Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BERKAY ERAT
Danışman: Kerem Taştan
Özet:
Çalışmada sediment dane çapının, su alma ağzı debisi ve konumunun, membasında oluşan oyulma çukuruna etklier deneysel ve sayısal model ile çalışılmıştır. Deneysel gözlemler, yüzey altı çevrintiler ve akım alanındaki hız dağılımı olmak üzere, sediment taşınımında etkin iki farklı olayın olduğunu göstermektedir. Radyal akım kaynaklı taşınım deney başlangıcında kısa süreli etkiye sahip olup deneyin büyük bir kısmında ağza sediment taşınımı çevrintiler ile gerçekleşmektedir. Densimetrik Froude sayısının artması ile oyulma geometrisinin genişliğinin, uzunluğunun ve derinliğinin arttığı gözlemlenmiştir. Su alma ağzı – kanal yatağı arası mesafe arttıkça oyulma çukurunun küçüldüğü gözlemlenmiştir. Ölü-son duvarın yarattığı sınır sürtünme etkisinden ötürü su alma ağzı ile ölü-son duvarının bitişik olması durumunda maksimum oyulma derinliğinin en düşük değerde olduğu; aradaki mesafenin artmasıyla ise maksimum oyulma derinliğinin arttığı görülmüştür. Maksimum oyulma derinliğinin su alma ağzı – ölü-son duvarı mesafesine göre değişimi için elde edilen sonuçlar, sediment danesinin su alma ağzına ilk girişi durumunu tanımlayan kritik Froude sayısı için de geçerlidir. Oyulma çukuru maksimum uzunluğu ve genişliği parametrelerinde etkin taşınım mekaniği radyal hız dağılımı olup su alma ağzından uzak noktalarda çevrintilerin taşınıma etkisi düşüktür. Bu nedenle su alma ağzı – ölü-son duvarı arası mesafenin artması maksimum oyulma çukuru uzunluğu ve genişliğinin düşmesine neden olur. Deneysel çalışmalardan edilen oyulma değerleri ile oyulma çukuru karakteristik özelliklerinin her biri için birer ampirik denklem geliştirilmiştir. Çalışmanın sayısal modellenmesi kısmında ise Flow 3D yazılımı kullanılmıştır. Optimum modeli oluşturabilmek için çeşitli türbülans modelleri ve çözüm ağı konfigürasyonları incelenmiştir. Genel olarak kabul gören kritik Shields yaklaşımı oluşturulmasında kullanılan deneysel çalışmaların, çevrinti etkilerinin yoğun olduğu taşınımlarda yetersiz kaldığı görülmektedir. Bu nedenle sayısal model, farklı su alma ağzı debileri ve konumları için yapılan deneylerle, kritik Shields sayısı düzeltme parametresi olarak kullanılarak doğrulanmıştır. Sonuç olarak, Flow-3D yazılımının belirli akım ve geometrik koşullar altında oyulma karakteristiklerini, tahmin etmede başarılı olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler : Su alma ağzı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ölü-son duvarı, oyulma, sediment