Experimental and numerical investigation of the effect of a vegetation array to the flow resistance and characteristics
Bitki dizilerinin akım direncine ve akım karakteristiklerine olan etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
- Tez No: 776130
- Danışmanlar: PROF. DR. METE KÖKEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, 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: 238
Özet
Bitki kanopilerinin sudaki yaşam ve ekoloji üzerinde oynadığı önemli rol, onları nehirlerin ve su yollarının vazgeçilmez bir parçası yapmaktadır. Bu çalışmada, farklı hidrolik koşullar altında, çeşitli yoğunluklara sahip batık ve batık olmayan bitki dizileri kaynaklı akım direnci deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Şaşırtmalı dağılıma sahip bir grup rijit pürüzsüz silindirlerle taklit edilen batık ve batık olmayan bitki dizileri üzerindeki sürükleme kuvvetini ölçebilmek için sürükleme plakasına sahip özgün bir deney düzeneği geliştirilmiştir. Literatürde, çalışmalar çoğunlukla yüksek bitki yoğunluğu, küçük gövde çapı ve düşük bitki Reynolds sayısı altında icra edilmiştir. Diğer yandan, bitki dizileri kaynaklı akım direnci hakkındaki mevcut bilgileri artırmak amacıyla bu çalışma göreceli düşük bitki yoğunluğu, geniş gövde çapı ve yüksek bitki Reynolds sayıları altında gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, bitki yoğunluğunun, akım durumlarının ve batıklık oranlarının toplam akım direnç parametreleri ve sürükleme katsayısı üzerindeki etkisi sistematik olarak değerlendirilmiş ve bu direnç parametrelerini tahmin etmek için deneysel denklemler önerilmiştir. Ayrıca, bazı deneysel durumlar detached eddy simülasyonuna dayanan sayısal çalışmayla da incelenmiştir. Sayısal analizler sürükleme plakası üzerindeki yatak kayma gerilmelerinin değerlendirilmesini sağlamış ve böylece yatak sürtünmesinin toplam akım direncine olan katkısını hesaplayacak denklemler türetilmiştir. Deneysel ve sayısal olarak bulunan sürükleme katsayıları arasında güçlü bir tutarlılık olduğu görülmüştür. Son olarak, bitki dizilerindeki akım özellikleri ve yapıları sayısal analizler vasıtasıyla incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Vegetation canopies play a crucial role in aquatic living and ecology which makes them an essential part of rivers and waterways. In the present study, flow resistance due to submerged and emergent vegetation arrays having various densities was investigated experimentally and numerically under different hydraulic scenarios. A novel experimental setup having a drag plate was developed to measure drag forces acting on emergent and submerged vegetation arrays imitated by a group of rigid smooth cylinders in a staggered pattern. In the literature, studies were mostly conducted with large vegetation density, small stem diameter, and under low stem Reynolds numbers. On the other hand, the present study was performed with relatively lower vegetation densities, large stem diameter, and under high stem Reynolds numbers to enhance current knowledge about the flow resistance due to the vegetation arrays. In this context, the effect of vegetation density, flow conditions, and submergence ratio on the total flow resistance parameters and drag coefficient were evaluated systematically, and some empirical equations were proposed to estimate these resistance parameters. Furthermore, some of the experimental cases were investigated by a numerical study based on detached eddy simulation. The numerical analyses provided to evaluate bed shear stresses on the drag plate so that equations were derived to calculate the contribution of bed friction to the total flow resistance. It was observed that there was a strong consistency between the experimentally and numerically found drag coefficients. Finally, flow characteristics and structures in the vegetation arrays were examined by numerical analyses.
Benzer Tezler
- Baraj yıkılması durumunda bitki örtüsünden kaynaklı pürüzlülüğün taşkın dalgası yayılımı üzerine etkisinin deneysel ve sayısal olarak araştırılarak sonuçlarının akıllı kent acil eylem planında kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi
Assessment of usability of the results obtained from experimental and numerical investigation of roughness caused by vegetation on the flood wave propagation due to dam break in smart city urgent action plan
SEMİRE OĞUZHAN GÜVEN
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ÖZGENÇ AKSOY
- Yağış-havza-biyotutma sisteminin hidrolojik-su kalitesi modellemesi ve deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation and hydrologic-water quality modeling of rainfall-watershed-bioretention system
SEZAR GÜLBAZ
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVZA MELEK KAZEZYILMAZ ALHAN
- Bir kanatçık tahrik sistemi yapısının sistem davranışına etkilerinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of the structural of a fin actuation system on system behavior
MURAT KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiHitit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENGİZ BAYKASOĞLU
- Plakalı tip ısı değiştirici plaka desenlerinin ısıl performansa etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of plate type heat exchanger plate patterns on thermal performance
HAYDAR YAĞMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiAmasya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL BAYRAM
- 2024-T3 alüminyum alaşımların kademelendirme oranı ve malzeme kalınlığının kademelendirme yöntemiyle şekillendirmeye etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of gradation ratio and material thickness of 2024-T3 aluminum alloys on joggle forming method
SERDAR YURDUSEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR BORA