Pervane jet akımı etkisindeki deniz tabanı sediment hareketinin deneysel ve sayısal araştırılması
Experimental and numerical investigation of marine sediment movement under propeller jet effect
Yazar: CANSU ÖZYAMAN
Danışman: PROF. DR. SELİM ALTUN ; DOÇ. DR. MUSTAFA DOĞAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Limanlar = Ports ; Sayısal modelleme = Numerical modelling ; Çökelti taşınımı = Sediment transportation ; İnşaat mühendisliği = Civil engineering

Özet:
Rıhtım ve iskelelere yanaşma ve ayrılma esnasında gemi pervanelerinin oluşturduğu su jeti, deniz tabanını harekete geçirmekte ve liman yapısı etrafında oyulmalara yol açabilmektedir. Rıhtımlarda ve iskelelerde gemi pervane jetlerinin neden olduğu akım alanının incelenmesi, tabanda oluşan oyulmayı belirlemek açısından önem arz etmektedir. Bu tez kapsamında, gemi pervanelerinin oluşturduğu su jeti ve aşınabilir deniz tabanında meydana gelen yerel zemin hareketleri deneysel ve sayısal yöntemle araştırılmıştır. Literatürde bu konuda yapılmış çalışmalarda kullanılan taban malzemesi sıklıkla orta kumdur. Bu nedenle taban malzemesi olarak ince daneli kum ve silt seçilmiştir. Deneyler esnasında üç boyutlu noktasal akım hızı ölçüm cihazı (ADV) kullanılarak ölçülen üç boyutlu hız bileşenleri ile pervane dışarı akış hızı yeniden ifade edilmiştir. Silt ve çok ince kum özelliğindeki taban malzemeleri ile gerçekleştirilen deneyler sonucunda, maksimum oyulma derinliği ve zamana bağlı oyulma derinliğini veren denklemler sunulmuştur. ADV cihazının diğer bir özelliğinden yararlanılarak deneylerde askıda katı madde konsantrasyonu ölçülmüş ve ADV sinyal verileri ile deney alanından alınan kum-su çözeltilerinin konsantrasyon değerleri ilişkilendirilmiştir. Deneysel çalışmaların yanı sıra Flow 3D kullanılarak sayısal model çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları ile sayısal sonuçlar kıyaslandığında uyumlu sonuçlar elde edildiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The propeller jet generated by a ship propeller during berthing and unberthing from quays and piers initiates sediment transport and causes scour around the quay structures. Investigation of the flow area caused by ship propeller jets at docks and piers is important in terms of determining the local scour at the seabed. Within the scope of this thesis, the water jet formed by ship propellers and sediment movements on the seabed was investigated by experimental and numerical methods. The sediment type used in the literature is generally medium sand. For this reason, fine-grained sand and silt were used as a base material. During the experiments, the measured three-dimensional velocity components and the propeller efflux velocity were re-defined using a three-dimensional flow velocity measuring device (ADV). As a result of the experiments performed with silt and very fine sand, equations giving the maximum scour depth and time dependent scour depth were presented. By using another feature of the ADV device, the concentration of suspended sediment was measured in the experiments. Concentrations of the sand-water samples taken from the experiment area were correlated with the ADV signal data. In addition to the experimental studies, numerical model studies were also carried out using Flow 3D. When the experimental results and numerical results were compared, it was observed that results are in good agreement.