 |
| Sudinamiğinde sıvı içindeki bir cismin hareketine karşı oluşan kuvvete "direnç" denir. Havadinamiğinde ise genelde aynı kuvvet için "sürükleme" tabiri kullanılır. Gemi olarak nitelendirilebilecek araçların çoğu, daha doğrusu denizaltılar ve ekranoplanlar (yüzey etkili uçan kanatlı araçlar) hariç tümü, daima hem su hem de hava içinde hareket ettiklerinden sudinamiği + havadinamiği problemi sunarlar. Denizaltılar temelde sadece su içinde, ekranoplanlar ise hava içinde hareket etmek üzere tasarlanmış araçlardır. Bununla birlikte belirli süreler için diğer gemiler gibi su yüzeyinde de hareket etmeleri gerekir. Yine de rüzgarla sevk edilenler veya çok yüksek süratli motorlu yarış tekneleri dışındaki pek çok deniz aracı için havadinamiği konusu herhangi bir öncelik taşımaz. Kabaca, suyun havadan 800 kat daha yoğun olduğunu ve direnç kuvvetinin yoğunlukla doğru orantılı olduğunu düşünürsek bunu da makûl karşılamak gerekir. Bu bölümde konunun sadece sudinamiği bölümü incelenecektir, daha sonra havadinamiği konusu için de bir bölüm hazırlamak söz konusu olabilir. Gemi üzerindeki direnç kuvveti pek çok bileşenden oluşur ve detaylı bir değerlendirme yapabilmek için bu bileşenlerin ayrı ayrı incelenmesi gereklidir. Direnç konusunun temelini kavrayabilmek için de bu bileşenlerin tanınması şarttır. Diğer taraftan toplam direnç kuvvetinin nasıl bileşenlerine ayrılacağı konusunda farklı yaklaşımlar mevcuttur. Genel olarak direnç bileşenlerini aşağıdaki gibi tanımlayabiliriz.
|
| Sürtünme direnci; teknenin ıslak
yüzeyi üzerinde, hareket yönündeki teğetsel gerilmelerin toplamıdır. |
| Artık direnç; tekne gövdesi üzerindeki
toplam direnç ile sürtünme direnci arsasındaki farktır. |
| Viskoz direnç; viskoz etkilerin tükettiği
enerjinin sebep olduğu direnç bileşenidir. |
| Basınç direnci; teknenin gövdesi üzerinde,
hareket yönündeki normal (yüzeye dik) gerilmelerin toplamıdır. |
| Viskoz basınç direnci; viskozite ve türbulanstan
dolayı oluşan normal gerilme bileşenlerinin toplamından meydana
gelen direnç bileşenidir. Bunun değeri, tekne tamamen suya batmış
olmadıkça doğrudan ölçülemez. Tamamen batmış durumda ise "viskoz
basınç direnci" "basınç direnci"ne eşit olur. |
| Dalga direnci; geminin su yüzeyindeki
hareketi sırasında yarattığı yerçekimi dalgaları'nı oluşturmak
için harcanan enerjinin sebep olduğu direnç bileşenidir. |
| Dalga kırılma direnci; gemi baş dalgasının
kırılmasıyla ilişkili direnç bileşenidir. |
| Serpinti direnci; baş tarafta serpinti
oluştuğunda bunun için harcanan enerjiyle ilişkili direnç bileşenidir. |
| Takıntı direnci; şaft, şaft braketleri,
dümen, sintine omurgaları, salmalar gibi gövdenin su altı kesimine
bağlanan ilavelerin sebep olduğu dirençtir. Hiçbir takıntı olmadan
sadece tekne gövdesi üzerine etki eden dirence "çıplak tekne
direnci" denir. |
| Pürüzlülük direnci; tekne yüzeyinin, pas
boya, yosun vs.gibi akışı bozucu etkiler yoluyla sebep olduğu enerji
kaybıdır. |
| Rota tutma direnci; geminin çeşitli sebeplerle
rotasında gidebilmek için devamlı dümen düzeltmesi yapmasını gerektiren
durumlarda oluşan dirençtir. |
| Hava direnci; gemi gövdesinin su üstünde
kalan bölümünün üst yapı, direkler ve diğer eklenti ve yapıların
üzerinde geminin hareketi sebebiyle oluşan hava akışının sebep olduğu
direnç kuvvetidir. |
| Ek dirençler; geminin dalgalar arasında
yol alırken yaptığı salınımlar nedeniyle oluşan dirençler, geminin
rota üzerindeki hücum açısının sebep olduğu etkiler, rüzgarın su
üstünde kalan bölüm üzerinde sebep olduğu etkiler vs.dir. Ayrıca
kanal ve sığ su geçişlerinde de toplam direnç üzerinde değişiklikler
meydana gelir. |
| |
| Çıplak gövde üzerindeki toplam direnci iki temel yaklaşımla ifade edebiliriz. " Rtoplam= Rsürtünme + Rartık" veya " Rtoplam= Rviskoz + Rdalga" |
| Viskoz direnç için hesaplama formülü; |
| " Rv = 0.5 x ro x U2 x S x Cv" dir. Burada ro; su yoğunluğu, U; geminin hızı, S; ıslak yüzey alanı ve Cv; viskoz direnç katsayısı'dır. Cv'yi hesaplamak kolay olmamakla birlikte yapılan havuz testlerine dayalı istatiksel çalışmalar sonucunda kullanılmaya başlanan bazı ampirik formüller geliştirilmiştir. Bunlardan birine göre; " Cv = (1+k) x Cf" şeklinde ifade edilebilir. Burada, viskoz direnç katsayısı -Cv-, sürtünme direnci katsayısı Cf cinsinden ifade edilmiştir. Ünlü ITTC (International Towing Tank Conference) 1957 formülüne göre; " Cf = 0.075/(log10Re - 2)2 " şeklinde hesaplanabilir. Burada Re; reynolds sayısı'dır ve k ise aşağıdaki formülle hesaplanabilir: " k = 0.0097(igiriş + içıkış) " formülü kullanılabilir. Burada, igiriş; su hattında derece cinsinden giriş açısı'nın yarısı ve içıkış; su hattında derece cinsinden çıkış açısı'nın yarısıdır. |
| |
| Dalga direnci ve bileşenleri. |
| Havuz testlerinin direnç hesapları için kullanılması. |
| Ampirik yaklaşımların direnç hesapları için kullanılması. |
| Hesaplamalı Akışkan Dinamiği'nin (CFD) direnç analizleri için kullanılması |
| Çok gövdeli teknelerde direnç. |
| Balb'ın gemi direnci üzerindeki etkisi. |
| Sığ su ve kanal geçişlerinin direnç üzerindeki etkisi. |
| Hidrodinamik ve aerodinamik kaldırma kuvvetinden yararlanan deniz araçlarında direnç. |
| Pervaneler ve gövde arasındaki etkileşim. |
| |
| Faydalı Kaynaklar:
|