07-figes-giris_Layout 1
Transkript
07-figes-giris_Layout 1
DERGİDEN 1 İÇİNDEKİLER 2 DERGİDEN 3 FİGES’TEN ARGEM Projesi 6 SÖYLEŞİ: Halil Tokel Ar-Ge ve İnovasyon Her Şeyin Başladığı Nokta FİGES İLERİ MÜHENDİSLİK VE ARGE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ 2015-1 / Sayı: 7 (Ocak-Şubat-Mart 2015) 10 MAKALE I Tekstil İsmail KAYA / Hasan AVŞAR / Seyhan Uygur ONBAŞIOĞLU CFD ile Yün İplik Birleştirme Analizi SSN: 2147-9550 FİGES A.Ş. Adına Sahibi Yönetim Kurulu Başkanı Dr. Tarık Öğüt Sorumlu Yazı İşleri Müdürü Dr. Tarık Öğüt Tarik.Ogut@figes.com.tr Yayını Hazırlayanlar 16 MAKALE I Enerji Muammer CİDER Enerji Piyasalarında MATLAB Etkisi 18 MAKALE I Cam Cavit Çınar Nazlı Deniz Atalay Arif ÇELEBİ / Ramazan Ergin SAĞLAM / Bekir Emre UĞURLAR Yönetim Yeri Camın ANSYS POLYFLOW 3-D Analizi FİGES A.Ş. Ulutek Teknoloji Geliştirme Bölgesi, Uludağ Üniversitesi Görükle Kampüsü, 16059 Nilüfer Bursa Telefon : +90 224 280 8525 Faks : +90 224 280 8532 Ebubekir BEYAZOĞLU 24 MAKALE I Otomotiv Sibel VELIOĞLU / Atayıl KOYUNCU / Murat BALABAN Menderes ERKEN Exhaust Noise Investigations for Agricultural Tractors www.figes.com.tr TEKNİK HİZMETLER Yayına Hazırlama ve Tasarım UMSA Prodüksiyon Ltd. Şti. Telefon: +90 312 225 4173 Basım Yeri 30 MAKALE I Denizcilik Burak Tunç ÇEKİRDEKÇİ ANSYS AQWA ile Gemi ve Açık Deniz Yapıları Dizaynına Yönelik Hidrodinamik Çözümler Ada Ofset Matbaacılık San. ve Tic. Ltd. Şti. Litros Yolu 2. Matbaacılar Sitesi E Blok No: ZE-2 Kat:1 Topkapı / İSTANBUL Telefon: +90 212 567 1242 Matbaa Sahibi: Kemal Kabaoğlu Yayın Türü Yerel Süreli Türkçe İngilizce Bilimsel Yayın 3 ayda bir yayımlanır. Dergide Yayımlanan Yazı, Fotoğraf, Harita, İllüstrasyon ve Konuların Her Hakkı Saklıdır. Kaynak Gösterilmek şartıyla Alıntı Yapılabilir. Yayınlanan Eserlerin Sorumluluğu Eser Sahiplerine Aittir. Aksi belirtilmedikçe tüm görseller: © ANSYS, MATHWORKS ve FİGES Para ile satılmaz ARGE DERGİSİ 1 DERGİDEN Değerli AR-GE Dergisi okuyucuları, S on 10yılda savunma ve havacılık sektörümüz; kara, hava ve deniz araçlarına yönelik önemli projeleri hayata geçirmiş olup, birçoğunu başarı ile tamamlamıştır. Türkiye'nin, Cumhuriyet dönemi sonrası kendi tasarladığı ve ürettiği ilk savaş gemisi olan MİLGEM'in, Deniz Kuvvetleri Komutanlığı ve Savunma Sanayii Müsteşarlığının fevkalade nitelikli iş birliği ve disiplinli çalışması sayesinde büyük başarıyla gerçekleştirilmesinden, şahsen ve FİGES adına büyük onur duymaktayım. Zira FİGES de bu gurur verici projenin bir parçası olmuştur. Kara araçları tarafında ise milli ana muharebe tankı ALTAY'ın geliştirme ve prototip aşaması Otokar A.Ş. tarafından tamamlanmış olup, saha testlerinde sona yaklaşılmıştır. Bu sürecin tamamlanmasından sonra, seri imalat çalışmaları başlayacak ve Türk Silahlı Kuvvetleri,milli ana muharebe tankını kullanmanın onurunu ve gururunu yaşayacaktır. FNSS A.Ş. tarafından geliştirilen ve üretilen paletli zırhlı araçlar grubunda AKINCI; tekerlekli zırhlı araç grubunda PARS ve bir özel maksatlı araç olan Seyyar Yüzücü Hücum Köprüsü SAMUR, yapılan tüm testlerden başarıyla geçmiştir. Bu araçların, Türk Silahlı Kuvvetlerinin ve bazı yabancı orduların envanterine girmiş bulunması, son 10 yılda nerelerden nerelere geldiğimizi açıkça göstermektedir. Hava araçları alanında ise Vecihi Hürkuş, Nuri Demirağ ve arkadaşları ile Cumhuriyet sonrası dönemde, o günlerin çok mütevazi koşulları altında uçak üretimi başlamış ise de 1940'lı yılların sonlarına gelindiğinde, uçak imalathanelerimiz bakım merkezlerine dönüştürülmüş ve Türk sivil havacılık heyecanı, tıpkı Devrim Arabaları örneğinde olduğu gibi, uzağı göremeyen siyasetçilerin yanlış kararları nedeniyle ne yazık ki işin henüz başında sonlandırılmıştır. Bir Türk-Amerikan ortaklığı olarak 1984yılında hayata geçirilen TUSAŞ Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş. (TAI), F-16 savaş uçaklarının üretim ve montajını gerçekleştirmiş; 2005 yılında da TAI’nin yabancı hisseleri Türk hissedarlar tarafından satın alınarak TAI ve TUSAŞ birleştirilmiş ve şirket TUSAŞ çatısı olarak yeniden yapılandırılmıştır. TUSAŞ’ın yüzde yüz yerli sermayeli bir şirkete dönüşmesiyle milli projelerin sayısı da artmış ve geçen 10 yıl içinde bu yeni süreç ürünlerini vermeye başlamıştır. Eğitim uçağı HÜRKUŞ'un tasarım ve prototip aşamaları tamamlanmış, 2013 yılından beri test uçuşları devam etmektedir. TUSAŞ’ın ürün portföyünde olan diğer bazı hava araçları arasında T129 ATAK helikopteri, Orta İrtifa Uzun Havada Kalışlı İnsansız Hava Aracı ANKA da yer almaktadır. Genel Maksat Helikopteri’nin de ilerleyen süreç içerisinde bu araçlar arasına dahil edilebilmesi için gerekli çalışmalar yürütülmektedir. Savunma ve havacılık alanındaki 10 yılı aşkın bu teknolojik birikim ile Türkiye, şimdi, çok heyecan verici bir projeyi hayata geçirmeye hazırlanmaktadır: Bölgesel Jet Yolcu Uçağı Projesi. Ortalama 100 kişi kapasiteli olması planlanan bu uçağın; Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı Havacılık ve Uzay Teknolojileri Genel Müdürlüğü, SSM, TUSAŞ, TEI, Türk Hava Yolları (THY), THY Teknik ve Türk Hava Kurumu gibi havacılık sektörümüzün önde gelen kurumları ile İTÜ, ODTÜ'nün havacılık mühendisliği bölümleri ve Türk Hava Kurumu Üniversitesi elbette taşıyıcı sütunları olacaktır. Bölgesel Jet Yolcu Uçağı projesini tetikleyen önemli etkenlerden bir tanesi, hiç kuşkusuz hızla büyüyen yerli hava taşımacılığı şirketlerimizdir. Sürekli artmakta olan yolcu uçağı ihtiyacının bir bölümünü milli imkânlarla karşılamak, dış ticaret dengemiz açısından büyük önem taşımaktadır. Özellikle THY yönetimi, dünyanın önde gelen havacılık şirketlerinin mali yönden zora girdiği, hatta iflas ettiği 2008 krizinde, doğru bir strateji izleyerek kurumu her yıl yüzde 18 civarında büyütmüş ve THY'nin, Avrupa'da, Lufthansa'dan sonra ikinci sıraya yerleşmesini başarmıştır. Lufhansa'nın yıllık büyüme hızının yüzde bir mertebesinde olduğunu düşünürsek, “THY, Lufthansa'nın korkulu rüyası olmuştur” söylemi kesinlikle abartılı değildir. FİGES'in, bu sene 21 Nisan'da Congresium, Ankara'da 19'uncusunu düzenleyeceği konferansın da odak konusu, “Sivil Havacılıkta Ar-Ge ve Milli Uçak Projesi” olacaktır. Bu etkinlikte, sivil havacılık alanında ulusal ve uluslararası otorite ve uzmanların bir araya gelmesini temin ederek, sivil havacılık alanındaki gelişmelere, bizler de FİGES olarak katkıda bulunmaya çalışacağız. Sizleri bu konferansta ağırlamak, bizleri onurlandıracaktır. Saygılarımla, Dr. Tarık Öğüt Yönetim Kurulu Başkanı, FİGES A.Ş. 2 www.figes.com.tr FİGES’ten Ar-Ge Konusunda Türkiye’de Ne Gibi Sorunlarımız Var? Ülkemizde, 2014 yılında, Ar-Ge harcamalarının gayri safi yurt içi hasıladaki payı, %1’e yakın bir oranda gerçekleşti. Hükümetin hedefi, bu oranı, önümüzdeki yıllarda, gelişmiş ülkelerdeki oran olan %3 düzeyine çıkarmak. Böylesine iddialı bir hedefe ulaşmak için, ArGe ekosisteminin doğru analiz edilmesi ve iyi bir planlama şarttır. Hepimiz biliyoruz ki Ar-Ge, yüksek nitelikli insanlarla olabiliyor. Bilgisayar, yazılım, test ve ölçüm sistemlerinin tedariki gibi Ar-Ge ihtiyaçları, bütçe hazır olduğunda çok kısa sürede gerçekleşirken, nitelikli insan temini konusunda aynı şeyi söyleyemiyoruz. Bu önemli sorunun altını, burada bir kez daha çizmek istiyorum. Kurucusu olduğum FİGES A.Ş.’nin ArGe hizmetleri sunan ve yenilikçi ürünler geliştiren bir şirket olması nedeniyle bu ihtiyacı, 90’lı yıllarda Türkiye’de ilk hissedenlerden birisi olduğumu düşünüyorum. Bu ihtiyaç nedeniyle yüksek nitelikli insan yetiştirme konusunda bir şeyler yapmamız gerektiğini, o yıllarda anlamıştım. Üniversitelerin mühendislik bölümlerinden yeni mezun gençleri seçerek bu genç ARGEM Projesi mühendislere, Bursa’da bulunan firmamızda, “Yaz Okulu” adını verdiğimiz, 3 aylık yoğun eğitimler veriyorduk. Katılanlar, ağırlıklı olarak İTÜ Makina ve Uçak Fakültelerinden mezun, teorik konulara yatkın ve yüksek motivasyonlu genç mühendislerdi. Seçtiğimiz arkadaşlar, mutlaka yüksek lisans yapacaklarına dair bana söz veriyorlardı. Yine ağırlıklı olarak İTÜ Makina Fakültesinin hocalarının da desteğini alarak firmamızda yoğun teorik eğitimler gerçekleştirdik. Bu eğitimler: n Bilgisayar destekli tasarım, sonlu elemanlar yöntemi teorisi ve sonlu elemanlar yazılımlarının eğitimi, n Mukavemet, titreşimler, mekanizma dinamiği, ısı transferi ve akışkanlar dinamiği, n Ölçüm yöntemleri ve uygulamaları gibi derslerin, ilgili akademisyenlerimiz tarafından özet olarak tekrar verilmesini kapsıyordu. Bu derslerin içine, irili ufaklı uygulama projeleri gömüyor; öğrenilen bilgilerin sindirilmesini ve tam anlaşılmasını sağlıyorduk. Yaz Okulları yaklaşık olarak 10 yıl sürdü. Eğitim sonunda, arkadaşlarımızın büyük çoğunluğu firmamızda istihdam edildi ve yüksek lisans eğitimlerine başladılar. Bu süreç, 2-3 yıl devam ediyor; yüksek lisansın tamamlanması ile büyük çoğunlukla sona eriyordu. 