Bu araştırma, büyük ölçekli dikey pompa istasyonlarında pompa ünitelerinin oluşturduğu periyodik titreşimlerin istasyon yapısının doğal frekanslarıyla çakışıp çakışmadığını ve çevredeki dolgu zemininin bu dinamik davranışı nasıl değiştirdiğini incelemektedir. Araştırmacılar üst pompa binası, su altında kalan masif beton alt yapı, su geçiş kanalları, kolon ve döşemeler ile çevredeki dolgu zemini birlikte temsil eden yüksek ayrıntılı üç boyutlu bir sonlu eleman modeli oluşturmuştur.

Çalışmanın incelenen pompa istasyonunda sekiz adet dikey karışık akışlı pompa bulunmaktadır. Her ünitenin tasarım debisi 13,8 m³/s, basma yüksekliği 17,5 m ve tesisin toplam kurulu gücü 2,48 × 10⁴ kW'tır. Pompa ünitesinin anma hızı 295 dev/dk'dır. Bu hızdan hesaplanan temel dönme frekansı 4,917 Hz, beş kanatlı çarkın kanat geçiş frekansı 24,583 Hz ve beş çark kanadı ile sekiz kılavuz kanadı arasındaki rotor–stator etkileşim frekansı 196,667 Hz'dir.

Modelde zemin–yapı etkileşiminin önemini belirlemek için dört farklı sınır koşulu kullanılmıştır. Dolgu zemininin titreşime katılmadığı modellerde ilk 50 doğal frekans yaklaşık 6,281–38,383 Hz aralığındayken, zemin titreşime dahil edildiğinde aralık yaklaşık 2,779–9,272 Hz seviyesine düşmüştür. Bu büyük değişim, çevredeki görece düşük rijitlikli zeminin sisteme eklediği kütle etkisinin doğal frekans hesabında ihmal edilemeyeceğini göstermektedir.

Araştırmacılar fiziksel açıdan en temsil edici seçenek olarak dolgu zemininin modele dahil edildiği ve zemin–beton ara yüzünde normal yük aktarımına izin verilirken teğetsel kaymanın serbest bırakıldığı Scheme 4'ü seçmiştir. Bu modelin temel doğal frekansı yalnız 2,782 Hz'dir. İlk modlarda titreşimin özellikle geniş açıklıklı ve görece düşük rijitlikli üst çatı bölgesinde yoğunlaştığı, masif su altı beton yapının ise düşük mertebeli modlarda çok daha sınırlı hareket ettiği görülmüştür.

4,917 Hz'lik dönme frekansı açısından 4. ile 12. modlar tasarım standardında kullanılan %20 frekans ayırma sınırını karşılamamaktadır. En yakın durumlarda 8. mod 4,855 Hz ve 9. mod 5,002 Hz ile dönme frekansına çok yakındır; kaynakta ayırma oranları sırasıyla %1,267 ve %1,733 olarak hesaplanmıştır. Buna karşılık 12. moddan sonra frekans farkı hızla büyümektedir.

24,583 Hz'lik kanat geçiş frekansı için ilk 50 modun tamamı %20 sınırını sağlamıştır. Frekans ayırma oranının mod mertebesi arttıkça azalması nedeniyle araştırmacılar hesabı 400. moda kadar genişletmiş ve 400. modda dahi ayırma oranının %20'nin üzerinde kaldığını göstermiştir. Bu nedenle incelenen modelde kanat geçiş frekansı için 1–400. mod aralığında kod tabanlı önemli bir rezonans riski belirlenmemiştir.

196,667 Hz rotor–stator etkileşim frekansı ise ilk 50 moddan çok uzaktadır. 50. modda dahi frekans ayırma oranı %95,285 olarak bildirilmiştir. Ancak bu uyarım için 400. moda kadar doğrudan hesap yapılmamış; daha yüksek modlarda kritik sınıra ulaşmanın çok düşük olasılıklı olduğu kaynakta frekans eğiliminden hareketle yorumlanmıştır.

