Zorlanmış yalpa hareketi yapan iki boyutlu cisimlerin hidrodinamik katsayılarının interpolasyonlu parçacık metodu ile hesaplanması

Özet

Su yüzeyinde salınım yapan cisimlerde meydana gelen hidrodinamik kuvvetlerin ve momentlerintahmini için birçok analitik, deneysel ve sayısal çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmada, sayısalyöntemlerden biri olan İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği (Smoothed Particle Hydrodynamics)kullanılarak zorlanmış yalpa hareketi yapan 2-Boyutlu cisimlere ait ek-su kütlesi ve sönüm katsayılarıiçin bir hesaplama altyapısı geliştirilmiş ve elde edilen sonuçların literatürde yer alan diğer sonuçlarile mukayesesi yapılmıştır. İnterpolasyonlu Parçacık Hidrodinamiği (İPH) yönteminin uygulamasındadeğişik algoritmalar kullanılmakta olup, bu çalışma çerçevesinde geliştirilmiş bilgisayar programıtemelde, Yapay Viskozite Terimi’ni (Artificial Viscosity Term) içeren Euler Hareket Denklemi veSüreklilik Denklemini, Zayıf Olarak Sıkıştırılabilir İPH Yaklaşımı (WCSPH) yardımı ile çözmektedir.Geliştirilmiş olan bilgisayar kodunda; WCSPH kullanımında basınç değerlerinin değişimini düzenleyenYoğunluk Düzeltmesi (Shephard Filtering) ile Özbulut (2013a) tarafından geliştirmiş olan BirleşikSerbest Su Yüzeyi ve Suni Parçacık Ötelemesi çözüm algoritması kullanılmıştır. Ayrıca problemsınırlarının eğik olduğu durumlarda ise çözüm algoritması içinde parçacıkların çözüm bölgesine dahahomojen dağıtılmasına yarayan Colagrossi ve diğerleri (2012) tarafından geliştirilen ParçacıkPaketleme Algoritması (Particle Packing Algorithm) kullanılmıştır. Herhangi bir ağ sistemine ihtiyaçduymayan ve Lagrange temelli doğası ile parçacıkların her birinin çözüm süresi boyunca yoğunluk,basınç, hız, vb. kinematik ya da dinamik büyüklüklerinin takibine dayanan İPH yönteminin kullanılmasıile elde edilen hidrodinamik katsayıların, literatürde yer alan diğer sayısal yöntemlere oranla deneysonuçlarına daha yakın değer verdiği gözlenmiştir.