Küp bloklu düşük kretli taş dolgu dalgakıranların stabilitesi ve dalga iletimi
Stability and wave tranmission of low crested rubble mound cube armoured breakwaters
Yazar: FAHRETTİN SERHAT GÜMÜŞ
Danışman: PROF. YALÇIN YÜKSEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kıyı ve Liman Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Düşük kretli dalgakıranlar üstten aşmaya izin veren kıyı koruma yapılarıdır. Dalga enerjisinin önemli bir kısmını ileten düşük kretli dalgakıranlar bu sayede geleneksel dalgakıranlara göre daha stabil olabilmektedir. Bu sebeple düşük kretli dalgakıranlar geleneksel dalgakıranlara göre daha küçük taş boyutlarıyla inşa edilebildiği için geleneksel dalgakıranlara göre daha ekonomik ve daha çevre dostu bir çözüm olmaktadır. Ayrıca düşük kretli dalgakıranlar üstten aşmaya izin verdiği için dalga iletimi de önemli bir araştırma konusu olmaktadır. Bu çalışma kapsamında yapılan fiziksel model deneyleri Yıldız Teknik Üniversitesi''nin İnşaat Mühendisliği Bölümü'nün Hidrodinamik Araştırma Laboratuvarı'nda yapılmıştır. Düşük kretli dalgakıranların dalga iletiminde kret genişliği ve kret yüksekliği önemli değişkenlerdir. Bu çalışmada dalga kanalında modellenen düşük kretli dalgakıran örneklerinin kret genişliğine göre stabilite ve iletim performansı incelenmiştir. Kret yüksekliği ve sakin su seviyesi sabit tutulmuştur, üç ayrı kret genişliğinde, (4Dn, 7Dn, 10Dn), modeller aynı dalga koşullarında test edilmiştir. Dalgakıran modeline gelen belirgin dalga yüksekliği, modele gelen dalgalar ve modelden yansıyan dalgalar ayrıştırılarak elde edilmiştir. Deney sisteminde dalgakıran modeli arkasında yansımayı sönümlemek amacıyla 1:5 eğimli 70 cm yüksekliğe sahip pürüzlü pasif dalga sönümleyici yerleştirilmiştir. Deneylerde 15 farklı dalga koşulu test edilmiştir. Her test su altı kameralarıyla fotoğraf ve video alınarak kaydedilmiştir. Alınan görüntüler incelenerek stabilite analizi yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışma neticesinde düşük kretli dalgakıranların geleneksel dalgakıranlara göre daha stabil olduğu gözlemlenmiş ve koruma tabakası nominal çapı için bir azaltma faktörü önerilmiştir. Dalga iletiminde kret genişliğinin etkisinin çok büyük olduğu gözlemlenmiştir. Geçmiş yıllarda yapılan düşük kretli dalgakıranlarda dalga iletimi çalışmalarıyla bu çalışma karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda D'Angremond (1996) ile uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. D'Angremond (1996) ifadesinin bu deney koşullarına göre kalibrasyonu yapılarak yeni bir ifade önerilmiştir.

Abstract:
Low crested breakwaters are coastal protection structures that allow overtopping. Low crested breakwaters transmit a significant portion of the wave energy and are therefore more stable than conventional breakwaters. For this reason, low crested breakwaters can be constructed with smaller stone sizes than conventional breakwaters, making them a more economical and environmentally friendly solution than conventional breakwaters. In addition, since low crested breakwaters allow overtopping, wave transmission is also an important research topic. The physical model experiments in this study were conducted at the Hydraulics and Hydrodynamic Research Laboratory of the Civil Engineering Department of Yıldız Technical University. Crest width and crest height are important variables in the wave transmission of low crested breakwaters. In this study, the stability and wave transmission performance of low crested breakwaters modeled in the wave channel with respect to crest width were investigated. The crest height and still water level were kept constant, three different crest widths (4Dn, 7Dn, 10Dn) were tested under the same wave conditions. The significant wave height on the breakwater model was obtained by decomposing the waves incident on the model and the waves reflected from the model. In the experimental system, a rough passive wave absorber 70 cm height with a slope of 1:5 was placed behind the breakwater model to absorb the reflection. In the experiments, 15 different wave conditions were tested. Each test was recorded by taking photos and videos with underwater cameras. Stability analysis was performed by analyzing the images. As a result of the experimental study, it was observed that low crested breakwaters are more stable than conventional breakwaters and a reduction factor for the nominal diameter of the armour layer was proposed. It is observed that the effect of crest width on wave transmission is very large. This study was compared with previous studies on wave transmission in low crested breakwaters. As a result of the comparison, results consistent with D'Angremond (1996) were obtained. A new expression is proposed by calibrating the expression of D'Angremond (1996) according to these experimental conditions.