3 aylık yoğun bir temel eğitim ve arkasında 2-3 yıllık Ar-Ge proje deneyimi sonunda, yüksek lisanslı, adeta “zıpkın” gibi gençler, diğer firmaların Ar-Ge ekiplerine katılıyordu. Bu zaman zarfında, yaklaşık 100 mühendisin bu süreçten geçtiğini söyleyebilirim. Aralarından bazıları, doktora yapmak üzere ABD’ye gitti ve başarılı uzmanlar olarak Türkiye’ye döndüler. O yıllarda, amatör bir tarzda gerçekleştirdiğimiz bu eğitimleri, şimdi daha profesyonel bir şekilde ve sürekliliğini de sağlayarak yapmamız gerektiğine inanıyorum. Ar-Ge Personeli Sorunu Nasıl Çözülebilir? Ar-Ge uzmanı olmak isteyen ve yetenekleri açısından uygun mühendis adaylarını, üniversite öğrenimleri esnasında, mümkün olduğu kadar erken belirleyip, onları doğru yönlendirmenin çok ARGE DERGİSİ 3 FİGES’ten önemli olduğuna inanıyorum. Bu öğrencilerin belli bir yöntemle seçilmesi ve sanayi firmalarının ArGe bölümlerinin taleplerine göre eğitilmesi, soruna nitelikli ve sürekli bir çözüm bulmak için esastır. Üniversitelerdeki lisans eğitimi, öğrencilere, mühendisliğin ancak temel prensiplerini verebilmektedir. Uzmanlık talep edildiğinde, bunun için öğrenciye bazı ek bilgi ve becerilerin öğretilmesi şarttır. Yüksek lisans ve doktora, uzmanlaşma yönünde atılmış önemli adımlar olsa da Ar-Ge mühendisliği farklı becerileri gerektirmektedir. Sanayide yaygın olarak kullanılan bilgisayar destekli tasarım, analiz ve ölçüm yazılımlarının etkin bir şekilde kullanılmasının öğrenilmesi ve bol uygulama yapılması, bu işin “olmazsa olmazı”dır. Ayrıca proje yönetimi, Türkçe ve İngilizce sunum yapma becerisi ile yine Türkçe ve İngilizce teknik rapor yazma becerisi, bir Ar-Ge mühendisinin mutlaka haiz olması gereken vasıflarıdır. Sürekli yurt dışı firmalarla kol kola çalıştığımız küresel dünyada iş yapmak, yazılı ve sözlü İngilizceye belirli bir düzeyde vakıf olmadan olabilir mi? O halde, mühendislik öğrencileri arasında, Ar-Ge için uygun olanların, mümkün olduğu kadar erken belirlenerek doğru yönlendirilmesi, ArGe için belirlenen hedefe ulaşmak 4 www.figes.com.tr için hayati öneme haiz bir konudur. Mühendislik lisans eğitiminin 2’nci yılını tamamlayan öğrenciler, öğrenimlerini tamamladıklarında ne gibi mühendislik işlerinde çalışmak istedikleri konusunda genellikle bir görüş sahibi oluyorlar. O halde seçim ve eğitim işine, 3’üncü sınıfta başlamak çok doğru olur kanaatindeyim. ARGEM Projesi Nedir? Yukarıda anlatmaya çalıştığım süreci, 2014 yılında, bir pilot proje olarak Manisa’da bulunan Celal Bayar Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü’nde başlattık ve adına “Ar-Ge Mühendisi Yetiştirme Programı”, kısaca ARGEM dedik. “Niçin Celal Bayar Üniversitesi?” diye sorabilirsiniz. Bunun iki nedeni var. Birincisi, makina mühendisliği bölümlerinin taban giriş puanlarına bir göz attığımızda, 250-350 aralığında yaklaşık 50 üniversite bulunuyor ve bu üniversitelerimizden mezun gençlerimizin, iş bulma konusunda, ilk 10’a giren üniversitelerimizin mezunları kadar şanslı olmadıklarını biliyoruz. Türkiye’de yaklaşık 200 üniversitenin bulunduğunu dikkate alırsak, içinde 50 üniversitenin bulunduğu bir makina mühendisleri grubu, ülke çapında büyük bir öğrenci kümesini temsil etmektedir. Bu küme için geliştirilen ve başarılı olan bir sistemin, ülke çapında önemli bir ağırlığı olacağı düşüncesindeyim. İkinci neden ise Manisa Organize Sanayi Bölgesi gibi güçlü bir sanayi kümesinin, neredeyse üniversitenin önünde bulunması ve yüksek nitelikli mühendisler yetiştiğinde, iş yerlerinin hazır olmasıdır. ARGEM projesi kapsamında, 3’üncü ve 4’üncü sınıf öğrencileri ile yüksek lisans öğrencileri arasında, Ar-Ge faaliyetlerine uygun olan öğrenciler, gönüllülük esasına göre seçildi. Kendilerine standart eğitimlerinin yanı sıra Ar-Ge bölümlerinde gerekli olan özel dersler verilmektedir. Sınıfımızda, 3 yüksek lisans öğrencisi ve 7 lisans öğrencisi bulunmaktadır. Seçerken kriter olarak, birinci ve ikinci sınıf not ortalamasının 4 üzerinden 3 veya üzerinde olma koşulunu uyguladık. Bu grup 10 öğrenciden fazla olduğundan, en uygun 10 öğrenciyi seçtik. Seçim esnasında, öğrencilerin İngilizce düzeylerinin oldukça iyi olmasına dikkat ettik. Öğretim üyelerinin kanaatlerinin bu seçimde büyük önem taşıdığını belirtmek istiyorum. Başka bir seçilme kriterinin ise yüksek lisans yapma zorunluluğu olmasıdır. Seçilen tüm lisans öğrencilerinin, yüksek lisans konusunda kararlı ve yüksek motivasyona sahip olmasından son derece memnunum. Bu Projenin Masraflarını Kim Karşılamaktadır? Üniversite, bu proje için uygun bir oda tahsis etmiştir. Sınıfın bilgisayar donanımının %50’sini üniversite yönetimi ve diğer %50’sini ise FİGES karşılamıştır. Ayrıca, masa, sandalye ve projektör üniversite tarafından temin edilmiştir. Derslerin hazırlanması ve verilmesi, bu pilot proje için FİGES personeli tarafından yürütülmektedir. Ancak bunun geçici bir çözüm olduğunu ve başka finansman olanaklarını araştırmakta olduğumuzu belirtmek istiyorum. Bizlere, bu pilot projemizde ilk günden itibaren büyük destek veren Celal Bayar Üniversitesi eski rektörü Prof. Dr. Mehmet Pakdemirli’ye, bu vesileyle çok teşekkür ediyorum. Bu projenin yürütülmesi ve sürdürülebilir olması için Ar-Ge merkezine sahip sanayi kuruluşlarından maddi destek beklemekteyiz. Ayrıca, bazı derslerin verilmesi konusunda, sanayi kuruluşlarımızın Ar-Ge bölümleri uzmanlar göndererek destek verebilirler. Projeyi Yaygınlaştırmak için Gelecekte Hangi Adımları Atmayı Planlıyorsunuz? ARGEM sınıfımız oluştuktan ve eğitimlerimiz başladıktan sonra, yine Celal Bayar Üniversitesi’nin Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünden de bir talep aldık. Aynı kriterlere göre 10 kişilik bir grup oluşturmak için faaliyetlere başladık. Bu proje başarılı olduğu taktirde ve diğer üniversitelerden talep gelmesi durumunda, benzer bir uygulamayı, önce 5, daha sonra 10 üniversiteye yaymak istiyoruz. Tercihimiz, üç büyük ilimiz dışında bulunan üniversitelerin makina ve elektrik-elektronik mühendisliği bölümleri olacaktır. Ayrıntılı bilgi için: tarik.ogut@figes.com.tr SÖYLEŞİ I Havacılık Ar-Ge ve İnovasyon Her Şeyin Başladığı Nokta Bu sayımıza, THY ve Turkish Technic Danışmanı Halil Tokel’i konuk ettik. Tokel ile hem genel hem de havacılık alanında Ar-Ge’ye bakışını ve Turkish Technic’te yapılan Ar-Ge çalışmaları hakkında bilgi aldık. ARGE DERGİSİ: Türkiye'de havacılığın geldiği noktayı nasıl değerlendiriyorsunuz? THY ve Turkish Technic Danışmanı Halil Tokel Halil TOKEL: Türkiye, havacılıkta hak ettiği yerde değil. Kuşkusuz son 10 yılda önemli gelişmeler oldu, sektör %20 bü- yüdü. Türkiye, ekosistemine göre en üst büyüme sağlayan ülkedir. Bu, alkışlanacak, takdir edilecek bir şeydir. Fakat bunu bir bütün olarak ele aldığımızda, havacılığın tarihi itibariyle baktığımızda; geçmişteki havacılık sektöründeki başlatılan çalışmalar, sonlandırılamayan çalışmalar dikkate alındığında, şu andaki Türkiye'nin havacılıktaki yerini yeterli görmek mümkün değil. ARGE DERGİSİ: Sizce havacılığın Türkiye’de etkin bir noktaya ulaşmasında Ar-Ge'nin payı ne olacaktır? 6 www.figes.com.tr Halil TOKEL: Artık bu zamandan sonra dünyanın geldiği aşamada, Ar-Ge ve inovasyon yoksa hiçbir şey yok. Dolayısıyla teknoloji üretimi dediğimiz, teknolojinin üretilmesi ve yerleştirilmesi konuları, tamamen dünyanın gündeminde olan hususlardır. Bütün uluslar, bütün milletler bu konularda artık aşağı yukarı uyarılmış durumdadır. Herkes bu olayın farkına varmış durumda. Bir açıdan kalkınmış ülkeler, zaten bunu yapan ülkelerdi; kalkınmakta olan ülkeler, bunun farkına yeni vardı. Diğer ülkelerin yetişen beyinleri de bir ülkenin nasıl ilerleyebileceğini, refahın nasıl artabileceğini, katma değerin nasıl yükseltilebileceğini; yaşadıkları çevre şartlarından, internet ortamından ve kullandıkları günlük teknolojik ürünlerden gayet rahat anlamış durumdadırlar. Dolayısıyla eğer bir ülke kalkınmak istiyorsa ArGe ve inovasyonu en başa alacak ve bununla ilgili her türlü en üst düzeyde gayretini gösterecek. Bunları yapmadan bir yere varmak mümkün görünmüyor. ARGE DERGİSİ: Sözlerinizden anladığımız kadarıyla yatırımlar konusunda, özellikle de Ar-Ge yatırımları konusunda, ülke olarak henüz almamız gereken yolumuz var. Halil TOKEL: Kesinlikle! Şu anda ülke olarak Ar-Ge ile ilgili, hem niteliksel hem niceliksel sıkıntılarımız var. Her şeyden önce, Ar-Ge sürecine, gerek kamu sektörünün gerekse özel sektörün koyduğu finansal destek yetersiz. ARGE DERGİSİ: Siz Turkish Technic olarak Ar-Ge’ye nasıl bakıyorsunuz? Şirket olarak stratejiniz nedir? Halil TOKEL: Bizim için de aynı. THY olsun, Turkish Technic olsun, THY’nin bütün kuruluşları, zaten teknolojinin en üst ürününü kullanan yapılar. Dolayısıyla bu süreç içerisinde, her ürünle alakalı, her türlü Ar-Ge ve inovatif gelişmeleri yakından takip etmek zorundalar. Eğer takip etmezlerse rekabet sürecinde geri kalırlar. Dolayısıyla havayolu hizmeti açısından bakarsanız bütün Ar-Ge’ye dayalı inovatif ürünleri, hizmetleri sunmak durumundasınız. Uçak bakım kısmına bakarsanız, bakım süreçlerinin iyileştirilmesi adına Ar-Ge ve inovatif çalışmalar yapmak zorundasınız. Bunun bir adım ötesinde, hava araçlarının tasarımı, üretimi ile ilgili çalışmalar yapıyorsanız, zaten orası başlı başına Ar-Ge ve inovasyon gerektiren bir alan. Dolayısıyla bütün bu alanların hepsinde en iyi olmak durumundasınız. ARGE DERGİSİ: İnsan kaynağı olarak bakarsak, Turkish Technic Ar-Ge personeli bulmakta zorlanıyor mu? Halil TOKEL: Şirketin bünyesinde Ar-Ge her zaman olmuş. Ama bunun kurumsallaşması, son dönemlerde gerçekleşti. Başından itibaren, bir şekilde münferit veya grup olarak veya atölye bazında çalışmalar yürütülmüş. Ama kurumsallaşması, geçen sene Ar-Ge merkezimizin kurulması ile olmuştur. Buradaki hedef, bize muadil olan en büyük şirkettir. Avrupa'da Lufthansa var. Diğer kıtalarda olan havayolu şirketlerinin Ar-Ge birimleri nasıl davranıyor? Bunların çalışma alanları nelerdir? Çalışan personel sayısı nedir? Bütün bunlara bakarak bizim hedef çizmemiz lazım. 