25 Mart 2009 | SÖYLEŞİ 7. Sayı (Mart-Nisan 2009)

Yıldız Teknik Üniversitesi Gemi Hidromekaniği Laboratuvarı, yapılması planlanan gemileri bilgisayar simülasyonuyla test ediyor.
Yıldız Teknik Üniversitesi Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bölümü, sektörün ihtiyacı olan gemi mühendislerinin yetiştirilmesinin yanı sıra, proje ve bilimsel çalışma üretiminde de önemli bir yere sahip. “Gemi İnşaatı ve Denizcilik Fakültesi”ni kurma çalışmalarına da başlayan YTÜ, “Gemi Hidromekaniği Laboratuvarı”yla da gemi inşa sektörüne hizmet veriyor.
YTÜ Gemi Hidromekaniği Laboratuvarı, model deney havuzlarında yapılan testlerin tümünü bilgisayar simülasyonuyla gerçekleştiriyor. Bunun için de “hesaplamalı akışkanlar dinamiği” yazılımları kullanılıyor. Laboratuvarda, önce gemi modelleniyor. Gemi etrafındaki akışlar bilgisayar simülasyonuyla gerçekleştiriliyor. Modellenen gemi de akışkanlar mekaniği teknikleri kullanılarak bu simülasyon içerisinde test ediliyor. Buradan elde edilen sonuçlara göre de gemi modifiye ediliyor.
Laboratuvarın bilgisayar altyapısı oldukça geniş. Laboratuvarda, paralel olarak bağlı 16 işlemci yer alıyor ve testler bu bilgisayarların birlikte yürütülmesi sonucu gerçekleştiriliyor. Ayrıca laboratuvarda akışkanlar mekaniği çalışmaları için bir rüzgar tüneli de bulunuyor. Tünelin içine koyulan modelle geminin rüzgar direnci ve rüzgar içerisindeki akışı test ediliyor. Gemilerin deniz üstünde kalan kısımları, yüksek süratli tekneler, gemi baca gazı analizleri ve yelken analizleriyle ilgili testlerde, bilgisayar simülasyonu yanında bu tünel de kullanılıyor.
YTÜ Gemi Hidromekaniği Laboratuvarı’yla ilgili çalışmalar 2003 yılında başlatılmış. Günümüze kadar da laboratuvarın geliştirilmesi için çalışmalar devam etmiş. Laboratuvarda yer alan bazı araçlar, YTÜ öğretim üyeleri tarafından geliştirilmiş. Yurtdışından 20-30 bin dolara alınabilen bu araçlar, özverili çalışmalar sonucunda 4-5 bin dolarlık maliyetlerle yapılmış. Hatta bu araçlar için yurtdışından talepler de gelmeye başlamış.
Öğretim görevlilerinden oluşan 13 kişilik bir ekibin görev yaptığı laboratuvar, özellikle askeri projelerle ilgili çalışmalarıyla da dikkat çekiyor. MİLGEM projesinde yer alan, Yeni Tip Karakol Botu projesinin danışmanlığını yürüten YTÜ Gemi Hidromekaniği Laboratuvarı, çıkarma gemisi projelerini de takip ediyor.
YTÜ Öğretim Üyesi Prof. Dr. Tamer Yılmaz, “Model deney havuzu kurmak oldukça maliyetli ve zaten İTÜ’de bir havuz var. Gemi inşa sektörü, yakaladığı ivmeyi kaybetmeseydi ikinci bir havuza da ihtiyaç olurdu. Ama kriz nedeniyle sektör durgunlaştı. Şimdilik ikinci bir havuza gerek yok. Biz de aynı işi bilgisayar ortamında yapıyoruz.” diyor.
Prof. Dr. Tamer Yılmaz

YTÜ rektör danışmanlığı görevini de yürüten Prof. Dr. Yılmaz, “Laboratuvar için bilgisayar altyapısı çok önemli. Gemi etrafındaki akış çok karmaşık. Uçaktaki akış bile gemi etrafındaki akıştan daha basit. Çünkü uçak tek ortamda, yani havada gidiyor. Ama gemi hem havadaki hem de denizdeki akışlardan etkileniyor. Böyle bir akışı çözmek için çok iyi bilgisayarlara ihtiyaç var. Laboratuvarımızda şu anda 16 tane paralel işlemcimiz bulunuyor. Tek bir bilgisayarla bu testleri yapmak belki 6 ay sürer. Bu 16 bilgisayarı paralel olarak kullanarak 6 aylık süreyi 15 güne indirebiliyoruz” şeklinde konuşuyor. Prof. Dr. Yılmaz şöyle devam ediyor: “Burada yaptığımız bilgisayar analizlerini gerek İTÜ’nün model deney havuzuyla gerekse başka model deney havuzlarıyla yaptığımız işbirliğiyle test etme şansımız var. Zaten bu programlar bir defa test edilirse, ondan sonra güvenle kullanılabilir.”
“Yaklaşık olarak yılda 10-12 test yapabiliyoruz. Deneyleri çekme deneyi, pervane testi ve denizcilik performansı olarak kabaca üçe ayırıyoruz. Paket olarak bunların hepsi istenebilir. Model deney havuzlarında böyle bir test yaklaşık 1 ay sürüyor. Bizde de yaklaşık bu sürelerde gerçekleştiriliyor. Ayrıca fiyat açısından da daha ekonomik”
“Laboratuvarın, model deney havuzlarına göre fiyat dışında da bazı avantajları var. Testleri bilgisayar simülasyonuyla yaptığımız için ölçeklemeden kaynaklanan problemler olmuyor, hız sınırımız yok. Yüksek süratlerdeki performansı da kontrol edebiliyoruz.”
Hatayı azaltma şansımız var
“Dünyada bu işi en iyi yapan yer Hamburg Model Deney Havuzu. Şimdi onlar da bilgisayar simülasyonlarının kullanıldığı bir bölüm kuruyorlar. Bir sistemin testini yapıyorsanız, yaptığınız her şeyde mutlak hata payı vardır. Hata payı olmaması için o işi analitik çözmeniz lazım. Yani matematik denklemlerini yazarsınız, bu denklemleri çözersiniz, bulduğunuz sonuç kesin sonuçtur. Ama gemi mühendisliğinde bu mümkün değil. Bu durumda deney yapılması gerekir. İster bilgisayarda, ister model deney havuzunda yapılsın mutlaka bir hata payı olacaktır. Burada çıkan sonuçlar kesin sonuç değil. Yaklaşıklık seviyesi çok önemli. Kabul edilebilir mi? Model deney havuzlarında bu hatalar yüzde 2-3  hatta 5 seviyelerine kadar çıkabiliyor. Bilgisayar ortamında da hata olabilir; ama bu hatayı azaltma şansımız var.”
“Testi yapacağınız bölgeleri sonsuz sayıda alırsanız aslında tam olarak modellemiş olursunuz. Ama sonsuza bölmeniz pratikte mümkün değil. O zaman belli bir sayıya bölmeniz lazım. 100 bin elemanla da yapabilirsiniz, 1 milyon elemanla da. Eleman sayısı arttıkça da hata payınız azalıyor. Ama öyle bir nokta geliyor ki bir yerde durmanız lazım. Biz ona optimum nokta diyoruz. Bu da tecrübelerle ve işin teorisiyle alakalı. Yani sizin eleman sayınız 5 milyona çıktı, hata payı yüzde bire indi. Bu eleman sayısını 20 milyona da çıkarabilirsiniz hata payını yüzde birin altına da indirirsiniz ama bu sefer çözüm süreniz çok artıyor. Bunu için duracağınız noktayı belirlemeniz lazım. Örneğin bir kimyasal tanker için kabul edilebilir hata payı bellidir. Diyelim ki yüzde 2 hata payı ile sonucu bulmak yeterli. Eleman sayısını ona göre belirler ve çalışmalara başlarsınız. Ama yapılan deney, bir savaş gemisi içinse kabul edilebilir hat payı daha az olacaktır. O zaman eleman sayısını arttırıyoruz.”
 

---

R E K L A M