Numerical solution of shallow water equations over discontinuous bed topography using central upwind method
Süreksiz yatak topografisi üzerinden sığ su denklemlerinin merkezi rüzgar yönü şeması ile sayısal çözümü
- Tez No: 827043
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Son yıllarda, sığ su modelleri kullanarak büyük alanlarda akım problemlerini çözmek için çok sayıda sayısal yöntem geliştirilmiştir. Derinliğe göre entegre edilmiş Sığ Akım Denklemleri, sel baskını gibi çeşitli problemlere uygulanabilir. Dikey entegrasyonla sağlanan hesaplama ekonomisi nedeniyle, 2-B akımın yatay bir düzlemde hesaplanması çok caziptir. Ancak alt sınır özellikle kentsel alanlarda keskin süreksizliklerle karmaşık olabilir. Sayısal yöntemler, nihai dengede sürekli düzgün hidrostatik çözümler üretebilmelidir. Bu çalışma, 1-B konfigürasyonlarda merkezi rüzgâr yönlü şemayı test ederek yöntemin kapasitesini ve sınırlarını ortaya çıkarmaktadır. Şemanın pek çok özelliği CUS1D adında ev yapımı bir FORTRAN kodu geliştirilerek test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar hem yumuşak geçişli bölgelerde hem de şok alanları yakınlarında, farklı akım rejimlerinde, fiziksel olmayan salınımlar olmaksızın, iyi şok çözünürlüğü göstermekte ve yüksek doğruluk vermektedir. Dinlenme halinde kararlı akım durumunu veren çözüme yakınsama doğrulanmaktadır. Grid bağımlılığı, hacim korunumu, kararlılık ve özellikle dengenin korunması belirli genel test durumları için tartışılmıştır. Sonuçlar, diğer sayısal çözümler, analitik çözümler ve deneysel verilerle doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Much effort has been invested in developing numerical methods to solve flow problems over large domains using shallow water models in recent years. Depth integrated shallow water equations can be applied to a variety of problems such as flood inundation. The computation of 2-D overland flow on a horizontal plane is very attractive due to the computational economy achieved by integration over the vertical. However, the bottom boundary may be complicated with sharp discontinuities, especially in urban areas. Numerical methods should produce smooth hydrostatic solutions for the final steady state. This study tests the central upwind scheme in 1-D configurations to reveal its capabilities and limitations. Several properties of the scheme are tested by developing an in-house FORTRAN code named CUS1D. The results obtained indicate good shock resolution without any nonphysical oscillations with high accuracy in both smooth regions and near the shock areas at different flow regimes. The convergence to the steady state solution is verified in flow at rest. Grid dependency, volume conservation, stability and especially maintenance of the equilibrium are discussed for certain generic test cases. The results are validated with other numerical solutions, analytical solutions, and measured data.
Benzer Tezler
- Assessment of sensitivity of depth integrated solutions to longitudinal discontinuities on the channel bed
Derinlik integralli çözümlerin kanal tabanınında boyuna süreksizliklere duyarlılığının belirlenmesi
RAMEZ MOHAMMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- Computer code development for numerical solution of depth integrated shallow water equations to study flood waves
Taşkın dalgalarını çalışmak amacıyla derinlik entegreli sığ su denklemlerinin nümerik çözümü için bilgisayar kodu geliştirilmesi
BEHİYE NİLAY İŞCEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- Analytical solution for the propagation of finite crested long waves over a sloping beach
Sonlu kret uzunluğuna sahip uzun dalgaların eğimli kıyı üzerindeki yayılımının analitik çözümü
AHMED SABRİ YAĞMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UTKU KÂNOĞLU
- Depth integrated equations applied to longitudinal discontinuities on the channel bed
Derinlık integralli denklemlerin kanal tabanınında boyuna süreksizliklere uygulanması
MARAL RAZMAND
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- U şeklindeki düzgün sığlaşan körfeze giren tsunami dalgasının etkileri
The effects of tsunami wave entering into U shaped bay
EBUBEKİR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET NAZMİ POSTACIOĞLU