Hidrofoilli Teknelerde Kullanılan Su Altı Kanat Yapılarındaki Serbest Yüzey Etkileşimlerinin Sınır Elemanları Yöntemi ile İncelenmesi

Abstract

ÖzHidrofoilli tekneler, ek kaldırma kuvveti oluşturmak amacıyla serbest yüzey altında ilerleyen kanatlar kullanır. Tekne yüzeyinin bir uzantısı olan kanatlar tarafından oluşturulan kaldırma kuvveti, tekneyi yukarı yönde iterek deplasman hacminin -dolayısıyla-direncin azalmasını sağlarlar. Serbest yüzeyin oldukça yakınında çalışan bu tarz kanat yapılarının performansının belirlenmesinde, serbest yüzeyle girecekleri etkileşimlerin de rol oynaması beklenir. Bu çalışmada, su altında ilerleyen iki boyutlu bir NACA 0012 kanat kesitinin performansı ve serbest yüzey etkileşimleri sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla, serbest yüzeyden bir kort boyu mesafede bulunan kesitli kanat etrafındaki akım, geniş bir Froude sayısı aralığında potansiyel akım temelli iteratif sınır elemanları yöntemi kullanarak modellenmiştir. Kullanılan yöntemin matematiksel ayrıntıları detaylı bir biçimde sunulmuştur. Çalışma sonucunda, serbest yüzey yakınında çalışmanın kanat kesiti üzerinde oluşan kaldırma ve direnç kuvvetlerini önemli ölçüde etkilediği gözlenmiş ve bu kuvvetlerin değişimi Froude sayısına bağlı olarak incelenmiştir. Ayrıca, kanat tarafından serbest yüzey deformasyonları oluşturulduğu belirlenmiş, oluşan dalga genliğinin Froude Sayısına bağlı olarak arttığı görülmüştür.