Gemi pervane yüzeyinde tabaka kavitasyonunun sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of sheet cavitation on a marine propeller
Yazar: SERKAN EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. MESUT GÜNER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Gemi pervanelerinde görülen kavitasyon, pervanelerin hidrodinamik performansına veçalışma ömrüne etki eden, gemi bünyesinde titreşimlere ve su altında gürültüye neden olan birfiziksel olgudur. Pervane dizaynı sırasında kavitasyonun pervaneye ve çevreye olan olumsuzetkilerini en aza indirmek büyük önem taşımaktadır. Bu olgunun, deneysel olarak incelenmesihem pahalı hem de zaman gerektirmektedir. Bu nedenle, kavitasyonun ne zaman ortayaçıkabileceğinin pervane imalatı öncesi belirlenmesi gerekmektedir. Bunun yapılabilmesimaliyet ve zaman gerektiren deneysel yöntemlerle mümkün olmasına rağmen, aynı hassasiyetdüzeyinde nümerik yöntemlerin tercih edilmesi pervane tasarımcısına birçok avantajsağlayabilmektedir. Bu dikkate alınarak, pervane ve kavitasyon analizi için bilgisayarteknolojisinin de gelişimine bağlı olarak kaldırıcı yüzey metodu, panel metodu ve hesaplamalıakışkanlar dinamiği metodu gibi çeşitli sayısal modelleme teknikleri geliştirilmiştir.Mevcut çalışmada, sözü edilen metotlardan kaldırıcı yüzey metoduna dayalı bir pervaneanaliz metodu, tabaka kavitasyonu kaynaklı gürültü hesabını da içerecek şekildegeliştirilmiştir. Uygulama olarak, ikisi model pervane biri tam ölçekte olmak üzere üç adetpervane seçilmiştir. Mevcut metot ile elde edilen sonuçlar, deneysel sonuçlar ve diğer sayısalyöntemler ile karşılaştırılmıştır.Geliştirilen analiz metodu ile kolay, hızlı ve güvenilir bir şekilde pervanenin imalat öncesikavitasyon ve performans analizi ile kavitasyon kaynaklı gürültü düzeyi hesabı yapabilmeimkanı sağlanarak maliyet ve zaman tasarrufu gerçekleştirilebilmektedir.Anahtar Kelimeler: Kavitasyon, tabaka kavitasyonu, kaldırıcı yüzey metodu, gürültü düzeyi.

Abstract:
Cavitation in ship propellers is a fluid physical phenomenon which affects the hydrodynamicsperformance and life span of propellers and causes underwater noise and vibration on hull.Surface investigation of cavitation by experiment techniques requires high cost and time.Therefore, it is important to reduce the cavitation?s effects to environment and propellerduring design stage of propeller. Therefore it is necessary to determine the cavitation beforemanufacture. It is possible to check the cavitation by experiment, but it needs much time andcost, but the preference of numerical methods with high accuracy level can supply manyadvantages to designer. Within this context, some numerical methods such as lifting surfacemethods, panel methods and computational fluid dynamics methods are developed as thecomputer technology increases.In the present study, a propeller analysis method based on lifting surface method has beendeveloped including noise calculation due to sheet cavitation. For application of the method,three propellers have been selected. Two of them are model propeller, the other one is fullscale. The results obtained by the present method have been compared with those ofexperimental and other numerical methods.It can be concluded that the present method provides easy, fast and reliable solution forcavitation and noise analysis with low cost and time before propeller design.Keywords: Cavitation, sheet cavitation, lifting surface method, noise level.