Experimental investigation of surface flow patterns in Golden Horn estuary, Istanbul
Haliç hidrodinamiğinin tahlili
- Tez No: 507914
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Geçmişten günümüze kadar, Haliç İstanbul için önemli bir yere sahiptir. Kuzey doğuda Beyoğlu ve Kağıthane, kuzey batısında Eyüp ve güney doğuda Fatih ilçeleriyle çevrili olan Haliç; 7 kilometre uzunluğundadır. En dar ve geniş kısmıları sırasıyla 150 ve 750 metredir. Kağıthane ve Alibeyköy dereleri Haliç'e akmaktadır. Bunun yanında Boğaz akımı da Haliç etksi olup, delta yerine haliçe dönüşmesinde etkilidir. Yakın geçmişte Haliçin kirli ve kötü koku olması sebebiyle biyo-canlı türleri zarar görmüştür. Haliçin temizlendikten sonra içinde yaşaıyan canlıların türlerinde artış olduğu bilinmeketedir. Son yıllarda yapılan akademik çalışmaların birçoğu Haliçin kirliliğinin giderilmesiyle ilgilidr. Haliçin hidrodinamiği ile ilgili çalışmalarar is çok azdır. İlk defa bu çalışmada Haliçin fiziksel modellenerek su yüzeyinin akım desenleri 3 m3/sa, 4 m3/sa ve 5 m3/sa debileri ve dört senaryo altında incelenmiştir. Bu çalışmayla haliç hidrodinamisini anlamayı sağlayacak, bu sayede ilerde yapılabilecek akım iyileştirmesi çalışmalarına yardımcı olacaktır. Haliç`te İstanbul Boğazın akım etkisi mevcuttur. Bu etki sayesinde de nehir deltası olmak yerine haliç haline gelmiştir. Haliç`in baştan sona olan 7 km`lik uzunluğu da Boğaz`ın Haliç üzerinde tam bir etkiye sahip olmasını da engeller. Bu yüzden Can Suyu projesi hayata geçirilmiştir. Haliç`in batimetrisi 0 m ile 40 m delinlikleri arasında değişmektedir. Sığ ve derin kısımlar genel olarak kıyı ve orta kısımlarda yeralmaktadır. Derinlik ise başlangıçtan sona doğru gittkçe artmaktadır. Ayrıca Haliç tershanesinin bulunduğu girintide de sığlaşma gözlenmiştir. Bu çalışma Haliçin su yüzeyinin akım desenlerini fiziksel modelle inceleyerek literatürdeki boşluğun giderilmesine katkı sağlamıştır. Haliçin alt, tarihi ve üç köprülü bölgesi çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Bu tezin kapsamındaki üç köprü de Atatürk Köprüsü, Galata Köprüsü ve Haliç Metro Köprüsü`dür. Üç köprülü bir bölge olmasına rağmen yalnızca Atatürk Köprüsü`nün Haliçin hidrodinamiğine etkisi incelenmeştir. Asma bir köprü olan Haliç Metro Köprüsü'nün ayakları, diğer köprülerdeki dubalara göre oldukça küçük olduğundan göz ardı edilmiştir. Galata Köprüsü de deney alanı sınırında kaldığı için modeli inşa edilmemiştir. Bu bölgedeki köprülerin ve yapılması planlanan yapıların da çokluğu bu bölgedeki yapılabilecek çalışmaları arttırmıştır. 1/80 ölçeğinde bir deney alanı ile Haliçin batimetriye göre inşa edilmiştir. Su yüzeyi hız ölçümleri deney modelinden elde edilmiştir. Hız ölçümleri verileri, vektör haritaları oluşturmak için kullanılmıştır. Doğru bir vektör haritası oluşturmak için fizksel bir ağ dizayn edilmiştir. Bu fiziksel ağ 50 adet noktadan oluşmaktadır. Noktalar arasındaki mesafe 1m x1 m dir. Noktalar sprey boya ile işaretlenerek aynı noktalardan ölçüm alınması sağlanmıştır. Hızların ölçümünü almak için, laboratuvar tipi Akustik Doppler Hızölçer kullanılmıştır. Sontek ve Nortek firmasına ait bu ürünler deneyler için kullanlmıştır. Bu cihazlar çok yüksek oranda doğru ölçüm yapmaktadır. İki cihazın birbiriyle kalibrayonu için bir birleriyle aynı ayarlar kullanılmıştır. İki cihazın yaydığı akustik dalgaların birbirine karışmaması için, iki cihaz birbirinden en az 5 m uzak tutulmuştur. Bütün noktalarda aynı derinliklerde ölçüm almak için cihazlar limnografa bağlanarak ölçüm alınmıştır. Limnograflar milimetre mertebesinde doğrudur. Bunlara ek olarak ultrasonik debimetre de deneylerde kullanılmıştır. Deneyler üç farklı debi değerinde değerlendirilmiştir. Hız ölçümü sonuçlarını almak için çeşitli yazılımlar kullanılmıştır. Bunlar; SONTEK ve NORTEK firmalarına ait yazılımlardır. Verilerin toplanmasından sonra da, MATLAB ve WinADV (SONTEK firmasının özel yazılımı) kullanılmıştır. Ölçümlerdeki gürültü ve bozuk verilerin temizlenmesi için Despiking metodları kullanılmıştır. Bu programlara ek olarak; AutoCAD, Global Mappers and Surfer programları kullanılmıştır. Batimetri detayları ve ölçüm noktaları AutoCAD programında çizilmiştir. Daha sonra, Global Mappers programı batimetrinin üç boyutlu modelinin çıkarılması için kullanılmıştır. Surfer ise hız vektörleri haritasının hazırlanması için kullanılmıştır. Deneyler dört adet senaryoya göre tasarlanmıştır. Bunlardan bir tanesi şimdiki Haliç'in durumunu gösterirken, diğerleri ise imgeseldir. Örnek vermek gerekirse, bunlar; hiç yapı olmaması (Senaryo-1), su altı köprüsünün olması (Senaryo-2), Atatürk Köprüsü (Unkapanı) olması (Senaryo-3) ve her iki köprünün de olması (Senaryo-4) durumlarıdır. Özellikle yapısız senaryo, yapıların Haliçin su yüzü akım desenlerine etkisini değerlendirmek için önemli bir durumdur. Bu senaryolar üç farklı debi değerinde incelenmiştir. Bunlar;3 m3/sa, 4 m3/sa ve 5 m3/sa`tir. Deney sonuçları incelendiğinde ise; çevrintili akım, pozitif ve negatif akımlar, kıyı bölgesi akımları ve akım özelliklerinin, belirli senaryolarda, iki ayrı bölgeye ayrıldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca; yapıların ve batimetrinin de akıma olan etkisi de incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
The Golden Horn has always been a prominent symbol of Istanbul up to present time. Several districts of Istanbul, Kağıthane at Northeast, Eyüp at Northwest, Fatih at Southwest and Beyoğlu at Southeast surround the Golden Horn which is approximately 7 kilometers long. The narrowest and the widest parts of the Golden Horn are approximately 150 and 750 meters, respectively. Kağıthane and Alibeyköy creeks flow into the estuary. These creeks carry the urban load into the Golden Horn. Until two decades ago, the region struggled with pollution problems that decreased the biodiversity and caused malodour. Because of the high pollution problem, researches have focused on pollution problem without taking the hydrodynamics of the Golden Horn into consideration. In this study, experimental hydrodynamic model of the Golden Horn under three different scenarios is developed. The flow coming from Bosphorus strait constitutes the Golden Horn as an estuary. 7 km distance from beginning to end is a high distance for Bosphorus strait water to actually get in. For this reason, to increase the water quality of Golden Horn“Can Suyu”project has been established. The bathymetry of the Golden Horn varies between 0 and 40 meters. The shallow parts are near to the shores and deepest parts are in the middle of the Golden Horn. The depth is increasing through the end of the estuary. Also, there is a shallow bathymetry at the recess of the Golden Horn Shipyard. In this study, experimental invastigations have focused on surface flow patterns in Golden Horn under four scenarious, which are without structure (Scenario-1), Atatürk (Unkapanı) Bridge (Scenario-2), a submerged bridge (Scenario-3) and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge considered together (Scenario- 4). The experimental model scale is 1:80. The velocity of surface water was measured under three different experimental models. The velocity measurement data was used for development of vector maps. To constitute an accurate vector field, a physical mesh was designed based on 50 points where grid cells were selected as 1m x 1m. The points were marked with a spray dye which provided measuring the velocities at exact same location. Laboratory type acoustic doppler velocimeters were used to measure surface velocities. Sontek and Nortek brands were utilized for the experiments which are highly accurate. To calibrate the measurements between the two instruments, they were adjusted to same settings. To avoid sound mixing between two devices, they were departed at least 5 meters away during the measurement of the velocities. To guarantee that the measurements were taken at the same depth a limnograph (millimeter) was used. In addition to these instruments, an ultrasonic flowmeter was also used. The discharges were evaluated at three different values which are 3 m3/ h, 4 m3/ h and 5 m3/ h. The flow velocity data were measured and provided by using SONTEK and NORTEK instruments and their softwares. Despiking method was applied for eliminating the noise from the measurement data. The software Surfer was used for development of the velocity vector maps. The experimental models were developed to determine the surface water flow patterns in Golden Horn under four scenarious which are, natural situation of the estuary without structure as termed Scenarios-1, Atatürk (Unkapanı) Bridge as termed Scenarios-2, a submerged bridge model applied as termed Scenarios-3 and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge modeled together named as Scenario-4. The structureless scenario is considered as reference model to evaluate the structure effects on the hydrodynamics of the Golden Horn. For each scenario, flowrates 3, 4 and 5 cubic meters per hour were implemented. Based on the results of this study eddies, shore flows, regional flows, and also effects of structures and bathymetry are observed.
Benzer Tezler
- Doğadan esinlenmiş bütünleşik uçan kanat tasarımının aerodinamik karakteristiklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of aerodynamic characteristics of bio-integrated blended wing desing
MUHAMMED AKİF ÖZDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uçak MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ÖZGÖREN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SEYHAN
- Experimental investigation of the flow around hexagonally arrayed circular cylinder group under steady flow conditions
Altıgen dizilimli silindir grubu etrafındaki akımın kararlı akım koşulları altında deneysel olarak incelenmesi
ÖZGE KARABAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORAL YAĞCI
- Kürenin sınır tabakayla etkileşimiyle oluşan akış yapısı ve kontrolünün deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the flow structure and its control between boundary layer and sphere
ABDULKERİM OKBAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUAMMER ÖZGÖREN
- Experimental investigation of flow structures around an oscillating airfoil in steady current
Daimi akış içinde salınım yapan bir kanat etrafındaki akış yapılarının deneysel incelenmesi
İDİL FENERCİOĞLU
Doktora
İngilizce
2010
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. N. L. OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
- Küt cisimler etrafındaki akışın cisim yüzeyindeki slot kanaldan gönderilen jet akışı ile kontrolünün deneysel incelenmesi
An experimental investigation on the control of flow around bluff bodies by using slot jet injection
MUSTAFA HACIALİOĞULLARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiNiğde ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAHYA ERKAN AKANSU