Çalışmanın sınırı önemlidir: sonuçlar sonlu eleman modal analizi ve frekans ayırma taramasına dayanmaktadır. Uyarım kuvvetlerinin gerçek genliği, modal katılım katsayıları, sönüm, harmonik zorlanmış cevap ve yükün yapı üzerindeki uzaysal dağılımı nihai rezonans kararına dahil edilmemiştir. Ayrıca bu çalışmada gerçek pompa istasyonu üzerinde bağımsız deneysel modal doğrulama sunulmamıştır.

Türkiye açısından: Büyük sulama, taşkın kontrolü ve su transfer pompaj tesislerinde pompa temeli ile istasyon yapısının dinamik davranışının birlikte değerlendirilmesi Türkiye açısından da mühendislik olarak uygulanabilir bir yaklaşımdır. Bununla birlikte kaynak çalışmadaki 2,782 Hz doğal frekans, 4,917 Hz dönme frekansı veya belirlenen rezonans bölgeleri başka bir pompa istasyonuna aktarılamaz. Türkiye'deki bir uygulamada pompa hızı ve kanat sayısı, yapı geometrisi, beton özellikleri, temel sistemi, yerel zemin dinamik özellikleri, sönüm ve gerçek işletme titreşimleri yeniden belirlenmeli; model tercihen saha modal ölçümleriyle doğrulanmalıdır.

Araştırmanın temel problemi nedir?

Dikey pompa istasyonları yalnız pompa ve motorun üzerine yerleştirildiği pasif beton yapılar değildir. Pompa, motor, şaft, çark ve su akışı sürekli dinamik kuvvetler üretirken bu kuvvetler beton temel, üst bina, döşemeler ve çevredeki zemin tarafından taşınır.

Bir uyarım frekansı yapının doğal frekanslarından birine yeterince yaklaşırsa titreşim büyüyebilir. Bu durum uzun süre devam ettiğinde temel ve üst yapıda yorulma, pompa–motor hizasının bozulması veya mekanik bileşenlerde daha yüksek titreşim seviyeleri gibi sorunlara zemin hazırlayabilir.

Bununla birlikte gerçek bir pompa istasyonunun doğal frekansını yalnız beton yapının özellikleri belirlemez. Özellikle su altında kalan masif alt yapı çevredeki dolgu zeminiyle geniş yüzeyler boyunca temas eder. Dolgu zemininin titreşime katılıp katılmadığı ve beton–zemin ara yüzünün tamamen yapışık mı yoksa kayabilir mi kabul edildiği sonlu eleman modelinin sonuçlarını önemli ölçüde değiştirebilir.

İncelenen pompa istasyonunun özellikleri

Araştırma Jiangsu su transfer sistemindeki büyük ölçekli dikey bir pompa istasyonunu ele almaktadır. İstasyonda sekiz adet ayarlanamayan sökülebilir karışık akış pompası bulunmaktadır.

Pompa akışı giriş kanalından çarka, ardından kılavuz kanatlara ve çıkış kanalına ilerlemektedir. Çalışmadaki kesit şeması pompanın bu hidrolik yolunu dikey blok temel içinde göstermektedir.

Pompanın kendisi sonlu eleman modeline nasıl dahil edildi?

Pompa ünitesi; çark, şaft, motor ve yardımcı bileşenleriyle ayrıntılı katı elemanlar şeklinde modellenmemiştir. Bunun yerine pompa ünitesinin toplam kütlesi ilgili montaj konumuna yoğunlaştırılmış kütle elemanı olarak uygulanmıştır.

Bu tercih modelin odak noktasının pompanın kendi lokal titreşim modları değil, pompa temel sistemi ve pompa binasının global yapısal davranışı olmasıyla gerekçelendirilmiştir.

Dolayısıyla araştırmadaki doğal frekanslar, ayrıntılı rotor veya şaft modal frekansları değil, pompa kütlesinin atalet katkısını içeren istasyon yapısının global modlarıdır.

Malzeme parametreleri

Dolgu zemininin elastisite modülü betonunkinden çok daha düşüktür. Çalışmanın doğal frekans sonuçlarındaki büyük zemin etkisi de bu rijitlik farkıyla açıklanmaktadır.

Ağ bağımsızlığı neden kontrol edildi?

Sonlu eleman modal analizinde kaba bir ağ yapıyı gerçekte olduğundan daha rijit gösterebilir ve doğal frekansları yapay biçimde yükseltebilir. Çok ince ağ ise hesap maliyetini büyük ölçüde artırır.

