İstanbul Boğazı`nın sayısal modellenmesi ve tüp geçit kazısının boğaz hidrodinamiğine etkisi
Numerical modelling of bosphorus and effects of tube tunnel trench over bosphorus hydrodynamics
Yazar: BURAK AYDOĞAN
Danışman: PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tabakalı akımlar farklı yoğunluklara sahip akışkanların aynı akım alanında bulunması ile oluşan sistemlerdir. Tabakaların birbirlerinden ayrıldıkları yüzeylere arakesit yüzeyleri denir. Bu yüzeyler oldukça karmaşık akım yapısına sahiptir (üç boyutlu momentum alışverişi ve çok güçlü bir türbülans yapısı meydana gelir) ve derinlik boyunca akımın ve akışkanın özellikleri değişim gösterir. Tabakalı akımların yukarıdaki özelliklerinden dolayı modellemek oldukça zordur ve kullanılacak sayısal modelleme tekniği ile hazırlanacak yazılımların özellikleri sonuçlar üzerinde büyük etkilere sahip olabilir. Bu çalışmanın amacı İstanbul Boğazının hidrodinamiğinin üç boyutlu modellemesinin yanısıra boğaz tabanında açılacak bir hendeğin bu hidrodinamik yapıya olan etkisinin araştırılmasıdır. Sonlu farklar yaklaşımı ile k-s türbülans modelini çözebilen Mike3 yazılımı amaçlanan boğaz hidrodinamiğinin çözümünde kullanılmıştır. Hidrodinamik simülasyonlar üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada dikdörtgen kesitli düz bir kanalda çift tabakalı akım modellenmiş ve sonra tabanına akım yönüne dik yönde bir hendek açılarak kanal akımı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. İkinci, aşamada İstanbul Boğazının tabanında açılacak hendeğe ait akım yapısını veren sınır şartları oluşturulmuştur. Üçüncü, aşamada ise tüp geçit geçişinin yapılacağı bölge üzerinde hidrodinamik yapı incelenmiştir. Anahtar Kelimeler : Tabakalı akım, yoğunluk akımı, İstanbul Boğazı, türbülans model, Mike 3, Tüp geçit, hendek xıı

Abstract:
Stratified flows are systems which has different flows with different density in flow area. Layers are separated from each other by a plane that is called an interval plane. Interval plane has complex flow pattern (3D momentum exchange and very strong turbulence) and flow and fluids' features changes along the depth. Because of these properties of stratified flows, its modeling is very difficult and different numerical models and codes have big effect on the results. The aim of this study is, 3D hydrodynamic modeling of Istanbul Bosporus and to find the effect of a trench which is at the bottom of the Bosporus bed to the Bosporus' hydrodynamic. Mike 3 code that solves k-s turbulence model with finite difference method is used to solve hydrodynamic modeling of Istanbul Bosporus. Hydrodynamic simulations were done at three stages. At first stage, stratified flow is modeled in a uniform rectangular channel after that a trench placed to the bottom which is perpendicular the flow direction and the effect of this channel on the flow pattern is researched. In the second section, the boundary conditions for the Istanbul Bosporus model where the trench is applied at the bottom of the Bosporus are composed. In the third section, the hydrodynamic pattern of the area where the tube tunnel will be placed is studied. Keywords: Stratified flow, density current, Bosphorus, turbulence model, Mike 3, Tube tunnel, trench xm