Three dimensional numerical modelling of transport processes in coastal water bodies
Kıyı sularının taşınım süreçlerinin üç boyutlu matematiksel modellemesi
- Tez No: 76064
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL ÖZHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 198
Özet
Bu tez çalışmasında, kıyı sularında oluşan akıntıları ve su düzeyi değişimlerini hesaplayan üç boyutlu bir matematiksel model geliştirilmiştir. Model, hidrodinamik, taşınım ve türbülans alt modellerinden oluşmaktadır. Hidrodinamik alt modelinde, düşey yöndeki su taneciklerinin ivmesinin önemsiz olduğu ve Bousinessq yaklaşımının geçerliliği varsayılarak, Navier Stokes eşitlikleri çözülmektedir. Taşınım alt modelinde, su sıcaklığı, tuzluluğu ve deniz suyuna karışan bir kirleticinin zamansal ve yersel derişimlerini benzeştiren taşınım model elemanları bulunmaktadır. Bu alt modelde, su sıcaklığı, tuzluluğu ve kirletici taşınımları için, üç boyutlu ilerlemeli yayılma denklemleri ayrı ayrı çözülmektedir. Türbülans alt modelinde, değişken düşey akışkanlık katsayısı, türbülans kinetik enerjisi ve kinetik enerjinin sönümlenme hızı, iki eşitlikli k-e türbülans modeli kullanılarak hesaplanmaktadır. Yatay akışkanlık katsayıları, Smagorinsky cebirsel alt-çözüm ağı ölçekli türbülans modeli ile benzeştirilebilir.Sayısal çözüm yöntemi olarak yatay düzlemde sonlu farklar, düşeyde ise sonlu elemanlar kullanılmıştır. Kara sınırları hareketli alınabilmekte ve yatay düzlemde değişik büyüklükte çözüm ağı uzunlukları seçilebilmektedir. Düşeyde, çözüm ağı kümeleşmesi uygulanarak çözünülürlük artırılabilinir. Geliştirilen matematiksel model sonuçları, bilimsel kaynaklarda yayınlanan analitik ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak gerçeklenmiştir. Model başarıyla Türkiye'deki çeşitli kıyısal sulara uygulanmıştır. Anahtar kelimeler : Matematiksel model, sayısal model, türbülans, sonlu farklar, sonlu elemanlar, kirletici, çevrimi, su değişimi, kıyısal akıntılar.
Özet (Çeviri)
A three dimensional baroclinic mathematical model is developed to compute water levels and water particle velocity distributions in coastal waters. The numerical model consists of hydrodynamic, transport and turbulence model components. In the hydrodynamic model component, the Navier-Stokes equations are solved with the hydrostatic pressure distribution assumption and the Boussinesq approximation. The transport model component consists of the pollutant transport model and the water temperature and salinity transport models. In this component, the three dimensional convective diffusion equations are solved for each of the three quantities. In the turbulence model, a two-equation k-e formulation is solved to calculate the kinetic energy of the turbulence and its rate of dissipation, which provide the variable vertical turbulent eddy viscosity. Horizontal eddy viscosities can be simulated by the Smagorinsky algebraic sub grid scale turbulence model.The solution method is a composite finite difference-finite element method. In the horizontal plane finite difference approximations and in the vertical plane finite element shape functions are used. The governing equations are solved both explicitly and implicitly in the cartesian coordinate system. The horizontal mesh sizes can be variable. To increase the vertical resolution, grid clustering can be applied. In the treatment of coastal land boundaries, the flooding and drying processes can be considered. The numerical model predictions are verified by using several experimental and analytical results published in the literature. The successful use of the model for a variety of real life cases is demonstrated. Keywords : Mathematical model, numerical model, turbulence, finite difference, finite element, pollution, circulation, flushing, coastal currents.
Benzer Tezler
- Dolgu zeminlere oturan kıyı yapısı temellerinin tasarımında yeni yöntemlerin incelenmesi
Investigation of new methods in the foundation design of coastal structures placed on embankments
RIZA EVREN KILCI
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL ŞADAN ÖZGÜR KIRCA
- Tsunami etkisiyle oluşan sediment taşınımı
Tsunami induced sediment transport
AYSUN KÖROĞLU
Doktora
Türkçe
2010
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
DOÇ. DR. EMEL İRTEM
- Kesit daralmasının soliter dalgalara olan etkisinin ve sınır tabakasının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of effects of section narrowing on solitary waves and boundary layer
TAYLAN BAĞCI
Doktora
Türkçe
2015
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- Girit-Kıbrıs yayları ve Ölü Deniz fay zonu çevresinde oluşan depremlerin kaynak mekanizması parametreleri, kayma dağılımları ve tarihsel tsunami simülasyonları
Source mechanism parameters and slip distributions of the Crete-Cyprus arcs, Dead Sea transform fault earthquakes and historical tsunami simulations
SEDA YOLSAL
Doktora
Türkçe
2008
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCAY TAYMAZ
- Numerical modeling of wave overtopping in nearshore structures
Kıyıya yakın yapılarda dalga aşmasının sayısal modellenmesi
HAMZA CHEIKH ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ BAYRAKTAR BURAL