Numerical modeling of the artificial destratification of the thermally stratified water column by air diffusers
Isıl tabakalı su kolonlarının hava difüzörü ile yapay olarak karışımının sayısal modellenmesi
- Tez No: 630887
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEBNEM ELÇİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Rezervuarlar, Sayısal modelleme, Su kalitesi, Su kalitesi modellemesi, Reservoirs, Numerical modelling, Water quality, Water quality modelling
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rezervuarlar, geniş kullanım alanı nedeniyle su yönetiminde önemli role sahiptir. Bir rezervuarda, dikey su sütunundaki sıcaklık profilinin yapısı esas olarak sıcaklığın, çözünmüş maddelerin ve besinlerin dikey dağılımını kontrol eder. Su kolonundaki termal tabakalaşma, oksijensiz ve düşük kaliteli su kaynağına yol açabilir. Yapay katman giderme çalışmaları, ısıl tabakalı su kaynaklarında su kalitesini iyileştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma, rezervuarların su kalitesini iyileştirmek için sıcaklık tabakalı su kolonlarının hava difüzörü ile yapay olarak karışımının sayısal modellemesine odaklanmaktadır. İlk olarak, sayısal modelleri doğrulamak için destratifikasyon deneyleri yapılmıştır. Deneylerde, hava difüzörü delik çapı, hava debisi ve difüzör delik sayısının destratifikasyon süresi ve verimliliği üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmı, ısıl tabakalı su kolonunun hava difüzörleri tarafından karıştırılması sırasındaki hidrodinamiklerin sayısal modellemesini içermektedir. Hidrodinamiklerin simülasyonu için ANSYS Fluent yazılımı kullanılmıştır. Çok fazlı akışlar, sınır koşulları ve türbülans için model seçenekleri; ve deneysel çalışmalarla karşılaştırılması tartışılmıştır. Eulerian çok fazlı modeli ve k-ω türbülans modeli bu çalışma için uygun bulunmuştur. Son bölümde ise sayısal model deneylerle doğrulanmıştır. Model karşılaştırmalarının ve gözlemlerin hata analizine dayanarak, en iyi hava difüzörü konfigürasyonu önerilmiş ve sayısal modelin ısıl tabakalı su kolonlarının hava difüzörü ile karıştırılnasını simüle etmede başarılı olduğu kararlaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Reservoirs have essential roles in water management due to the large areas of use. In a reservoir, the structure of the temperature profile in the vertical water column mainly controls the vertical distribution of heat, dissolved substances, and nutrients. Thermal stratification in the water column can lead to an anoxic and poor quality water source. Artificial destratification has been widely used to improve water quality in thermally stratified water sources. This study focuses on the numerical modeling of artificial destratification of thermally stratified water columns by air diffusers to improve the water quality of reservoirs. Firstly, destratification experiments were performed to verify the numerical models. In the experiments, the effects of air diffuser hole diameter, air flow rate, and the number and configuration of holes on the diffuser on destratification time and efficiency were observed. The second part of the study comprised the numerical modeling of hydrodynamics during the destratification of thermally stratified water columns by air diffusers. ANSYS Fluent software is utilized for the simulation of the hydrodynamic processes. Model options for multiphase flows, boundary conditions, and turbulence; and their comparison with experimental studies are discussed. The Eulerian multiphase model and k-ω turbulence model were found to be suitable for this study. In the final part, the numerical model was verified with the experiments. Based on the error analysis of comparisons of the model and observations, the best configuration of air diffuser is proposed, and the numerical model was found to be successful in simulating the destratification of thermally stratified water columns by air diffuser.
Benzer Tezler
- Artificial mixing of reservoirs using wind-powered aeration: A strategy for cyanobacterial bloom control
Rüzgarla çalışan havalandırma ile su haznelerinde yapay karışım: Siyanobakteri patlamalarının kontrolü için bir strateji
OĞUZ HAZAR
Doktora
İngilizce
2025
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEBNEM ELÇİ
- Numerical modeling of the bosphorus exchange flow dynamics
İstanbul Boğazı değişim akımlarının sayısal modellenmesi
ADİL SÖZER
Doktora
İngilizce
2013
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiOşinografi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ÖZSOY
- Sedimenter kayaç ortamında inşa edilmesi planlanan karayolu tünelinin sayısal modellemesi
Numerical modeling of the highway tunnel planned to be built in sedimentary rock environment
NEŞE IŞIK
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ŞAHİN ZAİMOĞLU
- Dalga modellenmesinde yapay sinir ağlarının TELEMAC nümerik modeli ile birlikte kullanımı
Co-utilisation of artificial neural networks and TELEMAC numerical modeling
TOLGA OZAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHidrolik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEREM CIĞIZOĞLU
- Zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin farklı yapay zekâ teknikleri kullanılarak modellenmesi
Modeling the liquefaction potential of soils using different artificial intelligence techniques
NERMİN ÜNVER OTÇU
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER UZUNDURUKAN