Comparison of turbulence model and wall function couplings for simulating scour
Türbülans modeli ve duvar fonksiyonu eşleşmelerinin oyulma benzetimleri açısından kıyaslanması
- Tez No: 716525
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT BAYKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deniz Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Marine Science, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Bu çalışmada, soliter benzeri dalgaların aşmasından kaynaklanan taş dolgu kıyı tahkimat yapılarının arka tarafındaki dolgu malzemesinin oyulması, birleştirilmiş hidrodinamik ve morfolojik hesaplamalı akışkanlar dinamiği kodu kullanılarak sayısal olarak modellenmiştir. Bu çalışmanın esas amacı, farklı türbülans modeli ve duvar fonksiyonu eşleşmelerinin hidrodinamik ve morfolojik sonuçlara olan etkilerini araştırmaktır. Bu çalışmanın ilk bölümünde hidrodinamik benzetim çalışmaları yapılmış ve sonuçlar serbest su seviyesi, aşma miktarı ve aşan suyun jet kalınlığı açısından karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak laminer, 𝑘-𝜔, 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇 ve stabilize 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇 türbülans modellerinin kulanıldığı benzetim çalışmaları, deney sonuçları ile uyumlu bulunmuştur. 𝑘-𝜀 ve standart 𝑘-𝜔 benzetimleri ise deney verileri ile zayıf düzeyde uyumlu bulunmuştur. Ayrıca, farklı duvar fonksiyonlarının kullanımının, hidrodinamik sonuçları etkilemediği gözlemlenmiştir. Bu çalışmanın ikinci bölümünde, morfolojik benzetim çalışmaları yapılmış ve sonuçlar oyulma profilleri, derinlikleri, uzunlukları ve en derin noktanın kronman duvarına olan uzaklığı açısından karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, 𝑘-𝜔 türbülans modelini ve Fuhrman vd. (2014) tarafından sunulan duvar fonksiyonlarını kullanan benzetim çalışmasının deney verileri ile yüksek uyum sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, laminer, 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇, stabilize 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇 ve 𝑘-𝜔 ile beraber kullanılan ve Fuhrman vd. (2014) tarafından sunulan duvar fonksiyonlu benzetim çalışmaları, oyulma uzunluğu ve kronman duvarına uzaklık açısından deney sonuçları ile uyumlu bulunurken diğer benzetim çalışmaları kötü sonuçlar göstermiştir. Ek olarak, bu çalışmada askıda kum taşınımının oyulmaya önemli bir etkisinin olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the scouring of bed material at the rear side of a rubble mound coastal revetment due to the overtopping of solitary-like waves is numerically studied using a coupled hydrodynamic and morphological computational fluid dynamics model. The major purpose of this thesis study is to investigate the performances of different turbulence model and wall function couplings on the hydrodynamic and morphological results. In the first part of this study, hydrodynamic simulations are performed, and the results are compared in terms of the free surface elevations, overtopping volumes, and jet thicknesses. It is concluded that the simulations that use laminar, 𝑘-𝜔, 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇, and stabilized 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇 turbulence models show the best agreement with the experimental results. In contrast, the 𝑘-𝜀 and standard 𝑘-𝜔 simulations show the poor ones. Furthermore, it is observed that the use of different wall functions does not affect the hydrodynamic results significantly. In the second part of this study, morphological simulations are carried on, and the results are compared regarding the scour profiles, depths, lengths, and the distance of the deepest point to the crown wall. In conclusion, the 𝑘-𝜔 turbulence model with Fuhrman et al. (2014) wall function simulation shows the best agreement with the experimental result to capture the scour profile and depth. Furthermore, laminar, 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇, stabilized 𝑘-𝜔 𝑆𝑆𝑇, and 𝑘-𝜔 with Fuhrman et al. (2014) wall function simulations match well with the experimental result regarding the scour length and the distance from the crown wall, while the other simulations do not show good agreements. It is also observed that suspended sediment transport is a significant contributor to the scour in the present study.
Benzer Tezler
- Jet motorlarında kullanılan yakıt enjektörlerinin çok fazlı akış karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of multiphase flow characteristics of jet engine fuel nozzles
MUSTAFA BAL
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Kapalı otoparklarda taşıt yangınının sayısal benzetimine yönelik k-epsilon, LES ve DES çalkantı modellerinin karşılaştırılması
Comparison of k-epsilon, LES and DES turbulence models towards numerical simulation of automobile fires in enclosed car parks
BARIŞ ELBÜKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kazalarİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Kuyruk yeli enerjisi kullanılarak düşey eksenli rüzgar türbin çiftliği geliştirilmesi
Development of a vertical axis wind turbine farm by using wake energy
AHMETCAN ETYEMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- İki-elemanlı bir profil sisteminde yüksek basınç gradyantlı flap üstü akım alanının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SERHAT AYDOĞAN
- Değişik gazlar için çift camlı pencere boyutlarının sayısal incelenmesi
Numerical investigation of double pane window dimensions for various gases
EVRİM ÖZRAHAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN