Liman içi çalkantılarının fiziksel ve sayısal modellenmesi
Physical and numerical modeling of harbour oscillation
Yazar: MURAT KANKAL
Danışman: PROF. DR. ÖMER YÜKSEK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Fiziksel model deneyi = Physical model test ; Marinalar = Marinas ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks

Özet:
Bir limanın temel işlevi, gemilere güvenli demirleme imkânı sağlamak ve kara ile gemiler arasındaki yolcu ve yük alışverişini sorunsuz olarak gerçekleştirmektir. Limanların bu görevi yerine getirebilmeleri için, liman içerisinin belli bir sakinlik (korunaklılık) düzeyinde olması gerekmektedir. Limanlar için son derece önemli olan sakinlik düzeyi liman içi çalkantı çalışmaları ile belirlenmektedir.Bu çalışmada, örnek bir yat ve yük limanı için liman içi çalkantı değerleri, dalga yüksekliği, periyodu ve yönü, ana mendirek ve tali mendirek uzunlukları dikkate alınarak fiziksel bir modelle incelenmiştir. Fiziksel model verileri yapay sinir ağları (YSA) modeliyle irdelenmiştir. YSA modelinde deneme ve doğrulama aşamasında değerlendirilen veriler için MIKE 21 BW paket programı kullanılarak sayısal model gerçekleştirilmiştir.Bu çalışma yedi bölümden oluşmaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde konuyla ilgili daha önce yapılmış çalışmalar ile dalga mekaniği, sayısal model ve YSA ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, yapılan çalışmalar anlatılmıştır. Üçüncü bölümde, fiziksel model çalışmalarından ve bu çalışmaların verileri kullanılarak kurulan YSA modelinden ve sayısal modelden elde edilen bulgular verilmiştir. Dördüncü bölümde, YSA ve sayısal model verilerinin fiziksel model verileri ile karşılaştırılması, liman içinde çalkantı yüksekliklerinin dağılımı, değişkenlerin etki oranları ve sonuçların sınır değerlere göre analizi sunulmuştur. Beşinci ve altıncı bölümlerde sırasıyla çalışmadan elde edilen sonuçlar ve öneriler verilmiştir. Yedinci bölümde kaynaklar, eklerde ise değişkenlerin ortalama çalkantıya etkisini irdeleyen grafikler sunulmuştur.Çalışmada; liman içi çalkantıyı etkileyen en önemli parametrenin dalga yüksekliği olduğu sonucuna varılmıştır. Sayısal modelin YSA modelinden daha iyi sonuçlar vermesine karşın, elde edilen sonuçların birbirine yakın olduğu belirlenmiştir. Liman içi çalkantı çalışmalarında YSA ve sayısal modelin kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The fundamental functions of a harbour are to provide safe anchorage for vessels and to facilitate smooth transfer of passengers and cargo between vessels and land. In order to fulfill these functions, basins of harbours must be tranquil. The amount of harbour tranquility which is very important for harbours is determined by the harbour oscillation studies.In this study, by taking in the consideration of wave height, period and direction and main and secondary breakwater length; harbour oscillations are investigated in a physical model for both a yacht and a cargo harbour cases. The experimental results are evaluated by using the artificial neural networks (ANNs) model. The numerical model is performed by exploiting MIKE 21 BW software for the testing and validation data set in the ANNs model.The study comprises of seven chapters and appendices. In the first chapter, general knowledge about wave mechanics, the numerical model and the ANNs as well as a general literature review are presented. In the second chapter, the performed studies are given. In the third chapter, the results of experimental, numerical and ANNs models, which have been obtained from resulting data of physical model studies, are presented. In the fourth chapter, the comparison of the results of the physical model and numerical and ANNs model, the change of oscillations in the harbours, the impact values of variables, and also the analysis of experimental results with respect to the limit value are given. In the fifth and sixth chapter, the conclusions and recommendations of this study are given, respectively. In the seventh chapter, references are given. In the appendices, the figures which include the effect of variables on the average oscillations are presented.It has been concluded that, the most important parameter that affect the harbour oscillation is the wave height. Although the results of numerical model are better than those of the ANNs model, it is determined that the results of numerical and ANNs models are very closer. It is also concluded that numerical and ANNs model can be used on the harbour oscillation studies.