Kıyı hidrodinamiğine ilişkin dalga denklemlerinin çözümlenmesinde kısmi diferansiyel denklem uygulamaları
Application of partial differential equations to solving wave equations related to coastal hydrodynamics
- Tez No: 213354
- Danışmanlar: PROF.DR. ÜMİT GÖKKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deniz Bilimleri, Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Marine Science, Engineering Sciences, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu tez kapsamında , düzensiz dalga hareketlerinden dolayı ,dalgakıran önünde deniz tabanında olusan hidrodinamik basınç etkisiyle belirli kalınlıktaki gözenekli ortamdaki akısa ait kısmi diferansiyel denklemlerin Sonlu Farklar Metodu ile çözümlenmesi üzerine çalısılmıstır.Düzensiz dalga kayıtlarının karakteristigi Fast Fourier Transform (F.F.T.) teknigi uygulanarak spektral analiz ile belirlenmistir.F.F.T.'den elde edilen spektrum egrisinin degerlendirilmesiyle düzensiz dalga hareketlerini temsil eden birçok sinüsoidal dalga üretilmistir.Olusturulan sinüsoidal dalgaların süperpozisyonundan olusan yeni dalga formunun gerçek dalga formuna uyması gerekmektedir.Bu amaçla ,iki ayrı dalgaya ait dalga formları ve spektrum egrileri arasındaki güven Ki-Kare testi ile arastırılmıstır. Olusturulan sinüsoidal dalgalara baglı deniz tabanında olusan hidrodinamik basınçlar ,kıyıya dogru her kırılmamıs dalga yayılımının transformasyonu dikkate alınarak üretilmistir.Bu durumda ,elbette ki dalgakıran hiçbir dalganın kırılmadıgı bir su derinligine ve geçirimli ve egimli deniz tabanı üzerine yerlestirilmistir.Ancak sinüsoidal dalga yayılımlarının geçirimsiz deniz tabanı üzerinde oldugu varsayılmıstır. Dalgakıran altındaki gözenekli ortam düzlemsel bir grid sistemle tanımlanmıs ,yatay ve düsey eksenler boyunca akıs özellikleri belirlenmistir.Eksenlerdeki taban sınır kosulları hidrodinamik basınçlara esit olan hız potansiyelleri seklinde tanımlanmıstır.Sabit kalınlıktaki geçirimli tabaka egimli deniz tabanına paralel olarak kıyıya kadar uzatılmıstır.Bu tabakanın altında ,geçirimsiz bir bölge vardır.Geçirimli tabakadaki akıs kısmi diferansiyel formdaki Laplace denklemi ile tanımlanmıstır.Bu denklem formu ise Sonlu Farklar Metodu ile çözümlenmistir.Bu çalısmalardan elde olunanlar ,hız potansiyelleri ,her grid noktasındaki yatay ve düsey akıs hızları ve dalgakıran orta noktasındaki düsey kesitten geçen debi miktarlarıdır.Bu akıs parametreleri farklı zaman aralıklarında degisen taban sınır kosulları için hesaplanmıstır.Sonuç olarak ,düzensiz dalga kosullarında elde olunacak bu akıs parametrelerinin aynı kosulları saglayan çoklu sinüsoidal dalgalarla elde edilmesine çalısılmıstır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the solution of Partial Differential Equations (PDE) using Finite Difference Method (FDM) is studied based on flow through porous media with a certain thickness due to hydrodynamic pressure occuring on the bottom surface in front of a offshore breakwater due to random wave. A random wave record is characterized by Spectral analysis by Fast Fourier Transform Technique (FFT). Many sinusoidal waves representing random wave are generated by evaluating wave spectrum curve obtained from FFT. The new wave form based on the superposition of generated sinusoidal waves should fit to the real wave form. For this purpose, the confidence between the wave forms and spectrum curves which belong to two different waves is investigated by Chi-square test. Hydodynamic pressures on the sea bottom due to the new generated sinusoidal waves are yielded by considering the transformation of each non-breaking wave propagating to shore and adding hydrodynamic pressures with each other. In this case, the offshore breakwater is of course located at a water depth in which the non-breaking wave for each wave will arise and on the inclined porous sea bottom. However, it is assumed that the propagating of multi sinusoidal waves on impermeable sea bottom is considered. Porous media under offshore breakwater is defined as a planar grid system and the flow characteristics are determined along the horizantal and vertical axes.The bottom boundary conditions on the axes are defined by the velocity potentials taken equal to hydrodynamic pressures. Porous layer with constant thickness is extended to the shore paralel to the sea bottom. Under this layer, there is a impermeable zone. Flow through this media is characterized as Laplace equation based on partial differential form. In this thesis, this equation is solved by using the FDM. The outputs from these studies are the velocity potentials, horizantal and vertical flow velocities at each point of grid system and the volume of flow passing through the vertical cross-section under breakwater. These flow parameters are calculated by changing bottom boundary conditions in different time intervals. Consequently, such flow parameters obtained under random wave condition are tried to be obtained by generating multi sinusoidal waves satisfying the same condition.
Benzer Tezler
- The analytical solutions and deep learning assessment of long waves over linear and nonlinear breadth and depth profiles: 30 October 2020 İzmir tsunami case
Doğrusal olan ve olmayan genişlik ve derinlik profilleri üzerinde uzun dalgaların çözümleri ve derin öğrenme ile değerlendirilmesi: 30 Ekim 2020 İzmir tsunamisi örneği
ALİ RIZA ALAN
Doktora
İngilizce
2024
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CİHAN BAYINDIR
- Experimental physical modeling of hydrodynamics of a fixed owc with development of analytical and numerical models
Sabit salınımlı su sütunu dalga enerji dönüştürücü hidrodinamiğinin deneysel analitik ve nümerik olarak modellenmesi
ANIL ÇELİK
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Experimental investigation of surface flow patterns in Golden Horn estuary, Istanbul
Haliç hidrodinamiğinin tahlili
SİNAN ERUÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Numerical modelling of microplastics transport in Mersin bay
Mersin körfezinde mikroplastik taşınımının sayısal modellemesi
EGEMEN ANDER BALAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CEVDET YALÇINER
- Doğrusal olmayan kıyı ve okyanus dinamiklerinin seyrek tanılanması (Sinecod): Sindy algoritması kullanarak öncü analizler
Sparse identification of nonlinear coastal and ocean dynamics (Sinecod): Pioneering analyses using Sindy algorithm
TAYYİBE ERİŞTİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CİHAN BAYINDIR