Model ANSYS Workbench 2022 R2 ortamında SOLID186 elemanlarıyla tetrahedral olarak ağlanmıştır. Global eleman boyutları 1,2 m'den 0,3 m'ye kadar değiştirilmiştir.

Çalışmada Element Quality değerinin 0,8'in üzerinde olması iyi ağ kalitesi olarak kabul edilmiştir.

0,4 m ile 0,3 m ağları karşılaştırıldığında hesaplanan minimum doğal frekanstaki göreli fark yalnız 1,63‰, maksimum doğal frekanstaki fark ise 1,75‰ olmuştur. Buna karşılık eleman sayısı yaklaşık 812 binden 1,89 milyona yükselmektedir.

Bu nedenle sonraki analizlerde 0,4 m global eleman boyutu ve 812.121 elemanlık ağ seçilmiştir.

Dört sınır koşulu neden oluşturuldu?

Çalışmanın en önemli yöntemsel bölümlerinden biri, dolgu zemininin modele nasıl dahil edilmesi gerektiğini değerlendirmek üzere dört farklı hesap şeması kurulmasıdır.

Scheme 3'te beton–zemin sınırında bonded contact kullanılması bütün bağıl hareketi engeller. Scheme 4'te ise ara yüz normal doğrultuda basınç iletebilirken teğetsel hareket serbest bırakılmaktadır.

Araştırmacılar gerçek dolgu ile beton duvarın sıkı temas halinde olmakla birlikte titreşim sırasında belirli teğetsel kaymaya izin verebileceğini değerlendirerek Scheme 4'ü sonraki analizler için fiziksel olarak en temsil edici seçenek kabul etmiştir.

Zemini modele eklemek doğal frekansları ne kadar değiştirdi?

Dolgu zemininin dışarıda bırakıldığı Scheme 1 ve Scheme 2'de temel frekans yaklaşık 6,3 Hz'dir. Zemin titreşime dahil edildiğinde Scheme 3 ve Scheme 4'te ilk doğal frekans yaklaşık 2,8 Hz'ye inmektedir.

Araştırmacılar bu değişimi düşük rijitlikli toprağın sisteme önemli miktarda kütle eklemesine, buna karşılık eklediği rijitliğin daha sınırlı kalmasına bağlamaktadır.

Bu sonuç pompa istasyonunun yalnız beton yapı olarak modellenmesinin doğal frekansları önemli ölçüde yüksek tahmin edebileceğini göstermektedir.

Scheme 4'ün ilk 10 doğal frekansı

Mod şekilleri yapının hangi bölümünü işaret ediyor?

İlk on modun renkli deformasyon görsellerinde su altındaki masif blok temelin hareketinin sınırlı kaldığı, buna karşılık üst pompa binasının daha belirgin deformasyon gösterdiği görülmektedir.

Özellikle üst çatı geniş açıklığı ve görece düşük rijitliği nedeniyle en duyarlı bölgedir. İlk modun yalnız 2,782 Hz'de başlaması da üst yapının düşük frekanslı global hareketlere açık olduğunu göstermektedir.

Kaynak, çatı merkezinde ve çatı kenarlarında görece yüksek modal deplasmanların oluşmasını, üst duvarların ince olması ve yalnız corbel kolonlarla sınırlandırılmasıyla ilişkilendirmektedir.

Üç ana uyarım frekansı nasıl hesaplanıyor?

Pompanın anma hızı:

\[ n=295\;\text{dev/dk} \]

olarak verilmiştir.

1. Dönme frekansı

\[ f_1=\frac{n}{60} =\frac{295}{60} =4.917\;Hz \]

2. Kanat geçiş frekansı

Çarkta beş kanat bulunduğu için:

\[ f_2= \frac{nZ_1}{60} = \frac{295\times5}{60} = 24.583\;Hz \]

3. Rotor–stator etkileşim frekansı

Beş çark kanadı ve sekiz kılavuz kanadı için, en büyük ortak bölen \(A=1\) alınarak:

\[ f_3= \frac{nZ_1Z_2}{60A} = \frac{295\times5\times8}{60} = 196.667\;Hz \]

%20 rezonans kontrolü ne anlama geliyor?

Çalışmada uygulanan tasarım kontrolü, yapının doğal frekansı ile zorlayıcı uyarım frekansı arasındaki göreli farkın %20'den büyük olmasını istemektedir.

Bu birinci kademe rezonans taramasıdır. Frekanslar birbirinden yeterince uzaktaysa rezonans olasılığı düşük kabul edilir; birbirine fazla yaklaşırsa ilgili mod potansiyel rezonans bölgesi olarak işaretlenir.

Ancak frekans çakışması tek başına gerçek titreşim genliğini belirlemez. Çalışma da uyarım kuvvetinin büyüklüğü, mod şekli, yükün uygulandığı yer ve modal katılım gibi etkilerin bu kriterde bulunmadığını açıkça belirtmektedir.

4,917 Hz dönme frekansında hangi modlar kritik?

En yakın iki doğal frekans 8. ve 9. modlardır. 8. mod 4,855 Hz, 9. mod ise 5,002 Hz'dir. Her ikisi de 4,917 Hz dönme frekansına çok yakındır.

Dolayısıyla kod tabanlı ilk taramada 4–12. modlar güvenli %20 ayırma sınırını karşılamamaktadır.

Bununla birlikte yazarlar mekanik dönme uyarımının esas olarak rotor dengesizliğiyle ilişkili olduğunu ve hassas balanslama ile hizalama gibi standart devreye alma işlemleriyle kaynağında kontrol edilebildiğini belirtmektedir. Bu nedenle bu düşük mertebeli bölgenin yapısal değişiklik gerektiren önemli bir rezonans oluşturmasının normal işletmede düşük olacağını değerlendirmektedir.

Bu yorumun sınırı: Çalışma 4–12. modlar için harmonik cevap analizi veya ölçülmüş gerçek titreşim genliği sunmadığından, “rezonans kesinlikle oluşmaz” sonucu çıkarılamaz. Kod taraması frekans yakınlığı bulunduğunu göstermektedir; bunun gerçek yapısal cevabı ayrı bir zorlanmış titreşim veya saha ölçümüyle belirlenmelidir.

Kanat geçiş frekansında neden 400 moda kadar gidildi?

24,583 Hz kanat geçiş frekansı ile ilk 50 doğal frekans arasındaki ayırma oranlarının tamamı %20'nin üzerindedir. Ancak Şekil 10'daki eğri, modal sıra arttıkça ayırma oranının sürekli azaldığını göstermektedir.

Bu eğilim yalnız ilk 50 moda bakıldığında daha yüksek mertebelerde sınırın aşılabileceği sorusunu doğurmaktadır. Araştırmacılar bu nedenle modal hesabı 51. moddan 400. moda kadar genişletmiştir.

Şekil 11'de ayırma oranı 51. moddan itibaren yaklaşık %60 düzeyinden düzenli biçimde düşmektedir. Buna rağmen 400. moda ulaşıldığında bile eğri %20 güvenlik çizgisinin üzerinde kalmaktadır.

Bu nedenle çalışma, hesaplanan 1–400. mod aralığında 24,583 Hz kanat geçiş frekansı için önemli frekans-yakınlığı rezonans riski bulunmadığı sonucuna ulaşmıştır.

196,667 Hz rotor–stator frekansı

Rotor–stator etkileşim frekansı ilk 50 yapısal doğal frekanstan çok daha yüksektir. Bu nedenle frekans ayırma oranları %95'in üzerindedir.

50. moda gelindiğinde bile kaynakta bildirilen ayırma oranı:

%95,285

değerindedir.

Yazarlar eğilimin çok yavaş azaldığını ve %20 seviyesine ulaşmak için çok yüksek modal mertebelerin gerekli olacağını değerlendirerek rezonans olasılığının çok düşük olduğu sonucuna varmaktadır.

Ancak kanat geçiş frekansından farklı olarak rotor–stator etkileşim frekansı için 400. moda kadar doğrudan modal tarama sunulmamıştır. Daha yüksek mertebeler hakkındaki sonuç kaynakta bir eğilim tahminidir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Sonlu eleman modelinin temel yapısı

Araştırma yüksek ayrıntılı üç boyutlu katı model kullanmaktadır. Üst pompa binası, farklı kotlardaki döşemeler, su altı kanalları, ara ve yan ayaklar ile belirlenmiş büyüklükteki çevre toprağı modelin parçalarıdır.

