Gemilerin bağlama analizleri ve çevresel faktörlerin etkileri
Ships mooring analysis and effects of environmental factors
Yazar: KERİM ZİYLAN
Danışman: PROF. DR. SELÇUK NAS
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deniz Ulaştırma Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Denizcilik = Marine ; Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Gemilerin bağlama operasyonları, dinamik ve statik birçok değişkene bağlı detaylı bir süreçtir. Bu süreç, gemi ve iskele ikilisi üzerindeki bağlama noktalarının fiziksel özelliklerine bağlı olduğu kadar, operasyonun gerçekleştiği an ve bölgeye özel çevresel koşullara da bağlıdır. Tüm bu değişkenlerin birbirine etkisini incelemek için bağlama analizleri yapılmaktadır. Rüzgar, akıntı ve dalgaların, gemi ve bağlama sistemi üzerindeki etkisi çevresel faktörler kısmını oluşturmaktadır. Bu etkiler toplanarak, bileşke kuvvet ve bileşke moment olarak gemi üzerinde uygulanmaktadır. Gemi ve bağlama halatlarının, bu bileşke büyüklükler karşısında nasıl tepki vereceği, hangi hareketi yapacağı ve yük dağılımının bağlama halatlarında nasıl gerçekleşeceği ise bağlama analizinin matematiksel modeli ile araştırılmaktadır. Bu çalışmada, her gemi ve iskele tipi için uygulanabilir genel geçer bir bağlama analizi matematiksel modeli geliştirilmiştir. Matematiksel model, enine öteleme, boyuna öteleme ve savrulma hareketlerini içeren üç serbestlik derecesi için geliştirilmiştir. Yöntemin geçerliliği fiziksel araştırma modelleri ile araştırılmış ve sektörde kullanılan bir paket yazılım ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda kurgulanan farklı senaryolarda yüzde 0,57 ile yüzde 2,23 arasında değişen oldukça küçük ortalama mutlak yüzde hata değerlerine ulaşıldığı görülmüştür. 
Geliştirilen yeni yöntem gemi öteleme ve dönme hareketlerini, yarı statik bir şekilde ele almaktadır. Yöntemin uygulanabilirliğini ve verimliliğini arttırmak için, analizin ihtiyaç duyabileceği değişkenler mümkün olduğu kadar azaltılmıştır. Gemi için başlıca uzunluklar ve rüzgar projeksiyon alanları, bağlama planı için ise bağlama noktalarının koordinatları gibi değişkenler analizin yapılabilmesi için yeterli olmaktadır. Böylece özellikle liman yetkililerinin, her gemi ve her bağlama durumu için hızlıca çıkarım yapabilecekleri genel geçer bir analiz yöntemi geliştirilmiş olmuştur.

Abstract:
Mooring operations for ships are a complex process that depends on numerous dynamic and static variables. This process is influenced not only by the physical characteristics of the mooring points between the ship and the quay but also by the environmental conditions specific to the time and location of the operation. To examine the interactions of all these variables, mooring analyses are conducted. The impact of wind, current, and waves on the ship and mooring system constitutes the environmental factors. These effects are aggregated and applied to the ship as resultant force and moment. The response of the ship and mooring lines to these resultant loads, the movements they will make, and the load distribution within the mooring lines are investigated using the mathematical model of mooring analysis. In this study, a mathematical model for mooring analysis has been developed for every type of ship and quay. The mathematical model has been designed to accommodate three degrees of freedom, including surge, sway, and yaw. The efficacy of the method has been validated through physical research models and a comparison with a commercial software package commonly used in the industry. The comparison revealed that the mean absolute percentage error values for various simulated scenarios ranged between 0.57% and 2.23%.
The newly developed method addresses ship translation and rotational movements in a quasi-static manner. In order to enhance the applicability and efficiency of the method, the number of variables required for analysis has been minimised as much as possible. The primary variables required for analysis are the dimensions of the ship and the areas affected by wind, along with the coordinates of mooring points for the mooring plan. This enables the development of an easy applicable analysis method, which allows port authorities to rapidly make deductions for any ship and mooring situation.