Numerical and physical modeling of jarlan type breakwaters
Jarlan tipi dalgakıranların sayısal ve fiziksel modellenmesi
- Tez No: 608269
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURAK AYDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
- 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 Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Yapılan yüksek lisans çalışması, Jarlan tipi dalgakıranların; diğer bir değişle tekli perfore duvarların, fiziksel deneyler ve sayısal modeller üzerinden hidrolik performansının incelenmesi ile bu tip deniz duvarlarının niteliksel anlaşılabilirliğini arttırmayı amaçlamaktadır. Bu çalışmada sayısal modelin sınanması amacıyla, iki-boyutlu bir dalga havuzunda, yedi yeni laboratuvar deneyi yapılmıştır. Yeni laboratuvar deneyleri Yıldız Teknik Üniversitesi, Kıyı ve Liman Laboratuvarı'nda yapılmıştır. Deneylerde kullanılan iki boyutlu dalga kanalı 26m uzunluğunda, 1m genişliğinde ve 1m yüksekliğindedir. Kanala bağlı aktif sönümleme özelliği bulunan bir piston tipi dalga üreticiyle düzenli dalgalar üretilmiş ve su yüzey seviyesi kanal boyunca yer alan yedi dalga ölçerle kaydedilmiştir. Perfore duvar modeli pleksiglas malzemeden üretilerek kanalın sonuna, kör duvarın önüne yerleştirilmiştir. Yapılan sayısal modeller sonucunda, yüzey profillerinin yere ve zamana göre değişimleri, hızları ve yansıma değerleri elde edilmiştir. Sayısal modelleme için açık kaynak kodlu bir modelleme programı olan OpenFOAM kullanılmıştır. OpenFOAM birçok karmaşık fiziksel fenomeni çözebilecek açık kaynak kodlu sayısal bir modelleme programıdır. Bu çalışmada sıkıştırılamayan sıvılar için üç boyutlu, sonlu hacim yöntemiyle serbest su yüzeyi hesaplayan InterFoam çözücüsü kullanılmıştır. Sayısal model ağı kare elemanlardan oluşmakta ve bu elemanların boyutları kanal boyunca 10x10 mm ile 5x5 mm arasında değişmektedir. Fiziksel deney sonuçları sayısal modelin doğrulamasında ve kalibrasyonunda kullanılmıştır. Sayısal model ve fiziksel deney sonuçları serbest yüzey profilleri, ortalama partikül hızları ve yansıma katsayıları üzerinden karşılaştırılmaktadır. Sayısal ve fiziksel model sonuçları arasında serbest yüzey seviyeleri, partikül hızları ve yansıma katsayıları bakımından büyük oranda eşleşme sağlanmıştır. Sayısal modelin genel olarak yüzde 90'ın üzerinde bir isabetle fiziksel modeli simule ettiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This master thesis aims to improve the quantitative understanding of the hydraulic performance of Jarlan Type breakwaters; in other words, single perforated vertical walls; by examining hydraulic performance through physical modelling and numerical simulations. Seven, laboratory physical model experiments were conducted in this study in a numerical 2-D wave flume to verify the numerical model. These new laboratory experiments were carried out at the Coastal and Harbour Engineering Laboratory of Yildiz Technical University. Experimental setup of two-dimensional wave flume is 26m long, 1m wide and 1m height. It has a piston-type wave generator with an active absorption system, which was used to generate regular waves and surface elevations were recorded along the flume with seven resistive wave gauges during each experiment. The water depth was 0.5m during the tests. As the representative of the breakwater, perforated Plexiglas breakwater was installed at the end of the flume. Numerical models were simulated to obtain the detailed spatial and temporal variations of the surface elevations, velocities, and the reflection coefficients. OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) modelling library has been used for numerical models. OpenFOAM is an open-source numerical toolbox capable of solving various complex physical phenomena like wave generation. In this study, InterFoam solver has been used, it is a 3-D finite volume solver for two incompressible fluids, incorporating the Volume of Fluid (VOF) method. The numerical model domain comprises square-shaped mesh elements which sizes are changing throughout the channel between 10x10 mm and 5x5 mm. Experimental data is used to validate and calibrate the numerical model. Results of the numerical modelling and physical tests are compared with theoretical data in terms of surface elevation, average particle velocities and reflection coefficients. Results show a great match with the surface elevations, the average particle velocity and reflection coefficients. Overall between laboratory experiment and numerical model results an accuracy above 90% was obtained.
Benzer Tezler
- Experimental physical modeling of hydrodynamics of a fixed owc with development of analytical and numerical models
Sabit salınımlı su sütunu dalga enerji dönüştürücü hidrodinamiğinin deneysel analitik ve nümerik olarak modellenmesi
ANIL ÇELİK
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Baraj dolusavak yapılarında akış karakteristiklerinin fiziksel ve sayısal analizi
Physical and numerical analysis of flow characteristics in dam spillway structures
SELMAN OĞRAŞ
- Liman içi çalkantılarının fiziksel ve sayısal modellenmesi
Physical and numerical modeling of harbour oscillation
MURAT KANKAL
Doktora
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER YÜKSEK
- Analysis and modeling of plastic wrinkling in deep drawing
Derin çekme işlemlerinde plastik buruşma analizi ve modellemesi
SERHAT YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. BİLGİN KAFTANOĞLU
PROF. DR. SUHA ORAL
- Mathematical modeling and stress analysis of wire ropes under certain loading conditions
Belirli koşullar altında tel halatların matematik modellenmesi ve gerilim analizi
CENGİZ ERDÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2010
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK