ISSN 1300 - 1973

Quick Search




GMO SHIPMAR: 25 (215)

Volume: 25  Issue: 215 - 2019

1.Full Journal

Pages I - II

2.The 100th Anniversary of the Turkish National Struggle

Pages 3 - 11
Abstract | Full Text PDF

RESEARCH ARTICLE
3.Cavitating Flow Investigations Around the Delft Hydrofoil
Onur Usta
Pages 12 - 27
Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanılarak Delft hidrofoili etrafındaki kavitasyonlu akış modellemesi sunulmaktadır. Bu kapsamda 3 boyutlu Delft hidrofoilinin, 2 farklı kavitasyonlu akış koşulunda direnç ve kaldırma kuvvetleri, hidrofoilin yüzeyi üzerinde oluşan kavitasyonun hacmi ve hidrofoil yüzeyinde oluşan kavitasyon paterni HAD analizleri ile elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürden alınan hem kavitasyon tüneli deney sonuçları ile, hem de çeşitli sayısal analiz çalışmaları sonuçları ile kıyaslanarak oluşturulan HAD modelinin geçerlemesi sağlanmıştır.
Kavitasyonu HAD ile doğru bir şekilde modelleyebilmek için; kavitasyonlu bir akışın özellikleri olan türbülans, zamana göre ani hız ve basınç dalgalanmaları, iki fazlı akış, sıvı fazdan buhar fazına geçişteki kütle transferi, üç boyutluluk, viskozite, kavitasyon kabarcıklarının dinamiği ve kabarcıklar arasındaki etkileşim gibi özelliklerin hepsi aynı anda çözüme dahil edilmelidir. Bu çalışmada, kavitasyonlu akıştaki yukarıda bahsedilen özellikler çeşitli modeller kullanılarak hızla gelişen hesaplama teknolojisi vasıtasıyla modellenmiştir. Sayısal analizlerde üç boyutlu, zamana bağlı kavitasyonlu akışın çözdürülmesinde Ayrık Girdap Simülasyonu (DES) modeli kullanılmıştır. Türbülans, SST Menter k-⍵ türbülans modeli ile, iki fazlı akış VOF (Volume of Fluid) ile ve kavitasyon da basitleştirilmiş Rayleigh-Plesset kabarcık denklemine dayanan Schnerr-Sauer kavitasyon modeli ile çözdürülmüştür. Analizler ilk önce incelenen iki akış koşulu için oluşturulan normal ağ örgüleri ile koşturularak basınç ve hız dalgalanmaları ile kavitasyon oluşan bölgeler belirlenmiştir. Sonrasında bu bölgelerdeki ağ örgüsü sıklaştırılıp iyileştirilerek analizler tekrar koşturulmuştur. Böylece HAD çalışmalarında çok önemli bir parametre olan ağ örgüsüne bağlı hatalar mümkün olduğunca giderilmiştir. Bunun yanı sıra, analizler sistematik olarak sıklaştırılmış üç farklı ağ örgüsü ve üç farklı zaman adımı ile tekrarlanmıştır. Bu analizlerden elde edilen kaldırma kuvveti sonuçları kullanılarak incelenen akış koşullarındaki sayısal belirsizlikler hesaplanmış, çalışmanın ağdan ve zamandan bağımsız olduğu gösterilmiştir.
In this study, cavitating flow modeling around the Delft hydrofoil by using Computational Fluid Dynamics (CFD) is presented. In this context, 2 different cavitating flow conditions around the 3-D Delft hydrofoil are simulated. Drag and lift forces, cavitation volume on the hydrofoil and cavitation pattern are processed via CFD analysis. The results obtained from the CFD analysis are validated by the cavitation tunnel test results besides the results of various numerical analysis studies obtained from the literature.
In order to model the cavitation accurately with CFD; all properties of cavitating flows such as turbulence, unsteady pressure and velocity fluctuations, two-phase flow, mass transfer from liquid phase to vapor phase, three-dimensionality, viscosity, dynamics of cavitation bubbles and interactions between bubbles should also be included in the solution. In this study, cavitating flow is simulated by using various models for the aforementioned properties by means of rapidly developing computational technology. Three-dimensional, unsteady cavitating flow around the hydrofoil is solved by the Detached Eddy Simulation (DES) technique with the SST Menter k-⍵ turbulence model. Two phase flow is modelled by the Volume of Fluid (VOF) method. Cavitation is modeled by the Schnerr-Sauer cavitation model, which solves the simplified Rayleigh-Plesset bubble equation. In the analysis, simulations are carried out initially using normal meshes. Thus the regions, where high pressure, velocity fluctuations and cavitation occur are determined. Then the mesh is refined in those regions. Eventually, the regions where high pressure and velocity fluctuations and cavitation occur, have better mesh resolution. Also, the mesh density in the all computational domain is increased and the mesh is enhanced to match the DES model. In this way, the computational errors related to the mesh has been minimized. In addition, the analyses are repeated with three systematically refined meshes and three different time steps. Numerical uncertainties of the analysis under simulated flow conditions are calculated by using lift force results obtained from these analysis and it is demonstrated that the study is independent of grid and time.

4.Effects of the Fourth Industrial Revolution on Occupational Health and Safety in Shipbuilding
Aytek Güngör, Barış Barlas
Pages 28 - 42
Gemi inşası; tasarım, tedarik, inşa, donatım, boya, montaj, denetim ve test süreçleri ile oldukça karmaşık ve zengin bir ürün değer zincirine sahiptir. Bu süreçler ve ilgili faaliyetler, belli zaman kısıtlarına uyacak şekilde genellikle sıkışık aralıklarda yürütülür ve tamamlanırlar. Doğası gereği ağır ve tehlike işler kapsamında sayılan bu sanayi alanında her yıl büyük maddi ve manevi kayıplara sebep olan pek çok kaza ve meslek hastalığı ile karşılaşılmaktadır.
Otonom üretim makinelerinin nesnelerin interneti ve büyük veri analizi ile kendi kararını verebildiği, geleneksel tek elden yönetilen üretim sistemi yerine tam entegre, otomatik ve optimize üretim akışını temel alan ve özünde “Akıllı Fabrika” idealinin gerçekleştirilmesi olan Dördüncü Sanayi Devrimi, diğer tüm üretim alanlarında olduğu gibi gemi inşasını pek çok yönden değiştirme potansiyeline sahiptir. Bu yaklaşımın; tersane iş sağlığı ve güvenliği ile ilgili risklerin azaltılmasında yeni ufuklar açacağı bir gerçektir.
Shipbuilding has a quite complex product value chain with design, procurement, construction, outfitting, painting, assembly, assessment and trials. These processes and related activities are executed in general within restricted periods adhering to specific milestones. Each year many occupational accidents and diseases are encountered at this dangerous branch of industry resulting in not only dramatic non-fatal injuries and deaths but also financial losses.
The Fourth Industrial Revolution comprises autonomous production robots also called “cyber physical systems” that are capable of making decisions utilizing Internet of Things (IoT) and big data analysis, incorporation of wide spread, fully integrated, automatic and optimized production management philosophy and realization of the Idea “Smart Factory”. This new paradigm has the potential to change the nature of shipbuildingjust like any other industrial branches and is expected to be a nexus to new solutions for neutralizing occupational risks faced during shipbuilding processes.

5.Investigation of Ship Resistance by Telfer’s Method and Computational Fluid Dynamics
Uğur Can, Şakir Bal
Pages 43 - 56
Abstract | Full Text PDF

REVIEW
6.Evaluation of the Effects of Ship Speed Optimization on the Cost-Benefit Relationship
Olcay Sert, Levent Bilgili
Pages 57 - 64
Denizcilik sektörü, sayısız uygulama alanı ve çeşitli operasyon süreçleri ile kapsamlı bir endüstri koludur. Dünya ticaretinin yaklaşık % 90'ı deniz ticaretiyle gerçekleştiğinden, dünya ticaret ağında vazgeçilmez bir rol oynamaktadır. Her ne kadar deniz ticareti sisteminin büyük kapasiteyi elinde bulundursa da sistemin başarısı özellikle paydaşların mutlak dakikliği, güvenliği ve iş birliği gibi bazı faktörlere bağlıdır. Yakıt tüketimi, gemi egzoz emisyonları ve genel işletme maliyetleri üzerinde etkisi olan gemi optimizasyonu çok boyutlu bir konudur.
Geminin hızı tasarım aşamasında optimize edilmiştir; ancak, bazı durumlarda, tasarım hızı, zaman kısıtlamaları nedeniyle tasarım hızı en uygun hız olmayabilir. Hız azaltımının CO2 emisyonlarını azaltmanın önemli bir yolu olduğu bilinmesine rağmen, bu yöntemin de bazı kısıtlamaları vardır.
Gemi hız optimizasyonu, kayda değer faydalarının yanı sıra bazı belirsizlikler de beraberinde getirmektedir. Emisyonları azaltmanın önemli bir yolu olarak kabul edilebilse de, her yolculuk ve koşul için güncellenmesi gerekir.
The Maritime sector is a comprehensive branch of industry with its numerous fields of application and various operation processes. Because approximately 90% of world trade is via maritime trade, it plays an indispensable role on world trade network. Although the great capacity that maritime trading system can manage this high trade, the success of the system is strongly bound to some factors such as absolute punctuality, safety and cooperation of shareholders. Speed optimization, which has impacts on fuel consumption, flue gas emissions and general operation costs, is a multidimensional issue.
The speed of a ship is optimized during design stage; however, in some cases, the designed speed may not be the optimal speed due to the time constraints. Although it is well known that speed reduction is an important way to reduce CO2 emissions, this method has some constraints as well.
Speed optimization brings some uncertainties besides its remarkable benefits. Although it can be accepted as an important way to reduce emissions, it must be updated for every voyage and condition.

