İze uyumlu denizaltı pervanesi tasarımının hesaplamalı ve deneysel olarak incelenmesi
Examination of wake adapted submarine propeller design using computational and experimental methods
Yazar: SİNAN BURUNSUZ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI HELVACIOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
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

Abstract:
The use of DARPA Suboff model and INSEAN E1619 propellers in submarine studies is a very common scenario. However, studies in this area are generally conducted with forward motion only. The working conditions of the propellers are actually in four directions rather than one direction. These are; clockwise and counter clockwise rotation of the the propeller during both the forward motion and the backward motion.
This four-quadrant study is of great importance for maneuvering simulations and has not previously been performed on a submarine with a wake adapted propeller. It has been decided to create this thesis in order to make up for the lack of interest in this subject that has not been studied before.
In order to use four quadrants to be used in submarine maneuver simulations, speed and rpm values are needed first. The hydrodynamic step angle (β) calculated in accordance with the speed and the rpm will be examined in four quadrants in the range of 0-360o. However, in this range (β) values do not always remain at the speed and cycle magnitudes at which experiments can be performed. No studies have been found in the literature regarding the calculation of the values within the submarine and propeller operating conditions. By creating a new method at this point, appropriate speed and rpm values are obtained.
This method can also be considered as an innovative aspect of the thesis. Because in order to  calculate the hydrodynamic step angle, the maximum forward and backwards speeds of the submarine have been added to the calculations. This will ensure all the operational conditions that may occur on the vessel. When forwards and backwards speeds were examined, the transition was made between each other, and during this transition, crash ahead and crash back maneuvers were examined in the course of the turn.
In order to analyze these four different quadrants, fine, medium and coarse meshes were created on the model and the propeller. Flow analysis was then carried out according to the speeds and rpm values of the model and the propeller.

Key Words: Propeller, Submarine, Adapted Propeller, Four Quadrant, Model Propeller, Propulsion Tests