Assessment of sensitivity of depth integrated solutions to longitudinal discontinuities on the channel bed
Derinlik integralli çözümlerin kanal tabanınında boyuna süreksizliklere duyarlılığının belirlenmesi
- Tez No: 595310
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- 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
Derinlik integralli denklemler taşkın haritaları hazırlamak amacıyla büyük alanlar üzerinde kolaylıkla çözülebilir. Bununla beraber, kırsal ve kentsel alanlarda yatak yüksekliğinde hızlı değişimlere neden olan sayısız doğal veya yapay süreksizlikler olabilir. Bu tür süreksizlikler akım denklemlerinin kaynak terimlerinde ani değişimlere neden olacağından sayısal çözümün stabilitesini ve hassasiyetini belirgin şekilde etkileyebilir. Bu çalışma, akım denklemlerinin boyuna süreksizliklere duyarlılığının değerlendirilmesine ve ortaya çıkan sayısal sorunların giderilmesine yönelik olacaktır. Bu tezde sığ akım denklemlerinin sayısal çözümü için Godunov tipi Sonlu Hacim Metodu (FVM) kullanılmıştır. Akıların hesabında Godunov metodunun ikinci dereceden uzantısı olan, HLL Riemann çözücüsüne dayandırılmış Ağırlıklı Ortalama Akı (WAF) metodu kullanılmıştır. Kaynak teriminin değerlendirilmesinde 'hidrostatik yeniden kurma' yaklaşımıyla birinci ve ikinci dereceden iyi-dengeli şemalar elde edilmiştir. Kuru alanlar yakınında su yüzeyinin lineer parçalı olarak yeniden tanımlanması aşamasında negatif su derinliklerinin oluşması olasılığı ikinci dereceden iyi-dengeli şema ile önlenmiştir. Geliştirilen yazılımları doğrulamak için literatürde yaygın olarak kullanılan sekiz adet test vakası analitik çözümlerinden yararlanılmıştır. Sayısal çözüm sonuçları literatürde mevcut deneysel veri setleri ile de karşılaştırılmıştır. Test vakaları iyi-dengeli özelliği olmadan yalın WAF metodu, birinci dereceden iyi-dengeli WAF metodu ve ikinci dereceden iyi-dengeli WAF metodu ile çözülmüştür. Yazılımların ıslak-kuru geçişli alanlardaki akımların çözümündeki yeteneklerini sergilemek için özel iki vaka seçilmiştir. Ve son olarak sayısal çözümlerin davranışını değerlendirmek için pozitif ve negatif basamakların oluşturduğu bir dizi keskin köşeler içeren yeni bir test vakası tanımlanmıştır. İyi-dengeli şemaların su yüzü profillerini yapay salınımlara neden olmadan üretebildiği ve zamandan bağımsız yatay hidrostatik su yüzünün sayısal çalkantılar olmadan elde edilebildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Depth integrated equations can be easily solved over large domains to provide flood inundation maps. In urban and rural areas however, there may be numerous natural or artificial bottom boundary discontinuities in the form of rapid variations in bed elevation. Such discontinuities cause abrupt changes in the source terms of the governing equations and can significantly affect stability and accuracy of the numerical solution. This study concentrates on the assessment of sensitivity of the governing equations to longitudinal discontinuities and proposes solutions to alleviate associated numerical complications. The presence of dry regions in the domain is also considered which requires additional modifications in the code to deal with the wet/dry fronts. In this thesis, Godunov's type Finite Volume Method (FVM) is used for the numerical solution of the shallow water equations. Weighted Averaged Flux (WAF) method, that is 2nd order extension of the first order Godunov's scheme, based on HLL Riemann solver, is used to compute the fluxes. The source term treatment is based on the“hydrostatic reconstruction”and first and second order well-balanced schemes are obtained. Creation of probable negative water depths during linear piecewise reconstruction of the water surface near dry areas has been prevented in the 2nd order well-balanced scheme. Eight test cases with their available analytical solutions that are widely used in the literature are selected to validate the developed codes. The results of the developed codes are also compared with sets of experimental data if available. Test cases are solved by pure WAF method without well-balancing property, WAF method with first order well-balanced scheme, and WAF method with second order well-balanced scheme. Two test cases are specifically selected to show the capability of the developed codes in solving flows in regions with wet and dry areas. In the end, a new test case is introduced to observe behavior of the numerical solutions in a bed consisting of a series of sharp corners due to positive and negative steps. It is observed that well-balanced schemes can produce water surface profiles without spurious oscillations and steady-state horizontal hydrostatic water surface is recovered without noisy fluctuations.
Benzer Tezler
- Yenileme yatırımları
Başlık çevirisi yok
OSMAN NURİ FİLİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
İşletmeGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN OKKA
- Türkiye'de dış borçlanmayı etkileyen faktörler ve dış borçlanmanın ekonomik katkıları
Başlık çevirisi yok
MEHMET AKÇAY
- Anıtkabir çevresi yapılaşma düzeni ve çevre ilişkilerinin görsel değerlendirilmesi üzerinde uygulamalı bir araştırma
Structural developments around Anıtkabir and a research on visual evaluation of environmental relations
IŞIK UÇMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Şehircilik ve Bölge PlanlamaAnkara ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YALÇIN MEMLUK
- Computer aided investigation of the relationships between sensory, chemical and physical properties of set yogurt
Başlık çevirisi yok
SERMET YALÇINKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. MEHMET D. ÖNER
- Beton basınç dayanımının hızlandırılmış deneyle saptanması
Başlık çevirisi yok
ALİ TÜREN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERBİL ÖZTEKİN