Farklı Bitki Kümesi İçeren Açık Kanal Akımındaki Hız Dağılımının Ansys-Fluent Programı İle Modellenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Muhammet Raşit Aydos

Danışman: ÖNDER KOÇYİĞİT

Özet:

Açık kanal akımlarında hız dağılımını en kesit şekli, kayma gerilmesi, ikincil akışlar, bitki örtüsü muhteviyatı, viskozite, difüzyon katsayısı ve sediment konsantrasyonu gibi birçok faktör etkilemektedir. Kanal içerisinde bulunan bitki örtüsü, pürüzlülüğü arttırmakta, dolayısıyla akımdaki hız dağılımını önemli derecede değiştirmektedir. Ayrıca bitki örtüsünün özelliklerine bağlı olarak akım şartları da değişlik gösterir. Literatürde konu ile ilgili deneysel çalışmalar, ampirik modeller ve sayısal çözümler mevcuttur. Deneysel çalışmaların maliyetli olması, ampirik formüllerin sınırlı ölçek aralığına uygulanabilmesi, bilgisayar teknolojisindeki gelişim ile birlikte sayısal çözüm yöntemleri alternatif olarak değerlendirilmektedir. Bu nedenle bu tez çalışması kapsamında bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan ANSYS-Fluent programı kullanılmıştır. Dikdörtgen kesitli açık kanal akımı içerisinde bitki örtüsünün rijit silindirik çubuklar ile temsil edildiği, bitki örtüsünün batmış veya batmamış durumları için deneysel verilerden elde edilen sonuçlar, bu tez kapsamında elde edilen sayısal model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca kanal en kesitinin kısmi veya tamamının bitki örtüsü ile kaplı olma durumu da incelenmiştir. Bununla birlikte literatürde bitki örtüsü içeren açık kanal akımlarını modellemek için farklı yazılımlar kullanılarak yapılmış çalışmalardan elde edilen sonuçlar da bu çalışmadan elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada kullanılan model ile kanal kesiti boyunca akım davranışı incelenmiş ve elde edilen sonuçların literatürde belirtilen fiziksel model sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sayısal model çözümünde önemli bir faktör olan çözüm ağı sıklığı, akım içerisindeki bitki örtüsü miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Bu sayı artıkça modelin kullanacağı çözüm ağı miktarı da artmakta ve dolayısıyla analiz süreleri de uzamaktadır.