Tuzla Kamil Abdüş Lagünü'nün hidrodinamik modeli ve simülasyonu
Hydrodynamic modeling and simulation of Tuzla Kamil Abdus Lagoon
Yazar: BANU TANSEL
Danışman: DOÇ. DR. ATA BİLGİLİ ; YRD. DOÇ. DR. HASAN KARABAY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Anahtar Kelimeler: Tuzla Kamil Abdüş Lagünü, Hidrodinamik Model, Lagrange Parçacık Yöntemi, Parçacık Optimizasyonu, Su kalitesi.Deniz kirliliği, ekolojik değerleri yüksek olan lagün sistemlerinin su kalitesini negatif yönde etkileyen önemli bir unsurdur. Bu tez çalışmasının amacı deniz kirliliğinden etkilenen lagün sistemlerinin, su kalitesi ile ilgili olarak acil eylem ve risk planlamasında kullanılacak bilimsel öngörüleri ortaya koyabilecek analizleri sunmaktır. İstanbul'un Tuzla ilçesinde bulunan Kamil Abdüş Lagünü'nün 2D hidrodinamik modellemesi oluşturulmuş ve akıntı alanları hesaplanmıştır. Bu akıntı alanlarına bırakılan ötelenme ve rastgele yürüyüş ile yayılıma uğrayan değişik sayıdaki Lagrange parçacığının, zaman içindeki konumları değişik rüzgâr ve gelgit koşullarında sayısal olarak hesaplanmıştır. Böylelikle deniz ve lagün arasındaki parçacık değişimlerinin, değişik koşullar altında simülasyonları yapılmış ve sonuçlar analiz edilmiştir. Hidrodinamik model sonuçlarına göre Şubat 2001 klimatolojisi altında lagünün güney ağzının denizden gelen parçacık taşınımı ile bir giriş, kuzey ağzının ise denize parçacık tahliyesi ile bir çıkış görevi üstlendiği gözlenmiştir. Simülasyon sonuçlarına bakıldığında lagünün kendisini temizleme süresi, kullanılan parçacık sayılarına göre önemli anlamda değişikler göstermektedir. Farklı parçacık sayıları (65.073, 299.771 ve 1.200.850) içeren koşular, 13 ile 23 işlemciden oluşan paralel bilgisayarlar kullanılarak yapılmış ve sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. İstatistiksel güvenilirliğin artan parçacık sayısı ile yükseleceği düşünülürse, Kamil Abdüş Lagünü'nün farklı parçacık sayıları ile denizden gelen kirlenme etkisinden 9.1 ile 12.6 gün arasında temizlenerek kurtulacağı gözlenmiştir. Buradan da anlaşılabileceği gibi parçacık izleme yöntemlerinde kullanılan toplam parçacık sayılarının sonuçlar üzerindeki etkisinin önemi büyüktür.

Abstract:
Keywords: Tuzla Kamil Abdüş Lagoon, Hydrodynamic Model, Lagrangian Particle Method, Particle Optimization, Water Quality.Sea pollution is an important factor that negatively affects the water quality of lagoon systems with high ecological values. The aim of the study is to present analyses which could establish the scientific evidences used in urgent action and risk planning regarding the water quality of lagoon systems affected by sea pollution. 2D modeling of Kamil Abdus Lagoon in Tuzla County of Istanbul, and stream fields were determined. Locations of different numbers of Lagrange particles, left in these stream fields and dispersed by random walks and shifts were determined under different wind and tidal conditions in times. Thus, simulation of particle exchanges between sea and lagoon was performed and the obtained results were analyzed. According to the results of hydrodynamic modeling, southern mouth of the lagoon was observed to function as an inlet through the accumulation of particles from sea in the climatology of February 2001, while the northern mouth assumed the role for discharging particles. Simulation results demonstrated that self-clearing time of the lagoon showed highly significant differences depending on the number of particles in use. Conditions including different particle numbers (65.073, 299.771 and 1.200.850) were carried out using parallel computers with 13 and 23 processors, and the results were compared. Considering the fact that statistical reliability is increased with high particle numbers, it is observed that Kamil Abdus Lagoon is cleaned from the pollution effect of sea origin with different particles between 9.1 and 12.6 days. As can be concluded, the total number of particles used in the particle monitoring methods has a highly significant effect on the results.