Physical modeling of solid spheres' motion under solitary wave attack
Soliter dalga etkisi altındaki kürelerin hareketinin fiziksel modellenmesi
- Tez No: 648555
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT BAYKAL, PROF. DR. AHMET CEVDET YALÇINER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu fiziksel deney çalışmasında soliter dalga etkisi altındaki kürelerin hareketleri laboratuvar ortamında incelenmiştir. Fiziksel deneyler için Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kıyı ve Deniz Laboratuvarında 26 m uzunluğunda ve 0,9 m genişliğinde kırılan soliter dalgalar için 1:20 ve kırılmayan soliter dalgalar için 1:4,5 oranlarında eğime ve sonrasında düz bir alana sahip dalga kanalı inşa edilmiştir. İki farklı renge boyanmış 10 cm çapında ve 2712 kg/m3 ağırlığındaki homojen küreler tek küre ve çift küre deneylerinde kullanılmıştır. Değiştirilen yüzey geçirgenlik oranının (geçirgen olmayan ya da geçirgen olan), su seviyesinin ve soliter dalga tipinin (kırılmayan ya da kırılan) küreler üzerinde yarattığı etki, tek toplu deneylerde topların hareketi, çift toplu deneylerde ise topların hareketinin yanı sıra çarpışma davranışlarına etkisi incelenmiştir. Bu değişkenler göz önüne alınarak 4 farklı deneysel kurulum oluşturulmuştur. Fiziksel deney setine bakıldığında yapılan deneylerle 16 farklı durum çalışılmıştır. Her bir durum 21 kere tekrarlanmış ve bu sayede sonuçlar üzerinde oluşabilecek hatalar en aza indirilmeye çalışılmıştır. Deneylerde kullanılan kürelerin soliter dalga etkisi altında izlediği yollar renk izleme metodu ile oluşturulan görüntü izleme koduyla takip edilmiştir. Kürelerin boyutsuz yörüngeleri ve boyutsuz hızları her bir durum için verilmiştir. Deney sonuçlarına bakıldığında değişen zemin geçirgenliği, su seviyesi ve soliter dalga tipinin kürelerin hareketlerini önemli ölçüde etkilediği görüşmüştür. Buna ek olarak, kürelerin birbiri ile çarpışması durumu kürelerin hareketini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu çarpışma etkisi kürelerin yarı suya batık halde kırılan soliter dalga etkisi altında çarpışmadan izledikleri hareketlerine bakılarak anlaşılabilir. Soliter dalga etkisi altında hareket eden kürelerin temel özelliklerinin paylaşıldığı bu deneyler literatüre benzersiz bir veri seti sağlamıştır. Ayrıca sağlanan veri seti ile günümüzde yeni yeni popülerleşen CFD-DEM çözücülerinin kalibrasyonu ve sonuçlarının doğrulanması yapılabilir.
Özet (Çeviri)
In this study, the motion and collision of the spheres under the solitary wave attack is studied. The physical experiments were carried out in a wave channel at Middle East Technical University Ocean Engineering Research Center Laboratory that has 26 m length and 0.9 m width with the slopes of 1:20 for breaking solitary wave conditions and 1:4.5 for non-breaking solitary wave conditions that followed by a horizontal area. Two different colored spherical homogeneous balls with a diameter of 10 cm and 2712 kg/m3 in density are used for the single sphere and double sphere experiments. The motion of a single sphere and the motion and the collision of the double sphere cases were examined with the changing permeability of the bottom as impermeable and porous, water levels and type of solitary waves as non-breaking and breaking. Therefore, 4 different experimental configurations were constructed and 16 different cases were performed in the present study. Each case was repeated 21 times to reduce the bias on the results. The paths of the spheres were tracked with the homemade image processing code based on color detection algorithm. The dimensionless trajectories and the dimensionless velocities are given for each case. It is seen from the results that different permeabilities of the bottom, water levels and types of the solitary waves are significantly affecting the behavior of the motion of the spheres. Also, the collision of the spheres is considerably changing the behavior of the motion of the spheres, especially when they did not collide in the half-submerged condition effected with the breaking solitary waves. This study presents a unique dataset that shows the fundamentals of the motion of the spheres under a solitary wave attack. Besides, the mentioned dataset can be used for the calibration and validation purposes of the newly developed CFD-DEM solvers.
Benzer Tezler
- Lageos I ve lageos II için doğruluk analizi
Başlık çevirisi yok
GAYE KIZILSU
Doktora
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiÖlçme Tekniği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET ŞAHİN
- Kanat profili üzerinde oluşan buzun iki boyutta matematiksel modellenmesi ve sayısal çözümü
Two dimensional mathematical modelling and numerical solution of accumulated ice on wing profiles
RAMAZAN DÖKME
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ
- Kuş çarpmasına maruz helikopter kanopilerinin yapısal davranışı
Structural behavior of helicopter canopies subjected to bird strike
MERİÇ KAHVECİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- ADIM: Üç boyutlu canlandırma sistemi
ADIM: A 3D animation system
A.GÖKHAN ERKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. FÜSUN TUNALI
- Dolaşımlı akışkan yatağın hidrodinamik ve ısıl matematik modellemesi
Hydrodynamic and thermal numerical modeling of coal gasification in circulating fluidized bed
CEM DOLU
Doktora
Türkçe
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