Kıvrımlı kanalda tsunami dalgası yayılımının incelenmesi
Investigation of tsunami wave propagation in a meandering channel
- Tez No: 958883
- Danışmanlar: PROF. DR. HAVVA ANIL GÜNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 322
Özet
Bu tez çalışmasında, literatürdeki çalışmalardan farklı olarak mendereslenen akarsular laboratuvar ortamında modellenerek farklı akım koşullarında tsunami dalgasının kanaldaki ilerlemesi incelenmiştir. Tsunami dalgasının doğadaki davranışını daha gerçekçi benzeştirmek için laboratuvar ortamında pnömatik tsunami üreteci vasıtasıyla N-dalga üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen tsunami dalgaları a+/d=0.24, 0.48, 0.69 ve 0.95 olmak üzere dört farklı bore gücünde sınıflandırılmıştır. Akarsularda kurak ve yağışlı hava koşullarını benzeştirmek için akımın olmadığı statik hal ile üç farklı debide (Q=16, 35, 50 l/s) kararlı akım koşulları oluşturulmuştur. Böylece toplamda 16 farklı deney koşulu incelenmiştir. Kıvrımlı kanalda dalga probları vasıtasıyla özellikle iç ile dış kıvrım arasında oluşabilecek su yüzü değişimleri incelenmiştir. Acoustic Doppler Velocimetry aracılığıyla kıvrımlı kanal boyunca kararlı akım koşullarında ve tsunami dalgası ilerlemesi esnasında kararsız akım koşullarında hız ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel sistem, FLOW-3D aracılığıyla Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yöntemi ile sayısal olarak modellenmiştir. Farklı hata metrikleri kullanılarak sayısal modelin doğrulanması gerçekleştirilmiştir. Kıvrımlı kanalda kararlı akımın incelenmesinde 180° açılı ilk kıvrımın iç tarafından 120° açılı ikinci kıvrımın iç kıvrımına kadar hızın ortalama %30 ve taban kayma gerilmesinin %10 arttığı görülmüştür. Tsunami dalgasının kıvrımlı kanallarda ilerlemesinin incelenmesinde a+/d=0.24 bore gücü için pürüzsüz ve serbest yüzeye sahip dalga katarı şeklinde dalgalı bore formu gözlemlenmiştir. İlk kıvrımdan itibaren ilerleme doğrultusuna göre çapraz dalgaların oluşmaya başladığı görülmüştür. 0.24 bore gücü için pozitif genlik ilk dış kıvrımda ve son dış kıvrımda sırasıyla 1.9 ve 2.1 kat artmaktadır. a+/d=0.48 bore gücüne sahip dalgada, göreceli olarak zayıf bir dalga kırılması gözlemlenmiştir. İlk dalga tepesinde hafif bir kırılma meydana gelmekte ve bu kırılmanın ardından ikincil dalgalar daha düzenli bir forma ulaşmaktadır. a+/d=0.69 ile a+/d=0.95 bore gücüne sahip tsunami dalgaları için köpürme, belirgin çevriler ve yoğun türbülans oluşumu gözlemlenmiştir. Pozitif genlikler, kanala girişinde dalganın kırılmasıyla birlikte yaklaşık %40 ve %50 azalmıştır. Kıvrımları geçtikten sonra son kıvrımdan itibaren çapraz dalgalar ve dalga katarı oluşmaya başlamıştır. Kararlı akım debisinin artmasıyla tsunami dalgasının ilerleme hızı yavaşlamıştır. a+/d=0.69 bore gücüne sahip dalgada, pozitif genlikli dalganın hızı kanala girişten itibaren dalganın kırılmasıyla birlikte yaklaşık %40 azalmıştır. Dalga kırılmasından sonra kanal boyunca belirgin bir hız değişimi gözlemlenmemiştir.
Özet (Çeviri)
In this dissertation, meandering rivers were modeled in the laboratory originally from the literature and the propagation of the tsunami wave in the meandering channel was investigated under different flow conditions. In order to more realistically simulate the behavior of the tsunami wave in nature, N-waves were generated by means of a pneumatic tsunami generator. The generated tsunami waves were classified into four different bores: a+/d=0.24, 0.48, 0.69 and 0.95. In order to simulate dry and wet weather conditions in rivers, static conditions with no flow and steady flow conditions of three different discharges (Q=16, 35, 50 l/s) were developed. Therefore, 16 different experimental conditions were investigated. In the meandering channel, the water surface elevations that may occur especially between the inner and outer bends were observed by using wave probes. Acoustic Doppler Velocimetry was used to measure velocity along the meandering channel under steady flow conditions and under unsteady flow conditions of tsunami wave propagation. The experimental setup was numerically modeled using the Computational Fluid Dynamics method via FLOW-3D. The numerical model was validated using by different error metrics. The velocity was increased by 30% and the bed shear stress increased by 10% from the inner bend of the first meander with an angle of 180° to the inner bend of the second meander with an angle of 120° in the investigation of the steady flow in the meandering channel. In the study of tsunami wave propagation in meandering channels, a smooth, quasi-two-dimensional free-surface profile and wave train were observed for a+/d=0.24. The positive amplitude increases by a factor of 1.9 and 2.1 at the first and last outer bend of meanders, respectively for a+/d=0.24. For a+/d=0.48 bore, a relatively weak wave breaking and a slight refraction were observed at the first wave crest and, the secondary waves became flatter. On the other hand, air entrainment, marked roller and intense turbulence were observed for tsunami waves with a+/d=0.69 and a+/d=0.95 bore. The positive amplitude decreased immediately after breaking at an amount of 40% and 50% respectively. Cross waves and wave train started to form from the last meander after passing the meandering channel. The propagation of the tsunami wave slowed down as the steady-state flow discharge increased. The velocity of wave with the positive amplitude decreased by about 40% from the entrance to the channel with the breaking of the wave for a+/d=0.69. No change in the velocity of tsunami propagation along the channel was observed after wave breaking.
Benzer Tezler
- Bir kanal boyunca ilerleyen tsunami dalgasının değişiminin incelenmesi
Study on change of tsunami wave propagating along a canal
ONUR ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- Menderesli akarsularda tsunami dalgasının ilerlemesinin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of tsunami wave propagation in meandering streams
BARIŞ AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Labirent yan savaklarda memba kret uzunluğu değişiminin ve ana kanalda ayak kullanımının deşarj kapasitesine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of upstream crest lenght variation and piles usage on main channel on discharge capacity at the labyrinth side weirs
YUSUF DOĞAN
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NİHAT KAYA
- Kıvrımlı kanallarda yan savak deşarj kapasitesinin domínguez yaklaşımı ile belirlenmesi
Determi̇nati̇on of the si̇de wei̇r di̇scharge capaci̇ty by the domínguez approach i̇n curved channels
ESRA YILDIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET EMİN EMİROĞLU
- Hareketli tabanlı kıvrımlı bir kanala yerleştirilen labirent yan savakların taban topoğrafyasına etkisi
The effect of labirinth side weirs located curved open channel with live bed on bed topography
NİDA BAŞGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. EMİN EMİROĞLU