2023 hedefleri arasında, bütün Türkiye'deki kurum ve kuruluşların, dünyanın ilk 10'u içerisinde olması gerekiyor. Turkish Technic, baktığınızda, birçok özellikler itibariyle bunu şimdiden gerçekleştirmiş bir kuruluş. Demek ki bunu daha da iyileştirmemiz lazım. Belki ilk 5, ilk 3 gibi üst hedefler koymamız lazım. Bugün Lutfhansa'nın Ar-Ge © THY ARGE DERGİSİ 7 SÖYLEŞİ I Havacılık © Turkish Technic faaliyetleri nelerdir? Ne kadar para harcıyor? Kaç mühendisi var? Bütün bunlar bizim hedeflerimizi belirleyen rakamlar olmalı. Bunların üzerinde hedefler ise gerçekleştirilmesi gerekenler bizim için. Türkiye'nin böyle bir imkânı ve potansiyeli var mı? Bu personeli bulabilir mi? Bulabilir. Türkiye, genç ve dinamik bir nüfusa sahip. Üniversiteleri, kendi bünyesinde gayet yetenekli Ar-Ge mühendisleri var. Uluslararası arenada, uluslararası üniversitelerde okuyan çok sayıda; binlerce, on binlerce Türk öğrencimiz var. En azından, uzmanlık alanı gerektiren bir yerde bizden kimse yoksa farklı ülkelerde yetişmiş Ar-Ge’cileri de getirtme imkânımız var. Ben Ar-Ge hedefine ulaşmakta personel eksikliğinin çok önemli bir problem olacağını düşünmüyorum. Planlama gerekir mi? Gerekir. Türkiye’nin, 2023'te ulaşacağı teknolojik hedefler ve kalkınma hedeflerine bağlı olarak geliştireceği Ar-Ge projelerinin -ki Ar-Ge projeleri bir son ürüne dönük olmalı, yani başıbozuk her Ar-Ge isteklisinin kendi istediği şekilde çalışması olmaz- sonunda nihai bir ticari ürüne yönelik olası lazım. Yani bunun birer alt parçası olması lazım. Bunu çıkarırken de ihtiyaç duyacağı personeli bir şekilde bulur. Sıkıntı olmaz. ARGE DERGİSİ: Şirket içerisinde personelinizi eğitirken ve uzmanlıklara doğru yönlendirirken oralarda nasıl eğitim stratejileri 8 www.figes.com.tr uyguluyorsunuz? Eksik bulduğunuz, yurt dışından tedarik etmek zorunda olduğunuz uzmanlıklar oluyor mu? Halil TOKEL: Şimdilik bizim ArGe merkezimizin çalışmaları yeni, daha birinci yılında. Ama hedeflerimiz büyük. Bu büyük hedefleri gerçekleştirecek büyük bir yapı gerekiyor. Bunlar da zaman içinde oluşacak. Burada birincil hedef, kendi şirketimizin acil ihtiyaçlarıdır. Yazılım olabilir, bilgisayar donanımı olabilir. Bizim yurt dışından bağımsızlığımızı sağlayacak Ar-Ge çalışmaları olabilir. Dolayısıyla bütün bunlar için öncelikle kendi içimizden kaynakları değerlendiriyoruz. Daha sonra, üniversite ortamından, benzer faaliyet gösteren özel şirketlerden veya bizimle ilgili çalışma yapan özel Ar-Ge firmalarından destek almak suretiyle bu eksikliklerimizi gidermeye çalışıyoruz. Süreç içerisinde, çalışmaların miktarı ve boyutları artacaktır. ARGE DERGİSİ: Turkish Technic ile çalışan alt yüklenici firmaların Ar-Ge yetenekleri de Turkish Technic ile çalışmalarında bir etken oluyor mu? Onların Ar-Ge yeteneklerini geliştirmek için siz neler yapıyorsunuz? Halil TOKEL: Bizim Ar-Ge bölümümüzün bir ÜRGE bölümü var. Burada, öncelikle yurt dışından aldığımız parçaların bakım hizmetleri ve malzemelerinin yerlileştirilme- sine çalışıyoruz. Bu da büyük hacimli bir iş. Türkiye'de gelişen çok kıymetli bir özel sektör var. Bunlar, girişimcilerinin gayretiyle bir takım ufak tefek teşviklerle gelişmiş, çok ciddi altyapılar. Bu sanayinin değerlendirilmesi lazım. Biz bu yan sanayiyi, kesinlikle bizim ihtiyaçlarımızı karşılayacak doğrultuda değerlendirmek istiyoruz. Zaten, bir firma birebir ihtiyaçlarımızı karşılıyorsa hemen devreye sokuyoruz. Firmanın eksikleri varsa tamamlanması konusunda destek oluyoruz. Bu tür çalışmalarda en büyük sıkıntı, sertifikasyon konusu. Yoksa ürünün teknolojik olarak üretimi, prototiplerinin çıkartılması konusunda firmalarımızla büyük bir sıkıntı yaşamıyoruz. Firmalarımız bence en önemli işi çözmüşler. Teknolojik ürün üretme veya ArGe’ye dayalı inovatif ürün geliştirme işlemlerini çözmüşler. İsteklerimizi karşılayabiliyorlar. Fakat çıkan bu ürünün havacılıkta kullanılabilmesi için gereken sertifikasyon süreci için de Türkiye'de bir alt yapı gerekiyor. Maalesef, bu altyapı henüz çok güçlü değil. EASA (European Aviation Safety Agency / Avrupa Havacılık Emniyeti Ajansı) ve FAA (Federal Aviation Administration / Federal Havacılık İdaresi) düzeyinde değil; ama olması gerekiyor. Eğer EASA ve FAA düzeyinde sertifikasyon organizasyonlarımız olursa o zaman bu alanımız dünya çapında bir gelişim gösterir ve havacılık sektörünün içerisinde, çok sayıda Türk firmasının üretim yaptığını, uluslararası dağıtım yaptığını, Ar-Ge yaptığını görürüz. ARGE DERGİSİ: Dergi olarak biz biliyoruz ki, Türkiye'nin masasında çok önemli sivil havacılık projeleri var. Bunlardan bir tanesi de Bölgesel Yolcu Uçağı projesi. Bu projelerin Türkiye'ye katacakları konusunda neler söylemek istersiniz? 1950'lerde, 1960'larda bıraktığımız havacılığı, 2010'larda tekrar canlandırmaya çalışıyoruz. Aradaki bir takım girişimler hariç, 50 yıllık bir zaman kaybımız var. Bunu telafi edebilmemiz için de bütün bu sektör içindeki bütün oyuncuların seferberlik içinde hissetmeleri şart. FİGES’in yaptığı çalışmalar, kıymetli çalışmalar. Tasarımla ve mühendislik hesapları ile ilgili bütün yazılımların, bütün programların kademeli olarak yerlileştirilmesi gerekir. Halil TOKEL: Zaten bunlar geç kalmış konular. 1920'lerde, 1930'larda, 1940'larda uçak yapan bir ülke, 2000'li yıllarda uçak yapamaz duruma düşmüş. Bu her yönüyle eleştirilmesi, her yönüyle değerlendirilmesi, bir özeleştiri sürecinin yapılması gereken bir konu. O yıllarda, normalde alt sanayiniz yok. Yan sanayiniz yok. Hafif sanayiniz yok. Ama bir uçak sanayisini, hem özel sektör hem de kamu sektörü eliyle kurmuşsunuz; bazen de ikisi birden kurmuş ve bunun ürünlerini de almışsınız. O zamanın şartlarındaki en iyi uçakları da yapmışsınız ve bunları da uçurmuşsunuz. Kimini satmışsınız, kimisini de yurt dışına hediye etmişsiniz. Yani sonuçta, böyle bir sanayi oluşturabilmişsiniz. Hem de en dar, en zor zamanınızda. Zaman içinde yan sanayiniz gelişmiş. Pek çok orta sanayiniz hafif sanayiniz gelişmiş. Fakat buna paralel olarak, en dar zamanınızda geliştirdiğiniz havacılık sanayiniz geri kalmış. Bekle- meye alınmış. Bunun tabi bilinen pek çok sebebi var. Ama dışarıdan baktığınız zaman, ülke için bu büyük bir sıkıntı. Bununda mutlaka aşılması gerekiyor. Şimdi, 2000'li yıllarda, son 12-13 yıldır bir takım gelişmeler oldu. Özellikle Sayın Cumhurbaşkanımızın havacılıkla ilgili son dönemlerdeki 2023 hedefleri arasında, 2 tane yerli bölgesel yolcu uçağının yapımı ile ilgili siyasi kararının verilmesi ve buna bağlı olarak da kamu kurum ve kuruluşlarını yönlendirmesiyle büyük bir hareketlenme var. Bu proje bir şekilde gerçekleşecek. Bu süreç içerisinde, tasarım, üretim, sertifikasyon gibi bir uçağın A'dan Z'ye bütün süreçleri bu ülkede yaşanacak. Burada süreçlerin bazı kesimleri gelişmiş. Bazı kesimleri yok. Bazıları az gelişmiş. Üretim sürecinde bunların hepsi tamamlanacak. Bu çalışmaların içerisinde olan bütün bürokratların, özel sektör kuruluşlarının bu çalışmaları bir seferberlik anlayışıyla ilerletmesi lazım. © Turkish Technic 1950'lerde, 1960'larda bıraktığımız havacılığı, 2010'larda tekrar canlandırmaya çalışıyoruz. Aradaki bir takım girişimler hariç, 50 yıllık bir zaman kaybımız var. Bunu telafi edebilmemiz için de bütün bu sektör içindeki bütün oyuncuların seferberlik içinde hissetmeleri şart. FİGES’in yaptığı çalışmalar, kıymetli çalışmalar. Tasarımla ve mühendislik hesapları ile ilgili bütün yazılımların, bütün programların kademeli olarak yerlileştirilmesi gerekir. Buna sizin organizasyon şemanız müsait. Devletin de destek vermesiyle artık milli yazılımların zamanı geldi. Bunların yapılması lazım. İddialı bir şekilde, bütün havacılık unsurlarını kullandığı ticari CAD yazılım programları veya benzer bütün havacılık ve mühendislik yazılımlarını yerlileştirmemiz gerekebilir. Bunlar, ilerde uzun soluklu bir havacılık sürecinde olmazsa olmazlar. Geçici bir havacılık sanayi kurmayacağımıza göre, her noktada kendimize yeterli olmamız lazım. Dışa bağımlı olmamamız lazım. Hatta bütün ülkelerin önünde bu yazılımları, bilgisayar donanımlarını, çizimleri yapabilmemiz lazım. THY ve Turkish Technic Danışmanı Halil Tokel’e, zaman ayırıp sorularımızı cevaplandırdığı ve verdiği bilgiler için, okuyucularımız adına teşekkür ediyoruz. ARGE DERGİSİ 9 MAKALE I Tekstil I CFD ile Yün İplik Birleştirme Analizi Giriş Yün ve yün karışımlı iplikler, masuraya sarılmış kops adı verilen yarı mamul hâlinde ring makinesinden çıkmakta, dokumada kullanılabilmesi için bobinleme makinelerinde kontrol ediİsmail lerek bobin hâline gelmekKAYA tedir. Bobinleme ikaya@yunsa.com makinelerinde otomatik Makine Mühendisi olarak yapılan bu kontrolYünsa Yünlü San. lerde, ipliğin uygun olmave Tic. AŞ yan kısımları kesilerek ayrılmakta, daha sonra iplik uçları birleştirme işlemi ile düğümsüz olarak uç uca eklenerek ipliğin kopstan bobine aktarım işlemi devam etmektedir. Bobinleme makinelerinde yapılan bu uç birleştirme işlemi, iplik uçlarının özel tasarlanmış aparatların kanalına yerleştirilmesi ve basınçlı havanın etkisiyle gerçekleştirilmektedir. Uç birleştirme (splays) işlemi yapılan bölge, hatasız iplik görüntüsüne benzemeli ve mukavemeti, ortalama iplik mukavemetinin %80’inden az olmamalıdır. Uç birleştirme Şekil 1. Aparat-1 ve akış hacmi Şekil 2. Aparat-2 ve akış hacmi 10 www.figes.com.tr Hasan AVŞAR Uzay Mühendisi FİGES A.Ş. Seyhan Uygur ONBAŞIOĞLU seyhan@itu.edu.tr Prof. Dr., Makine Fakültesi, İstanbul Teknik Üniversitesii bölgesinde istenen görüntünün elde edilememesi, mamul kumaş kalitesini etkilemekte; mukavemetin düşük olması ise dokuma sırasında kopuşlara yol açması ve bunların sonucunda sürecin durması nedeniyle verimliliğe etki etmektedir [1]. Görüntü ve mukavemet değerleri ise uç birleştirme yapılan aparatların geometrik parametreleri ile ilişkilidir [2]. Bu çalışmada, uç birleştirme aparatlarındaki hava tahliye kanalı ve üfleme delikleri arasındaki mesafe ele alınarak görüntü ve mukavemet değerlerine etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (computational fluid dynamics / CFD) analizleri ile incelenmiştir. Aparat Parametreleri Yünlü tekstil sektöründe kullanılan uç birleştirme aparatı türleri ve akış hacimleri Şekil 1 ve Şekil 2’de verilmektedir. Şekil 1’de verilen aparat üzerinde uç birleştirme kanalı ve hava tahliye kanalı bulunmakta, Şekil 2’de verilen aparatta ise sadece uç birleştirme kanalı bulunmaktadır. İplik, her iki aparatta da uç birleştirme kanalında silindirik olarak modellenmiş; iplik çapı ise sabit parametre olarak kabul edilerek 0,2 mm olarak alınmıştır. Bunun yanında, ipliğin pürüzlülük değerleri de tüm analizlerde ihmal edilmiştir. Uç birleştirme işleminde iplik ekseni yönünde oluşan tork, ipliklerin burulmasını sağlamaktadır. Dolayısıyla daha yüksek tork, daha sıkı bir sarılma anlamına gelmektedir. İplik ekseni yönündeki tork, üfleme deliklerinden çıkan havanın uyguladığı kuvvetin eksene dik yöndeki bileşeni ile bu hava jetinin eksen ile arasındaki mesafenin çarpımıdır. Analizlerde elde edilen kuvvetler (F) ise ipliğe her üç yönde (x, y, z) gelen kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Çalışmada, uç birleştirme işleminde iplikte oluşan tork değerlerine etkisi incelenen aparat parametreleri Şekil 3’te verilmektedir. CFD Analizleri ve Uç Birleştirme Testleri Bu çalışma kapsamında incelenen aparat parametrelerinin uç birleştirme işlemine etkilerini tespit etmek amacıyla bu parametrelere göre dört farklı analiz tipi ele alınmış; bu analizlere karşılık gelen uç birleştirme denemeleri, gerçek çalışma şartlarında yapılarak karşılaştırılmıştır. Üfleme delikleri arasındaki mesafenin etkisini incelemek için de bu analizlere ek olarak dört analiz daha yapılmıştır (Tablo 1). Tablo 1. Aparat parametrelerine göre analizler Analiz no APARAT PARAMETRELERİ Tahliye kanalı Üfleme delikleri (var/yok) arasındaki mesafe (mm) 1 Var 7,2 1.1 Var 6,0 1.2 Var 5,0 2 Yok 4,0 2.1 Yok 5,0 2.2 Yok 6,0 3 Yok 7,2 4 Var 4,0 Yapılan analizlerde, ses altı (subsonic) akış tipinde SST türbülans modeli kullanılmış; 6 bar statik giriş basıncı (P), uç birleştirme kanalının her iki ucunda . 6x10-6 kg/s kütlesel debi (m) ve tahliye kanalının yine . -3 her iki ucundan 3x10 kg/s kütlesel debi (m) sınır . şartları olarak alınmıştır. Burada kütlesel debiler (m), uç birleştirme aparatında gerçek çalışma şartlarında hassas problarla yapılan lokal debi ölçümleri neticesinde hesaplanmıştır. Analizlerde; üfleme deliklerinin uç birleştirme kanalına açıldığı, akışın döndüğü bölgeler ve ipliğe etkiyen tork kuvvet değerlerinin alınacağı ipliğin çevre bölgelerinde, daha sık ağ yapısı oluşturulmuştur (Şekil 4, Şekil 5). Yapılan analizlerde, Aparat-1’in CFD analizinde elde edilen Şekil 6’daki akışkan hız çizgilerinde görüldüğü gibi, aparatta en yüksek hızlar, üfleme deliklerinin uç birleştirme kanalına açıldığı bölgededir. Sonuç ve Değerlendirme Tablo 2’de, CFD analizlerinde elde edilen ve splays işleminde ipliğe etki eden Fx, Fy, Fz, Tx, Ty ve Tz değerleri verilmektedir. Burada grafiksel karşılaştırmayı kolaylaştırmak amacıyla her bir değer, 1 numaralı analiz değerine bölünerek normalize değerler elde edilmiştir. Şekil 3. İncelenen aparat parametreleri ARGE DERGİSİ 11 MAKALE I Tekstil Şekil 4. Aparat-1’in akış hacmi ağı Tablo 3’te, analizlerdeki aynı aparat parametreleri ile yapılan splays testlerinde elde edilen görüntü ve mukavemet değerleri verilmiştir. Burada her bir splays testinde, 20’şer adet iplik numunesi alınmış; iki ba- ğımsız gözlemci, her bir numunenin görüntüsüne göre, 1-5 arasında (en iyi görüntü: 5, en kötü görüntü: 1) puanlar vermiştir. Gözlemciler tarafından verilen puanların ortalamaları alınarak Tablo 3’te verilen gö- Tablo 2. Yapılan analizlerde elde edilen tork (T) ve kuvvet (F) değerleri Analiz no 1 2 3 4 Fx . 107[N] -3,44 -1,48 -2,53 -2,61 Fx-NORM[N] 1,000 0,424 0,723 0,746 Fy.105[N] -7,39 -3,46 -3,45 -7,40 FY-NORM[N] 1,000 0,468 0,467 1,000 Fz.107[N] 8,00 6,46 6,97 6,68 FZ-NORM[N] 1,000 0,807 0,871 0,835 Analiz no 1 2 3 4 Tx.107[Nm] 6,62 3,06 3,05 6,64 Tx-NORM [Nm] 1,000 0,462 0,460 1,000 Ty.109[Nm] -3,09 -1,33 -2,27 -2,34 TY-NORM [Nm] 1,000 0,432 0,735 0,758 Tz.109[Nm] -1,76 -1,04 -1,44 -1,39 TZ-NORM [Nm] 1,000 0,591 0,819 0,788 Tablo 3. Yapılan testlerde elde edilen iplik görüntüsü(G) ve mukavemet (M) değerleri Test no G (1-5) GNORM M (%) M MNORM 1 2,94 0,588 4,33 95,7 0,957 2 2,78 0,556 7,36 92,6 0,926 3 2,90 0,580 10,38 89,6 0,896 4 1,34 0,268 9,85 90,2 0,902 12 www.figes.com.tr Şekil 5. Aparat-2’nin akış hacmi ağı rüntü değerleri elde edilmiştir. Mukavemet değerleri ise mukavemet testi neticesinde elde edilen ve iplik üzerinde ilk duruma göre oluşan % mukavemet azalmalarıdır. Tablo 2’de verilen normalize tork (T) ve kuvvet (F) bileşenleri ile Tablo 3’te verilen normalize mukavemet ve görüntü değerleri arasındaki ilişki, türev zincir kuralı (1) kullanılarak Şekil 7-12’de grafiksel olarak incelenmiştir. Tablo 4. Üfleme delikleri arasındaki mesafenin etkisi için yapılan analizler Analiz no 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 4 Fx . 107[N] -3,44 3,33 3,22 -1,48 -2,27 -2,61 -2,53 -2,61 Fx-NORM[N] 1,000 -0,968 -0,936 0,432 0,659 0,760 0,736 0,759 Fy.105[N] -7,39 7,39 7,39 -3,46 -3,46 -3,46 -3,45 -7,40 FY-NORM[N] 1,000 -1,000 -1,000 0,468 0,468 0,468 0,467 1,000 Fz.107[N] 8,00 7,76 7,32 6,46 6,76 6,89 6,97 6,68 FZ-NORM[N] 1,000 0,970 0,914 0,807 0,845 0,861 0,871 0,835 Analiz no 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 4 Tx.107[Nm] 6,62 -6,63 -6,63 3,06 3,06 3,05 3,05 6,64 Tx-NORM [Nm] 1,000 -1,000 -1,000 0,462 0,462 0,461 0,460 1,000 Ty.109[Nm] -3,09 2,99 2,89 -1,33 -2,03 -2,34 -2,27 -2,34 TY-NORM [Nm] 1,000 -0,967 -0,934 0,432 0,658 0,758 0,735 0,758 Tz.109[Nm] -1,76 -1,24 -1,13 -1,04 -1,38 -1,52 -1,44 -1,39 TZ-NORM [Nm] 1,000 0,705 0,643 0,591 0,781 0,866 0,819 0,788 ARGE DERGİSİ 13 MAKALE I Tekstil Şekil 6. CFD analizinde Aparat-1’deki akışkan hız çizgileri (1) Tablo 4’te, daha önce yapılan analizlerin, üfleme delikleri arasındaki mesafe değiştirilerek tekrarlanmasıyla elde edilen sonuçlar gösterilmektedir. Yine burada da normalize değerler elde edilerek bu şekilde sonuçlar yorumlanmıştır. Yapılan tüm analiz ve testler neticesinde ulaşılan sonuç ve değerlendirmeler, aşağıda listelenmiştir: n Tahliye kanalı, en fazla iplik yönündeki yani y-yönündeki (Fy) kuvvetlerin artmasına neden olmakta; daha sonra ise x-yönündeki kuvvetlerin (Fx) artmasını sağlamaktadır. Şekil 7. Fx kuvvetinin mukavemet (M) ve görüntü (G) değerlerine göre değişimi Şekil 8. Fy kuvvetinin mukavemet (M) ve görüntü (G) değerlerine göre değişimi Şekil 9. Fz kuvvetinin mukavemet(M) ve görüntü(G) değerlerine göre değişimi 14 www.figes.com.tr n n n Tahliye kanalı olan aparatlarda, üfleme delikleri arasındaki mesafe azaldıkça x ve z-yönündeki kuvvetler (Fx ve Fz) de azalmakta, y yönündeki kuvvet (Fy) ise değişmemektedir. Kuvvetlerin (F), görüntünün (G) ve mukavemetin (M) trendine bakıldığında; hem görüntü hem de mukavemet üzerinde y yönündeki kuvvetlerin etkisi hâkim olmaktadır. Ayrıca y yönündeki kuvvetler (Fy), mertebe olarak diğer yöndeki kuvvetlerin (Fx ve Fz) 100 katıdır. Fy, üfleme deliği mesafesinden bağımsız bir kuvvet bileşeni olup, Fy değerini arttıran bir aparat tasarımının, görüntü ve mukavemeti iyileştireceği görülmektedir. Referanslar [1] Xiao Xing, Guoming Ye, 3D numerical simulation of the airflow in a Pneumatic Splicer, Applied Mechanics and Materials Vols. 130-134 (2012) pp 2345-2348 [2] Zhenyu Wu, Qingze Lin, Xudong Hu, Effect of airflow on performance of splicing fiber under different chamber’s inlet pressure, Advanced Materials Research Vols. 311-313 (2011) pp 1835-1839 Şekil 10. Tx torkunun mukavemet ve görüntü değerlerine göre değişimi Şekil 11. Ty torkunun mukavemet ve görüntü değerlerine göre değişimi Şekil 12. Tz torkunun mukavemet ve görüntü değerlerine göre değişimi ARGE DERGİSİ 15 MAKALE I Enerji I Enerji Piyasalarında MATLAB Etkisi Naksan Enerji Yunus Emre Termik Santrali (290 MW) Muammer CİDER Forward Fiyat Kırılımı muammer.cider@naksan.com Türkiye’de, gün öncesi piyasalarda uzlaşı, saatlik olarak yapılır. Kısacası her saat, ayrı bir ürün olarak değerlendirilir. Market yapısının saatlik olması, yapılan analizlerde kullanılan veri miktarını önemli ölçüde arttırmaktadır. Fakat saatlik uzlaşı dışında, daha uzun süreli kontratlar hâlinde gerçekleşen ürünler de mevcuttur. Bu yüzden, elektrik fiyatları ile yaptığımız her işte, saatlik fiyat kırılımına ihtiyaç duyuyoruz. Bunun için, saatlik ürünlerin birbiri arasındaki ilişkiyi, tarihi verilere dayanarak inceleyip, matematiksel çıkarımlar yapmamız gerekiyor. MATLAB’in İstatistik ve Database eklentisi ile geçmişe dönük bir istatiksel çalışma yapıp, her saatin gün tipi ortalamasına göre, sabit ve değişken çarpanını buluyoruz. Aynı şekilde, gün tiplerinin hafta ortalamasına göre ilişkisini inceliyoruz. Ayların birbiri arasındaki ilişkiye bakarak uzun dönem kontratları, önce aylık, sonra haf- Müdür, Analiz Departmanı Naksan Enerji E nerji piyasalarının Türkiye’de her anlamda büyümesi ile birlikte bu marketler de tıpkı finansal marketler gibi ileri matematik kullanılan iş kollarından biri hâline geldi. Naksan Enerji olarak anlık analizlerimizin çoğunu, finansal piyasalarda da olduğu gibi Microsoft Excel üstünde yapıyoruz. Her kullanıcının takdir edebileceği gibi Excel kalıcı çözümler için uygun bir uygulama değil. Dolayısıyla prototip olarak Excel’de hazırladığımız bir uygulamayı kalıcı hâle getirmek istiyorsak bunun için MATLAB’i kullanıyoruz. Bu makalede, MATLAB’de hazırladığımız çözümlerimizden bazılarını ana hatları ile paylaşacağız. 16 www.figes.com.tr talık, sonra günlük; en sonunda ise saatlik olarak kırıyoruz. Böyle bir çalışmada son kırılıma kadar oluşan değişim, adım adım grafiklerde yer almaktadır (Şekil 1, 2 ve 3): Santral Optimizasyonu MATLAB’in yüksek veri kapasitesini kullandığımız uygulamalarından biri de Naksan Enerji santrallerinin optimal çalışma rejimlerini belirlemektir. Her santral, kendine özgü kısıtlar içinde çalışır. Örnek olarak, gaz santralleri 1 saat içinde devreye girebilirken, kömür santrallerinde bu süre, 4-8 saat arasında değişir. Aynı şekilde, çalışmaya başlayan bu santraller, belirli bir süre çalışmak zorundadır. Tüm bu kısıtları göz önünde bulundurarak optimal çalışma rejimini belirlemek için, Naksan Enerji olarak, MATLAB’de yazdığımız Tseng-Barz algoritmasını kullanıyoruz. Bu algoritmaların yazılması için MATLAB’den daha iyi çalışabi- lecek programlama dilleri olmasına rağmen, biz analistlerin kolayca öğrenebileceği bir programlama ortamı olması sebebi ile MATLAB, piyasalarda tercih edilen bir program oldu. Müşteri Fiyatlama Şekil 1. Yıllık fiyattan aylık fiyat grafiği Şekil 2. Aylık fiyattan günlük fiyat grafiği Şekil 3. Günlük fiyattan saatlik fiyat grafiği Naksan Enerji olarak en önemli faaliyetlerimizden biri de serbest tüketicilere enerji tedarik etmektir. Tüm Türkiye’de senelik enerji tüketimi, 4500 kWh (aylık ortalama faturası 135 lira) olan müşteriler, dilediklerinde, serbest piyasadan cazip enerji tedarik edebilirler. Müşterinin kullanım profiline göre, verilen indirim oranı keskin farklılık gösterebilir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, her saatteki kullanımın takas fiyatı birbirinden farklıdır. Dolayısıyla ucuz saatlerde tüketimi fazla, pahalı saatlerde az olan müşterilere verilen indirim, tarife fiyatının %15’ine ulaşabilirken, pahalı saatlerde tüketimi yüksek müşterilere verilen indirim, %1’lerde kalabiliyor. Müşterilerimize fiyat verirken, onların geçmiş tüketim bilgilerini bilemediğimiz için, müşteriden tedarik ettiğimiz geçmiş tüketim bilgileri ile bir tahmin yapmamız gerekiyor. Bunun için tekrar MATLAB’e dönüyoruz. Gelecek için tahmini kullanım profilini oluştururken gün tipine dikkat ederek geçmiş profilini geleceğe taşıyoruz. Fiyat kırılımımız ile müşterinin tahmini kullanımını birleştirerek, müşterilerimize bir fiyat oluşturuyoruz. Aynı zamanda, MATLAB’den çıkan sonuçlarımızı, müşteri veri bankamızda saklayarak takip ediyoruz. Kısacası, MATLAB, şirketimizin günlük ve sistem kritik işlerini yürüttüğümüz programlardan birisi oldu. ARGE DERGİSİ 17 MAKALE I Cam Camın ANSYS POLYFLOW 3-D Analizi Arif ÇELEBİ Ramazan Ergin SAĞLAM Bekir Emre UĞURLAR Ebubekir BEYAZOĞLU arif.celebi@lav.com.tr ergin.saglam@lav.com.tr bekiremre.ugurlar@lav.com.tr ebubekir.beyazoglu@figes.com.tr Ür-Ge Mühendisi LAV Ür-Ge Mühendisi LAV Ür-Ge Yöneticisi LAV CFD Proje Mühendisi FİGES A.Ş. A. ÖZET Cam imalatında presleme; ergiyik cam (Damla) kalıba düştükten sonra mastörün aşağı doğru hareketiyle gerçekleşmektedir. Camın kalıptan çıkması için, kalıbın ve mastörün ters açıya sahip olması gerekmektedir. Ayrıca mastör ya da kalıba gravür işlenerek camın yüzeyinde desen oluşturmak mümkündür. Desen, hem iç hem de dış yüzeyde olabilir. Kalıbın alt tarafında ise şekillenmiş camın kalıptan çıkmasını sağlayan müldefon bulunmaktadır. Normal şartlar altında, kalıp ekipmanlarının hava ya da su ile soğutulması gerekir. Bu çalışmada, sadece camın kuvvet altında şekillenmesi incelenmiştir. Kullanılan yazılım ile kalıp tasarım revizyonları daha hızlı yapılabilecek ve camın yürüme karakteristiği ile presleme parametreleri bilgisayar ortamında görülebilecektir. B. GİRİŞ Dünyada birçok sofra camı üreticisi, şekillendirmede soda-kireç kompo18 www.figes.com.tr Resim 1: a) Damlanın kalıba yönlendirilmesi, b) Kendi ağırlığı altında şekil değiştirme, c) Presleme d), Çıkarma (Take-Out) zisyonunu kullanmaktadır. Bu hammadde karışımının içerisinde, yaklaşık %70 silika (SiO2) , %15 soda (Na2O), %9 kireç (CaO), %2 alümina (Al2O3) ,%3 magnezyum oksit (MgO) ve diğer küçük ölçekte bileşenler bulunmaktadır. Herhangi bir hammaddede gerçekleşen küçük değişiklikler, son ürünün kalitesini ve camın davranışını etkilemektedir. Bu yüzden, harman hassas bir şekilde hazırlanıp, ergitme fırınında yaklaşık 1600 °C’de ergimeye bırakılmaktadır. Burada bileşenler birbiri ile kimyasal tepkimeye girip, ergiyerek cam besleme oluğu (fore- hearth) yardımıyla şekillendirme makinelerine yönlendirilmektedir. Son ürünün kalite kontrol aşamasından geçemeyip tekrar kırık cam şeklinde harmana karıştırılması, üretim maliyetlerini arttırmaktadır. Bu kapsamda, sistematik şekilde belirlenen şekillendirme parametrelerinin de son ürünün kalitesine etkisi olacaktır. Damla, yerçekimi etkisi altında kepçe-oluk-saptırıcıdan geçip kalıbın içerisine düştükten sonra, kendi ağırlığı altında şekil değiştirmeye başlar. Daha sonra, hidrolik veya pnömatik etki ile hareket eden mastörün, belli toleranslar çerçevesinde camı preslemesiyle ürün oluşur. Pres-üfleme prosesinin aksine, ürünün cidar kalınlığı, kalıp tasarımı ve parametreler ölçüsünde gerçekleşir. Pres prosesinde, hem cam akışı hem de ısı transferi meydana gelir. Ergiyik cam, ağdalı Newton olmayan akış olarak kabul edilmekte; akış, yerçekimi ve mastör hareketiyle gerçekleşmektedir. Kalıp ve mastör, presleme esnasında cam ile aynı sıcaklıkta olmadığından dolayı, cam ile çevresi arasında ısı transferi gerçekleşmektedir. Camda meydana gelen sıcaklık değişimleri, camın akışını etkilemekte olup bunun sebebi ise viskozitenin sıcaklığa bağlı olmasıdır. Yalnız bu çalışmada, sıcaklıkla değişen viskozite dikkate alınmamıştır. Ergiyik cam, nümerik çözümlemede sıkıştırılamaz Newton tipi akış olarak varsayıldığında, ilgili NavierStokes ve Süreklilik denklemleri, ilerleyen bölümlerdeki gibi olmaktadır: Akışın sıkıştırılamaz olduğu durumlarda, p (yoğunluk) sabit olup, zamana bağlı türevi sıfır olacaktır. B.2.2 B.3.Vogel-Tammann-Fulcher (VTF ) Yaklaşımı ile Camın Sıcaklığa Bağlı Değişen Viskozitesi Programda kullanılan en önemli parametrelerden bir tanesi de dinamik viskozitedir. Dinamik viskozite, Vogel-Fulcher-Tammann denklemine göre değişmektedir. Preslemede çalışma sıcaklığı olan 1180 °C’deki viskozite değeri için: B.3.1 Tablo 1. VTF Denklem Katsayıları Katsayılar A B T0 -2,507 4185,46 259,611 C. ANSYS POLYFLOW İLE YAPILAN ANALİZ Analizi yapılacak ürün çay tabağı olup, simetrik ve gravürsüz bir yapıya sahiptir. Pres prosesinde, üretimde kullanılan damlanın ve soğutma fırınından çıkan ürünlerin ağırlıkları birbirine eşittir. Resim 2. Üretilen çay tabağının ürün teknik resmi. Solidworks 2010 Premium x64 programında çizilen kalıp, mastör ve damla montaj arayüzü, analize hazır hale getirilerek STEP AP210 (.step) formatında kaydedilmiştir. Böylece, ANYS Workbench üzerinde bulunan Design Modeler yardımıyla gerekli düzenlemeler (ölçek, birim ve yer değiştirme) yapılabilir. Aynı zamanda kalıp (mold) ve mastör (plunger) Solid, Damla (gob) ise tanımlanmıştır. Seçilen birim sisteminin diğer tüm programlarla uyumlu olması, analiz açısından önem arz etmektedir. Bu yüzden metric_cm/g/s sistemi seçilmiştir. Çay tabağı ürünü, eksenlerden simetrik olduğu için, analiz süresini kısaltmak amacıyla geometrisinin 4’te 1’lik kısmı dikkate alınmıştır. Geometri, pozitif eksenler içinde çizilmiştir. Mastör –y yönünde -4,14 cm/s hızıyla hareket etmektedir. Damlanın tüm mesh elementleri tetrahedron olup, 0,2 cm köşe uzunluklarına sahiptir. Damla hacminde toplam 8958 adet element bulunmaktadır. Grafik 1. Sıcaklık-viskozite eğrisi B.1.Navier-Stokes Denklemleri: B.1.1 B.2.Süreklilik Denklemleri: B.2.1 ARGE DERGİSİ 19 MAKALE I Cam Resim 3. ANSYS mesh kalıp-mastör-damla geometrisi Resim 4. Damla hacminin ağ yapısı özellikleri 20 www.figes.com.tr Tablo 2. Camın Özellikleri Parametre Viskozite Yoğunluk Yerçekimi Atalet Kuvvetleri Değer 1100 2,5 Yok Birim Poise (1180°C) cm³ - Var - Cam presleme prosesi, büyük deformasyonların meydana geldiği bir uygulamadır. Özellikle bu uygulamada, başlangıçtaki mesh yapısı, sonraki zaman adımlarında meydana gelecek şekil değiştirmelere uygun olmayabilir. Bu yüzden, ANSYS 15.0 Polyflow arayüzünde bulunan adaptive meshing yöntemi ile mesh yapısı, ilgili zaman adımı için değiştirilebilir. Özellikle camın preslenme esnasında, kalıp veya mastör üzerinde bulunan küçük geometrik detayları (ağız cidarı, gravür vb.) yakalayabilmesi için, bu yöntemin kesinlikle kullanılması gerekmektedir. Bu yöntemi hacmin gereken yerlerinde kullanmak, hesaplama zamanını olumlu yönde azaltmaktadır. Mümkün olduğunca optimum bir çalışma geometrisi oluşturulmuştur. Damla, tam merkez noktada olacak şekilde küresel yapıya sahip, mastöre ve kalıba birer noktadan temas etmektedir. Yerçekimi, bu analizde ihmal edilmiştir. Resim 5. Damla teknik resmi D. SONUÇLAR Resim 6. Polyflow ile hacmin kontrolü. Camın özellikleri ve çalışma parametreleri programa girilerek analiz sonuçlanmıştır. Geometrimiz eksenlerden simetrik olduğundan dolayı, XY ve YZ eksenlerinde bulunan yüzeyler simetri ekseni kabul edilip, normal yönde gelen kuvvetler ihmal edilmiştir. Ayrıca presleme esnasında tahmini %1 ila %5 hacim kaybı, adaptive mesh uygulamasından dolayı beklenmektedir. Hacim kaybını asgariye indirmek için, arayüzde bulunan Vo- lume Conversation aktif hale getirilmiştir. Damlanın 4’te 1’lik kısmını çizmemize rağmen (2-D veya 3-D olabilir) POLYFLOW otomatik olarak tam hacmi belirleyebilmektedir. Resim 7’de gösterilen serbest yüzey, hem normal hem de teğetsel yönden gelen kuvvetlere maruz kalacaktır. Kalıba ve mastöre temas eden yüzeylerde kaymama sınır şartı, slipping coefficient değerine 109 verilerek sağlanmıştır. Presleme esnasında toplam geçen süre bir (1) saniyedir. Mastörün aşağı yönlü hareketiyle ağ yapısı değişmeye başlamış, meshlerin sıklığı ve formu yakalamak adına sayısı giderek artmıştır. Ek olarak Adaptive Mesh komutuyla ağ yapısının şekil ve büyüklüğünde farklılıklar olmuştur. Resim 9’da en önemli noktalardan bir tanesi, kırmızı bölgenin basıncının yaklaşık 22 bar’a eşit olduğudur. Normal şartlar alARGE DERGİSİ 21 MAKALE I Cam Tablo 3. Listing Viewer Zaman Bilgisi Time information: CPU time : Elapsed time : tında, bu ürün için presleme basıncı yaklaşık 40-42 bar arasında değişmektedir. Eğer analizi non-isotermal yani viskoziteyi sıcaklığa bağlı kabul etseydik, hem analiz süresi uzayacak hem de basınç dağılımında farklılıklar meydana ge- Resim 7. ANSYS Polyflow serbest yüzey gösterimi. Resim 9. Son zaman adımında ürün üzerindeki basınç kontürleri. 22 www.figes.com.tr 16588.4 sec. 17020.0 sec. Resim 8. 0,1 s, 0,6 s ve 1 s zaman adımlarında ürün ve kalıpların görünümü. lecektir. İzotermal presleme, yaklaşık 4 saat sürmüştür. Eğer sıcaklık ile ilgili parametreler aktif hale getirilirse daha doğru sonuçlar elde edilebilir. Bu çalışmalarla beraber kalıp tasarımında yapılan revizyonların denemesi bilgisayar ortamında yapılabilir. Örnek verirsek; presleme aşamasında camın yukarıya doğru hareketinde yaşanan zorluğu engellemek için, presleme açısı değiştirilip, imalat yapılan makinede denenmektedir. Resim 10. CFD-Post hacim kontrolü Yapılacak simülasyonlarla birlikte işçilik, enerji, maliyet ve zamandan tasarruf sağlanacaktır. n n n n Bilgisayar Özellikleri Intel Core i7-3630QM CPU @2.40 GHz 4 Core 8 GB RAM Windows 7 Professional 64 bit ANSYS V15.0 Semboller : Hız vektörleri : Yoğunluk : cisim kuvvetleri (Yerçekimi) : Toplam gerilme tensörleri : Dinamik viskozite (Pa.s) : Cam kompozisyonuna bağlı katsayı : Cam kompozisyonuna bağlı katsayı : Kompozisyona bağlı referans sıcaklık değeri (°C) Referanslar [1] G. Dusserre, F. Schmidt, G. Dour, G. Bernhart, Thermo-mechanical stresses in cast steel dies during glass pressing process, Journal of Materials Processing Technology 1 62–163 (2005) 484–491 [2] Pavel Hrma, Arrhenius model for high-temperature glass-viscosity with a constant pre-exponential factor, Journal of Non-Crystalline Solids 354 (2008) 1962–1968 [3] Carol Elizabeth Humphreys, Mathematical Modelling of Glass Flow during a Pressing Operation, October 91 [4] Chiang C. Mei, Lecture Notes on Fluid Dynamics (1.63J/2.21J), February 6, 2007 [5] S.W. Rienstra and T.D. Chandra, Analytical approximations to the viscous glass-flow problem in the mould-plunger pressing process, including an investigation of boundary conditions, Journal of Engineering Mathematics 39: 241–259, 2001. ARGE DERGİSİ 23 MAKALE I Otomotiv Exhaust Noise Investigations for Agricultural Tractors Sibel VELİOĞLU Atayıl KOYUNCU Murat BALABAN Menderes ERKEN sibelv@turktraktor.com.tr atayil.koyuncu@turktraktor.com.tr muratb@turktraktor.com.tr menderese@turktraktor.com.tr Noise and Vibration Specialist Türk Traktör ve Ziraat Makinaları A.Ş., Gazi, ANKARA NVH Supervisor Türk Traktör ve Ziraat Makinaları A.Ş., Gazi, ANKARA New Product Engineering Group Manager Türk Traktör ve Ziraat Makinaları A.Ş., Gazi, ANKARA Noise and Vibration Technician Türk Traktör ve Ziraat Makinaları A.Ş., Gazi, ANKARA ABSTRACT 1. INTRODUCTION This paper deals with the testing techniques of “exhaust noise contribution to the driver ear” in agricultural tractors. First method used was named as “infinite muffler application method” in this study. Infinite muffler is a special type of muffler, which has a considerably bigger volume than current muffler. Exhaust noise was attenuated by using infinite muffler on the exhaust system. Driver ear noise with and without infinite muffler situations were considered for exhaust noise contribution. Second method used was named as “Exhaust TPA (Transfer Path Analysis) method”. Main noise sources which were engine and fan were eliminated with this method. After main noise source elimination, exhaust orifice noise contribution was significant at driver ear. Then high frequency sound source used in exhaust orifice to detect exhaust orifice noise reduction by using microphones at exhaust orifice and driver ear level. Exhaust noise contribution was found subtracting exhaust orifice noise reduction from exhaust orifice noise. Finally, exhaust noise on the driver ear was compared with total driver ear noise. Nowadays, tractor manufacturers are increasing the scope of development activities to meet user demands. OEMs offer many options and competition leads to improved product quality. In time, customer expectations increase due to this competition since they can compare products easily from different manufacturer resources. Customers prefer tractors having features such as low price, low fuel consumption, powerful vehicle dynamics besides better noise and vibration performance. Therefore, during product development, noise and vibration targets which are determined by benchmarks must be set accordingly and achieved. Developments in terms of noise and vibration will be a powerful marketing aspect. Customers in various markets are more sensitive to vibrations and noise. Therefore, a development program should address these expectations in order to remain competitive. (1) Key words: Infinite muffler application, exhaust transfer path analysis, source killing technique, driver ear noise 24 www.figes.com.tr European regulations state that the sound pressure level (SPL) must be equal to or less than 86 dB (A) with respect to regulations (2009/76/AT). When the number of working hours of a tractor driver is considered, even this SPL is very high. System level noise contributions such as fan, engine, air conditioning, gears, exhaust system, etc. should be detected at the driver ear noise to make any improvement on the total noise. This study comprises developed methods to find exhaust noise contribution to the driver ear noise. Tests were performed previously on homologation condition in accordance 2009/76/AT. Also exhaust noise contribution was determined at whole engine speed on 2+2 gear range for part throttle condition. 2. EXHAUST SYSTEMS In an internal combustion engine, the engine is the noise source and the exhaust pipe is the main transmitter of noise to the atmosphere. Mufflers are often used to reduce the engine noise radiated from the exhaust pipe. (2) The entire system conveys burnt gases from the engine and includes one or more exhaust pipes. On the overall system design, the exhaust gas flows through below paths in that working: n Cylinder head and exhaust manifold n A turbocharger to increase engine power n A muffler to reduce noise n Pipe (3) Exhaust pipes are used as vertical and horizontal on tractors. In that working, both types of exhaust pipe are used. 3. NOISE CONTRIBUTION TESTS BY USING SUBSYTEM MASKING The acoustic properties of a product play an increasingly important influence on the customer’s buying decisions. The noise generation by a combustion engine is typically efficiently reduced by the exhaust system. (4) For enhanced noise engineering, noise source identification is a major issue. Automotive OEM’s and their suppliers need to assess the entire amount of vehicle noise emission. The masking technique is one of the different engineering methods that can be used to gain more insight into the contribution of different vehicle subsystems to the overall driver ear noise level. The technique consists in testing a vehicle on the track, on which potential noise sources, such as powertrain, exhaust, tailpipe and tires are modified or insulated. ARGE DERGİSİ 25 MAKALE I Otomotiv By comparing data sets with or without masking, engineers gain insights in the relative noise contribution of each subsystem to the total driver noise level. (5) In that working exhaust, fan and engine noise sources were masked. noise level in accordance 2009/76/AT regulation. Tractor was driven at 2500 rpm, 4WD and 7.5 km/h conditions. 4. EXHAUST NOISE CONTRIBUTION TEST METHODES Different methods were used to identify exhaust noise contribution to the driver ear noise level for platform and cabin tractors. “Infinite muffler method” was used for platform tractor and “exhaust TPA method” was used for cabin tractor. Both methods can be used for platform and cabin tractors. 4.1. Infinite Muffler Application Method for Platform Tractors Infinite muffler application is a method that used for masking exhaust system noise. Infinite muffler should be ~10 times larger than current muffler. Tests were performed on platform tractor with horizontal exhaust given in the Figure 1. Figure 2. Exhaust Orifice Bracket Application Secondly, infinite muffler applied to the exhaust system. (Figure 3) Second data set was taken at this situation in accordance 2009/76/AT regulation. Tractor was driven at 2500 rpm, 4WD and 7.5 km/h conditions. Figure3. Infinite Muffler Application on the Tractor Figure 1. NO Step1 Platform Tractor with F5C Engine and Horizontal Exhaust Measurement equipment is consisted of below; n 2 items PCB 378B02 ½” condenser microphone (50mV/Pa) n IFM 0550xx tacho probe n LMS Scadas Mobile 5-slot main frame (40 channel) n Infinite Muffler n Exhaust Orifice Microphone Bracket The measurement software used in the data acquisition is LMS Testlab Desktop, Signature Testing Advanced module. Firstly, exhaust orifice microphone was placed at 25 cm away from orifice center point with 45 degrees angle to measure noise. (Figure 2) Other microphone is placed on the right side driver ear level. (Figure3) First data set was taken at this situation to detect base 26 www.figes.com.tr Test results are shown in the Figures 4, 5, 6 and 7. Figure 4. Muffler Orifice Noise Comparison of Base and Infinite Muffler Situations (Stationary_2500rpm) (Vertical scale is 2 dB(A)) Exhaust orifice noise decreased 5dB(A) when infinite muffler is implemented to the exhaust orifice at stationary condition on 2500rpm. This measurement was done to control muffler working. are used to find structural and air-borne noise contribution to the driver ear overall noise level. In that working, exhaust system air-borne noise contribution was observed. Tests were performed on platform tractor given in the Figure 8. Figure 5. Driver Ear Noise Overall Level Comparison of Base and Infinite Muffler Situations on Homologation Condition. (Vertical scale is 2 dB(A)) Figure 8. TD110 Cabin Tractor with NEF Engine and Vertical Exhaust Figure 6. Driver Ear Noise Overall Level Comparison of Base and Infinite Muffler Situations on Part Throttle Condition (2+2 gear range). Measurement equipment is consisted of below; n 2 items PCB 378B02 ½” condenser microphone (50mV/Pa) n IFM 0550xx tacho probe n LMS Scadas Mobile 5-slot main frame (40 channel) n Exhaust Orifice Microphone Bracket n B&K high frequency sound source (HFSS) The measurement software used in the data acquisition is LMS Testlab Desktop, Signature Testing Advanced module. To find exhaust noise contribution below tests were performed; l Exhaust Orifice Radiated Noise l Exhaust Orifice Noise Reduction (EONR) During exhaust orifice radiated noise measurements all other dominant sources such as engine and cooling fan has to be killed (source killing technique) Noise contribution of the exhaust system to the driver ear noise on homologation condition and whole engine speed at 2+2 gear range are insignificant. (Figures 5, 6, 7) Exhaust Orifice Radiated Noise: Exhaust orifice microphone is placed at 25 cm away from orifice center point with 45 degrees angle to measure noise. Measured the radiated noise from the exhaust orifice in the operating condition (900-2500 rpm run-up) 4.2. Exhaust TPA (Transfer Path Analysis) Test Method for Cabin Tractors Transfer path analysis is a methodology which is used for identifying the critical paths and sources which make up the total sound pressure level. TPA methods Exhaust Orifice Noise Reduction Measurement (EONR): To measure the EONR, B&K high frequency sound source (HFSS) is used. To calculate the EONR, the required data are: Figure 7. Driver Ear Noise 1/3 Octave Band Comparison of Base and Infinite Muffler Situations on Homologation Condition. (Vertical scale is 5 dB(A)) ARGE DERGİSİ 27 MAKALE I Otomotiv Figure 9. Engine Noise Source Killing l l Sound pressure level measurement from the driver ear location while the HFSS is located at the exhaust orifice point. Sound pressure level measurement at the point close the HFSS orifice, where exhaust orifice radiated noise is measured at part throttle, 4WD condition. (Figure 11) Figure 11. Exhaust Orifice Noise on Part Throttle Condition (Vertical scale is 2 dB(A)) The difference of HFSS microphone from the driver left ear in each 1/3 octave band yields the EONR value. 5. CALCULATION OF INTERIOR NOISE CONTRIBUTION FROM EXHAUST ORIFICE Figure 10. Exhaust Orifice Microphone Placement 28 www.figes.com.tr Subtraction of the measured exhaust orifice radiated noise from the exhaust orifice noise reduction yields 6. CONCLUSIONS Figure 12. HFSS Placement on the Exhaust Orifice Figure 13. HFSS microphone and driver left ear in each 1/3 octave band noise level (Part Throttle, 4WD driving conditions) (Vertical scale is 10 dB(A)) the exhaust orifice air-borne noise contribution. (Figure 14) As seen from Figure 14, exhaust noise is too low according to total driver ear noise. Exhaust system noise is considered in the main noise sources contributing driver ear noise on the tractors. This paper showed exhaust noise contribution to the driver ear noise for proper improvement of the tractor exhaust system. Two different methods, which are “infinite muffler application” and “exhaust TPA”, were developed. Tests were performed by masking the noise sources of exhaust, fan and engine for platform and cabin tractors. Noise contribution of the exhaust system on homologation condition and at 2+2 gear range and whole engine speed are insignificant for both platform and cabin tractors. References [1] V. Sibel, D. Mert, T. Okan, 2013. Interior noise analysis and prediction of a tractor cabin with emphasis on correlations with experimental data. [2] B. S. Srihadra, 1994 Review of theoretical and experimental aspects of acoustical modeling of engine exhaust systems [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_system [4] J. Michael, B. Dominik, W. Nico-Philipp, and G. Lothar, 2010 Simulative and experimental investigations on pressure-induced structural vibrations of a rear muffler [5] Technical info issued by Siemens PLM Software. Noise contribution analysis by means of subsystem masking_tcm1 224-220982 Figure 14. Exhaust Noise Contribution to the Overall Level (Vertical scale is 10 dB(A)) ARGE DERGİSİ 29 MAKALE I Denizcilik ANSYS AQWA ile Gemi ve Açık Deniz Yapıları Dizaynına Yönelik Hidrodinamik Çözümler BurakTunç ÇEKİRDEKÇİ burak.cekirdekci@figes.com.tr Yapısal Analiz Mühendisi, FİGES A.