RESEARCH ARTICLE
7.Linear Vibration Analysis of Clamped Vertical Rectangular Plates Partially Submerged into Fluid by IGAFEM – IGABEM Approach
İbrahim Tuğrul Ardıç, Erden Yıldızdağ, Ahmet Ergin
Pages 65 - 77
Bu çalışmada durağan akışkana kısmen daldırılmış düşey durumdaki dikdörtgen ankastre plakların serbest titreşim analizi gerçekleştirilmiştir. Analizler plağın vakum koşullarındaki ve ıslak durumdaki analizleri olmak üzere iki başlık altında gerçekleştirilmiştir. Her iki durumdaki analizlerde, izogeometrik NURBS konsepti benimsenmiş; plağın vakum koşullarındaki dinamik karakteristiklerini belirlemek amacıyla izogeometrik sonlu elemanlar metodu (IGAFEM) uygulanırken; ıslak durumdaki dinamik karakteristiklerini belirlemek amacıyla ise izogeometrik sınır eleman metodu (IGABEM) tercih edilmiştir. Vakum koşullarındaki yapının hareket denklemi oluşturulurken Kirchhoff ince plak teorisi benimsenmiştir. Gerçekleştirilen ıslak analizlerde, akışkan viskoz olmayan ve sıkıştırılamaz kabul edilmiş; akışkanın dönel hareketleri ihmal edilmiştir. Akışkan ile plak arasındaki etkileşimin, yalnızca plağın hareketlerinin akışkan ortamında meydana getirdiği basınç alanı aracılığıyla gerçekleştiği kabul edilmiştir. Akışkan-yapı etkileşimi neticesinde plağın dinamik karakteristiklerinde meydana gelen değişimleri saptamak amacıyla lineer hidroelastisite teorisi benimsenmiştir. Vakum koşullarında ve ıslak durumda elde edilen plağın dinamik karakteristikleri (doğal frekanslar ve karşılık gelen mod şekilleri) literatürde yer alan analitik ve deneysel çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Sonuçlar irdelendiğinde, izogeometrik NURBS konseptinin akışkan-yapı etkileşimi problemlerine efektif olarak uygulanabileceği gözlemlenmiştir.
In this study, the hydroelastic vibration analysis of clamped rectangular plates vertically in contact with quiescent fluid is carried out. The method of analysis is divided into two parts; namely, in-vacuo and wet. Both in-vacuo and wet analyses are conducted by the novel isogeometric NURBS concept; the in-vacuo analysis is carried out by the isogeometric FEM, while, wet analyses are performed by the isogeometric BEM. In in-vacuo analysis, the Kirchhoff thin plate theory is adopted, and the isogeometric FEM formulation for Kirchhoff plate is presented. In wet analysis, fluid is assumed non-viscous and incompressible; the rotational motions of the fluid is neglected. It is also assumed that fluid actions and related pressure distribution over the structure only occur due to modal vibrations of the structure; in other words, it is assumed that both the elastic structure and the surrounding fluid has no forward speed. The linear hidroelasticity theory is adopted in order to determine the wet dynamic characteristics of the structure under the fluid-structure interaction forces. In-vacuo and wet dynamic characteristics (natural frequencies and corresponding mode shapes) are presented comparatively with the available analytical and experimental results in the literature. It is concluded that the present work demonstrates the versatility of the isogeometric analysis concept.

8.Performance Prediction of Marine Propellers By Nonlinear Bem and RANS Methods
Ahmet Soydan, Şakir Bal
Pages 78 - 92
Kanat elemanı momentum tekniği, bir pervanenin performans tayininde son derece hızlı, basit ve efektif bir yöntemdir. Geleneksel lineer kanat elemanı momentum yöntemi, direncin indüklenmiş hücum açısı üzerindeki etkisinin küçük olduğunu kabul eder. Dolayısıyla, kanat açıklığı boyunca indüklenmiş hücum açıları küçük kalır. Ancak bu yaklaşımözellikle, yüksek ilerleme sayılarında doğru sonuçlar vermez. Lineer olmayan kanat elemanı momentum teoris bu problem çözer. Bu çalışmada, DTMB 4381 test pervanesinin açık su performansı kanat elemanı momentum teorisi ve RANS yöntemleriyle incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, lineer kanat elemanları yönteminin sonuçları ve deneysel verilerle karşılaştırılmıştır.
Blade element momentum (BEM) technique is a fast, simple and an efficient method applied to measure the performance of propeller. The traditional linear BEM method is based on the assumption that the drag has a little effect on the induced angle of attack and thus the induced angle of attack is very small at all sections along the blade. However, it is known that this approach creates inaccurate results especially on high advanced ratios. The Nonlinear BEM method avoids this inaccuracy arising from this negligence. In this paper, the open water performance of benchmark propeller DTMB 4381 has been investigated by using the nonlinear BEM and RANS methods. The results have been compared with the linear BEM method and experimental results.

9.Application of Fuzzy AHP and Fuzzy TOPSIS Methods in Selection of Ship Type to be Built in Shipyards
Orçun Balbaş, Eda Turan
Pages 93 - 111
Bu çalışmada, tersanelerin dünya pazarındaki rekabet ortamında başarılı olabilmelerini sağlamada karar verme aşamalarında uygulayabilecekleri çok kriterli karar verme yöntemlerinden bulanık mantık ile sentezlenmiş bulanık AHP ve bulanık TOPSIS yöntemlerini kullanarak, özel bir tersanenin inşa edebileceği ideal geminin tipinin belirlenme uygulaması yapılmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk bölümde verilen genel bilgiler ve literatürün ardından ikinci bölümde karar verme, üçüncü bölümde karar verme yöntemleri, dördüncü bölümde bulanık mantık ve yöntemler ve beşinci bölümde uygulama ile elde edilen veriler sunulmaktadır. Son bölümde ise çalışmadan elde edilen genel sonuçlar ve değerlendirmeler verilmiştir.
Teknoloji gelişimi ile farklılaşan müşteri talepleri ve gemi tiplerinin evrilmesi ile, pazarda yerini koruma çabası içerisine giren gemi inşa sektörü firmaları özellikle proje yönetimlerine verdikleri önem artmaktadır. Gemi inşa sektörü içerisinde proje yönetiminde öne geçmek isteyen işletmelerin, bu çalışmada incelenen karar verme ve çok kriterli karar verme yöntemlerini benimsemeleri ve işletmedeki her karar aşamasında bu yöntemleri kullanmalarının faydalı olacağı düşünülerek önerilmektedir. Her ayrı karar verme aşamasında uygun yöntem süreçlere basit şekilde entegre edilerek, süreçlerin ve kararların iyileştirilmesinde büyük katkı sağlamaktadır.
In this study, the multi - criteria decision making methods of fuzzy logic, fuzzy AHP and fuzzy TOPSIS were utilized to determine the ideal class of ships that a specific shipyard can build during the decision making stages of shipyards for them to be successful in the competitive environment of the world market. For this purpose, a general information and related literature are reported in the first chapter. Decision making, decision-making methods, fuzzy logic, fuzzy decision methods and the data obtained by implementation are presented consecutively in the chapters that follow. In the last section, general results and evaluations obtained from the study are given.
With the ever-evolving customer demands and differentiated ship types due to the development of technology and the importance given to the project management by shipbuilding companies, which are in an effort to maintain their place in the world shipbuilding market, is increasing. It is suggested that the companies, which would like to take the lead in project management within the shipbuilding sector, should adopt the decision-making and multi-criteria decision making methods examined in this study and use these methods in every decision stage. The appropriate method will be integrated into every decision-making process and contributes to the improvement of processes and decisions.

LookUs & Online Makale