Farklı şekil ve konumlardaki perde tipi engellerin dikdörtgen bir tankta çalkantıya etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of baffle shape and location on sloshing in the rectangular tank
Yazar: TOLGA BAYRAMOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH CÜNEYD KORKMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Denizcilik = Marine ; Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Bu tezde kısmi doldurulmuş dikdörtgen bir tankta farklı şekil ve konumlara yerleştirilen perde tipi plakaların çalkantıya etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Öncellikle sayısal model literatürden alınan deneysel sonuçlar ile doğrulanmıştır. Doğrulanan sayısal modelde aynı geometrik boyutlarda tam dolu, %27 ve %50 delik boşluk oranına sahip plakaların tabandan itibaren tankın her iki tarafında simetrik olarak 5 farklı konumda yerleşiminin çalkantıya etkisi parametrik olarak incelenmiştir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) modeli, üç boyutlu, türbülanslı, zamana bağımlı, sıkıştırılamaz akım yaklaşımı koşullarında sonlu hacimler yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Farklı şekil ve konumlara yerleştirilen her bir plaka için, tank tabanından sırasıyla 5 ve 10 cm yükseklikte P1 ve P2 noktalarından okunan basınç değerleri ile akışkan serbest yüzey hareketleri zamana bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Çalışma sonuçları tank içerisinde plaka kullanımının, belirlenen noktalarda basınçları düşürdüğünü göstermiştir. Çalışma kapsamında kullanılan plakaların basınç düşürme potansiyelleri karşılaştırıldığında, en iyi basınç azaltma performansının dolu plaka kullanımı ile sağlandığı gözlemlenmiştir. Ayrıca akışkan serbest yüzeyine yakın konumlandırılan plakaların basınç azaltmada daha etkili olduğu ortaya çıkarılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the effect of plates placed in different shapes and positions in a partially filled rectangular tank on sloshing was investigated numerically. First of all, the numerical model was verified by the experimental results obtained from the literature. In the verified numerical model, the effect of placing the plates with the same geometric dimensions, solid, with 50% and 27% void ratio, in three different positions symmetrically on both sides of the tank, on sloshing was parametrically investigated. The Computational Fluid Dynamics (CFD) model was carried out using the finite volume method under three-dimensional, turbulent, time-dependent, incompressible flow approach conditions. For each plate placed in different shapes and positions, the pressure values read from the P1 and P2 points taken at 5 and 10 cm height from the tank bottom, respectively, and the free surface movements of the fluid were compared time dependent. The results of the study showed that the use of plates in the tank reduced the pressures at the points. When the pressure reduction potentials of the plates used in the study were compared, it was observed that the best pressure reduction performance was achieved with the use of solid plates. In addition, it has been found that the plates located close to the fluid-free surface are more effective in reducing pressure.