Investigation of flow and scour around head of a vertical wall breakwater
Düşey yüzlü dalgakıran müzvarı çevresindeki akım ve oyulmanın araştırılması
- Tez No: 582471
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT BAYKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, düşey yüzlü dalgakıranının müzvar kısmındaki dalga kaynaklı hidrodinamik ve morfodinamik süreçler sayısal ve fiziksel modelleme ile incelenmiştir. Yapı etrafındaki akışı araştırmak için açık kaynak hesaplamalı akışkanlar dinamiği kodu kullanılmıştır. Kod, k-omega türbülans kapatmasıyla sıkıştırılamaz Reynolds Ortalamalı Navier Stokes denklemlerini çözmektedir. Yapı etrafındaki akım ve oyulmayı araştırmak için, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Kıyı ve Deniz Mühendisliği Laboratuvarı'nın düzensiz dalga kanalında küçük ölçekli fiziksel model deneyleri yapılmıştır. Deneyler, birinci aşamada sabit bir taban üzerinde yapının etrafındaki akımın, akım görüntüleme teknikleri ve akustik Doppler hız ölçümleri ile araştırıldığı ve ikinci aşamada, aynı hareket altındaki hareketli bir kumlu yatak üzerine monte edilen yapının etrafındaki oyulmanın araştırıldığı iki aşamadan oluşmaktadır. Deneyler çeşitli Keulegan-Carpenter (KC) sayıları ve dalga diklikleri için gerçekleştirilmiştir. Dalgaların sebep olduğu oyulma derinlikleri su altı kameralarla gözlenmiş ve yarı otomatik lazer tarayıcıyla taban değişimi kaydedilmiştir. Düzenli ve düzensiz dalgalar altında gerçekleştirilen oyulma deneylerinin sonuçları incelendiğinde; boyutsuz zaman ölçeğinde, düzenli dalgaların düzensiz dalgalara göre 25 kat daha hızlı denge durumuna ulaştığı gözlemlenmiştir. KC sayısı 5 mertebelerinde iken düzensiz dalgalar altında oluşan oyulma derinlikleri düzenli dalgalar altında oluşan oyulma derinliklerinin 7 katı kadar gerçekleşmiştir. Deneyler kapsamında farklı diklikteki ancak benzer KC sayısına sahip dalgalar incelenmiş ve bu dalgaların oyulma derinliklerinde belirgin bir farklılık gözlemlenmemiştir. Düzensiz dalgalar altında dalgakıranın kafa şeklinin etkisi incelendiğinde, keskin kenarlı kafa yapısına sahip modellerde oyulma derinliklerinin 20%'den 25%'e kadar yuvarlatılmış kafa şekline sahip modellere göre daha fazla olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Öte yandan, sayısal model sonuçları ile fiziksel model sonuçlarının ard-alan girdap boyutları ve akıma dik yöndeki hız dağılımı ölçümleri açısından benzer olduğu gözlemlenmiştir. Hem sayısal hem de fiziksel model sonuçlarında, hız dağılımı ölçüm sonuçları incelendiğinde yapı önünden 10B mesafede hızların bozulmamış hızlara yakınsadığı gözlemlenmiş ve bu mesafeden sonra tıkanma etkisinin ortadan kalktığı anlaşılmıştır. Soliter dalgalar altında denge oyulma derinliklerinin düzenli ve düzensiz dalgaların aksine yapı önünde değil, yapının ardında oluştuğu gözlemlenmiştir. Ayrıca aynı dalga yüksekliğine sahip ancak farklı derinliklerde oluşan soliter dalgalar incelendiğinde su derinliğinin artmasıyla oyulma derinliği artmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, wave induced hydrodynamic and morphodynamic processes around the head of a vertical wall breakwater are investigated by numerical and physical modeling. An open source computational fluid dynamics code was used to investigate the flow around the head of structure. The code solves incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations with a k-omega turbulence closure. For investigating flow and scour around the structure, small-scale physical model tests were carried out in the random wave flume of Middle East Technical University, Department of Civil Engineering, Coastal and Ocean Engineering Laboratory. The experiments are composed of two stages where in the first stage the flow around the structure on a fixed bed is investigated by means of flow visualization techniques, and Acoustic Doppler Velocimeter measurements and in the second stage the scour around the structure mounted on a movable sandy bed under the same wave conditions is observed. The experiments are carried out for various Keulegan-Carpenter numbers and wave steepnesses. The wave induced scour depths are observed via underwater camcorders, and bed evolution is analyzed via semi-automatic laser scanner. When the results of scour experiments performed under regular and random waves are examined; in the dimensionless time scale, regular waves reached 25 times faster to the equilibrium state than random waves. When the KC number is around 5.5, the scour depths formed under random waves are 7 times the scour depths formed under regular waves. In the experiments, waves with different steepnesses but similar KC numbers are examined, and no significant difference was observed in the scour depths of these waves. When the shape effect of the breakwater head under random waves is examined, it is concluded that the scour depths in the tests with sharp-edged head structure are higher than the models with round head shape by 20% to 25%. Numerical model results and physical model results are found to be in agreement for the lee-wake vortex dimensions and velocity distribution measurements. In both numerical and physical model results, when the velocity distribution measurements are examined, it is observed that the velocities converge to the undisturbed velocities beyond 10B distance from the tip of the breakwater head and there is no blockage effect after this distance. It is observed that, contrary to regular and random waves, the equilibrium scour depths of solitary waves occur at the leeward of the structure, not in front of the breakwater head. Furthermore, while solitary waves have the same wave height but occur at different depths are examined, scour depth increases with increasing water depth.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Samsun ve çevresinde tarla sarmaşığı (conuolvulus arvensis L.)'na karşı biyolojik savaşa esas olacak fauna tespiti
Investigations on the insect fauna of the field binweed (Conuolvulus arvensis L.) related to its biological control in Samsun Province
YASEMİN UFUK GERMAN
- Gebelik ve doğum olgularında prolaktin düzeylerinin değerlendirilmesi
The Evaluation of prolactin values during pregnancy labour and in deliveries
TÜLİN AKAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Bromtimol mavisi, bromkresol moru ve klorfenol kırmızısı indikatörleri katılmış özel besiyerlerinin sütlerde antibiyotik belirtilmesine uygunluğu üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ESENGÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAYGIN