Geometrik parametrelerin piyano tuşu savakların deşarj kapasitesi üzerine etkisinin sayısal ve deneysel analizi
The numerical and experimental analysis of the effect of the geometric parameters on the discharge capacity of the piano key weirs
Yazar: BURAK ÇEŞMECİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ İHSAN MARTI
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: ANSYS = ANSYS ; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) = Computational fluid dynamics (HAD) ; Savak = Weir

Özet:
Dolusavaklar su yapıları içerisinde önemli bir yer tutan, taşkın durumlarında önemli fonksiyonları olan hidrolik yapılardır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde açık kanallar üzerine yerleştirilen klasik (keskin kenarlı, geniş başlıklı) ve labirent savaklar ile ilgili bir çok çalışma bulunmaktadır. Literatürde yeni ve güncel bir savak tipi olarak yer alan Piyano Tuşu Savaklar (PKW) bu tez kapsamında çalışılmıştır. Piyano tuşu savaklar labirent tipi savakların geliştirilmiş ve değiştirilmiş versiyonudur. Bu çalışmada literatürde yer alan D tipi PKW için farklı geometrik parametrelerin değiştirilmesi ile deşarj verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bunun için savak yüksekliği (P), Savak genişliği (L), Giriş/Çıkış tuş genişliği (Wi/Wo), Giriş/Çıkış tuş eğimleri (Si/So) parametreleri üzerinde bir dizi nümerik analizler hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı olan ANSYS-Fluent programında çalışılmıştır. Tez kapsamında P=150 ve 200 mm, PK=Wi/Wo=1.00, 1.25, 1.50 ve L= 200, 300,400 mm boyutları kullanılarak savak yüksekliği, savak genişliği ve tuş genişliklerinin değişimlerinin farklı PKW modelleri arasında ve aynı savak yüksekliklerine sahip keskin kenarlı savaklar arasında karşılaştırma yapılmıştır. Analizler sonucunda akışlara ait su yüzü profilleri Akışkan Hacimleri Yöntemi (VOF) kullanılarak okunmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda en verimli savak modelinin ise Model 12'ye ait olduğu ve klasik (keskin kenarlı) savaklara göre de daha verimli olduğu görülmüştür.

Abstract:
Spillways are hydraulic structures that have an important place in water structures and have important functions in flood situations. When the studies are examined, there are many studies on classical (with sharp edges, wide head) and labyrinth weirs placed on open channels. Piano Key Weirs (PKW), which is a new and current type of weir in the literature, has been studied within the scope of this thesis. Piano key weirs are the improved and modified version of labyrinth type weirs. In this study, the effect of changing different geometric parameters on the discharge efficiency for D type PKW in the literature was investigated. For this, ANSYS-Fluent worked with the program that, a computational fluid dynamics (HAD) software, performs a series of numerical analyses on weir height (P), weir width (L), Entry/Exit key width (Wi/Wo), Entry/Exit key slopes (Si/So) parameters. In the scope of the thesis, using the values of P=150 and 200 mm, PK=Wi/Wo=1.00, 1.25, 1.50, and L= 200, 300,400 mm dimensions, the comparisons were made between the variations in weir height, channel width and key widths of different PKW models and between the sharp-edged weirs having same weir height. As a result of the analyses, the water surface profiles of the streams were read using the Fluid Volumes Method (VOF), and it was found that the most efficient sluice model belongs to Model 12.