Measurement of velocity fluctuations at the base in unsteady flow
Kararsız akımda tabandakı hız çalkantıların ölçümü
- Tez No: 810506
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Bu çalışma, beton blokların stabilitesini sağlamak için alternatif akımda tabandaki hız dalgalanmalarının ölçülmesinin önemini araştırmayı amaçlamaktadır. Beton blokların stabilitesi, su akışının etkisi altında çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebilmektedir. Özellikle, akış koşullarının beton bloklar üzerindeki etkisinin daha iyi anlaşılması, yapıların dayanıklılığı ve güvenliği açısından büyük önem taşımaktadır. Bu araştırma kapsamında, Parçacık Görüntülü Velosimetri (PIV) yöntemi kullanılarak, değişken kapak açıklıklarına sahip bir laboratuvar kanalında su akışı koşulları simüle edilmiştir. Bu yöntem, suyun hareketini yakalamak ve analiz etmek için kullanılan bir görselizasyon tekniğidir. Kararlı ve kararsız akış koşulları altında yapılan deneyler, beton blokların altındaki su akışının hızını ölçmeye yönelik önemli veriler sağlamıştır. Elde edilen bulgulara göre, alternatif akımın, özellikle kararsız akış koşullarında, tabandaki hız dalgalanmalarını artırdığı gözlenmiştir. Bu durum, beton blokların stabilitesini olumsuz etkileyebilmekte ve risk oluşturabilmektedir. Özellikle en yüksek akış koşullarında, beton blokların stabilitesi ciddi şekilde tehlikeye girebilmektedir. Bu araştırma, beton yapıların tasarımı ve inşası sürecinde önemli bir bilgi kaynağı olabilir. Beton blokların stabilitesinin sağlanması için, tabandaki hız dalgalanmalarının dikkate alınması ve akış koşullarının uygun şekilde yönetilmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın sonuçları, mühendislik uygulamalarında beton yapıların güvenliğini artırmaya yönelik tedbirlerin geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Bu çalışma, beton blokların stabilitesini etkileyen hidrodinamik kuvvetlerin kaynağı olarak belirlenen kararsız akış koşullarının, hız dalgalanmalarındaki önemli değişikliklerle karakterize edildiğini ortaya koymaktadır. Kararsız akış koşulları, su akışının dalgalanmalı ve düzensiz olduğu durumları ifade eder. Bu tür akış koşulları, beton bloklar üzerindeki hidrodinamik kuvvetlerin artmasına ve dolayısıyla stabilite riskinin artmasına neden olabilir. Araştırma sonuçlarına göre, kararsız akış koşullarında meydana gelen hız dalgalanmaları, beton blokların stabilitesini tehlikeye atan önemli etkiler göstermektedir. Bu etkiler, yapısal dengeyi bozabilen hidrodinamik kuvvetlerin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Beton blokların altında gerçekleşen hız dalgalanmaları, bloklara yönelen yatay ve dikey kuvvetlerin ani ve büyük değişimlerini tetikleyerek yapısal hasar riskini artırır. Bununla birlikte, kararsız akış koşullarının bir diğer olumsuz etkisi de yoğunlaşmış hız dalgalanmalarının oluşmasıdır. Yoğunlaşmış hız dalgalanmaları, su akışının yüksek hızda dalgalanması ve etkili bir şekilde beton blokların altındaki tortu taşınmasını artırmasıyla ilişkilidir. Bu durum, erozyon sürecini hızlandırabilir ve beton blokların altındaki yapısal dengesizlikleri artırabilir. Bu da beton blokların stabilitesi için ciddi bir risk oluşturur. Bu araştırmanın önemi, yüksek riskli durumların anlaşılması ve tanımlanmasında yatmaktadır. Dolusavakların tasarlanması ve beton yapıların güvenliği için, kararsız akış koşullarının potansiyel etkilerinin belirlenmesi ve bu etkilerin kontrol altına alınması gerekmektedir. Bu çalışmanın sonuçları, dolusavak tasarımlarında ve beton yapıların korunmasında kullanılabilecek önleyici önlemlerin geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Kararsız akış koşulları, özellikle yüksek akış hızı ve türbülans senaryolarında, yapısal arıza risklerini artırmaktadır. Bu tür koşullar altında, beton bloklar ve benzeri yapılar üzerindeki hidrodinamik kuvvetlerin etkisi daha da belirginleşir. Yüksek akış hızları ve türbülans, yapıların dayanıklılığını tehlikeye atabilecek yüksek basınç ve ani kuvvet değişimlerine yol açabilir. Bu nedenle, yüksek akış hızlarının olduğu ortamlarda yapısal kararlılığı sağlamak için kararsız akış koşullarıyla ilişkili riskleri anlamak ve ele almak önemlidir. Bu amaçla, özel tasarım teknikleri ve stratejileri, örneğin enerji yayan yapılar gibi, kullanılarak riskler azaltılabilir. Bu yapılar, akışa karşı direnç sağlamak ve yapısal hasar riskini azaltmak için tasarlanmış özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, Parçacık Görüntülü Velosimetri (PIV) yöntemi kullanılarak veri toplama gerçekleştirilmiştir. Bu yöntem, yüksek kaliteli ve uzayda çözümlenmiş hız bilgileri sağlayarak, su akışının karakteristiklerini analiz etmek için kullanılmaktadır. PIV yöntemi ile elde edilen veriler, laboratuvar kanalındaki farklı akış koşulları altında hız dalgalanmalarını ve kayma gerilmelerini belirlemek amacıyla MATLAB kullanılarak analiz edilmiştir. Bu analizler, beton blokların altında meydana gelen hız dalgalanmalarının RMS değerlerini ve kayma gerilmelerini ortaya koymuştur. Yapılan çalışmanın bulguları, önceki araştırmalarla uyumlu olarak, kararsız akış koşullarının yapısal stabilite üzerindeki önemini ve potansiyel risklerini vurgulamaktadır. Özellikle hidrolik sistemlerde hız dalgalanmalarının kritik bir rol oynadığı belirtilerek, sel senaryolarında yapıların esnek tasarımı ve yönetiminin önemine dikkat çekilmektedir. Sonuç olarak, alternatif akımda tabandaki hız dalgalanmalarının izlenmesi, beton blok stabilitesinin sağlanması ve tortu taşıma risklerinin önlenmesi için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın sonuçları, hidrolik mühendislikte ve yapısal tasarımlarda hız dalgalanmalarının etkilerini anlamaya ve buna göre tedbirler geliştirmeye yönelik çalışmalara katkı sağlayabilir. Yapıların güvenliği ve dayanıklılığı açısından, akış koşullarının ve hız dalgalanmalarının dikkate alınması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın sonucunda, alternatif akımda tabandaki hız dalgalanmalarının izlenmesinin büyük önem taşıdığı vurgulanmaktadır. Elde edilen bulgular, beton blok stabilitesi ve yapısal güvenlik açısından hız dalgalanmalarının potansiyel risklerini ortaya koymaktadır. Kararsız akış koşulları, yapılar üzerinde olumsuz etkilere ve hidrodinamik kuvvetlerin artmasına neden olabilir. Ancak, uygun tasarım teknikleri ve stratejileri uygulanarak bu riskler azaltılabilir. Bu çalışmanın elde ettiği bilgiler, gelecekte dolusavak tasarımı üzerine yapılacak araştırmalar için değerli bir katkı sağlamaktadır. Dolusavaklar, yüksek akışlı ortamlarda kullanılan önemli yapısal bileşenlerdir ve doğru bir şekilde tasarlanmaları, akış koşullarının kontrol altında tutulmasını sağlamaktadır. Dolusavak tasarımı, hız dalgalanmalarının ve kararsız akış koşullarının etkilerini dikkate alarak gerçekleştirilmelidir. Sonuç olarak, bu çalışma, alternatif akımda tabandaki hız dalgalanmalarının izlenmesinin önemini vurgulamakta ve yapısal tasarımların güvenliği ve dayanıklılığı için uygun önlemlerin alınmasına yönelik bilgi sağlamaktadır. Kararsız akış koşullarının etkileri dikkate alınarak, yapılar ve altyapılar yüksek akışlı ortamlarda güvenli ve sağlam bir şekilde tasarlanabilir. Gelecekteki çalışmalar, hız dalgalanmalarının etkilerini daha da derinlemesine inceleyerek, akış koşullarının kontrolünü sağlamaya ve yapıların daha güvenli hale getirilmesine yönelik stratejileri geliştirmeye odaklanabilir.
Özet (Çeviri)
This study aimed to investigate the importance of measuring velocity fluctuations at the base in unsteady flow to ensure the stability of concrete blocks under different flow conditions. Particle Image Velocimetry (PIV) was utilized to capture and analyze water movement in steady and unsteady flow conditions in a laboratory channel with varying gate openings. The findings demonstrated that unsteady flow causes significant velocity fluctuations at the base, especially in unsteady flow conditions, posing a risk to concrete block stability during peak flow conditions. The study revealed that unsteady flow conditions, characterized by significant changes in velocity fluctuations, can lead to hydrodynamic forces jeopardizing block stability. Additionally, intensified velocity fluctuations induce sediment transport, posing risks of erosion and structural instability. Understanding and identifying high-risk situations is crucial for designing spillways and preventing structural damage. Unsteady flow conditions increase the risks of structural failure, particularly in high flow velocity and turbulence scenarios. Specialized design techniques, such as energy-dissipating structures, can mitigate these risks. Therefore, it is important to understand and address the risks associated with unsteady flow conditions to ensure structural stability in high-flow environments. Data collection using PIV provided high-quality and space-resolved velocity information, which was then analyzed using MATLAB to determine RMS values and shear stresses under different flow conditions in the laboratory channel. The study's findings align with previous research, highlighting the significance of unsteady flow conditions and the potential risks they pose to structural stability. The results emphasize the critical role of velocity fluctuations in hydraulic systems, underscoring the need for resilient design and management of structures in flood scenarios. Monitoring velocity fluctuations at the base in unsteady flow is crucial for ensuring concrete block stability and preventing sediment transport risks. In conclusion, this study emphasizes the importance of monitoring velocity fluctuations at the base in unsteady flow and provides valuable insights for future research on spillway design. By considering the effects of unsteady flow conditions and implementing appropriate design techniques, the safety and resilience of critical infrastructure in high-flow environments can be ensured.
Benzer Tezler
- Küt cisimlerde sürüklenme kuvvetinin azaltılması için kilitlenmiş girdap oluşumlarının deneysel yöntemlerle araştırılması
Başlık çevirisi yok
ŞEREF ERKARA
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZEKİ ERİM
- Radyoaktif izleme tekniği ile düşey borularda türbülanslı akış incelemesi ve yeni bir korelasyon
Investigation of turbulent flow in the vertical pipes and a new correlation
NESRİN ALTINSOY
Doktora
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. BERİL TUĞRUL
- Mitrotemor ölçümleri ile depremlerin yerel geoteknik etkilerinin belirlenmesi
Determination of local geotechnical effects of earthquakes by microtremor measurements
B.NEJAT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA ANSAL
- Dolusavak plaka boşlukları boyunca akım ve türbülans karakteristiği
Flow and turbulent characteristic over spillways slab gaps
MUHAMMED FATİH ÖZÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Sincap kafesli asenkron makinenin rotor alan yönlendirmeli kontrolü
Rotor field-orientation control of a squirrel cage induction machine
SAFFET ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER