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: 121
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
- Güneş enerji panellerinde harita tabanlı uygunluk analizi
Map-based suitability analysis for solar energy panels
FATİH ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ESKİ
- Investigation of managed aquifer recharge site suitability through multi-tiered decision making approach
Yönetilen akıfer besleme sahası uygunluğunun çok kriterli karar verme yaklaşımı ile incelenmesi
RACHID MOHAMED MOUHOUMED
Doktora
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGER
- Kırılganlık analizi ve modellemesi ile Büyük Menderes Havzası'nda, sektörel ve senaryo tabanlı ideal alan kullanım planlaması
Sectoral and scenario based optimal land use planning in Büyük Menderes Basin with vulnerability analysis and modelling
HAMID JAFARZADEH
Doktora
Türkçe
2024
Peyzaj MimarlığıÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHA BERBEROĞLU
- Clinical assessment of the microwave imaging system forbreast cancer screening and early detection
Meme kanseri tarama ve erken tanı için mikrodalgagörüntüleme sisteminin klinik değerlendirmesi
ALEKSANDAR JANJIC
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MEHMET ÇAYÖREN
Prof. Dr. İBRAHİM AKDUMAN
- Sigortacılık sisteminde aktif-pasif yönetimi ve Türkiye hayat sigortası örneğinde portföy performansının boyutlarını belirleyen faktörlerin irdelenmesine ilişkin bir model denemesi
Assets and liablity management in the insurance sector and investigating sectors that are determinating dimensions of the portfolio performance by relating to model testing in the Turkish life insurance sector
ALİ İHSAN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2001
SigortacılıkMarmara ÜniversitesiBankacılık Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ABDÜLGAFFAR AĞAOĞLU