Farklı kuyruk suyu akımlarında meydana gelen baraj yıkılmasının sayısal modellenmesi
Numerical modeling of dam break occurring in different tailwaterflows
Yazar: GALİP SİPAHİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZİRE GÖKSU SOYDAN OKSAL
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında farklı memba ilk rezervuar derinliği/mansap kuyruk suyu derinliği (α = ht/h0; α=0.10, α=0.20, α=0.40) durumlarında meydana gelen baraj yıkılmasının sayısal modellemesi yapılmştır. Baraj yıkılması neticesinde oluşan şok dalgası hareketlerini idare etmekte olan temel denklemlerin sayısal hesaplanmasında sonlu hacimler yöntemine göre hesap yapan ANSYS-Fluent programı, su-hava arakesitinin tespit edilmesinde VOF (Volume of Fluids Method - Akışkan Hacimleri Yöntemi) metodu kullanılmıştır. Sayısal modelemede MKW (Modifiye k-ω Modeli), RKE (Realizable k-ε Türbülans Modeli), RSM (Reynolds Stress Türbülans Modeli) türbülans modelleri kullanılmıştır. Bu türbülans modellerinin başarısı OKH (Ortalama Karesel Hata) ve OMGH (Ortalama Mutlak Göreceli Hata) değerlerine göre tespit edilmiştir. Baraj yıkılması sonucunda oluşan şok dalgasının su yüzü profilleri α=0.10, α=0.20, α=0.40 durumları için sayısal ve deneysel olarak karşılaştırılmştır. Karşılaştırma sonucunda diğer türbülans modelerine göre RSM (Reynolds Stress Türbülans Modeli)'nin kısmende olsa daha başarılı model olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca farklı α = ht/h0 durumları ve farklı zamanlar için MKW, RKE, RSM türbülans modelleri ile elde edilen sayısal basınç dağılımları ve sayısal hız vektörleri incelenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: ANSYS, baraj yıkılması, MKW, RKE, RSM. 

Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Nazire Göksu SOYDAN OKSAL, Mersin Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Mersin.

Abstract:
In this thesis study, numerical modeling of dam break occurring in different upstream first reservoir depth / downstream tail water depth (α = ht/h0; α = 0.10, α = 0.20, α = 0.40) cases was carried out. ANSYS-Fluent program which works according to the finite volume method, was used in the numerical solution of the basic equations that manage the wave movements resulting of the dam break and VOF (Volume of Fluids Method) was used in the determination of the water-air interaction. MKW (Modified k-ω Model), RKE (Realizable k-ε Turbulence Model), RSM (Reynolds Stress Turbulence Model) turbulence models were used in the numerical model. The success of these turbulence models was determined according to OKH (Mean Square Error) and OMGH (Mean Absolute Relative Error) values. The water surface profiles of the wave resulting from the dam break were compared numerically and experimentally for the cases α = 0.10, α = 0.20, α = 0.40. As a result of the comparison, it was determined that RSM (Reynolds Stress Turbulence Model) was at least partially more successful than other turbulence models. Additionally, numerical pressure distributions and numerical velocity vectors obtained by MKW, RKE, RSM turbulence models for different α = ht/h0 situations and different times were examined.

Keywords: ANSYS, dam break, MKW, RKE, RSM. 

Advisor: Assist. Prof. Dr. Nazire Göksu SOYDAN OKSAL, Mersin Üniversity, Instıtute of Natural and Applied Sciences Department of Civil Engineering, Mersin.