Bir balıkçı teknesinin yalpa hareketinin dinamik analizi ve kontrolü
Dynamic analysis and control of the fishing boat's roll motion
Yazar: HAKAN DEMİREL
Danışman: DOÇ. DR. FUAT ALARÇİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Lyapunov yöntemi = Lyapunov method ; PID = PID ; Yalpa = Roll

Özet:
Gemiler mevcut kuralların getirdiği gereklilikleri sağlamalarına rağmen stabilite konusundaki eksiklikler nedeniyle araştırmacılar için geçerliliğini koruyan bir alan olmuştur. Seyir halindeki bir geminin, zorlayıcı hidrodinamik kuvvetlerden dolayı yalpa hareketinin kararlı bölgenin dışına çıkabileceği bilinmektedir. Çalışmamızda yalpa hareketi için doğrusal olmayan bir yalpa denklemi kullanılmıştır. Yalpa hareketini optimum seviyelere getirmek için yalpa dengeleyici kanat tercih edilmiştir.
Model gemi olarak alınan bir balıkçı gemisi yalpa denkleminin,Lyapunov metoduyla stabilite analizi yapılmış ve sistemin kararlı bölgede olduğu ifade edilmiştir.  Doğrusal olmayan yalpa denklemindeki doğrultucu moment ve sönüm katsayıları ampirik formüllerle hesaplanmıştır. Yalpa dengeleyici kanata ait kaldırma katsayıları ise StarCCM+ paket programı ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizi yapılarak bulunmuştur. 
Balıkçı gemilerinde avlanma ve seyir durumları göz önüne alındığında stabilite konusunun daha önemli olduğu görülmektedir. Bu yüzden iki farklı kontrol yöntemi kullanılarak yalpa dengeleyici kanat sayesinde doğrusal olmayan yalpa hareketinin ve kararlılığının optimum değerlere gelmesi sağlanmıştır.
PID ve MPID kontrol yöntemleriyle yalpa hareketi minimize edilmiştir. Kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki yalpa açısı ve hız diyagramları çizilmiş ve sonuçlar mukayese edilmiştir. Simülasyon sonuçlarından, balıkçı gemisi yalpa dengeleyici kanat sisteminde MPID kontrol yönteminin PID?ye göre daha verimli bir kontrol yöntemi olduğu görülmüştür.

Abstract:
Ships remain a research subject for researchers as they lack fundamentals about stability despite meeting the requirements of current laws. It is known that a ship on route is likely to be off the stable zone due to disrupting hydrodynamic forces of a ship roll motion. Non-linear roll equation was used for roll motion ın our study. Fİn roll stabilizer was prefered for roll motion? optimum levels.
Fishing boat is our model ship. Stability analysis was conducted using Lyapunov method and ıt was realized that system was stable. Non-linear roll motion equation?s roll restoring moment coefficients and damping coefficients were expressed by empirical formulas. Computational fluid dynamics analysis had been done with Star CCM + package software for lift coefficients related to fin roll stabilizer. All values were used for control applications.
Stability is more important subject for fishing boat because hunting and navigation conditions effect fishing boat significantly. So two different control methods were used for obtain optimum non-linear roll motion thanks to fin roll stabilizer.
Roll motion was minimized via PID (Proportional-Integral-Derivative) and MPID control methods. Roll angle and velocity graphes were plotted for controlled and uncontrolled conditions. Graphes were compared eachother.It realized that MPID control method is more effective than PID control method.