Geri Dön

Had analizleri ve adjoınt metodu kullanılarak köprü ayağı geometrilerinin akıma dayalı şekil optimizasyonu

Flow-induced shape optimization of bridge piers using cfd analyses and adjoint method

  1. Tez No: 853296
  2. Yazar: VOLKAN KİRİÇÇİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET OZAN ÇELİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 149

Özet

Akarsu üzerinde inşa edilen köprülerde meydana gelen hasarların büyük bölümü hidrolik nedenlerle ortaya çıkmaktadır. Bu hidrolik nedenlerin başında köprü ayakları civarında oluşan temiz su oyulması gelmektedir. Köprü ayakları inşa edildiği akarsuyun akım yapısını değiştirerek akarsu tabanındaki doğal malzemenin taşınımına neden olmakta ve bu durum köprü ayaklarının oturduğu zemin yapısının bozulmasına neden olarak köprünün yapısal güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Özellikle köprü ayağı şeklinin tabandaki oyulma üzerinde önemli etkiye sahip olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, sıklıkla kullanılan silindirik yapıdaki bir köprü ayağı geometrisinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ve adjoint şekil optimizasyonu metotları ile akıma dayalı şekil optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikli olarak köprü ayağının oturduğu rijit tabana etkiyen kayma gerilmelerinin düşürülmesi ve bununla birlikte köprü ayağı geometrisinin kesit alanın ve akım yönündeki projekte alanının korunması amaçlanmıştır. Bu koşullar altında elde edilen optimize geometrinin nihai performansının belirlenmesi için LES türbülans modeli kullanılarak zamana bağlı analizler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, optimize edilen köprü ayağı geometrisinin tabana etkiyen maksimum kayma gerilmelerinin zamansal ortalamasını orijinal geometriye göre %5 civarında azaltırken anlık maksimum değerleri ise %50 civarında azalttığını göstermektedir. Ayrıca optimize edilen geometrinin, orijinal geometri kesit alanını ve akım yönündeki projekte alanını oldukça düşük oranda (%1.6) değiştirerek, köprü ayağı yapısal güvenliğini bozmadan temiz su oyulması potansiyelini azaltılabileceği sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

The majority of damages occurring in the bridges constructed over rivers mainly attributed to hydraulic reasons. One primary hydraulic factor resulting to these damages is the clean water scour around the bridge piers. The bridge piers alter the flow pattern of the river, causing the transportation of natural materials in the riverbed and consequently compromising the structural integrity of the bridge piers. Specifically, the shape of the bridge pier is known to have a significant impact on the scouring phenomenon. This study focuses on the flow-induced shape optimization of a commonly used cylindrical bridge pier geometry using Computational Fluid Dynamics and adjoint shape optimization methods. The main objective is to reduce the shear stresses acting on the rigid riverbed while preserving the cross-sectional area and the projected area of the pier in the flow direction. Transient analyses are performed using Large Eddy Simulation turbulence model to determine the overall performance of the optimized geometry. The results indicate that the optimized bridge pier geometry reduces the time average of maximum shear stresses acting on the riverbed by approximately 5% compared to the original geometry. Furthermore, the instantaneous maximum values are reduced by around 50%. It was also concluded that the optimized geometry could reduce the potential for clean water scour without compromising the structural safety of the bridge pier by changing the original geometry cross-sectional area and the projected area in the flow direction at a very low rate (1.6%).

Benzer Tezler

  1. Efüzyon Deliği Özelliklerinin Film Soğutma Performansına Etkilerinin HAD Analizleri ve Deneysel Doğrulaması

    CFD Analyzes and Experimental Verification of Effects of Effusion Drill Characteristics on Film Cooling Performance

    EVREN YILMAZ YAKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Havacılık MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN

    PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ

  2. CFD analysis of an underwater target emulator and jammer

    Sualtı sahte hedef ve sinyal karıştırıcıların had analizleri

    ELA ANKARALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL

    PROF. DR. SITKI KEMAL İDER

  3. Day kazan siklonu performansının HAD ile incelenmesi

    Evaluation of CFB boiler cyclone's performance with CFD

    MEHMED AKİF PAKSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    EnerjiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SALİH ÖZEN ÜNVERDİ

  4. Analysis design and test of a jet vane based thrust vector control for tactical missiles

    Taktik füzeler için jet kanadı bazlı itki vektör kontolünün analizi tasarımı ve testi

    OĞUZ EREN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SİNAN EYİ

  5. Bir kimyasal tanker formunun parametrik tasarım yöntemi ile geliştirilmesi ve optimizasyonu

    Development and optimization of a chemical tanker form in terms of parametric design methodology

    SERKAN ÖZDEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gemi MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR ŞENER