Koordinat sisteminde akış yönü X, pompa binasının açıklık yönü Y ve düşey doğrultu Z olarak tanımlanmıştır.

Beton yapı ile zemin arasındaki büyük rijitlik farkı, dört sınır koşulu senaryosundaki doğal frekans farklılıklarının temel nedenidir.

Ağ bağımsızlığının sonucu

0,4 m ile 0,3 m global eleman boyutları arasında hem minimum hem maksimum doğal frekanstaki değişim binde iki seviyesinin altında kalmıştır. Buna karşılık 0,3 m ağ yaklaşık 1,89 milyon elemana çıkmaktadır.

Araştırmacılar bu nedenle 0,4 m'lik ağı doğruluk–hesap maliyeti dengesi açısından yeterli kabul etmiştir.

Zemin katılımının etkisi

Zeminsiz modellerin 1. doğal frekansı yaklaşık 6,3 Hz iken zeminli modellerde değer yaklaşık 2,8 Hz'ye inmektedir.

50. mod açısından fark daha da dikkat çekicidir:

• Scheme 1: 36,351 Hz,
• Scheme 2: 38,383 Hz,
• Scheme 3: 9,192 Hz,
• Scheme 4: 9,272 Hz.

Dolayısıyla dolgu zemininin sisteme dahil edilip edilmemesi yalnız birkaç düşük modu değil, bütün ilk 50 doğal frekans dağılımını ciddi biçimde değiştirmektedir.

Temas modelinin etkisi

Zemin titreşime dahil edildiğinde Scheme 3 ile Scheme 4 arasındaki fark, zemin–beton ara yüzünün tamamen yapışık veya teğetsel kaymaya izin veren biçimde tanımlanmasından kaynaklanmaktadır.

İlk 10 moddaki iki model arasındaki fark bazı modlarda %15'e kadar ulaşırken 11–25. modlarda yaklaşık %5'e ve son 25 modda yaklaşık %2 düzeyine gerilemektedir.

Bu durum özellikle düşük mertebeli global modların ara yüz tanımına daha hassas olduğunu göstermektedir.

Üst çatı neden kritik bölge?

İlk 10 mod şekli incelendiğinde en büyük modal hareketlerin üst pompa binasında ve özellikle çatı bölgesinde yoğunlaştığı görülmektedir.

Kaynak bunu çatının büyük açıklığı ve düşük rijitliğiyle ilişkilendirmektedir. Su altı blok temel ise çevredeki toprak tarafından desteklendiği ve masif beton yapı olduğu için düşük frekanslarda daha sınırlı hareket etmektedir.

Bu sonuç, yalnız pompa montaj temeline değil üst pompa binasının döşeme ve çatı rijitliğine de dinamik tasarım açısından dikkat edilmesi gerektiğini göstermektedir.

Üç rezonans kontrolünün özeti

Çalışmanın güçlü yönleri

• Üst bina ile su altı beton yapısının aynı global model içinde çözülmesi.
• Dolgu zemininin dinamik modele açık biçimde dahil edilmesi.
• Zemin–yapı ara yüzünde bonded ve kayabilir temas modellerinin ayrı ayrı karşılaştırılması.
• Yaklaşık 60 bin ile 1,89 milyon eleman arasında ayrıntılı ağ bağımsızlık incelemesi yapılması.
• İlk 50 modun dört ayrı sınır koşulunda karşılaştırılması.
• Üç farklı mekanik/hidrolik uyarım frekansının aynı rezonans çerçevesinde değerlendirilmesi.
• Kanat geçiş frekansındaki olası yüksek mertebeli risk için analizin 400. moda kadar genişletilmesi.
• Frekans ayırma yönteminin sınırlarının çalışma içinde ayrıca tartışılması.

Temel sınırlılıklar

Deneysel modal doğrulama yoktur. Kaynak çalışma bu pompaj istasyonunun sonlu eleman doğal frekanslarını gerçek saha modal testiyle doğrudan karşılaştırmamaktadır.

Pompa ayrıntılı yapısal model değildir. Pompa, motor, şaft ve çarkın lokal esnekliği yerine yoğunlaştırılmış kütle kullanılmıştır.

Rezonans kontrolü frekans ayırma tabanlıdır. Uyarım kuvvetlerinin genliği, fazı, modal katılım katsayıları ve uzaysal yük dağılımı ana hesapta yer almamaktadır.

Harmonik veya zorlanmış cevap analizi sunulmamıştır. Bu nedenle potansiyel rezonans frekanslarında gerçek deplasman, ivme veya gerilme büyütme katsayıları doğrudan hesaplanmamıştır.

Sönüm etkisi ana rezonans taramasında değerlendirilmemiştir. Gerçek bir yapının rezonans genliği sönüme güçlü biçimde bağlıdır.

Zemin modeli idealize edilmiştir. Gerçek arazinin tabakalı yapısı, doğrusal olmayan davranışları ve saha değişkenliği ayrıntılı parametrik olarak incelenmemiştir.

4,917 Hz uyarımı için kod taraması gerçek bir yakınlık göstermektedir. 4–12. modların ayırma oranı %20'nin altındadır. Yazarların bu riskin mekanik balans ve hizalama ile yönetilebileceği yönündeki değerlendirmesi gerçek zorlanmış cevap ölçümünün yerine geçmemektedir.

Rotor–stator hesabı yalnız ilk 50 mod için doğrudan gösterilmiştir. Daha yüksek modlardaki düşük risk kaynakta hesaplanmış 400 modluk ayrı bir veri setine değil, frekans farkının büyüklüğüne ve eğilimine dayalı bir değerlendirmedir.

Çalışmanın söylediği sonuç

Kaynak çalışma, incelenen büyük ölçekli dikey pompa istasyonunun doğal frekanslarının dolgu zemini ve zemin–yapı temas koşullarına son derece duyarlı olduğunu göstermektedir. Zemin katılımının ihmal edilmesi doğal frekansları ciddi biçimde yüksek hesaplayabilmektedir.

Scheme 4 modeli altında üst çatının en titreşime duyarlı yapısal bölge olduğu ve temel doğal frekansın 2,782 Hz olduğu belirlenmiştir.

Kod tabanlı frekans taramasında 4,917 Hz dönme uyarımı 4–12. modlara yakınlık gösterirken 24,583 Hz kanat geçiş frekansı için 400. moda kadar %20 sınırının altına düşülmemiştir. 196,667 Hz rotor–stator etkileşimi ise ilk 50 moddan çok uzaktadır.

Çalışmanın söylemediği sonuç

Çalışma pompa istasyonunda hiçbir çalışma koşulunda rezonans oluşamayacağını kanıtlamamaktadır. Özellikle 4–12. modlar dönme frekansı açısından tasarım taramasındaki %20 ayırma kriterini karşılamamaktadır.

Araştırma gerçek işletme kuvvetleri altında yapının titreşim genliğini, yorulma ömrünü veya maksimum dinamik gerilmelerini hesaplayan tam bir zorlanmış cevap analizi değildir.

Ayrıca 3B model gerçek tesis üzerinde bağımsız modal testle doğrulanmadığından sayısal doğal frekansların gerçek istasyonla bire bir eşleştiği kabul edilmemelidir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün çalışma adı: Dynamic Characteristics and Resonance Risk Assessment of a Large-Scale Vertical Pumping Station Structure

Yazarlar ve sıralama: Kexin Kuang; Sen Du; Xuanwen Jia; Bowen Zhang; Longyu Li; Weixuan Jiao.

Eş katkı/eş birinci yazar: Kaynakta eş birinci veya eş katkı beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu yazarlar: Sen Du ve Weixuan Jiao.

Kurumlar: College of Hydraulic Science and Engineering, Yangzhou University; South-North Water Diversion East Route Intelligent Water (Beijing) Co., Ltd.; Department of Energy and Power Engineering, Tsinghua University; College of Water Resources and Civil Engineering, China Agricultural University; State Key Laboratory of Water Disaster Prevention.

Dergi: Machines.

Yayınevi: MDPI, Basel, Switzerland.

Cilt / sayı / makale: Machines 2026, Cilt 14, Sayı 6, Makale 618.

DOI: 10.3390/machines14060618

Alınma / revizyon / kabul / yayın: 16 Nisan 2026 / 25 Mayıs 2026 / 26 Mayıs 2026 / 29 Mayıs 2026.

Kaynak türü ve hakemlik: Hakemli araştırma makalesi; yüksek ayrıntılı üç boyutlu sonlu eleman modal analizi, zemin–yapı etkileşimi ve kod tabanlı rezonans riski taraması çalışmasıdır.

Resmî yayın bağlantısı:MDPI resmî makale sayfası

DOI bağlantısı:https://doi.org/10.3390/machines14060618

Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).

Finansman: State Key Laboratory of Water Disaster Prevention Open Research Fund Program No. 2025492611; Jiangsu Province Young Scientific and Technological Talent Lifting Project JSTJ-2025-234; Yangzhou University Qing Lan Project 137050684; Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD); College Students' Innovative Entrepreneurial Training Plan Program 202511117055.

Veri erişilebilirliği: Araştırmanın özgün katkılarının çalışma içinde yer aldığı, ek soruların sorumlu yazarlara yöneltilebileceği belirtilmiştir.

Çıkar çatışması / kurumsal ilişki: Sen Du'nun South-North Water Diversion East Route Intelligent Water (Beijing) Co., Ltd. bünyesinde çalıştığı açıklanmıştır. Diğer yazarlar araştırmayı etkileyebilecek ticari veya finansal ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Kexin Kuang: ilk taslak, gözden geçirme/düzenleme, biçimsel analiz, yöntem ve finansman; Sen Du: ilk taslak ve biçimsel analiz; Xuanwen Jia: yazılım ve biçimsel analiz; Bowen Zhang: yazılım, biçimsel analiz ve gözden geçirme/düzenleme; Longyu Li: doğrulama ve biçimsel analiz; Weixuan Jiao: ilk taslak, gözden geçirme/düzenleme, biçimsel analiz, yöntem ve finansman.

Bilimsel içerik kapsamı: Bu Verianla açıklamasındaki pompa parametreleri, malzeme özellikleri, sonlu eleman ağı, dört sınır koşulu, doğal frekanslar, mod şekilleri, uyarım frekansları ve rezonans kontrol sonuçları yalnız incelenen çalışmaya dayanmaktadır. Dış kaynak yalnız bibliyografik yayın kimliğini doğrulamak için kullanılmıştır; dış çalışmalardan yeni bilimsel bulgu eklenmemiştir.

Temel yöntemsel sınır: Çalışma sayısal sonlu eleman modeline dayanmaktadır ve bu araştırma kapsamında gerçek pompa istasyonu üzerinde bağımsız deneysel modal doğrulama sunulmamaktadır. Rezonans değerlendirmesi esas olarak tasarım standardındaki frekans ayırma kriteridir; uyarım kuvveti büyüklüğü, modal katılım, sönüm ve yükün uzaysal dağılımını kapsayan ayrıntılı zorlanmış cevap analizi gelecek araştırma konusu olarak belirtilmiştir.

Dönme frekansı yorum sınırı: 4–12. modlar 4,917 Hz dönme frekansına karşı %20 ayırma kriterini karşılamamaktadır. Yazarlar bu düşük mertebeli bölgenin hassas balans ve hizalama gibi mekanik kalite kontrol yöntemleriyle yönetilebileceğini değerlendirmektedir; çalışma bu modlarda gerçek işletme rezonans genliğini doğrudan ölçmemiştir.

Yüksek mertebeli kontrol kapsamı: 24,583 Hz kanat geçiş frekansı için rezonans kontrolü 400. moda kadar doğrudan genişletilmiş ve bütün hesaplanan modlarda ayırma oranı %20'nin üzerinde kalmıştır. 196,667 Hz rotor–stator etkileşimi için kaynakta doğrudan gösterilen kontrol ilk 50 moddur; daha yüksek modlara ilişkin düşük risk değerlendirmesi frekans eğilimine dayanmaktadır.

Kaynak içi standart adı notu: Ana yöntem bölümünde ve kaynakçada NB 35011-2016 ifadesi kullanılırken sonuç bölümünün son paragrafında NB/T 35011-2016 yazılmıştır. Kaynak bu gösterim farkına ilişkin açıklama vermemektedir; burada ana yöntem ve kaynakçada kullanılan biçim esas alınmıştır.