Büyük çaplı kazıklar etrafında pervane jeti etkisinde erozyon
Propeller jet erosion around large diameter piles
Yazar: ATA GÜNEŞER
Danışman: DOÇ. DR. YEŞİM ÇELİKOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Taşıma kapasitesini artırmak, son yıllarda deniz taşımacılığının öncelikli amacı olmuştur. Bu nedenle gemiler, yüksek yük kapasitelerine ulaşabilmek için daha büyük boyutlarda tasarlanmıştır. Bu ilerlemeler, limanlarda önemli değişikliklere yol açmıştır. Liman içindeki su derinlikleri zamanla artış göstermiş, rıhtım duvarları genişletilmiş ve ulaşım kanalları genişletme çalışmalarına tabi tutulmuştur. Ancak, modern gemilerdeki artan güç, limanlarda taban koruması sorunlarına neden olmuştur. Su jetleri, büyük ve güçlü pervaneler sayesinde oluşturulan akımlar nedeniyle seyir yollarında, deniz tabanında, liman şevlerinde ve rıhtım duvarları ile rıhtım kazıkları çevresinde önemli hasarlara yol açabilir.
Bu araştırmada, gemi pervane jetlerinin neden olduğu oyulma olayı, kum tabana yerleştirilmiş dikey silindirik bir kazık etrafında deneysel olarak incelenmiştir. Su jeti, gemi pervanelerinden çıkan akış, dairesel kesitli bir duvar jetine benzetilmektedir. Bu benzetme, deneylerin bir parçası olarak laboratuvar tankında gerçekleştirilmiştir. Deneyler, yatay bir kum tabanı üzerine yerleştirilen silindirik bir kazık üzerinde yapılmıştır. Deneylerde, 6.5 ve 10 cm çapında iki farklı pervane ve 10 cm çapında bir kazık kullanılmıştır. Pervaneler tabandan 10 cm açıklıkta yerleştirilmiş, kazık ise pervane ekseni dikkate alınarak pervaneden kazık çapının katları olacak şekilde farklı mesafelerde konumlandırılmıştır. Bu konumlarda kazık önündeki oyulma miktarları belirlenmiştir. Yoğunluk Froude sayısı ve pervane çapı arttıkça, kazık önünde oyulma derinliğinin arttığı, kazık ile pervane arasındaki mesafe arttıkça kazık önünde oyulma miktarının azaldığı görülmüştür. Kazık etrafında meydana gelen oyulmanın zamanla değişimi belirlenmiştir. Ayrıca oyulma profiline ait karakteristik uzunluklar belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Kazık, Oyulma, Pervane jeti, Pervane erozyonu, Açık tip rıhtım

Abstract:
In recent years, the primary purpose of maritime transport has been to increase the carrying capacity. For this reason, the ships have been designed in larger sizes and have reached high load capacities. This situation also had an effect on the ports, the depths inside the port increased over time, the quay walls were extended and the transportation channels were widened. As a result of the increase in power in modern ships, the ports started to have problems with the bottom protection. Water jets from larger and more powerful propellers change the flow structure and cause serious damage by causing scour on the sea floor, cruise lines, beveled shores of ports and around quay walls and pier piles.In this study, scour due to ship propeller jets around a vertical cylindrical pile placed on a sand base was investigated experimentally. The water jet from the ship's propellers is simulated as a circular wall jet. The experiments were carried out by considering the cylindrical pile placed on a horizontal and sand base created in the laboratory tank. Two different propellers with 6.5 cm and 10 cm diameters and 10 cm diameter piles were used in the experiments. The propellers were placed at a distance of 10 cm from the base, and the pile was positioned at different distances from the propeller, in multiples of the pile diameter, taking into account the propeller axis. At these locations, the amount of scour in front of the pile was determined. It was observed that as the density Froude number and propeller diameter increased, the scour depth in front of the pile increased and the amount of scour in front of the pile decreased as the distance between the pile and the propeller increased. The variation of the scour around the pile over time was determined. In addition, the characteristic lengths of the scour profile were determined.

Keywords: Pile, Scour, Propeller jet, Propeller erosion, Open type quay