Batık duvar jeti etkisinde kazık ve taban etkileşiminin modellenmesi
The modelling of pile and bottom interaction under submerged wall jet effect
Yazar: AYŞE YÜKSEL
Danışman: PROF.DR. YALÇIN YÜKSEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde, gemi manevra kabiliyetinin ve makine gücünün artması ile gemiler kendiçabaları ile römorkör yardımı olmaksızın yanaşma yapılarına yanaşabilmektedirler. Bundandolayı, gemi pervanelerinden çıkan su jetleri deniz tabanında, navigasyon kanallarında,limanların eğimli kıyılarında ve rıhtım duvarları ile rıhtım kazıkları etrafında oyulmaya nedenolarak ciddi hasarlara neden olmaktadır. Bu nedenle gemilerin, yanaşma yapılarına yanaşmave ayrılmaları sırasında oluşturduğu su jetine ait hız dağılımlarının belirlenmesi tasarımcılariçin önemli bir problem haline gelmiştir.Bu çalışmada, batık dairesel jet akımının silindirik kazıklar etrafında meydana getirdiği hızdağılımının deneysel ve sayısal olarak belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu probleminçözümünde dört farklı jet durumu dikakte dikkate alınmıştır. Bunlar, a) Batık üç boyutludairesel serbest jet akımı, b) Batık üç boyutlu dairesel duvar jeti, c) Dairesel bir kazıketrafında batık üç boyutlu dairesel duvar jeti, d) Hareketli tabanda dengeye ulaşmış oyulmabölgesinde dairesel kazık etrafında batık üç boyutlu dairesel jet akımıdır. Araştırmada, üçfarklı Yoğunluk Froude Sayısı, Frd=12.16, Frd=13.68 ve Frd=15.21 dikkate alınmıştır.Bu çalışmada, ADV hız ölçer ile farklı durumlardaki jet akımlarına ait hız dağılımlarıbelirlenmiş ve literatürle uyum sağladığı görülmüştür. Sayısal modellemede, Realizable k ? ?türbülans modeli ve I=%10 türbülans şiddeti dikkate alınarak ilk üç jet durumu için eldeedilen çözümün oldukça iyi sonuç verdiği ve son jet durumu için ise en iyi sonucu verdiğibelirlenmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar düz tabanda ve oyulmuş tabanda kazık etrafındakitaban kayma gerilmesi dağılımlarının belirlenmesini sağlamıştır.Anahtar Kelimeler: Jet, yerel oyulma, ADV, türbülans modelleme, k ? ? türbülans modeli,FLUENT.

Abstract:
Nowadays, ships can berth and unberth under their own power with increasing shipsmaneuvering capability and high power engines. Because of this, propeller jet causes erosionat the navigation cahannels, seabed, the sloping banks of a harbour, quay walls and around thepiers and this causes serious damages to harbour structures. For this reason, to obtain the jetvelocity distribution besides the pile and quay walls when ships berthing and unberthingbecomes very important problem for the designers.In this study, it is aimed to determine the submerged circular jet velocity distribution around acylindirical pile experimentally and numerically. The problem was considered in four phases.These are; a) Submerged 3D circular free jet, b) Submerged 3D circular wall jet,c) Submerged 3D circular wall jet around a pile, d) Submerged 3D circular jet around a pile atthe equilibrium scour hole with the movable bed . In the research, three different densimetricFroude Numbers, Frd=12.16, Frd=13.68 and Frd=15.21, were considered.In this study, the velocity distributions were determined by Acoustic Doppler Velocimeter(ADV) for different jet cases and it was found that there is a good agreement between theexperimetal results and the literature. In the numerical solution, Realizable k ? ? turbulencemodel and turbulence intensity I=%10 showed closed agreement for the three cases and givedthe best results for the fourth case. The numerical results were used to obtain the variation ofbed-shear stress around the pile at the rigid bottom and the scour hole.Anahtar Kelimeler: Jet, local scour, ADV, turbulence modelling, k ? ? turbulence model,FLUENT