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
- Tez No: 853296
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET OZAN ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- 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
- 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
2018
Havacılık MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
- CFD analysis of an underwater target emulator and jammer
Sualtı sahte hedef ve sinyal karıştırıcıların had analizleri
ELA ANKARALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
PROF. DR. SITKI KEMAL İDER
- Day kazan siklonu performansının HAD ile incelenmesi
Evaluation of CFB boiler cyclone's performance with CFD
MEHMED AKİF PAKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
- 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
2017
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- 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
2019
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR ŞENER