Volume: 5
Issue: 3
Year: 2017
Experimental Investigation of the Effects of Flexibility and Surface Properties on Slamming Loads in Water Entry of Cylinders and Spheres [J ETA Maritime Sci]
J ETA Maritime Sci. 2017; 5(3): 258-270 | DOI: 10.5505/jems.2017.72692  

Experimental Investigation of the Effects of Flexibility and Surface Properties on Slamming Loads in Water Entry of Cylinders and Spheres

Fatih Cüneyt Korkmaz1, Bülent Güzel2
1Department of Marine Engineering Operations, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey
2Department of Naval Architecture and Marine Engineering, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey

This study investigates the slamming impacts experimentally considering the energy transfer from solid to fluid during slamming. Deformations on free water surface by solid objects entering water were observed and impact forces were measured via strain gauges at different entrance velocities. Experiments were conducted by using cylinders and spheres whose surfaces’ entrance angles into the water change at different depth levels. Free fall tests were designed to measure impact forces of the investigated shapes by immersing them into the water from a definite height and to investigate the relation of the energy transferred to the water with this force. The slamming coefficient, Cs is calculated from experimental results and then compared with analytical and numerical results.
It is observed that the cylinder with ridged surface deforms the free water surface differently and this difference affects the slamming force as well. The effect of flexibility is also studied by using cylinders of different elasticity and it is shown that flexibility decreases the effect of slamming forces.

Keywords: Slamming, water entry, impact force


Silindir ve Kürelerin Suya Girişlerinde Esnekliğin ve Katı Yüzey Özelliklerinin Dövünme Yüklerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Fatih Cüneyt Korkmaz1, Bülent Güzel2
1Yıldız Teknik Üniversitesi, Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği Bölümü, İstanbul
2Yıldız Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bölümü, İstanbul

Bu çalışmada gemilerdeki dövünme yükleri, dövünme esnasında gerçekleşen enerji transferi gözönünde bulundurularak, deneysel olarak incelenmiştir. Suya giren cisimlerin serbest su yüzeyinde oluşturduğu deformasyonlar incelenmiş ve çarpma kuvvetleri gerinim ölçerler vasıtasıyla farklı giriş hızlarında ölçülmüştür. Deneyler, suya giriş esnasında yüzeylerinin serbest su yüzeyi ile yaptığı giriş açısının her bir derinlik aşamasında farklılık gösterdiği silindir ve küre ile gerçekleştirilmiştir. Serbest düşme deneyleri, araştırılan geometrinin belirli yükseklikten suya girişi sağlanarak üzerine gelen çarpma kuvvetlerini ölçmek ve deforme olan suya transfer edilen enerjinin bu kuvvetlerle olan ilişkisini incelemek üzere kurgulanmıştır. Boyutsuz bir değer olan dövünme katsayısının (Cs) deneyler neticesinde elde edilen değerleri, analitik ve nümerik yöntemlerle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır.
Yüzeyi tırtıklı bir silindirin suya giriş esnasında su yüzeyini farklı bir şekilde deforme ettiği ve bu farklılığın dövünme kuvvetini de etkilediği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda farklı elastisite modülüne sahip malzemelerle üretilen silindirler kullanılarak elastisitenin dövünme üzerine etkisi araştırılmış ve elastisitenin dövünme kuvvetlerinin etkisini azalttığı gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Dövünme, suya giriş, çarpma kuvveti


Fatih Cüneyt Korkmaz, Bülent Güzel. Experimental Investigation of the Effects of Flexibility and Surface Properties on Slamming Loads in Water Entry of Cylinders and Spheres. J ETA Maritime Sci. 2017; 5(3): 258-270

Corresponding Author: Bülent Güzel, Türkiye


TOOLS
Full Text PDF
Print
Download citation
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
Share with email
Share
Send email to author

Similar articles
Google Scholar





Copyright © 2014 JEMS
Lookus & OnlineMakale