Ş G emi ve açık deniz yapılarının dizayn süreçlerinde, denizcilik hesapları önemli bir yere sahiptir. Bir gemi veya yüzer bir yapının dalgalar içerisindeki performansı, denizcilik kriteriyle belirlenmektedir. Örneğin, bir gemi ne kadar denizciyse, dalga koşullarından o kadar az etkilenecektir. Yolcu gemilerinde ihtiyaç duyulduğu gibi gemi hareket ve ivmelerinin yolcu konforunu etkilemeyecek mertebelerde olması, doğrudan geminin denizcilik performansıyla ilgilidir. Askeri gemiler içinse gemi hareketleri, üzerlerindeki silah ve donanımların istenen performansta çalışabilmesi açısından önem kazanmaktadır. Petrol platformları ve yüzer aktarım istasyonları gibi sabitlenmiş yapılara ait bağlama sistemlerinin dizaynı, yapının istenilen konumda kalmasını ve aktif çalışma süresini doğrudan belirleyen temel unsurlardandır. Ayrıca, sabitlenmiş bir yapıya bağlanarak operasyon yapan geminin hareketleri ve bağlama sistemi (bağlantı elemanları ve bağlama noktaları) incelenirken, yapı ve geminin denizcilik karakteristikleriyle birlikte bağlama sisteminin yapısal özellikleri de eş zamanlı olarak incelenmelidir. ANSYS AQWA; yüzer veya sabitlenmiş açık deniz yapıları, yüzer depolama, üretim ve boşaltım sistemleri (FPSO), yarı batık platformlar, geri ayaklı platformlar (TLP), gemiler, yenilenebilir enerji 30 www.figes.com.tr sistemleri ve dalga kıran dizaynlarında; dalga, rüzgâr ve akıntının yapıya olan hidrodinamik etkileri ve bu etkilerden dolayı yapının vereceği tepkileri (hareketleri) hesaplama kabiliyeti olan bir mühendislik yazılımıdır. 3 boyutlu panel metot ve potansiyel teori tabanında geliştirilmiş olan yazılımda, çözüm yapılan akışkan, ideal olarak kabul edilmektedir. Platformlar ve diğer açık deniz yapılarında kullanılan ince, silindirik elemanlardan oluşan dizaynların hidrodinamik analizleri içinse Morrison elemanları kullanılarak çözümler sunulmaktadır. ANSYS, AQWA kullanıcılarına, hem çekirdek programları hem de Workbench ortamı üzerinden çözüm sunmaktadır. AQWA çekirdek programları, Şekil 1’de sunulmaktadır. Şekil 1. AQWA Çekirdek Programları Bu çekirdek programlarla ilgili bilgiler aşağıda verilmiştir: • AGS (AQWA Graphical Interface): Hidrodinamik modelin oluşturulabildiği ve analiz sonrası kuvvet, hareket, kesme kuvveti ve eğilme momentine ait eğrilerin çizdirilip yapı üzerindeki basınç dağılımının incelenebildiği grafik ara yüzüdür (Şekil 2). Şekil 2. AGS (AQWA Graphical Interface) • AQWA-Line: Lineer dalga kuvveti ve bu kuvvet altında yapı hareketleri için 3 boyutlu kırınım (diffraction) / yayılım (radiation) probleminin çözümünün ve hidrostatik analizlerin yapıldığı modüldür. • AQWA-Librium: Yapının denge konumu ve kuvvet dengesinin hesaplanarak dinamik stabilite analizinin yapıldığı modüldür. • AQWA-Fer: Düzensiz dalgalar altında yapı hareketleri ve bağlama sistemleri üzerinde oluşan reaksiyon kuvvetleri için spektral analizler bu modül ile yapılabilmektedir. • AQWA-Naut: Düzenli veya düzensiz dalgalar içerisinde, dalga frekansına eşit yapı hareketlerinin ve bağlama sistemi üzerindeki kuvvetlerin zaman uzayında hesaplandığı modüldür. • AQWA-Drift: Düzensiz dalgalar içerisinde, dalga ve sürüklenme frekansına eşit yapı hareketlerinin ve bağlama sistemi üzerindeki kuvvetlerin zaman uzayında hesaplandığı modüldür. AQWA-Line modülü içerisinde, frekans uzayında yapılan hidrodinamik analizler sonucunda ıslak yüzey üzerinde oluşan dinamik basınçlar, ANSYS Mechanical modüllerine aktarılabilmektedir. AQWA ve Workbench 2005 yılında ANSYS bünyesine katılan AQWA, Workbench ortamında, “Hydrodynamic Diffraction” ve “Hydrodynamic Time Response” isimleri altında kullanıcılara sunulmaktadır (Şekil 3). Şekil 3. “Hydrodynamic Diffraction” ve “Hydrodynamic Time Response” Modülleri “Hydrodynamic Diffraction” modülünde gerçekleştirilen hesaplamalarda, lineer teori kullanılarak frekans uzayında çözümler yapılmaktadır. Bu çözümler neticesinde, düzenli dalgalar içerisindeki yapı hareketleri (RAO eğrileri), ıslak yüzey üzerinde hesaplanan hidrodinamik basınçlar ve dalga yükü altında yapı üzerinde oluşan kesme kuvveti / eğilme momenti değerleri elde edilebilmektedir. “Hydrodynamic Time Response” modülünde ise lineer veya non-lineer çevresel yükler altında, zaman uzayında çözümler yapılmaktadır. Bu kısımda: n Düzenli, düzensiz veya zaman bağlı dalga kuvvetleri ve dalga spektrumları n Düzenli veya profile dayalı akıntı ve rüzgâr yükleri n Demirleme sistemleriyle bir veya birden çok yapının hareketleri ve n Bağlantı elemanları üzerinde oluşan yükler hesaplanabilmektedir. ANSYS AQWA’nın Yetenekleri ANSYS AQWA’nın yetenekleri şöyle sıralanabilir: n Morison elemanlarını da içeren kırınım ve yayılım kuvvetlerinin hesabı, n RAO eğrilerinin hesaplanması, n Dalga kaynaklı kesme kuvveti ve eğilme momentlerinin hesaplanması, n Hareket ve basınçların ANSYS ortamına aktarılabilmesi (Şekil 4), n Çoklu yapıların birbirleriyle olan bağlanma ve etkileşimleriyle hidrodinamik analizler (Şekil 5), n Düzensiz dalgalarla zaman uzayında çözümler, n Spektral dalga profiliyle zaman uzayında çözümler, n Zamana bağlı hareketlerin hesaplanması (Şekil 6), n Bağlama sistemlerinin analiz ve dizaynı (Şekil 7), n Bağlantı ekipmanlarını da içeren stabilite hesabı, n Kablo dinamiğiyle birlikte analiz imkânı (Şekil 8), ARGE DERGİSİ 31 MAKALE I Denizcilik Şekil 4. Hareket ve basınçların ANSYS ortamına aktarılabilmesi Şekil 5. Çoklu yapıların birbirleriyle olan bağlanma ve etkileşimleriyle hidrodinamik analizler Şekil 6. Zamana bağlı hareketlerin hesaplanması 32 www.figes.com.tr Şamandıralarla birlikte kablo dinamiği hesapları ve n Gergi ayaklı platformların (TLP) bağlantı hesapları (Şekil 9). Kullanılan bağlantı elemanları şöyle listelenebilir: n Lineer elastik kablo n Ara palangalar n Çok parçalı katineriler n Quasi-statik ya da dinamik katineriler n Sabit gergili kablolar n Sabit veya yüzer tutucular Bağlama noktaları olarak iki veya daha fazla yapının birbirleri arasında veya zemine bağlantıları için: n Tamamen sabit, n Mafsallı, n Universal ve n Ball bağlantı araçları kullanılabilir. Bağlantı araçları için rijitlik; sönüm ve sürtünme değerleri tanımlanabilmektedir. n Şekil 7. Bağlama sistemlerinin analiz ve dizaynı Bir Uygulama: DTMB 5415 Formlu Bir Geminin Hidrodinamik Analizi Şekil 8. Kablo dinamiğiyle birlikte analiz imkânı Şekil 9. Gergi ayaklı platformların (TLP) bağlantı hesapları Bu çalışmada, ana boyutları ve jirasyon yarıçapları Tablo 1’de verilen, DDG51 tip muharip sınıf bir gemi formu temel alınarak geliştirilen DTMB 5415 formlu bir gemiye ait deneysel sonuçlar (INSEAN) ile ANSYS-AQWA kullanılarak yapılan analiz sonuçları karşılaştırılmaktadır [2]. Deneylerde, Fr = 0 ve Fr = 0,41 için dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketleri ve bu hareketler esnasında, geminin kıç, orta ve baş bölgelerinden dikey ivmeler ölçülmüştür. ANSYS-AQWA analizleri ise “hydrodynamic diffraction” modülünde yapılmıştır. Dikey ivmeler, analizler sonucunda elde edile RAO’lardan hesaplanmıştır. ARGE DERGİSİ 33 MAKALE I Denizcilik Tablo 1. Modele ait ana boyutlar ve jirasyon yarıçapları Scale = 24,830 LBP = 5,719 m LWL = 5,726 m B = 0,768 m T = 0,248 m V = 0,554 m3 CM = 0,821 LCG length = -0,026 from midship (+ fwd) m kXX, 0,25*LBP = 1,293 m kYY, 0,25*LBP = 1,293 m Şekil 10. ANSY AQWA Panel Modeli 34 www.figes.com.tr Analizler için hazırlanan hidrodinamik model (Şekil 10), 1978 elemandan oluşmaktadır. Su hattının altında kalan eleman (diffracted element) sayısı ise 1198’dir. Fr = 0 için dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketlerine ait deneysel ve ANSY AQWA analiz sonuçları, Şekil 11 ve Şekil 12’de sunulmaktadır. Fr = 0 durumunda geminin orta, kıç ve baş kısımlarında ölçülen ve hesaplanan dikey ivmeler sırasıyla Şekil 13, Şekil 14 ve Şekil 15’te sunulmaktadır. Fr = 0,41 için dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketlerine ait deneysel ve ANSY AQWA analiz sonuçları Şekil 16 ve Şekil 17’de sunulmaktadır. Fr = 0 durumunda, geminin orta, kıç ve baş kısımlarında ölçülen ve hesaplanan dikey ivmeler, sırasıyla Şekil 18, Şekil 19 ve Şekil 20’de sunulmaktadır. Şekil 11. Dalıp-Çıkma Hareketi (Fr = 0) Şekil 12. Baş-Kıç Vurma Hareketi (Fr = 0) Şekil 13. Gemi Orta Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0) Şekil 16. Dalıp-Çıkma Hareketi (Fr = 0,41) Şekil 17. Baş-Kıç Vurma Hareketi (Fr = 0,41) Şekil 18. Gemi Orta Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0,41) Şekil 14. Gemi Baş Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0) Şekil 19. Gemi Baş Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0,41) Şekil 15. Gemi Kıç Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0) Şekil 20. Gemi Kıç Bölgesi Dikey İvmeler (Fr = 0,41) ARGE DERGİSİ 35 MAKALE I Denizcilik Sonuç Fr = 0 ve Fr = 0,41 için deneysel ve ANSYS AQWA analizine ait dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketlerine ait sonuçlarda, tatmin edici bir uyum sağlanmıştır. Dikey ivmelere ait analiz sonuçlarıyla deneysel sonuçlar arasında da benzer eğilimler yakalanmıştır. AQWA analizlerinde, ilerleme hızı olarak Fr < 0,3 koşulunun takip edilmesi tavsiye edilmektedir [1]. Fr = 0,41 koşulunda, hareket ve ivme sonuçlarında görülen sapmaların, yüksek Froude sayısından kaynaklandığı düşünülmektedir. 36 www.figes.com.tr Teşekkür İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi öğretim üyelerinden Prof. Dr. Kadir SARIÖZ’e, uygulama çalışmasındaki değerli katkılarından d olayı çok teşekkür ederim. Referanslar [1] ANSYS, 2013, AQWA Theory Manual. [2] Çekirdekçi, Burak T., 2015, CFD Applications for Seakeeping Calculations of Floating Bodies