BATIK YATAY JETLERİN NÜMERİK İMÜLAYONU Yrd.Doç. Dr. Msafa Günal Arş. Gör. Aaç Güen Gazianep Üniersiesi Gazianep Üniersiesi İnşaa Müh. Bölümü İnşaa Müh. Bölümü 73 Gazianep 73 Gazianep gnal@ganep.ed.r agen@ganep.ed.r Tel : 34 36 /4 Tel : 34 36 /43 Fa : 34 36 7 Fa : 34 36 7 GİRİŞ Hidroli apıların çıışında, öprü bacaları ciarında e açı anallar bonca medana gelen loal erozon hidroli mühendisliğinin en önemli problemlerinden biridir. Hidroli apıların ciarında e çıışında olşan loal erozonn ahmini e onrolü b apıların dizan aşamasında önemli rol onamaadır. Türbülanslı sn şiddeli eisi hidroli apıların emellerinin azılmasına e nihaeinde onarılamaz hasarlara neden olan üse oranda erozona neden olr. Loal erozon birço araşırmaa on olmşr, ii e üç bol ürbülanslı jelerin medana geirdiği erozonla ilgili ço saıda ana ardır (Karim e Ali, ). Loal erozonn armaşı apısından dolaı lieraürde loal erozon üzerine olan çoğ çalışma deneseldir. Faa aın zamanda, özellile bilgisaar dünasında aşanan önemli gelişmelerden sonra loal erozonn nümeri modellemesi ço hızlı gelişmişir. Nümeri çalışmalar, denesel çalışmalara nazaran daha cz e daha az zaman almaadır. Bölece araşırmacılar, laboraar oramında apılan zn süreli denesel simülasondansa, aşınabilir abanlar üzerinde olşan ürbülanslı aımları nümeri modellemee önelmişlerdir. ÇALIŞMA YÖNTEMİ B maale, baı jein medana geirdiği loal erozon sonnda olşan aımın modellenmesini anlamaadır. Modelde llanılan aban profili lieraürdei denesel ölçümlerden alınmışır (Karim e Ali, ). B aban profili üzerinde baı jein medana geirdiği aımın, oralama hız e ürbülans değerlerinin ahmin edilmesi için - ürbülans
modeli, sınır ml oordina sisemi llanılara çözüldü. Türbülans nicelileri için ii bol sürelili, momenm e ranspor denlemleri onl Hacim Meod ile çözüldü. Hesaplama işlemleri için IMPLE algoriması dlandı. Düzgün didörgen olmaan aşınmış aban e baı aa je nüfz alanı, düzgün dörgen olan hesaplama nüfz alanına dönüşürülmüşür. Şeil de göserilen 7 grid düzeni llanılmışır. Şeilden de olaca görüleceği gibi hesaplama nüfz alanı daima didörgendir. Bölece modellemede llanılan denlemleri disriize eme daha ola olor. Daha da önemlisi sınır oşlları, sınır hücrelerinde hiçbir inerpolason gereirmeden çözümlenebilior. İerason amaçlı hesap işlemleri için Forran Programı llanılmışır. B nümeri çalışmada llanılan - ordina sisemindei genel momenm e aşınım denlemi aşağıda erilmişir. ), ( = σ σ () Denlem ' de :,, e bağımlı değişenlerinden herhangi birini emsil emee. e sırasıla e önlerindei zamana bağlı hız bileşenlerini; e sırasıla belli zaman aralığına ai oralama ürbülans inei enerji e inei enerjinin difüzonn emsil emeedir. σ Tablo de erilen bir asaı; υ ise ürbülans isosiesini emsil emeedir. Bağımlı değişenlere ai bağınıları aşağıda erilmeedir : = p 3 ρ () = p 3 ρ (3) = G- (4) = C G C (5)
= Cµ (6) Brada p* mla basınç, G ise aşağıdai denlemde erilmişir. G = (7) Yarıdai denlemler sınır ml ordina sisemine çerilmiş e Şeil de erilen ξ,η ordina siseminde Frode saısı, Fr=.78 e Baılı asaısı =.86 için çözülmüşür. Fizisel hesaplama alanı.8.6.4. h/ -. -.4 -.6 -.8..4.6.8..4 /.9.8.7.6.5 Fizisel hesaplama alanı η.4.3....4.6.8..4 Şeil. 7 Grid düzeni ( F =.78 and =.86.) ξ
BULGULAR Aşınabilir abanlar üzerinde olşan loal erozon belli bir süre sonra denge drmna aşmaadır. Denge drmna erişildien sonra aımın oralama araerisileri değişmemeedir. B drm lieraürde birço çalışmada gözlemlenmişir ( Ni Hassan e Naraanan (985), Ali e Lim (986), Karim e Ali () s.) B nümeri çalışmada da belirli saıdai ierasondan sonra denge drm gözlenmişir. Şeil., F =.78 e =.86 için hız eör alanını gösermeedir. aağın hemen mansap ısmında serbes je olşm olaca gözlenebilir. Maimm erozon derinliği bölgesinde ise ers önde aım ile dar jei olşm görülmeedir. Erozon profilinin mansap ısmında ise ipi bir je olşm gözlenmişir..8.6.4. (m) -. -.4 -.6 -.8.78 m/s..4.6.8. (m) Şeil. Çözümlenen hız eör alanını (F =.78 e =.86). B çalışmadan elde edilen e değerleri lieraürdei nümeri e denesel sonçlarla arşılaşırılmışır. Elde edilen sonçlar lieraürdei sonçlarla ço ii bir m sağlamaadır.
KAYNAKLAR. Ali, K.H.M. and Lim,.Y., (986). Local scor cased b sbmerged erical gaes. Proc. Insn Ci. Engrs, Par, 67-645. Karim, O.A. and Ali, K.H.M., (). Prediciion of flow paerns in loacl scor cased b rblen waer jes. Jornal of Hdr. Res., 38(4), 79-87. 3. Ni Hassan, N.M.K. and Naraan, R., (985). Local scor downsream of apron. Jornal of Hdr. Engineering, (), 37-385.