Experimental and numerical investigation of the local scour around bridge piers in the case of the sediment feeding
Beslemeli katı madde hareketi durumunda köprü ayakları etrafında oluşan yerel oyulmaların deneysel ve sayısal araştırılması
- Tez No: 539802
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ŞÜKRÜ GÜNEY, PROF. DR. ZEYNEL FUAT TOPRAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik–Hidroloji ve Su Kaynakları Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Köprü ayakları etrafında meydana gelen yerel oyulmalar bir çok çalışmaya konu olmuş olsa da araştırmacılar genellikle temiz su oyulmalarına yönelmişlerdir. Hareketli taban koşulları altında meydana gelen oyulmalara ait çalışmalar az sayıda olup, bu çalışmalarda taşkın hidrografı durumunda oluşan oyulmalar ayrıntılı olarak incelenmemiştir. Bu çalışmanın amacı, taşkın hidrografları durumunda dairesel köprü ayakları etrafında oluşan hareketli taban oyulmasını araştırmaktır. Deneylerde 16 farklı üçgen hidrograf oluşturulmuştur. Üç farklı çapa sahip köprü ayakları, bu hidrograflar altında test edilmiştir. Deneylerde 1,63 mm çapına haiz üniform taban malzemesi kullanılmıştır. Oyulmanın mekaniğiyle ilgili gözlemler, deneyler sırasında elde edilen fotoğraflar ile anlatılmıştır. Hidrograf pik debilerinin ve hidrograf sürelerinin köprü ayakları etrafında oluşan oyulmalara etkisi, ayrıntılı olarak tartışılmıştır. Nümerik araştırma Flow-3D adlı bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan hidrograflardan bir tanesi seçilerek ve LES, RNG ve iki denklem k-ε türbülans modelleri kullanılarak nümerik analiz gerçekleştirilmiştir. Nümerik sonuçlar deneysel bulgular ile karşılaştırılmıştır. LES türbülans modelinin kullanıldığı simülasyonların deneysel sonuçlar ile daha uyumlu olduğu gözlenmiştir. Hidrografın yükselme eğrisi boyunca akış hızının, alçalma eğrisi boyunca ise sediment taşınım miktarının oyulma üzerinde baskın unsur olduğu görülmüştür. Maksimum oyulma derinliğine ait zaman ölçeğini, zamana bağlı oyulma derinliğini, ve maksimum oyulma derinliğini tahmin etmek amacıyla üç ayrı ampirik bağıntı türetilmiştir. İstatistiksel bakımdan anlamlı determinasyon katsayıları elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Although local scour around bridge piers were studied numerous times, researches mostly tended to investigate clear water scour. Live bed scour was investigated in few number of studies and unsteady flow conditions were not examined in detail. The aim of this study is to investigate live bed scour under flood hydrographs. During the experiments, 16 different triangular hydrographs were generated. Circular piers with three different diameters were tested under these hydrographs. Uniform bed material of 1.63 mm diameter was used during the experiments. Experimental observations about mechanism of scour were presented by means of images obtained from the experiments. The effects of the peak flow rates and duration of hydrographs on scouring were discussed. Numerical analysis was performed by using a computational fluid dynamics (CFD) software called Flow-3D. One of the hydrographs was selected to realize numerical study by using LES, RNG and two-equations k-ε turbulence models. Numerical results were compared with experimental findings. Simulation results of LES turbulence model was more compatible with experimental results. It was observed that the dominant element of the scour was flow rate during the rising limb and sediment transport rate during the falling limb. Three empirical equations were derived to predict time scale of maximum scour depth, temporal scour depth and maximum scour depth. Statistically significant determination coefficient values are obtained.
Benzer Tezler
- Köprü ayakları etrafında oluşan yerel oyulmaların hareketli taban durumunda deneysel ve nümerik araştırılması
Experimental and numerical investigation of local scours around bridge piers in the case of live bed
OLCAY MAYDA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M.ŞÜKRÜ GÜNEY
- Time evolution of the flow characteristics around bridge abutments during scouring process
Oyulma esnasında köprü yan ayakları etrafında zamana bağlı olarak akım karakteristiklerinde oluşan değişimlerin incelenmesi
BURHAN YILDIZ
Doktora
İngilizce
2014
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METE KÖKEN
PROF. DR. MUSTAFA GÖĞÜŞ
- Modeling scouring around bridge piers with different geometries
Farklı geometrideki köprü ayakları etrafında oluşan yerel oyulmanın modellenmesi
ARKAN HAMZA IBRAHIM IBRAHIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜNAL
- Numerical study of local scour around bridge pier with collar using flow-3D software
Yakalı köprü ayağı çevresinde oluşan yerel oyulmanın flow-3D yazılımı kullanılarak sayısal çalışması
YOUSEF ALHAMMOUDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜNAL
- Pervane jet akımı etkisindeki deniz tabanı sediment hareketinin deneysel ve sayısal araştırılması
Experimental and numerical investigation of marine sediment movement under propeller jet effect
CANSU ÖZYAMAN
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ALTUN
DOÇ. DR. MUSTAFA DOĞAN