Verification and Validation of Numerical Simulations of Displacement Type Vessels

Authors : Sarih SARI, Ali DOĞRUL

Pages : 77-95

View : 20 | Download : 8

Publication Date : 2021-06-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Gemilerde güç ihtiyacı ve yakıt tüketimini en aza indirmek çok önemlidir, bu sayede daha çevreci gemiler elde edilmiş olur. Bu hedef, gemilerin hidrodinamik performansının tahmin edilmesi ile elde edilebilir. Bu bağlamda, çeşitli araştırmacılar tarafından deneysel ve sayısal yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Deneysel çalışmalar model deneylerine dayanırken sayısal yöntemler viskoz ve potansiyel akış kabullerine dayanmaktadır. Bu çalışmada çeşitli tipte gemiler sayısal olarak incelenerek hem gerçekleme hem de doğrulama adına kapsamlı bir veri setinin sunulması amaçlanmıştır. Sayısal yöntemin doğruluğunu ve hassasiyetini göstermek adına iki konteyner gemisi ve bir muharip suüstü gemisi için RANS denklemlerini çözen sayısal bir yaklaşım kullanılmıştır. Bu gemiler KRISO konteyner gemisi insert ignore into journalissuearticles values(KCS);, Duisburg test gemisi insert ignore into journalissuearticles values(DTC); ve ONR insert ignore into journalissuearticles values(Office of Naval Research); tarafından geliştirilen teknedir. Bu gemiler etrafındaki akış incelenirken serbest yüzey etkileri hesaba katılmıştır. Akış analizleri sakin su koşullarında gerçekleştirilmiştir ve gemiler paralel batma ve trim hareketine karşı serbest bırakılmıştır. Belirsizlik çalışması için ITTC ve AIAA tarafından önerilen GCI yöntemi kullanılmıştır. Sık, orta ve seyrek olacak şekilde ağ boyutu ve zaman adımı açısından farklı analiz setleri kurgulanmıştır. Bu analiz setleri sabit bir iyileştirme oranıyla \leftinsert ignore into journalissuearticles values(\sqrt\mathbf{2}\right); oluşturulmuştur. Belirsizlik amaçlı sayısal analizler her bir geminin dizayn Froude sayısında gerçekleştirilmiştir. Belirsizlik değerleri toplam direnç açısından elde edilmiştir. Bunu takiben, düşük ve orta hızları kapsayacak şekilde geniş bir Froude sayısı aralığında her bir model gemi için kapsamlı bir doğrulama çalışması yapılmıştır. Doğrulama, sayısal sonuçların erişilebilen deneysel sonuçlarla kıyaslanmasıyla yapılmıştır. Buna ek olarak, sonuçlar literatürde mevcut diğer sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Doğrulama, toplam direnç, paralel batma ve trim açısı parametreleri üzerinden yapılmıştır. Bu çalışma, hesaplamalı akışkanlar dinamiği insert ignore into journalissuearticles values(HAD); yönteminin gemi hidrodinamik performansını yeterli düzeyde tahmin edebildiğini göstermiştir. Bu sonuçlara göre karşılaştırma için deneysel veri eksikliğinde sayısal yöntem düşük belirsizlik değerleriyle güvenilirdir.
Keywords : Karşılaştırma, HAD, RANS, Toplam Direnç, Toplam Direnç, Belirsizlik, Doğrulama