Propeller jet induced erosion around pile supported berth structures
Pervane jeti etkisinde kazık destekli yanaşma yapıları etrafında meydana gelen oyulma
- Tez No: 539069
- Danışmanlar: PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kıyı ve Liman Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 291
Özet
Bu tez kapsamında seçilen prototip için yanaşma yapılarına yanaşan ve ayrılan gemilerin pervanelerinden çıkan jet akımlardan dolayı oluşan oyulma miktarları deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışmada geçmişte yapılan literatür çalışmalarında verilen Froude yoğunluk sayısı aralığı (1.95 ≤ Frd ≤ 15.01) genişletilerek kullanılmıştır. Bu amaçla daha önce yapılan deneysel çalışmalar geliştirilmiş ve oyulma sürecinde etkin olan ilgili parametreler ile ilgili bağıntılar önerilmiştir. Daha önce yapılan çalışmalar kapsamında yer alan esaslar da dikkate alınarak, bu çalışmada deney taban malzemesi ortalama tane çapı (d50 = 0.52 mm, 1.28 mm, 4.00 mm and 8.30 mm) ve Froude yoğunluk sayısı (Frd) aralıkları genişletilmiştir. Böylece, pervane jeti etkisinde tabanda beklenen oyulma miktarlarını tahmin edebilmek üzere yeni denklemler önerilmiştir. Deneyde kullanılan modele ait boyut analizi ve deney koşulları ayrıntılarıyla belirtilmiştir. Ayrıca Akustik Doppler hız ölçer (ADV) cihazı ile pervane jetinin meydana getirdiği hız dağılımları ve büyüklüğü belirlenmiştir. Pervanenin çıkış hızını hesaplayabilmek amacıyla seçilen pervane geometrisi ve özelliklerine bağlı olarak yeni bir denklem önerilmiştir. Ayrıca pervane jetinin yapı (tekil kazık) etrafında meydana getirdiği oyulma miktarları ve oyulma çukuru boyutları deneysel olarak incelenmiştir. Yapı etrafında meydana gelen oyulmanın Froude yoğunluk sayısı (Frd), pervane çapı (Dp) ve pervane açıklığına (pervane ekseni ile taban arasındaki düşey mesafeye, (G)) bağlı olarak değiştiği bulunmuştur. Üç farklı oyulma profili a) kazığın membasında meydana gelen (So) b) kazığın mansabında meydana gelen oyulma (Sd) miktarları dikkate alınarak sınıflandırılmıştır. Oyulma profillerinin Froude yoğunluk sayısı (Frd) ve kazık çapına bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Oyulma profilleri ve kazık etrafında meydana gelen oyulma miktarları (So) kazığın pervaneden farklı uzaklıktaki konumu (X), kazık çapı, taban malzeme büyüklükleri, pervane çapı, hızı ve açıklığı açısından incelenmiştir. Kazık topuğunda meydana gelen oyulma derinliğini tahmin edebilmek için yeni ampirik denklemler önerilmiştir. Kazığın değişen konumları (X) için oyulmayı kontrol eden mekanizmanın pervane jeti veya kazık mekanizması tarafından gerçekleştirildiği incelenmiştir. Ayrıca d50=0.52 mm ve 1.28 mm'lik taban malzemesi üzerinde do= 4 cm ve 9 cm'lik kazıklar kullanılarak arka arkaya iki kazığın yerleştirildiği durum ve tekil kazık etrafında taş koruma uygulandığı durum için tabanda meydana gelen oyulma, pervanenin belirlenen sabit hızı, çapı ve açıklığı açısından incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents an improvement for the assessment of scour effects owing to propeller jet velocities with a direct application to prototype modeling by conducting a non-dimensional analysis. This study provides insights on the scouring problems owing to a propeller jet. In order to overcome the limitations found in the literature, expanded densimetric Froude numbers (1.95 ≤ Frd ≤ 15.01) were used. Experimental tests were developed for this purpose and formulae recommendations are provided to enhance the estimation of different relevant parameters of the scour process. In addition, the experimental conditions were extended, by ranging sand beds from finer to coarser that were d50 = 0.52 mm, 1.28 mm, 4.00 mm and 8.30 mm, and the Frd were compared with the ones stated in the previous studies. Hence, this study has proposed new formulae to predict the scouring owing to propeller jet flows. Scaling of the experimental model have been explained and the experimental conditions have been given. An acoustic Doppler velocimeter (ADV) was used to obtain the propeller velocity. In order to calculate the magnitude of efflux velocity a new equation is proposed, considering the propeller geometry and characteristics. Thus, it has been aimed to improve the level of knowledge that already exists in the literature. In addition, the scour induced by a propeller jet around a single pile was examined experimentally. The initiation of scour formation was found to be related to the densimetric Froude number (Frd), propeller diameter (Dp), and the gap of the propeller (G), which is defined as the vertical distance between the centerline of the propeller and the undisturbed sand bed. Three types of scour profiles were defined that can be classified according to a) the scour depth at the upstream toe of the pile (So), and b) the scour at the downstream section of the pile (Sd). Scour profiles were found to be highly dependent on the densimetric Froude number (Frd) and pile diameter (do). Scour profiles and scour depths at the toe of the pile (So) were investigated at different distances between pile locations and propeller face (X), pile diameter, sediment bed material size, propeller diameter, speed, and gap. New empirical equations were proposed for the estimation of the scour depth at the toe of the pile. The locations of the pile (X) were also investigated to assess whether the predominant scouring mechanism was the propeller jet or the pile mechanism. Furthermore, scour formations around the two - pile tandem arrangements with different pile diameters (do= 4 cm and 9 cm) and sediment beds (d50 = 0.52 mm, 1.28 mm), and the application of rock protection around a pile case at at a constant propeller diameter, speed and gap were investigated.
Benzer Tezler
- Batık jet akımı etkisinde bir kazık etrafındaki akım alanının hidrodinamiği
Hydrodynamics of flow around a pile under submerged jet
EĞMEN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YEŞİM ÇELİKOĞLU
- Gemi pervanelerinin kazıklı yanaşma yapılarında neden olduğu erozyonun araştırılması
Investigation of erosion around piled structures due to propeller jets
AYŞE YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Motorsuz yüzer bir cismin düz deniz tabanında meydana getirdiği hidromorfolojik etkilerin incelenmesi
Investigation of hydromorphological effects caused by a non-powered floating object in flatbed
ONUR BORA
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiBalıkesir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURAY GEDİK
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- Sivil pilotlarda gürültü maruziyetine bağlı hiperakuzinin değerlendirilmesi
Evaluation of hyperacusis due to noise exposure in civilian pilots
BİLGE NASİBOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kulak Burun ve BoğazHacettepe ÜniversitesiOdyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL DİDEM TÜRKYILMAZ
- Pervane aerodinamiği için girdap kafes uygulamaları
Vortex lattice applications for propeller aerodynamics
EMRE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN