Osman Gazi köprüsüne etkiyen rüzgâr yüklerinin HAD metodu ile incelenmesi
Investigation of wind loads effect on Osman Gazi bridge using CFD
Yazar: VOLKAN KİRİÇÇİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET OZAN ÇELİK
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Rüzgâr yükleri, yüksek ve geniş açıklıklı yapıların tasarımında göz ardı edilmemesi gereken önemli dinamik yüklerdir. Özellikle, ulaştırma, yapı ve akışkanlar mekaniği gibi farklı disiplinlerin bir arada değerlendirilmesini gerektirdiği için özel bir mühendislik problemi olarak gösterilebilir. Gelişen mühendislik teknikleri ve teknoloji ile birlikte, artan ihtiyaçlara paralel olarak köprü ve köprüyol tasarımları daha geniş ve daha yüksek açıklıkları aşmak için sınırları zorlamaktadır. Genellikle bu tür yapıların aerodinamik açıdan değerlendirilebilmesi için hazırlanmış yönetmelikler ve rüzgâr tüneli testleri kullanılmaktadır. Ancak, söz konusu yöntemlerin beraberinde getirdiği kısıtlamalar ve dezavantajlar, sayısal model çalışmalarını daha önemli bir hale getirmiştir. Geliştirilen sonlu elemanlar uygulamaları, farklı sınır koşulu uygulamaları ve başarılı türbülans kapatma yöntemleri ile birlikte yüksek performanslı bilgisayarlar kullanılarak her türlü geometrik yapı için yüksek hassasiyette analizler yapabilmek mümkün hale gelmiştir. Bu tez çalışmasında, Osmangazi Köprüsü tabliyesinin, farklı rüzgar hızları ve farklı türbülans modelleri için aerodinamik analizi sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal modelleme için oldukça güvenilir bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı olan ANSYS CFX kullanılmıştır. Köprüye etkiyen rüzgâr yükleri, yapısal güvenliğinin yanı sıra, trafik konforu ve güvenliğine etkisi açısından da değerlendirilmiştir.  
Sonuç olarak, köprü tabliyesinin oldukça düşük rüzgâr direncine maruz kaldığı ve geometrik olarak akıma uyumlu bir yapıda tasarlandığı tespit edilmiştir. Köprü üzerindeki trafik güvenliği ve konforu açısından ise uzun ve geniş araçlar için yüksek hızlarda dahi herhangi bir devrilme riskinin bulunmadığı anlaşılmıştır.

Abstract:
Wind loads are important dynamic loads that should not be ignored in the design of high and long span structures. In particular, it can be defined as a specific engineering problem, due to requirement of combining different disciplines such as transportation, structural and fluid mechanics. Advance in technology and civil engineering techniques enable engineers to push limits in the design of bridge and viaducts for higher and longer spans. Generally, the main methods used to analyze aerodynamic performance of such structures are design codes and wind tunnel tests. Limitations and disadvantages of these methods make numerical modeling studies more important. Recent advances in finite element methods, different boundary condition options and successful turbulence closures have facilitated highly accurate aerodynamic analysis of any type of geometry using high performance computers. In this thesis, aerodynamic analysis of the Osman Gazi Bridge deck has been performed for different wind velocities and different turbulence models. ANSYS CFX was used for numerical modeling as a quite reliable Computational Fluid Dynamics (CFD) software. Wind loads effect on bridge has been also evaluated in terms of traffic comfort and safety as well as structural safety.
As a result, it was detected that the bridge deck is exposed quite low wind resistance and it has a streamlined geometric design. In terms of traffic safety and comfort on the bridge, even at high speeds for long and large vehicles, it has understood that there is any risk of tipping over.