Kıvrımlı kanalda tsunami dalgası yayılımının incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEM YILMAZER
Danışman: Havva Anıl Güner
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.