium.
[16] Faltinsen, O.M., (1997). The effect of hydroelasticity on ship slamming, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A., 355: 575-591.
[17] Bereznitski, A. (2001). Slamming: The role of hydroelasticity, Int. Shipbuild. Prog., 48(4): 333-351.
[18] Faltinsen, O.M., (2000). Hydroelastic Slamming, J. Marine Science Technology, 49-65.
[19] Cooper, M., McCue, L., (2011). Experimental study on deformation of flexible wedge upon water entry, 9th Symposium on High Speed Marine Vehicles, May, Naples, Italy.
[20] Panciroli, R., Abrate, S., Minak, G., Zucchelli, A., (2012). Hydroelasticity in water-entry problems: Comparison between experimental and SPH results, Composite Structures, 94: 532-539.
[21] Panciroli, R., Ubertini, S., Minak, G., Jannelli, E., (2015). Experiments on the dynamics of flexible cylindrical shells impacting on a water surface, Experimental Mechanics, 55, 1537- 1550.
[22] Korkmaz F. C. and Guzel B. (2017). Water entry of cylinders and spheres under hydrophobic effects; Case for advancing deadrise angles. Ocean Engineering 129(1): 240-252.
[23] Abrate, S., (2013). "Hull slamming". Appl. Mech. Rev. 64(6):1-35.
[24] Akyildiz H. and Unal E. (2014). Dönme Hareketi Verilen Rijit Silindirik Bir Tankta Sıvı Çalkantısının Deneysel İncelenmesi. Journal of ETA Maritime Science 2(2): 131-142.

APA	KORKMAZ F, Guzel B (2017). Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. , 258 - 270.
Chicago	KORKMAZ Fatih Cüneyt,Guzel Bulent Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. (2017): 258 - 270.
MLA	KORKMAZ Fatih Cüneyt,Guzel Bulent Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. , 2017, ss.258 - 270.
AMA	KORKMAZ F,Guzel B Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. . 2017; 258 - 270.
Vancouver	KORKMAZ F,Guzel B Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. . 2017; 258 - 270.
IEEE	KORKMAZ F,Guzel B "Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi." , ss.258 - 270, 2017.
ISNAD	KORKMAZ, Fatih Cüneyt - Guzel, Bulent. "Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi". (2017), 258-270.

APA	KORKMAZ F, Guzel B (2017). Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Journal of Eta Maritime Science, 5(3), 258 - 270.
Chicago	KORKMAZ Fatih Cüneyt,Guzel Bulent Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Journal of Eta Maritime Science 5, no.3 (2017): 258 - 270.
MLA	KORKMAZ Fatih Cüneyt,Guzel Bulent Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Journal of Eta Maritime Science, vol.5, no.3, 2017, ss.258 - 270.
AMA	KORKMAZ F,Guzel B Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Journal of Eta Maritime Science. 2017; 5(3): 258 - 270.
Vancouver	KORKMAZ F,Guzel B Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Journal of Eta Maritime Science. 2017; 5(3): 258 - 270.
IEEE	KORKMAZ F,Guzel B "Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi." Journal of Eta Maritime Science, 5, ss.258 - 270, 2017.
ISNAD	KORKMAZ, Fatih Cüneyt - Guzel, Bulent. "Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi". Journal of Eta Maritime Science 5/3 (2017), 258-270.